Система автоматического управления процессом оборотного водоснабжения на производстве

дипломная работа

2. Описание системы оборотного водоснабжения как объекта автоматического управления

Автоматизация является одним из важнейших факторов роста производительности труда в промышленном производстве. Непрерывным условием ускорения темпов роста автоматизации является развитие технических средств автоматизации. К техническим средствам автоматизации относятся все устройства, входящие в систему управления и предназначенные для получения информации, ее передачи, хранения и преобразования, а также для осуществления управляющих и регулирующих воздействий на технологический объект управления.

Развития технологических средств автоматизации является сложным процессом, в основе которого лежат интересы автоматизируемых производств потребителей, с одной стороны и экономические возможности предприятий - изготовителей с другой. Первичным стимулом развития является повышение эффективности работы производств - потребителей, за счет внедрения новой техники могут быть целесообразными только при условии быстрой окупаемости затрат. Поэтому критерием всех решений по разработкам и внедрению новых средств, должен быть суммарный экономический эффект, с учетом всех затрат на разработку, производство и внедрение. Соответственно к разработке, изготовлению следует принимать, прежде всего, те варианты технических средств, которые обеспечиваю максимум суммарного эффекта

Система автоматического управления - это совокупность объекта управления (управляемого технологического процесса) и управляющих устройств, взаимодействие которых обеспечивает автоматическое протекание процесса в соответствии с заданной программой. При этом под технологическим процессом понимается последовательность операций, которые необходимо выполнить, чтобы из исходного сырья получить готовый продукт. В случае процесса оборотного водоснабжения готовым продуктом является охлажденная вода с заданными параметрами (температура, давление и т.д.), а сырьем - наружный воздух, отработанная вода, которая попадает на повторную обработку, электроэнергия и др.

В основу функционирования системы автоматического управления процессом оборотного водоснабжения, как и любой системы управления, должен быть положен принцип обратной связи (ОС): выработка управляющих воздействий на основе информации об объекте, полученной с помощью датчиков, установленных или распределенных на объекте.

На ОАО «Вологодский оптико-механический завод» применяется система оборотного водоснабжения, в которой применяются для охлаждения оборотной воды брызгально - эжекционная градирня. Данный технологический процесс не автоматизирован и запускается непосредственно с началом производственных процессов, где необходимо применение охлажденной воды.

Автоматизация технологического процесса охлаждения воды может быть:

– частичной (с функциями частотного регулирования, мониторинга и дистанционного управления);

– полной (автоматическое регулирование и управление без непосредственного участия человека).

Частичная автоматизация технологического процесса, предполагающая использование программируемого логического контроллера, обеспечивает:

– реализацию функции сбора данных;

– выработку управляющих воздействий;

– поддержание оптимального режима с целью минимизации энергетический затрат на эксплуатацию основного энергопотребляющего оборудования (в основном насосы, насосные станции);

– диагностику и прогнозирование неисправностей теплотехнической и электромеханической частей системы.

Полная автоматизация технологического процесса охлаждения воды предполагает:

– комплекс мероприятий по переоснащению оборудования технологического процесса устройствами защиты и/или диагностики;

– замену существующих исполнительных механизмов и контрольно - измерительных приборов и аппаратуры (КИПиА) на новые, которые позволяют производить мониторинг, диагностику и управление в реальном времени без участия человека.

Основным звеном в такой системе тоже является программируемый логический контроллер, связанный с верхним уровнем системы и обеспечивающий:

– автоматическое управление всеми технологическими процессами;

– передачу измеренных значений физических величин на АРМ (автоматизированных рабочих мест) диспетчеров автоматизированных систем управления технологическим процессом (АСУ ТП);

– защиту и блокировку оборудования и исполнительных механизмов;

– предупредительную и аварийную сигнализацию.

Полная автоматизация технологического процесса связана с реализацией функций регулирования, мониторинга, диагностики и управления. Она позволяет не только добиться высоких показателей эффективности производства охлажденной воды и снизить затраты электроэнергии, но и увеличить срок службы оборудования и повысить безопасность технологического процесса.

Систему оборотного водоснабжения любого предприятия в общем случае можно представить состоящей из следующих компонентов:

– промышленные потребители, использующие оборотную воду для охлаждения машин, аппаратов и рабочих сред;

– насосные станции с системой водоподготовки для обеспечения циркуляции воды в системе;

– охладительные установки (градирни);

– устройства очистки;

– запорно - регулирующая арматура.

Так как применяемая на производстве градирня (и сама система водооборота в целом) не имеет вентиляторов, а также будем учитывать, что пользование насосными станциями не изменилось, то основное место в системе будет занимать регулирующий клапан с заслонкой на подающем трубопроводе. Следовательно, в нашем случае, именно регулирующий клапан с заслонкой является объектом управления, т.е. при непосредственном влиянии на заслонку (угол открытия) меняется объем проходящей по трубе нагретой воды, соответственно изменяется объем воздуха эжектируемый внутрь градирни этой водой - вместе с этим увеличивается площадь контакта воды и воздуха, таким образом, происходит охлаждение нагретой технической воды. Т.е. система функционирует. Но также следует отметить, что в данной системе, мы управляем лишь параметрами температуры воды, и не рассматриваем прочие происходящие процессы в системе (например, тепломассообмен внутри самой градирни).

Функциональная схема САУ оборотного водоснабжения приведена в приложении Б.

Делись добром ;)