книги / Технические средства автоматизации химических производств

Рис. 8.1. Техническая структура комплекса средств „Центр**

Комплекс „Центр” обеспечивает переход от малоэффективного контроля работы ТОУ по показаниям вторичных приборов щитовых систем к контролю объекта по отклонениям координат с помощью развитой системы сигнализации. При этом технологическая сигнализа­ ция обнаруживает отклонения регулируемых координат от номиналь­ ных значений в пределах 2 - 10% от шкалы датчика, а аварийная сигнализация выявляет отклонения переменных за предельно допус­ тимые (для безопасной работы ТОУ) границы. Для наиболее ответст­ венных координат используют одновременно технологическую и аварийную сигнализацию. При появлении сигнала о нарушении опера­ тор определяет факт, место и знак отклонения и с помощью средств вызывного контроля и регистрации получает необходимую информа­ цию об отклонившейся координате или о контуре регулирования и связанных с ними параметрах.

Техническая структура комплекса „Центр” представлена на рис. 8.1. Информацию о работе ТОУ собирают с помощью датчиков и в виде сигналов у \9у%у Уз вводят в ПАК. Сигналы пневматических датчиков расхода у\ поступают предварительно в блок корневых преобразова­ телей БКП-20; сигналы пневмодатчиков давления или уровня у2

202

вводят непосредственно в устройство непрерывного контроля (УНК); выходные сигналы уз датчиков температур (термопар) предварительно пропускают через нормирующие преобразователи и электропневмо­ преобразователи ЭПП (последние в состав ПАК не входят). УНК обес­ печивает непрерывную регистрацию важнейших координат и регист­ рацию по вызову вспомогательных параметров на вторичных двухза­ писных приборах ПВ4.3Э. Кроме того, УНК размножает сигналы у\ - у3 к пультам контроля и управления (ПКУ), блокам обнаружения откло­ нений типа БОВ-202М и БОВ-401, блокам регуляторов (БР) и устройству „Авторегистратор”.

Пульт ПКУ является основным рабочим местом оператора, на его мозаичной наборной мнемосхеме ТОУ содержатся следующие органы контроля и управления:

прибор показывающий многоканальный типа ППМ-20П, обеспечива­ ющий одновременный вызывной контроль сигнала у и его номинала Н (в абсолютных величинах), и командных сигналов к ИМ при автомати­ ческом и дистанционном управлении (ДУ);

гнезда вызова (В) для оперативного подключения с помощью переносного штеккера той или иной координаты к прибору ППМ-20П;

сигнализаторы отклонений координат - технологические (СТ) и аварийные (СА);

задатчики номинала (3^) для формирования заданий АСР и задатчи­ ки (Зду) дистанционного управления ИМ;

переключатели режимов А- Р для перевода АСР в автоматический или ручной режим функционирования;

кнопка квитирования сигнализации (КС) для перевода мигающего светового сигнала технологической (СТ) или аварийной (СА) сигнали­ зации в режим спокойного свечения до момента ликвидации отклоне­ ния.

Пульт ПКУ обеспечивает возможность вызывного контроля до 60 координат, 30 из которых могут быть регулируемыми. Размещенная на нем мнемосхема представляет собой упрощенное изображение техно­ логической схемы ТОУ и компонуется из унифицированных ячеек размером 40х 40 мм (число ячеек по горизонтали 24, по вертикали - 16). Фрагмент мнемосхемы изображен на рис. 8 .2 .

Вызов той или иной координаты на прибор ППМ-20П осуществляют установкой штеккера в гнездо В с соответствующим адресом. При этом происходит открытие четырех нормально замкнутых клапанов ПЗКД модуля М222 (рис. 8.3), к каждому из которых подведены сигнал у, номинал Н, командное давление регулятора к ИМ и выход задатчика ДУ. Эти сигналы поступают через клапаны в соответствующие коллек­ торы (КП, КН, КИМ и КДУ) и далее - к измерительным узлам (ИУ) прибора ППМ-20П.

Вызов необходимой абсолютной шкалы на прибор ППМ-20П проис­ ходит следующим образом. Сигналы вызова В координат, имеющих одну и ту же абсолютную шкалу, коммутируют с помощью клапанов типа ПЗК.5 модуля М342 по схеме „ИЛИ” к одному из 20 управляющих

203

входов прибора ППМ-20П. Каждому управляющему входу прибора соответствует своя абсолютная шкала координаты и номинала. Шкалы представляют образующие барабана (Б), жестко связанного с валом электродвигателя (ЭД). При вызове координаты ЭД до того момента, пока в лицевой прорези прибора не появится абсолютная шкала, соответствующая контролируемой координате. Одновременно ЭД вращает подвижный контакт искателя и при достижении им непод­ вижного контакта, соответствующего контролируемой координате, узел выбора шкалы (УВШ) формирует сигнал на размыкание цепи питания ЭД. При этом узлы ИУ перемещают стрелки „координата (параметр)” и „номинал” вдоль выбранной абсолютной шкалы.

Контроль сигналов ДУ и ИМ осуществляют по двухстрелочному манометру (М).

Блок регуляторов БР формирует командные воздействия на ИМ. В состав блока входят до 20 ПИ-регуляторов ПР3.31 (шифр блока БР-ПИ-20). Типовая схема управления АСР, реализованной на базе пульта ПКУ и регулятора блока БР, представлена на рис. 8.4. В автома­ тическом режиме переключатель Щ находится в положении „А”, и его выходной сигнал равен нулю. Пневматический регулятор ПР по сигна­ лам у и Н, поступающим от датчика и задатчика Зн, вырабатывает командные воздействия на ИМ. При переводе АСР в режим ручного управления оператор вручную устанавливает задатчиком Зду его выходной сигнал ДУ, равный давлению на выходе ПР. Затем оператор переводит переключатель П1 в положение „Р” и вводит сигнал „1” в ПР и клапан КЛ. При этом ПР отключается от линии ИМ, которая безударно подсоединяется к выходу задатчика Зду. В дальнейшем положении ИМ определяет давление на выходе Зду.

Устройство „Авторегистратор” выполняет цифровую регистрацию координат и их номиналов в относительных единицах. Устройство содержит стойку АР-С и до четырех связанных с ней приставок АР-П с печатающими или перфорирующими блоками.

8.3. Пневматический агрегатный комплекс „Центр-Логика”

Агрегатный комплекс пневматических средств „Центр-Логика” [35, 36] предназначен для автоматизации непрерывно-периодических и периодических химико-технологических процессов.

В функциональном и техническом отношении он является развити­ ем комплекса „Центр”. Помимо типовых функций централизованного контроля и регулирования, реализуемых ПАК „Центр”, комплекс „Центр-Логика” выполняет следующие специфические функции управления периодическими ТОУ: автоматическое управление ТОУ в соответствии с заданной циклограммой; полуавтоматическое (поопе­ рационное) управление путем перехода от одной операции к другой по команде оператора; индикацию номера выполняемой в данный момент операции; аварийную сигнализацию неисправности двухпозиционных ИМ; защиту от возникновения недопустимых комбинаций положений двухпозиционных ИМ.

206

Типовой алгоритм контроля и управления периодическим ТОУ сводят в общем случае к следующим операциям:

периодическое (циклическое) во времени выполнение ряда техно­ логических операций, характеризуемых определенными комбинаци­ ями положений ИМ;

контроль на каждой из операций фактических положений ИМ, их соответствия заданным положениям, соответствия текущих значений координат их номинальным значениям, соответствия фактической продолжительности операции заданному времени;

переход к последующей по технологическому циклу операции проводят путем задания новой комбинации положений ИМ и осущест­ вляют после выполнения предыдущей операции;

переход к последующему периоду после окончания предыдущего осуществляют либо автоматически, либо по команде оператора.

В зависимости от требований к надежности контроля и управления ТОУ используют один из трех вариантов технической структуры комплекса.

Комплекс „Центр-Логика” .автономного • управления. Этот вариант ПАК (рис. 8.5, а) предусматривает одновременное и автономное управ­ ление каждым из агрегатов, функционирующих в составе ТОУ. Задан­ ную циклограмму автоматического программного управления реали­ зуют блоки операций Б5.1.1 или Б5.1.2 (первый обеспечивает возмож­ ность проведения до 36 операций при управлении до 30 двухпозици­ онными ИМ, второй - до 10 операций при управлении до 10 ИМ). На каждой из операций блок Б5.1.1 (Б5.1.2) формирует в соответствии с циклограммой команды, которые проходят к ИМ соответствующего агрегата через следящие переключатели (СП), расположенные на пульте контроля и управления БЗ.5.10 (каждому агрегату также соответствует свой пульт).

Переключатель СП в режиме автоматического управления, задава­ емом кнопкой КАУ пульта, повторяет командный сигнал блока опера­ ций. При переходе в режим дистанционного управления, задаваемый кнопкой КДУ пульта, снимается сигнал задания автоматического режима; после этого выходной сигнал СП запоминается и остается постоянным при изменении сигналов блока операций. В дальнейшем выходной сигнал СП может быть изменен только путем воздействия на ручку его управления. В режиме дистанционного управления она служит органом, с помощью которого оператор переключает двухпо­ зиционный ИМ.

На каждой технологической операции оператор с помощью цифро­ вых индикаторов ИНО и ИВР получает соответствующую информацию о номере операции и о времени, прошедшем с момента ее начала. Одновременно контролируют правильность положений всех управля­ емых двухпозиционных ИМ и факт достижения определенными коор­ динатами заданных граничных значений. Правильность положения каждого двухпозиционного ИМ контролируют блоки обнаружения отклонений БЗ.2.2 путем сравнения командных сигналов, поступаю­ щих от СП и ИМ, с сигналами, приходящими от установленных на ИМ

2 0 7

конечных выключателей открытого и закрытого положений (сигналы КВО и КВЗ).

Достижение координатами заданных на данной операции граничных значений контролируют блоки обнаружения отклонений БЗ.2.1. В них поступают сигналы от аналоговых датчиков (ДА) и командные сигналы выбора координаты (параметра) аналогового (ВПА) блока операций Б5.1.1; в результате в блоке БЗ.2.1 происходит выбор контролируемых на данной операции координат. Выбранные координаты сравнивают с заданными граничными значениями и при достижении ими всех граничных значений блок БЗ.2.1 формирует сигнал К1.

Аналогичным образом на каждой операции в блоке БЗ.2.2 по коман­ дам выбора координаты (параметра) дискретной (ВПД), формируемым блоком операций Б5.1.1, контролируют сигналы, поступающие от дискретных датчиков (ДД).

Переход на следующую технологическую операцию производят командой К, формируемой блоком БЗ.2.2 при выполнении следующих условий: 1) все двухпозиционные ИМ заняли положения, заданные для текущей операции, т.е. от конечных выключателей ИМ, которые должны быть открыты или закрыты, поступают сигналы КВО или КВЗ; 2) все аналоговые и дискретные координаты, контролируемые на данной операции, достигли заданных граничных значений.

Во время переключения любого ИМ из одного крайнего положения в другое включается мигающим светом соответствующий сигнализатор

(С). Мигание снимают нажатием кнопки квитирования сигнализации (КС), после чего сигнализатор С горит ровным светом до момента установки ИМ в требуемое положение.

Для каждой аналоговой или дискретной координаты контролируют момент достижения заданного значения. Соответствующие временные установки ВКА и ВКД формируются в блоке операций Б5.1.1. Если какая-либо координата не достигла за установленный отрезок време­ ни заданной границы, блоки БЗ.2.1 или БЗ.2.2 вырабатывают аварий­ ный сигнал, включающиймигающим светом соответствующий сигнали­ затор СА или СД. Мигание снимают кнопкой квитирования КС.

При возникновении любого нарушения в заданной программе по команде общей сигнализации (СО), формируемой блоком Б5.1.1, включается общий сигнализатор, расположенный в блоке Б5.5.1. Оператор может приостановить проведение программы нажатием кнопки „Стоп”, после чего автоматический переход на следующую операцию не произойдет даже при выполнении всех необходимых условий завершения текущей операции. Нажатием кнопки ВЦП („впе­ ред по циклу”) оператор может перейти на следующую операцию, не дожидаясь окончания предыдущей. Кнопкой „Сброс” оператор в любой момент времени устанавливает исходную, нулевую операцию.

Блок контроля БЗ.4.1 содержит 6 двухзаписных пневматических приборов ПВ4.33, с помощью которых непрерывно регистрируют аналоговыекоординаты.

Комплекс „Центр-Логика” параллельного управления. Такой комплекс (рис. 8.5,б) предназначен для автоматизации группы одно-

2 0 9

типных агрегатов, которые в режиме автоматического программного управления допускают параллельное и независимое друг от друга управление, а в ручном режиме управляются только поочередно, с общего сенсорно-моторного поля. (Это существенно сокращает для оператора фронт обслуживания и уменьшает необходимые размеры операторского помещения). В этой структуре число блоков операций Б5.1.1 (Б5.1.2) определяется числом автоматизируемых агрегатов; число блоков обнаружения отклонений БЗ.2.1, БЗ.2.2 и блоков конт­ роля БЗ.4.1 зависит от суммарного количества координат ТОУ; пульт БЗ.5.10 является общим для группы агрегатов. Кроме того, в комп­ лексе используют блоки дискретной памяти БЗ.7.1, число которых зависит от суммарного числа ИМ на всех агрегатах. Для группы агрега­ тов применяют блок сигнализации Б5.5.1, а на пульте управления БЗ.5.10 дополнительно установлены клеммы вызова агрегатов (ВА).

Блок операций Б5.1.1 выполняет в основном те же функции, что и в первом варианте. Отличие состоит в том, что его связи с пультом БЗ.5.10 устанавливаются при вызове с помощью клемм ВА. Поскольку пульт является общим для группы агрегатов и подключается к любо­ му из них по вызову оператора, дискретные сигналы ИМ1, посылаемые к ИМ вызванного агрегата, запоминаются при работе пульта с другим агрегатом. Операция запоминания реализуется в блоках БЗ.7.1, кото­ рые дополнительно контролируют положения двухпозиционных ИМ. Блок сигнализации Б5.5.1 содержит аварийные сигнализаторы (по числу агрегатов), показывающие неисправности: неправильное поло­ жение ИМ или отклонение координаты от заданных границ. Эти сигна­ лизаторы включаются сигналами СО, поступающими от блоков опера­ ций.

Комплекс „Центр-Логика” группового управления. Этот вариант технической структуры комплекса „Центр-Логика” (рис. 8.5, в) ориен­ тирован на управление группой однотипных агрегатов, дистанционное ручное и автоматическое программное управление которыми можно реализовать поочередно по вызову оператора.

В этой структуре ПАК общий на группу агрегатов блок операций Б5.1.1 (Б5.1.2) подключают к любому из них по вызову для реализации на этом агрегате заданной циклограммы. Другие агрегаты группы в это время находятся в каком-либо стационарном режиме: „работа”, „резерв” и т.п. Режим работы выбранного агрегата задает оператор с пульта БЗ.5.10 кнопками задания режима (КР), сигналы которых запоминают блоки режима БЗ.6.1, подключаемые к КР сигналами ВА. Сигнал задания программного управления (ПУ) на каком-либо агрега­ те с выхода БЗ.6.1 подключает соответствующие этому агрегату блоки БЗ.2.1, БЗ.2.2 и БЗ.7.1 к блоку операций Б5.1.1, который начинает реализовывать заданную циклограмму. После ее выполнения агрегат автоматически включают в заданный стационарный режим, например режим „работа”. Нажатием на одну из кнопок КР оператор может перевести агрегат в другой стационарный режим, например режим „резерв”.

Заданные на агрегатах режимы управления индицируют с помощью

210