Техника рабочего проектирования систем автоматизации химико-технологических процессов

•  световой поток - без пульсаций - для чего должно быть осуществлено поочередное подключение ламп к разным фазам.

3. По надежности электроснабжения питание рабочего освещения следует относить к I категории, а питание освещения безопасности должно относиться к особой группе I категории надежности ПБ 09-540-03 (п. 7.8).

В качестве 3-го независимого источника  используют источник бесперебойного питания (ИБП), рассчитанный на обеспечение  энергией безаварийной остановки технологической  установки, а также аварийного освещения  на 1 час.

4. Для освещения операторной  применяют люминесцентные источники света. Наименьшая рабочая освещенность:

• 300 лк в операторной (то же относится и к защитовому пространству);

• 400 лк в помещении для работы с дисплеем.

 

 

 

 Устройство заземления.

Для операторной (контроллерных) предусмотрены в соответствии с ПУЭ-2000 два независимых контура заземления с отдельными заземлителями:

- контур логического (схемного) заземления^;

- контур защитного заземления.

 

 

 

 

 

А.3.3  Эргономическое обеспечение рабочего места оператора .

Взаимное расположение рабочих  мест операторов и коллективных средств  отображения информации в залах, а также операторов между собой  обеспечивает:

• функциональные связи между операторами;
• максимальный обзор информационного поля коллективного средства отображения;
• средства отображения;
• свободное пространство для перемещения операторов и эксплуатации оборудования.

 

Кресло  обеспечивает человеку-оператору соответствующую характеру и условиям труда физиологически рациональную рабочую позу.

При невозможности покинуть рабочее  место длительное время конструкция кресла  обеспечивает условия для отдыха человека-оператора в кресле.

Конструкция кресла не  затрудняет рабочих движений.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А.4. Питание системы управления

А.4.1 Организация схем электро- и пневмопитания, общие требования

 

Организация схем электропитания.

Для распределения  электрической энергии применена  четырехпроводная система трехфазного  переменного тока напряжением 380/220 В с глухим заземлением нейтрали. Потребителями данного уровня напряжения в системе автоматизации являются электроприводы исполнительных механизмов, световые и звуковые извещатели, пульты сигнализации. Основные потребители в системах управления – датчики, рассчитаны на 24 В постоянного тока. Для их питания применяют блоки питания заданной мощности.

В схеме электропитания системы  автоматизации различают два  основных звена:

1) питающую сеть (питающие  линии) - сеть от источников питания  до щитов и сборок питания;

2) распределительную сеть - сеть от щитов и сборок  питания до электроприемников; к распределительной сети относятся также цепи всех назначений, связывающие первичные приборы и датчики с вторичными приборами и регулирующими устройствами.

Системы контроля, управления и ПАЗ объекта с технологическими блоками I категории взрывоопасности  по обеспечению надежности электроснабжения относятся к особой группе электроприемников I категории в соответствии с требованиями нормативных документов к устройству электроустановок (ПУЭ).

Мощность третьего независимого источника электроснабжения (источник бесперебойного питания – ИБП), предназначенного для питания систем контроля, управления и ПАЗ объектов с технологическими блоками I категории взрывоопасности, обеспечивает работу всех элементов  системы, задействованных в безаварийной остановке технологического объекта. Мощность ИБП обеспечивает  работу оборудования в течение 30 мин.

Обеспечение пневмопитанием.

Система обеспечения сжатым воздухом средств управления и ПАЗ  оборудуются буферными емкостями (реципиентами) для обеспечения питанием воздуха систем контроля, управления и ПАЗ при остановке компрессоров в течение 1 часа.

Чистота воздуха пневмопитания приборов соответствует классу 1 по  ГОСТ 17433-80 «Промышленная чистота. Сжатый воздух. Классы загрязненности».

Для обеспечения  нормальной работы систем пневмоавтоматики сжатый воздух, поступающий от источника  питания, тщательно очищают и  осушают. Степень очистки и осушки сжатого воздуха, получаемого на выходе установок пневмопитания, соответствует всем нормам ГОСТ 17433-80.

Источник  сжатого воздуха обеспечивает конечное давление сжатия, в пределах рабочего давления пневматических ИМ.

 

А.4.2 Расчеты потребности в сжатом воздухе

 

В современных  АСУТП основными потребителями  сжатого воздуха являются исполнительные механизмы регулирующих и отсекающих клапанов. Произведем  расчет потребности в сжатом воздухе для этих средств.

 

1. Расчет  расхода воздуха по объекту.

1.1. Определим  расхода воздуха, потребляемого  клапанами-отсекателями:

 нм³/час

с – доля устройств с полным циклом в час. Циклом работы отсекателя состоит из открытия и закрытия клапана. В расчете обычно принимается доля таких устройств 0,5;

n_отс. – количество клапанов-отсекателей;

Q_у – норма утечки воздуха, нм³/час. Если значение не определено по паспортным характеристикам приборов, можно принять среднестатистическое значение 0,00006 нм³/час.

Q₀ – расход воздуха через один клапан за 1 цикл, нм³/час.  Если значение не определено по паспортным характеристикам приборов, можно принять среднестатистическое значение 0.0433 нм³/час. 

1.2. Определение  расхода воздуха, потребляемого  клапанами-регуляторами.

 нм³/час

Q₀ – норма расхода устройств в установившимся режиме, нм³/час. Если значение не определено по паспортным характеристикам приборов, можно принять среднестатистическое значение 0.4 нм³/час;

n_кл. – количество клапанов на объекте;

Q₀^/ – расход воздуха через устройство в переходном режиме, нм³/час. Если значение не определено по паспортным характеристикам приборов, можно принять среднестатистическое значение 4 нм³/час;

с – доля клапанов в переходном режиме в течении 1 часа. Обычно в расчетах принимают 0,06-0,10 %.

1.3. Расчет  общего расхода воздуха по  объекту:

 нм³/час.

 

2. Расчет  объема ресивера (V).

2.1. Расчет  объема для клапанов-отсекателей:

, нм³,

n^/_отс. – количество клапанов-отсекателей, задействованных в безопасной остановке объекта, можно принять равным n_отс..

n_ц. – количество циклов клапана-отсекателя на период ликвидации аварии, можно принять равное 2.

 – продолжительность питания  отсекателей от ресивера, обычно принимается равным 1 ч.

2.2. Расчет  объема для клапанов-регуляторов:

;  нм³.

2.3. Расчет  объема ресивера из рабочих  условий давления воздуха

(с запасом), м³,

Выбираем  ресивер объемом 80 м³

где – плотность воздуха при рабочих условиях давления воздуха при которых обеспечивается работоспособность пневматических исполнительных механизмов, кг/м³.

P_max, P_min  – минимальное и максимальное давление питания воздуха для пневмопотрепителей (P_max=8 кгс/см², P_min=3 кгс/см²);

- плотность воздуха при нормальных  условиях.

Внутренний  диаметр трубопроводов на каждом участке сети пневмопитания может быть рассчитан по приближенной формуле:

мм, (с учетом существующего ряда диаметров труб).     Выбираем трубопровод диаметром 80 мм,

где R – коэффициент (при скорости воздуха в трубопроводе до 10 м/с R = 6, при скорости до20 м/с R = 4); Q_H – расход воздуха при нормальных условиях, нм3/ч; Р - давление воздуха в трубопроводе, МПа.

 

 

 

 

 

 

5 МОНТАЖ  СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

5.1 Монтаж  преобразователей и исполнительных  устройств

Первичные преобразователи расхода (диафрагмы) устанавливаются во фланцах на прямых участках трубопроводов. Минимальное  расстояние от местного сопротивления  по направлению потока до диафрагмы  должно составлять 100Æ трубопровода, после диафрагмы - 50Æ.

Отбор дифференциального  давления осуществляется импульсными  линиями, располагаемыми в стальной трубе. Отверстия отбора давления расположены  под углом 45⁰ друг к другу. Непосредственно к диафрагме крепится  патрубок длиной 90 мм с помощью соединительной приварной муфты (СП). На конце патрубка устанавливается приварной шаровой кран. После крана устанавливается тройник, соединяющийся с трубой импульсной линии. Импульсная линия подводится к блоку клапанному пятивентильному, находящемуся  в обогреваемом шкафу и далее к преобразователю дифференциального давления .

        Отбор давления осуществляется посредством приварного штуцера (ШП), к которому крепится стальной патрубок, на конце которого установлены: приварной шаровой кран, тройник, штуцер и навертная заглушка. Стальная труба посредством уголка соединяется со стальной трубой импульсной линии, расположенной в обогреваемом шкафу. Импульсная линия соединяется с преобразователем с помощью клапанного блока. Соединительные линии следует прокладывать так, чтобы исключить образование газовых пробок.

Преобразователи температуры, помещенные в защитные гильзы, монтируются в трубопроводы через приварные штуцеры. Длина  чувствительного элемента выбирается с расчетом определения температуры  в оптимальной точке потока и  составляет более 50% диаметра трубопровода.

Чувствительный элемент преобразователя  касается защитной гильзы, чтобы снизить погрешность измерения температуры.

Подача  воздуха к пневмоотсекателям осуществляется посредством приварного штуцера, соединенного с трубой воздуха КИП. К штуцеру крепится шаровой муфтовый кран, который посредством ввертного соединителя и медной трубы сообщается со стабилизатором давления. После стабилизатора давления следует медная труба, на которой установлен электромагнитный клапан, управляемый сигналами напряжения с контроллера. Электромагнитный клапан осуществляет подачу воздуха к поршню, который воздействует на пневматический клапан.

Исполнительные механизмы установленны на трубопроводе так, чтобы направление регулируемой среды совпадало с направлением, указанным на корпусе клапана.

Мембранные пневматические исполнительные механизмы устанавленны на открытом воздухе при температуре окружающего воздуха от –40 до +50°С. Рабочее давление подводится медными, стальными бесшовными трубами 8х1мм; трубы присоединяются штуцерами с резьбой М20х1,5мм.

 

5.2 Установка  шкафов и станций управления

Шкафы обогрева преобразователей давления устанавленны на конструкциях наружной установки или вблизи установки на кронштейнах.

Шкафы управления и кроссовые шкафы монтированны в специальном помещении аппаратной или в технологических помещениях и наружных установках. На них смонтирована аппаратура, выполнены электрические и трубные проводки, подготовленные к подключению внешних цепей, а также предусмотренные конструкции для установки приборов и подводимых к щитам кабелей. Шкафы монтированны на полу на стойках, обеспечивающих установку шкафа на высоте, удобной для подвода полевых и отвода системных кабелей.

Подвод  электрических и трубных трасс к щитам производиться снизу – в каналах (траншеях) или в трубах, заложенных в полу, а также сверху – по конструкциям, закреплённым на стенах или эстакадах. Для прокладки трубных и кабельных трасс в операторной такая система, при которой все электрические кабели подходят к шкафам снизу, а трубные проводки – сверху.

При установке  щитов выпоненны следующие требования:

• расстояние от наиболее выступающих открытых токоведущих частей аппаратов и приборов не менее 1500 мм, причём ширина прохода между рядами щитов должна быть не менее 800 мм;
• ширина прохода обслуживания перед щитом не менее 800 мм;
• проходы обслуживания между щитами при длине более 7 м  имеют два выхода.

Операторские  станции располагаются в зале операторов. В установленном месте, соответствующем установленным  требованиям по параметрам микроклимата, освещения и пожеланиям персонала, располагаются компьютерные столы, на которых осуществляется монтаж персональных компьютеров. Рядом со столами располагаются  кресла операторов. Системный блок устанавливается во внутреннем пространстве стола. Монитор соединяется с  системным блоком кабелем, входящим в комплект поставки. Клавиатура и  мышь подсоединяется к задней части  системного блока посредством разъемов PS/2. Принтер подключён к персональному компьютеру через USB-кабель.