Публикации Основы автоматизации ТП

Всероссийский сборник статей и публикаций института развития образования, повышения квалификации и переподготовки.

Язык издания: русский
Периодичность: ежедневно
Вид издания: сборник
Версия издания: электронное сетевое
Публикация: Основы автоматизации ТП
Автор: Оксана Геннадьевна Ковтун

МКИП3Предмет: Монтаж средств измеренийТема: МОНТАЖ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ

Общие сведения о проектировании

Развитие народного хозяйства, требования научно-технической революции диктуют направления совершенствования автоматизации производственных процессов: создание экономичных надежных систем локальной автоматики отдельных участков или агрегатов и автоматизированных систем управления технологическими процессами.Все это ставит большие задачи перед работниками проектных, монтажных и наладочных организаций, работающих в области автоматизации технологических процессов.Существенно возросли масштабы использования в народном хозяйстве достижений науки и техники. Отечественная наука оказывает значительное влияние на повышение материального благосостояния и культуры. Постоянно расширяется научно-техническое сотрудничество со странами СНГ.Во всех отраслях народного хозяйства на первый план выдвигается задача оптимального управления технологическими процессами, решить которую можно только с помощью современных приборов, средств автоматизации и систем управления.При решении этих проблем достигнуты значительные успехи в области создания, освоения в производстве и поставки новых приборов, средств автоматизации и вычислительной техники.Широкое внедрение для управления технологическими процессами микропроцессоров, встроенных микроконтроллеров и микроЭВМ становится одним из стратегических направлений развития и совершенствования средств автоматизации и систем управления, обеспечения их гибкости и живучести.Образцом творческого системного подхода к созданию современных средств автоматизации может служить созданный СКВ САУ (г. Харьков) комплекс технических средств нового поколения для локальных информационно-управляющих систем на базе микропроцессоров и микросхем с повышенной степенью интеграции, позволяющий создавать оптимальные структуры управления объектами различной сложности в различных отраслях народного хозяйства. Одной из важнейших задач приборостроительной промышленности является Комплексная программа по созданию и внедрению роботов, манипуляторов, робототехнических комплексов (РТК) и гибких автоматизированных производств (ГАП). Особое место внестоящее время отводится реализации программы по созданию, производству и внедрению систем автоматизированного проектирования, являющихся наиболее эффективным средством оптимизации конструкций, повышения надежности и технологичности изделий, снижения их металлоемкости, средством, использование которого позволяет сокращать трудоемкость создания новой техники в 10-20 и более раз. В настоящее время выпускаются современные микропроцессорные автоматизированные рабочие места (АРМ) для разработчиков аппаратуры и изделий АРМ2-01 для программирования микропроцессорных наборов АРШ-05, которые могут использоваться и для организации учебного процесса в вузах.В конечном счете стратегическая линия развития автоматизации промышленности сводится к объединению отдельных автоматизированных систем - САПР, автоматизированной технологической подготовки производства, автоматизированной системы управления предприятием - в единую комплексную автоматизированную систему проектирования и производства.Проектирование представляет собой важное звено хозяйственного решения в зависимости от местных условий, сопутствующих факторов, увязку с другими требованиями.На более эффективную организацию процесса проектирования должно оказывать основное влияние использование технических средств. Постоянное совершенствование технических средств и ЭВМ, в результате которого стало возможным организовать совокупность вычислительной техники в автоматизированные рабочие места, упрощает технологические перестройки при изменении содержания проектных задач.Создание режима диалога является наиболее эффективным процессом, реализующим технологию автоматизированного проектирования в широком диапазоне проектных "задач и наиболее эффективным режимом взаимодействия между проектировщиком и ЭВМ при автоматизации системы проектирования, позволяющим проектировщику быстро проверить свои гипотезы и реализовать необходимые варианты проектных решений.Построение технических средств для реализации режима диалога должно быть связано с их совместимостью и выполнением требований по перестройке, что дает возможность наращивать и перестраивать состав технических средств, обеспечивать организацию различной конфигурации АРМ и максимальное использование мощности вычислительной техники. При этом основные требования к комплексу технических средств следующие: автоматизированная регистрация информации о ходе проектирования, оперативная передача информации от средств сбора к средствам обработки, автоматизированное кодирование вводимой графической информации и ее обработка, автоматический вывод обработанной информации и ее фиксация. Состав оборудования, используемое для взаимодействия "человек-машина" обычно содержит участок центральной вычислительной системы, предназначенный для хранения и обработки базовой информации и организации работы системы, а также участок автоматизированного рабочего места проектировщика, который содержит набор периферийных устройств интерактивной техники, сопрягаемой с ЭВМ через линии связи.При проектировании современного промышленного комплекса особое внимание уделяется системам отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, очистки вентиляционных выбросов. Создание комфортных гигиенических условий увеличивает производительность труда, сокращает потери рабочего времени по болезням, благоприятно влияет на морально-психологический климат в коллективе.Расходы на эти установки занимают все больший удельный вес в объеме капитальных вложений - они занимают до 15% полезной площади помещений, а мощность их оборудования достигает 20-25% общей мощности. Расход тепла на отопление и кондиционирование воздуха помещений на предприятиях отрасли достигает 80%, помимо этого расходуется 5-8% общего потребления холодной воды на охлаждение холодильных машин, увлажнение воздуха и очистные сооружения вентиляционных выбросов.Для улучшения процесса проектирования применяется метод научно-технического прогнозирования, который позволяет, с одной стороны, произвести оценку качества проекта, учитывая соответствие проектируемого предприятия требованиям времени, а с другой - оптимизировать процесс проектирования, ориентируясь на модель "предприятия будущего". В результате работы над прогнозом на стадии проектирования рассматриваются вопросы охраны окружающей среды и выявляются следующие тенденции развития:по оборудованию - уменьшение металлоемкости, широкое внедрение синтетических материалов, отопительной арматуры из алюминия и его сплавов; сокращение выбросов тепла в атмосферу за счет установки рекуперативных теплообменников; использование высокоэффективных местных устройств очистки воздуха от пыли со 100%-ным возвратом очищенного воздуха; применение многократно используемых фильтров из синтетических материалов;по технологическим схемам - создание систем вентиляции и кондиционирования воздуха, замкнутых внутри технологического оборудования, с подачей приточного воздуха непосредственно внутри технологических линий и поддержание в этих системах требуемых параметров воздуха; применение местных отсосов, встроенных в технологическое оборудование и оснащенных устройствами по улавливанию вредных примесей; применение схем вентиляции с "вентилируемыми окнами", использование низкопотенциального тепла в схемах кондиционирования;по автоматизации - разработка и внедрение систем о автоматическим регулированием параметров производственных помещений, технологических зон и линий; включение управляющих систем в общезаводские АСУТП и АСУЭ; подготовка высококвалифицированного персонала по обслуживанию АСУ.В системах водоснабжения и водоотведения применены водооборотные системы и перспективные методы очистки - озонирование, электродиализ, гиперфильтрация, утилизация осадков гальванических сточных вод и повторное использование этих осадков.Все эти мероприятия позволяют достигнуть на "предприятиях будущего" высокого уровня технико-экономических показателей. Прогнозирование - это многоступенчатый процесс, предусматривающий постановку цели, получение информации, ее обработку, оценку и анализ, определение перспектив и вероятности реализации прогноза. В процессе прогнозирования не только устанавливаются необходимость осуществления того или иного мероприятия или вероятность возникновения какого-либо явления, но также определяются возможность и сроки осуществления прогнозируемых процессов и явлений. При прогнозировании развития проектирования и промышленного строительства не следует забывать, что стадию проектирования от завершения строительства иногда отделяет срок в 5-10 лет. При сроке эксплуатации 50 и более лет предприятие будет функционировать и в отдаленном будущем. Поэтому резко возрастает роль качества проектных решений, проектно-сметной документации, роль прогнозирования в проектировании.2. Общие сведения о монтаже и наладкеРазвитие и внедрение средств и систем автоматизации во все отрасли промышленности выделили монтаж и наладку приборов и средств автоматизации в самостоятельную отрасль.Основной хозяйственной хозрасчетной организацией этой отрасли является монтажное управление (МУ). Количественный состав определяется для каждого монтажного управления в зависимости от объема выполняемых монтажных работ, территориальной разбросанности объектов и других местных условий. Руководят работой монтажных управлений тресты, организованные по территориальному принципу с целью приближения руководства непосредственно к объектам монтажа. С учетом того, что современное монтажное производство требует тщательной подготовки и решения большого количества сложных технических вопросов, в составе треста, кроме монтажных управлений (МУ), имеются промышленные предприятия (заводы), пусконаладочные управления (ПНУ) и управление производственно-технологической комплектации (УПТК).Монтажные тресты подчиняются Главному управлению. Для решения технических вопросов, связанных с постоянным совершенствованием технологии монтажных работ, в ряде трестов имеются проектно-конструкторские организации (ПКБ), а в составе Главного управления - головной проектный институт (ГПИ).Кроме решения технических вопросов проектно-конструкторские организации разрабатывают также проектно-сметную документацию для некоторых объектов, монтируемых монтажными трестами. В основном же организации треста работают по проектам отраслевых проектных организаций.Монтаж приборов и систем автоматизации представляет собой сложный комплекс работ, выполняемый в соответствии с проектом с действующими техническими условиями и включающий следующие этапы: подготовка производства монтажных работ; производство монтажных работ и сдача смонтированной системы для наладки.При подготовке производства монтажных работ выделяют инженерно-техническую, материально-техническую и организационную подготовки.Инженерно-техническая подготовка включает рассмотрение и анализ проекта автоматизации и разработку проекта производства работ (ППР).Материально-техническая подготовка обеспечивает заготовку материалов, монтажных изделий, деталей и конструкций, сборку монтажных блоков и узлов, комплектацию оборудования.Организационная подготовка включает оборудование необходимых помещений на объекте производства работ; комплектование монтажных бригад; контроль и участие в установках закладных деталей в строительные конструкции, врезке бобышек, штуцеров в технологическое оборудование и трубопровода и других строительно-монтажных работах, необходимых для последующего монтажа приборов и систем автоматизации. Производство монтажных работ связано с установкой несущих и опорных конструкций, приборов и средств автоматизации и подключенной к ним трубных и электрических проводок. Монтажные работы включают монтаж щитов и пультов контроля и управления, монтаж электропроводок, монтаж трубных проводок, монтаж датчиков, приборов, регуляторов и исполнительных механизмов.Сдача смонтированных приборов и систем автоматизации под пусконаладочные работы производится после завершения всего комплекса монтажных работ.Порядок сдачи объекта определен строительными нормами и правилами (СНиП Ш-34/74). Сдача проводится со сдаточной документации после индивидуального опробования, которое осуществляется при неработающем технологическом оборудовании.После окончания работ по монтажу приборов и средств автоматизации составляют акт, где перечисляют средства, предъявляемые к сдаче, результаты индивидуального опробования систем и дают оценку выполненным работам. После сдачи монтажных работ приборы и средства автоматизации считают готовыми к пусконаладочным работам.В руководящих материалах по производству и приемке пуско-наладочных работ (ПНР) по системам автоматизации технологических процессов (РМВ-161-77) дается такое определение: ПНР - это комплекс работ, связывающий в единое целое стадии создания систем автоматизации и осуществляющий доведение этих систем до состояния, при котором они могут быть успешно использованы в эксплуатации.В целом наладочные работы - это сложная совокупность операций, по проверке, регулировке, отладке, подготовке, включению и обеспечению нормальной работы систем управления технологическими процессами в заданных условиях.Правила РМН-Ш-77 предусматривают два этапа проведения пусконаладочных работ.Первый этап подготовительный, когда работы ведутся на неработающем технологическом оборудовании. Здесь решаются следующие задачи: подготовка приобъектной лаборатории, рассмотрение рабочих чертежей проекта, проверка правильности и качества монтажа цепей, предмонтажная проверка приборов и средств автоматизации, опробование и настройка элементов систем автоматизации после монтажа.Второй этап заключительный, когда наладка систем контроля и автоматического управления производится на технологический режим. Наладка систем автоматизации на технологический режим является завершающим и самым ответственным этапом всего комплекса наладочных работ.Включение системы производится вначале по отдельным каналам технологического контроля и измерения, каналам дистанционного управления, отдельным контурам регулирования, после чего включается система. В первую очередь налаживаются схемы сигнализации, защиты и блокировки. Очередность наладки приборов и средств автоматизации определяется графиком, утвержденным главным инженером предприятия.Цель наладки - обеспечение установленных показателей функционирования комплекса смонтированных и исправных технических средств в составе автоматических или автоматизированных систем управления технологическими процессами. Для средств и систем измерения основными нормируемыми показателями являются метрологические характеристики, т.е. характеристики, влияющие на результаты и погрешности измерений. Для автоматических систем регулирования нормируемыми являются показатели качества регулирования: максимальное динамическое отклонение, перерегулирование, время регулирования и остаточное отклонение по окончании переходного процесса. При наладке комплекса технических средств автоматизированных систем управления технологическими процессами (КТС АСУТП) должна быть обеспечена его работоспособность при решении всех или отдельных функциональных задач. Качество наладочных работ во многом определяет надежность приборов и систем автоматизации. Внедрение все в больших масштабах приборов и систем автоматизации во все отрасли промышленности ставит перед монтажными организациями вопрос о новых технологических методах ведения монтажных работ.В настоящее время к наиболее прогрессивным методам производства работ относится индустриальный метод полносборного монтажа средств и систем автоматизации с комплектацией объектов укрупненными блоками и узлами, например монтаж приборов блоками на групповых унифицированных стендах с полной трубной и электрической обвязкой. Метод полносборного монтажа основан на совокупности организационных и технических мероприятий, предусматривающих сокращение сроков производства монтажных работ и повышение тем самым производительности труда с одновременным улучшением качества, повышение технического уровня и степени индустриализации монтажных работ.Полносборный монтаж предусматривает широкое применение механизмов, инструмента, приспособлений, комплексных готовых изделий, конструкций, узлов и стендов, заготовленных и укомплектованных вне зоны монтируемого объекта, превращая тем самым монтаж приборов и средств автоматизации в сборку укрупненных блоков. Это резко сокращает затраты труда непосредственно на монтажной площадке. Для ведения полносборного монтажа необходим большой комплекс подготовительных работ, выполнить который могут высококвалифицированные специалисты. Этот метод приемлем только на основе технически грамотно разработанных проектов производства работ, в которых устанавливается возможность максимального применения унифицированных узлов и блоков, изготовленных вне монтажной площадки.В последнее время практикуется монтаж приборов и средств автоматизации на стендах и стативах. Изготовляют стенды и стативы вне зоны монтажа по чертежам проекта производства работ, которыми предусматриваются групповая установка и обвязка местных приборов, датчиков, преобразователей и других средств системы автоматического управления.3. Общие сведения об эксплуатации систем автоматизацииНа предприятиях различных отраслей народного хозяйства страны находится значительное количество контрольно-измерительных, регулирующих приборов и средств автоматизации. Развитие научно-технического прогресса в промышленности предусматривает значительное повышение степени автоматизации производственных процессов, что увеличит насыщенность предприятий контрольно-измерительными приборами, средствами и системами автоматизации.Максимальную эффективность автоматизации можно получить только в том случае, если она безотказно работает и отвечает эксплуатационным требованиям.Залогом надежной, бесперебойной и правильной работы систем автоматизации является правильная и квалифицированная эксплуатация комплекса технических средств.Эксплуатацией средств и систем автоматизации называется обслуживание включенных и находящихся в работе автоматических устройств.Правильная организация эксплуатации установленных средств и систем автоматизации имеет исключительно важное значение для производства.Выход из строя отдельных приборов и систем автоматизации, расположенных на участках, в цехах, лишает дежурный персонал возможности правильно вести технологический процесс, приводит к снижению производительности агрегатов, преждевременному износу оборудования, к различным неполадкам и даже авариям. Поэтому крайне важно обеспечить бесперебойную работу приборов и систем автоматизации, правильно организовать обслуживание работающих приборов, их своевременный качественный ремонт и проверку.Кроме того, на промышленных предприятиях должны быть организованы систематизация и распространение опыта эксплуатации средств и систем автоматизации, систематическая работа по повышению технической квалификации обслуживающего персонала, участие в составлении и обсуждении новых проектов автоматизации, контроль качества проведения и участив в монтаже, наладке и пробной эксплуатации внедряемых систем автоматизации; составление заявок на приборы и средства автоматизации; анализ работы систем автоматизации и составление отчетов и планов работы. Для практического обеспечения надежной работы измерительной техники, средств и систем контроля и автоматического управления производственными процессами на промышленных предприятиях создают специальную службу контрольно-измерительных приборов и автоматики (КИПиА).В своей деятельности служба КИПиА руководствуется "Положением о службе КИПиА", разработанным в данной отрасли, а также методическими указаниями и инструкциями Государственного комитета стандартов, мер и измерительных приборов. Служба КИПиА должна располагать необходимой производственной базой и штатами, определяемыми исходя из характера и объема обслуживаемого оборудования.Служба КИПиА в зависимости от категории может быть организована в виде цеха. В состав цеха КИПиА, как правило, входят следующие подразделения: участок эксплуатации, участок ремонтных, и монтажных работ, лаборатория, группа ведомственного надзора и вспомогательные службы, к которым относятся техническое бюро, группа подготовки приборов к ремонту и складское хозяйство. Группа ведомственного надзора входит в состав цеха КИПиА, если начальник цеха является одновременно главным метрологом предприятия. Если должности главного метролога и начальника цеха КИПиА не совмещены, то в вопросах, связанных с ведомственным надзором, начальник службы КИПиА подчинен главному метрологу предприятия.Метрология - это наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Для удовлетворения нужд народного хозяйства страны в проведении измерений на необходимом научно-техническом уровне создана Государственная метрологическая служба, задача которой - обеспечение единства и достоверности измерений и единообразия средств измерений.Органам Государственной метрологической службы предоставлено право контролировать соблюдение министерствами и ведомствами правил законодательной метрологии, запрещать серийное производство средств измерений, не утвержденных Госстандартом типов, изымать из обращения средств измерений, не отвечающих установленным требованиям, контролировать качество изготовления и ремонта средств измерений. Основными нормативно-техническим документами государственной системы обеспечения единства измерений является государственные стандарты. На основе этих базовых стандартов разрабатываются нормативно-технические документы, конкретизирующие общие требования базовых стандартов к отдельным отраслям народного хозяйства, областям измерений и методикам выполнения измерений. Основной задачей органов ведомственных метрологических служб является обеспечение единства и достоверности измерений в отраслях народного хозяйства путем обеспечения повсеместного соблюдения правил законодательной метрологии, планомерного внедрения методов и средств измерений, отвечающих современным требованиям производства и обеспечивающих выпуск продукции высокого качества, и постоянного контроля за состоянием и правильностью применения средств измерений.