Готовимся к экзамену по автоматизации химических процессов

Виды информационных и управляющих функций АСУТП

Цель, поставленная перед АТК, достигается при выполнении системой управления, прежде всего вычислительной техникой, ряда функций, по назначению объединенных в подсистемы.

Информационная подсистема. Она предназначена для представления технологическому персоналу оперативной, достоверной, разносторонней, подробной, обработанной соответствующим образом информации о настоящем, будущем и прошлом ТОУ. Она выполняет перечисленные ниже функции.

Сбор и первичная обработка информации. Эта функция состоит из ряда операций. Первой является опрос чувствительных элементов с заданной частотой. Частота опроса определяется особенностями ТОУ (его инерционностью, взрыво- и пожаро-опасностью) и ресурсами ЭВМ; она может колебаться от нескольких секунд до часа. При этом параметру присваивается измеренное значение до следующего обращения к датчику.Операции фильтрации и прогнозирования технологических параметров состоят в получении наиболее правдоподобных настоящих и будущих (прогнозируемых) значений параметров по результатам измерений. При фильтрации отбрасывают явно неистинные значения параметров, возникающие при сбое измерительной системы, и на это время присваивают расчетное значение параметра, исходя из зависимостей процесса. Для реализации этого необходима соответствующая система уравнений расчета параметров. По этим же уравнениям можно рассчитывать прогнозируемые значения параметров, т. е. те значения, которые могут быть достигнуты через заданное время. Необходимость в получении прогнозируемых значений возникает в случае критических аварийных ситуаций.

Расчет показателей качества продуктов.Показатели качества продуктов являются одними из основных параметров, по значениям которых осуществляется управление процессами. Часть из них измеряется автоматическими анализаторами. Однако по ряду причин анализаторы не нашли широкого применения в отрасли: для них характерны большие запаздывания, вызванные инерционностью систем пробоотбора, и конструктивная сложность, что резко снижает их надежность.Вычислительная техника с ее большими возможностями позволяет не измерять, а рассчитывать показатели качества по текущим значениям тех параметров, которые измеряются точно и оперативно (температуры, давления, расхода, уровня). Для реализации этого необходимо уравнение, связывающее показатель качества и измеряемые параметры. Такие уравнения получают на действующих установках путем длительной (от нескольких месяцев до года) фиксации данных нормально работающей аппаратуры и обработки их математическими методами статистики. Достоинство рассчитанного, а не измеренного значения показателя качества состоит в том, что оно является не действительным на данный момент времени, а тем, которое наступит через некоторый промежуток времени. Это позволяет оперативному персоналу в случае необходимости принять меры до того, как показатель качества изменится за допустимые пределы.

Расчет технико-экономических показателей (ТЭП). К ТЭП процесса относятся величины, комплексно характеризующие ТОУ в данный момент или за определенный интервал времени: выработка основных и побочных продуктов; расходы всех видов сырья, топлива, электроэнергии, пара, воздуха, воды, вспомогательных материалов; производительность ТОУ по сырью и основному продукту; технологическая себестоимость 1 т основного товарного продукта.ТЭП процесса необходимы как для управления ТОУ, так и для учета и отчетности. Периодичность их расчетов определяется особенностями ТОУ. Как правило, их считают за час, смену, сутки, декаду и месяц.К этой же функции относится решение задач по сведению материального и теплового балансов процесса. Нарушение любого из них свидетельствует об изменении технологического режима.

Контроль за состоянием ТОУ.По этой функции решается несколько задач. Основной является обнаружение отклонений текущих значений параметров за технологические и аварийные диапазоны. При этом в аварийном диапазоне содержится и технологический диапазон. Нахождение параметров в пределах технологических диапазонов гарантирует нормальное протекание процесса и выпуск кондиционных продуктов. Если по какой-либо причине текущее значение параметра оказалось за пределами технологического диапазона, то фиксируется «выбег», появляется звуковая и световая сигнализация о нем для привлечения внимания оператора, а также осуществляется его регистрация. Оператор в случае необходимости может осуществить индикацию любого параметра или показателя на данный момент времени или усредненного за определенный промежуток времени. При аварийном «выбеге», кроме всего перечисленного, должны сработать системы защиты и блокировки.Следующей по важности задачей является контроль за состоянием оборудования, учет его пробега и определение срока ремонта. Эта задача охватывает оборудование, имеющее электрические приводы, — насосы, компрессоры, вентиляторы и т. п. Сигнал о включении двигателя в работу автоматически поступает в ЭВМ одновременно с нажатием пусковой кнопки двигателя. Далее подсчитывается длительность работы (пробега) оборудования. Расчет сроков ремонтов осуществляется путем сравнения действительного пробега оборудования после последнего ремонта (текущего, среднего, капитального) с нормативными данными о величине пробега. На основании этого сравнения составляется и печатается график ремонтов на определенный период с указанием даты ремонта. Кроме того, печатается учетная информация о пробеге оборудования с начала месяца, межремонтных пробегах и др.

Управляющая подсистема. Она предназначена для выработки и реализации управляющих воздействий на ТОУ. При этом под выработкой понимают определение на основании имеющейся информации рациональных управляющих воздействий, а под реализацией — действия, обеспечивающие их. Эта подсистема выполняет следующие функции.

Регулирование отдельных технологических параметров.Такое регулирование обычно производится традиционными средствами — регуляторами, которые осуществляют регулирование, как правило, по простейшим П- и И-законам. Технологический персонал установки не всегда правильно выбирает настроечные коэффициенты. Все это приводит к некачественному регулированию — большим статической и динамической ошибкам, а также значительной продолжительности регулирования.Вычислительная техника с ее огромными возможностями может реализовать любой по сложности закон регулирования. Больше того, она может сама подобрать закон, наиболее полно подходящий для данного ТОУ, и рассчитать оптимальные настроечные коэффициенты. Для этой цели можно использовать программируемые промышленные контроллеры (ПК).

Программно-логическое управлениесостоит в том, что по командам вычислительной техники осуществляется открытие и закрытие трубопроводов, включение и отключение аппаратов, насосов и компрессоров. При пуске и останове ТОУ такое управление может осуществляться по жесткой временной программе, а при переводе ТОУ с одного режима на другой или при возникновении какого-либо нежелательного события в ТОУ — по достижении характерным параметром заданного критического значения.

Оптимальное управление, т. е. поиск и выдача оптимальных управляющих воздействий, обеспечивающих наилучшее достижение цели управления, — одна из самых сложных и ответственных функций, выполняемая путем решения уравнений математической модели процесса.

Вы здесь: Home Автоматизация Готовимся к экзамену по автоматизации химических процессов