СТРУКТУРА СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ

Автоматизация – правильное безаварийное ведение технологических процессов без участия человека (персонала).

Выполнение автоматизации того или иного технологического процесса на действующем оборудовании подразумевает наличие всех необходимых средств автоматизации, образующих определенную структуру.

Структура средств автоматизации включает в себя:

1. Автоматический контроль всех необходимых параметров (информационный контроль).

2. Технологическую сигнализацию.

3. Автоматические защиты.

4. Автоматические блокировки.

5. Дистанционное управление.

6. Автоматическое управление (автоматическое регулирование).

1. Автоматический контроль параметров подразумевает измерение тех величин, которые характеризуют правильное ведение технологического процесса, а также тех величин, которые необходимо регулировать. В теплоэнергетике к этим величинам (параметрам) обычно относятся давление различных сред, их расход, уровень жидких и сыпучих сред, температуры сред, концентрации каких-либо компонентов в жидкостях или газах и т.п. Для измерения этих параметров выпускаются различные контрольно-измерительные приборы.

2. Технологическая сигнализация служит для оповещения персонала о происшедших изменениях в режимах работы оборудования. Она подразделяется на следующие виды:

а) контрольная;

б) предупредительная;

в) аварийная.

1) Контрольная сигнализация – оповещает персонал о включениях, отключениях или переключениях в работе того или иного оборудования. Сигнализация – световая (лампы зеленого, красного цвета). По сигнализации судят о том, включено ли оборудование или отключено. Контрольная сигнализация всегда сопровождает действия дистанционного управления.

2) Предупредительная сигнализация – предупреждает персонал о возникших отклонениях в режиме работы оборудования, которые могут привести к аварии. Она срабатывает обычно по отклонению параметров до 1-го допустимого предела. Сигнализация световая и звуковая. Световая – зажигается световое табло предупредительной сигнализации на щите КИПиА с высвечиванием параметра, который стал причиной срабатывания сигнализации. Звуковая – электрический звонок. При срабатывании этой сигнализации персоналу дается время для принятия мер по восстановлению нормального технологического режима работы. Примером предупредительной сигнализации служит ее срабатывание по отклонению уровня воды в барабане котла до 1-го допустимого предела (DН_б = ±70 мм от нормального).

3) Аварийная сигнализация – оповещает персонал о том, что сработала автоматическая аварийная защита, отключившая основное оборудование. Эта сигнализация также световая и звуковая. Световая – зажигается световое табло аварийной сигнализации с указанием причины срабатывания защиты. Звуковая – включается электрический звонок громкого боя, гудок или сирена, т.е. звук, отличный от срабатывания предупредительной сигнализации.

3. Автоматические защиты – предназначены для защиты работающего оборудования от возникновения аварий. Они подразделяются на два вида:

1) локальные (или местные ) защиты;

2) основные (или аварийные) защиты,

1) Локальные защиты – включают, отключают или переключают часть работающего оборудования при отклонении некоторых параметров за допустимые пределы. Основное оборудование продолжает работать. При восстановлении параметра локальные защиты отключаются.

Примеры локальных защит:

а) Установка предохранительных клапанов по давлению пара на барабане котлов и за пароперегревателем. При повышении давления сверх допустимого предохранительные клапаны открываются, давление в котле сбрасывается до нормального, клапаны закрываются. Котел (основное оборудование) продолжает работать.

б) При повышении уровня воды в барабане котла до 2-го допустимого предела (DН_б > 100-120 мм) локальная защита открывает аварийный слив из барабана котла. При восстановлении уровня воды аварийный слив закрывается. Котел продолжает работать.

в) При выходе из строя одного из рабочих питательных насосов (падает давление воды на нагнетании) локальная защита включает резервный питательный насос и после выхода его на рабочий режим отключает неисправный (АВР насосов).

г) Еще одним примером срабатывания локальной защиты служит перевод котла на 50 % - нагрузки при выходе из строя одного из двух работающих вентиляторов или дымососов.

2) Основные (аварийные) защиты отключают основное оборудование, предотвращая развитие аварий. Задачей срабатывания аварийной защиты является отключение подачи энергии на основное оборудование (электроэнергии, топлива и т.п.). Примером срабатывания аварийной защиты является отключение парового котла при выходе некоторых параметров за допустимые пределы (давление газа на горелки, понижение – повышение уровня воды в барабане котла, погасании факела в топке и т.п.). Защита отключает подачу топлива. Срабатывание аварийной защиты всегда сопровождается срабатыванием аварийной сигнализации.

4. Автоматические блокировки предназначены для защиты оборудования от неправильных действий персонала. Подразделяются на два вида:

1) запретно-разрешающие блокировки;

2) аварийные блокировки.

1) Запретно-разрешающие блокировки предназначены для защиты оборудования при ручных запусках всего оборудования в работу и ручных отключениях. Ручные включения и отключения оборудования должны производиться в правильной технологической последовательности. Нарушение этой последовательности может привести к неприятным последствиям, в том числе и к авариям. Если включения производятся правильно, то блокировки разрешают проводить следующий шаг включения (выключения), а если неправильно, то блокировка запрещает (не дает) производить следующий шаг включения (отключения).

Примером запретно-разрешающих блокировок может служить включение в работу системы топливоподачи на котлах, работающих на твердом топливе. Пусть от угольного склада до угольных бункеров котлов существует три ленточных транспортера (1, 2 и 3). Правильный порядок включения: 1) включить третий транспортер, раздающий уголь по бункерам котлов; 2) включить второй (промежуточный) транспортер, подающий уголь после дробилки на третий транспортер; 3) включить первый транспортер, подающий уголь с угольного склада.

При нарушении порядка включения транспортеров, оператор не сможет этого сделать, иначе может быть завал углем системы топливоподачи (авария).

Отключение работающей системы топливоподачи должен производиться в обратном порядке.

2) Аварийные блокировки производят автоматически (без участия персонала) все необходимые действия по полному останову оборудования после срабатывания аварийной защиты.

Примером автоматических блокировок может служить останов барабанного парового котла с пароперегревателем, работающего на общую паровую магистраль. Основная (аварийная) защита отключает подачу топлива (например, газа). Аварийные блокировки отключают подачу воздуха (вентилятор), закрывают главную паровую задвижку, отключая котел от паровой магистрали; открывают продувку пароперегревателя, закрывают впрыск конденсата на пароохладитель, прикрывают подачу питательной воды, закрывают подачу газа на горелки и т.п.

5. Дистанционное управление подразумевает ручное управление на расстоянии различными механизмами (насосами, вентиляторами, дымососами, электрофицированными задвижками и т.п.).

Дистанционное управление используется и как резерв при временном выходе из строя автоматического управления (автоматического регулирования).

Действие дистанционного управления всегда сопровождается срабатыванием контрольной сигнализации.

6. Автоматическое управление (автоматическое регулирование)