ЖУРНАЛ В ЖУРНАЛЕ
Измерения
Контроль
Автоматизация:
СОСТОЯНИЕ, ПРОБЛЕМЫ, ПЕРСПЕКТИВЫ
Главный pедактоp — д-p техн. наук, п|)офессор В. Ю. Кнеллеp
УДК 658.562.3
НЕОБХОДИМЫЙ АВТОМАТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ И УЧЕТ РАБОТЫ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ АГРЕГАТОВ
NECESSARY AUTOMATED CONTROL AND OPERATIONAL RECORDING
FOR TECHNOLOGICAL AGGREGATES
Ицкович Эммануил Львович
д-р техн. наук, профессор, зав. лабораторией E-mail: itskov@ipu.ru
Институт проблем управления
им. В. А. Трапезникова РАН, Москва
Аннотация: Описываются необходимый состав и способы полномасштабного автоматического контроля и учета работы технологического агрегата предприятия химико-технологической отрасли промышленности и приводятся формы выдачи результатов контроля и учета операторам, облегчающие их восприятие необходимой для управления информации. Ключевые слова: контроль технологического процесса, современные варианты датчиков, выдача информации операторам.
Itskovich Emmanuil L.
D. Sc. (Tech.), Professor, Head of Laboratory E-mail: itskov@ipu.ru
V. A. Trapeznikov Institute of Control Sciences, RAS, Moscow
Abstract: Necessary composition and methods of full-scale automated control and operational recording for technological aggregate of an enterprise of chemical-technological branch of industry are described and forms of control and recording results for a release to operators are presented which facilitate to their perception of information necessary to control.
Keywords: engineering procedure control, modern sensor versions, release of information to operators.
ВВЕДЕНИЕ
Целями статьи являются:
— выделение состава необходимых видов измеряемых величин, характеризующих все аспекты работы технологического агрегата;
— рационализация отбора типов технических средств для измерения отдельных видов величин;
— формирование прогрессивных способов выдачи измерительной информации операторам агрегата.
Под технологическим агрегатом в статье понимается производственный объект, в котором происходят физико-химические преобразования поступающих в него сырьевых компонентов в готовые продукты или полуфабрикаты. Из подобных
технологических агрегатов состоят производства предприятий, так называемых, химико-технологических отраслей: химии, нефтехимии, нефтепереработки, минеральных удобрений, полимеров, цемента, целлюлозно-бумажного производства и т. п. Каждый такой технологический агрегат имеет автоматизированную систему управления технологическим процессом (АСУТП), которая является человеко-машинной системой, в которой измерительные, контрольные и учетные функции, а также достаточно типовые функции управления обычно реализуют автоматические средства, а более сложные и наиболее ответственные функции планирования и управления технологическим процессом: компенсацию различных нарушений в протека-
нии процесса; реакцию на непредвиденные и не предусмотренные в автоматических системах ситуации; решения при недостаточной, неточной или ошибочной выдаваемой контрольной информации — выполняет оператор (или несколько операторов) данного технологического агрегата.
Обследование ряда предприятий различных химико-технологических отраслей показывает, что измерения величин технологического процесса, контроль и оперативный учет работы технологических агрегатов проводятся в подавляющем большинстве предприятий недостаточно полно, недостаточно точно и недостаточно оперативно [1]. Это сказывается как на качестве и эффективности управления этими агрегатами, так и на предоставлении истинной, полной и точной картины о текущем состоянии всего производства, на которой базируются сведение материального и энергетического баланса, календарное планирование и оперативное, диспетчерское управление производством.
Причиной такого положения являются не отсутствие на российском рынке необходимых автоматических средств и систем измерения, контроля и учета и не финансовые ограничения, связанные с заоблачной стоимостью отдельных приборов, а неправильная политика заказчиков средств и систем контроля технологических агрегатов как в случае, когда эти средства и системы приобретаются в составе закупаемого программно-техни-ческго комплекса (ПТК) для АСУТП, так и в случае, когда отдельно формируется система измерения, контроля и учета работы технологического агрегата. Истоки этой политики закладываются заказчиком в разработанных им технических требованиях (или техническом задании) на систему контроля и учета работы технологического агрегата, которые оказываются не полными, не конкретными и не охватывают необходимый для рационального управления круг измеряемых и контролируемых величин и показателей текущей работы агрегата. Абсолютно аналогичная ситуация наблюдается и в том случае, когда предприятие заказывает разработку технических требований на систему измерения, контроля и учета внешней организации (наиболее часто проектному институту данной отрасли промышленности).
В статье формулируется, что понимает автор под полным, точным и оперативным контролем и учетом работы технологического агрегата, какими средствами и системами они могут быть рацио-
нально реализованы и в каком виде их результаты рекомендуется выдавать операторам.
Статья может представлять интерес для специалистов, которые связаны с разработкой и эксплуатацией АСУТП (заказчиков, разработчиков и поставщиков технических и программных средств, сотрудников служб КИПиА предприятий); а также тех, кто участвует в подготовке в учебных заведениях специалистов по автоматизации предприятий химико-технологических отраслей.
ИНФОРМАЦИЯ, ПОЛНОЦЕННО ОПРЕДЕЛЯЮЩАЯ ТЕКУЩЕЕ СОСТОЯНИЕ И ПОКАЗАТЕЛИ РАБОТЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО АГРЕГАТА
Для рационального оперативного управления агрегатом, независимо от того, какую часть управляющих функций реализует автоматическая система, а какую выполняет оператор, необходимо в каждый момент времени получать полную картину текущего состояния агрегата и показателей протекающего в нем технологического процесса. На подавляющем большинстве обследованных производств различных отраслей технологические агрегаты не обеспечены текущим полноценным автоматическим контролем их работы. Наиболее часто отсутствует:
— автоматический контроль оперативного использования различных энергоресурсов и удельных энергетических затрат на единицу выпускаемой продукции;
— текущий мониторинг состояния основного динамического и статического оборудования агрегата (динамическим называют оборудование, имеющее движущие узлы: двигатели, насосы, компрессоры и т. п.; статическим — оборудование, лишенное таких узлов: резервуары, бункеры, емкости и т. п.);
— измерение влияния технологического процесса на окружающую агрегат среду;
— оперативный анализ качественных показателей материальных потоков на входе и выходе агрегата.
Требуемая информационная картина, дающая полноценное представление о текущей работе и состоянии агрегата, подразделяется на ряд перечисленных разделов.
1. Физические показатели работы технологического агрегата
Физические показатели работы агрегата в подавляющем большинстве химико-технологических
производств определяются оценками значений следующих величин:
— температурами процесса в отдельных точках или распределением температуры по поверхности, или по определенным зонам;
— абсолютным, избыточным, дифференциальным давлением в различных местах процесса или в отдельных блоках агрегата;
— уровнем или массой жидкости, шлама, пульпы, сыпучих и кусковых материалов в резервуарах, емкостях, бункерах, силосах агрегата.
2. Качественные показатели технологического процесса
Текущие оценки качественных показателей используемых сырьевых компонентов, получаемых полуфабрикатов в отдельных узлах технологического процесса, выпускаемых агрегатом продуктов определяются, обычно, анализом их состава, измерением их определенных свойств, испытанием их отдельных характеристик.
3. Расходы перерабатываемых агрегатом материальных и используемых энергетических потоков
Определяемые за заданные интервалы времени расходы всех проходящих через агрегат материальных потоков подразделяются на:
— расходуемые массы различных сырьевых компонентов, включая катализаторы процесса и обратные потоки материальных компонентов от выхода агрегата;
— производимые агрегатом массы различных продуктов и разного вида отходов;
— изменения массы в принадлежащих агрегату емкостях.
Следует подчеркнуть, что все входные и выходные расходы материальных потоков, а также изменения заполнения емкостей агрегата целесообразно определять в единицах массы, а не объема, поскольку в технологическом процессе возможен переход обрабатываемого материала из одного физического состояния в другое (например, из жидкости в газ), что исказит объемный баланс входных и выходных материальных потоков агрегата, но не отразится на их массовом балансе.
Определяемые за заданные интервалы времени расходы используемых агрегатом энергетических потоков подразделяются на:
— расходуемую электроэнергию;
— расходуемую тепловую энергию различных теплоносителей,
— расход энергоресурса типа сжатого воздуха, азота, оборотной воды.
4. Материальные потери технологического процесса
Любое несоответствие (дисбаланс) между массой вводимых в агрегат перерабатываемых потоков и массой выходящих из агрегата потоков, включающей все производимые им продукты, замеряемые отходы и нормативные материальные потери, свидетельствует о возникновении сверхнормативных материальных потерь, наличие которых и место их возникновения определяются в системе контроля сведением материального баланса по агрегату.
5. Текущее состояние оборудования технологического агрегата
Оно производится мониторингом текущего состояния основного оборудования агрегата. Здесь под термином "Основное оборудование" понимается оборудование, от исправной работы которого зависит заданное, нормальное функционирование технологического процесса. Непрерывный контроль и прогноз развития обнаруженных дефектов динамического и статического оборудования реализуется различными средствами и системами автоматизации на основе измерения прямых и косвенных характеристик его работы.
6. Состо
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.