Автоматизированная система управления технологического процесса - это система, которая при участии оперативного персонала в реальном времени обеспечивает автоматизированное управление процессом изготовления (переработкой) продукта по заданным технологическим и технике экономическим критериям.
Задачи АСУТП:
- вести процесс с максимальной производительностью, достижимой для
данных производительных сил производства;
управлять процессом с учетом контроля качества выпускаемой продукции;
реализовывать статическое управление процессами в реальном времени по экстремальному или адаптивному алгоритму;
осуществлять автоматическое управление технологическими процессами в условиях, вредных для человека и пожаро- и взрывоопасных.
| Задание (план) |
| Контроль информации |
| Анализ |
| Подготовка решения |
| Принятие решения |
| Управляющие воздействия |
| Информация |
| Исполнительные органы |
| Управляемый объект |
Рис. 1. Структурная схема АСУТП
Классификация АСУТП:
- по характеру управляемого технологического процесса;
- по степени сложности управляемого процесса;
- по степени охвата управляемого процесса;
- по степени автоматизации задач управления;
- по функционально-алгоритмическому признаку;
- по архитектурному признаку.
Среди большого числа технологических процессов можно выделить группу пожаро- и взрывоопасных, которые при определённых условиях, возникающих в следствии нарушения требований регламента, выходят в аварийные режимы с последующими взрывами и пожарами. Такие технологические процессы являются пожаро- и взрывоопасными, и могут протекать в двух различных режимах:
I - нормальном функционировании;
II- предаварийном состоянии.
В режиме нормального функционирования технологического процесса различают три состояния:
- нормальное протекание процесса, когда все определяющие параметры
соответствуют заданным;
отклонение определяющих параметров в сторону уменьшения опасности;
отклонение определяющих параметров в сторону увеличения опасности;
При этом все отклонения в режиме 1 находятся в заданных пределах,
обусловленных необходимой точностью поддержания определяющих параметров. При нарушении технологического режима, процесс переходит в предаварийное состояние (II), характеризующееся значительными отклонениями параметров от заданных пределов в сторону увеличения опасности.
В предаварийном состоянии, характерным для процессов, можно выделить две фазы:
- в первой фазе возможен возврат процесса к нормальному режиму, во второй;
- развитие аварийной ситуации становиться необратимым. В последнем случае необходимо прекратить ведение процесса (III).
Если не принять мер, способствующих прекращению развития аварийной ситуации и возвращению процесса к режиму нормального функционирования или прекращению его, то возникает авария (IV), имеющая различные последствия (загазованность помещения и территории объекта, взрыв, пожар и т.п.).
Особенность протекания пожаро- и взрывоопасных процессов предопределяет требования к АСУ таким процессам.
Для обеспечения управления технологическими предварительном режиме АСУТП должны включать, автоматического контроля (АСК), регулирования (АСР), систем сигнализации (АСС) - системы автоматической защиты (АСЗ).
В предварительном режиме, который наступает, когда АСР не может справиться с возвратом процесса к нормальному режиму или вследствие отказа АСР, процесс управляется АСЗ. Она должна обеспечить безаварийное ведение процесса либо путём его возврата в нормальный режим 1, либо путём его остановки 2.
Таким образом, АСУ пожаро- и взрывоопасными технологическими процессами может быть реализована путём создания автономных АСР, АСК, АСС, и АСЗ или применением автономных АСР, АСЗ и управляющей вычислительной машины.
Системы автоматической аварийной защиты представляют собой совокупность элементов и устройств, с помощью которых контролируются параметры процессов, протекающих в защищаемом объекте, и выдача сигналов в критических ситуациях, а также использование их для предотвращения аварий, взрывов и пожаров путём переключения режима работы объекта, остановки оборудования, проведения аварийного стравливания или слива горючего вещества, вызова обслуживающего персонала и выдачи ему необходимой информации о причинах и обстоятельствах возникновения отклонений от нормальной работы.
Структурная схема АСАЗ представлена на рисунке.
| Измерительные преобразователи |
| Задающее устройство |
| Устройство, преобразующее логическое устройство |
| Переключающий механизм |
| Регулирующий механизм |
| Сигнализирующий механизм |
| Исполнительный механизм |
Рис. 2. Схема АСАЗ.
АС АЗ состоит из:
- индикаторов аварийной ситуации
- усилительно-преобразующих логических устройств
- исполнительных механизмов.
В индикаторах аварийной ситуации текущее значение контролируемого параметра, воспринимаемое измерительным преобразователем, сравнивается в устройстве сравнения со значением, задаваемым задающим устройством. Признаками аварийной ситуации могут быть: выход параметра за определенные пределы, сохранение параметра постоянным при необходимости его изменения, отклонение от закономерности и др. Затем сигнал преобразуется и воспринимается исполнительными механизмами.