ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ СИСТЕМ И УСТРОЙСТВ АВТОМАТИКИ
Системы и устройства автоматики применяются на многих предприятиях разных отраслей народного хозяйства для автоматического управления и контроля за производственными процессами. Производственные процессы в отраслях резко различны по своим параметрам (выходная продукция, температурные режимы, физико-механичё-ские свойства исходного продукта и др.), что обусловило разработку и применение многих сотен различных систем и устройств автоматики. Значительная-часть таких систем и устройств используется в перерабатывающей промышленности, сельском и коммунальном хозяйстве, на предприятиях местной промышленности и в других организациях. Ниже излагается порядок проведения работ по ТО систем и устройств автоматики,-применяемых в перечисленных выше отраслях.
Техническое обслуживание систем и устройств автоматики сводится к следующему:
ежедневно осматривают приборы контроля и средства автоматизации всего обслуживаемого объекта, проверяют правильность их показаний. Очищают корпуса приборов от пыли и грязи;
проверяют состояние импульсных и воздушных трасс, периодически их прокачивают и. осматривают. Ежедневно сливают накопившийся конденсат (с помощью кранов и вентилей) из отстойников, установленных на импульсных линиях перед датчиками расхода давления, а также из отстойников газоанализаторов и фильтров на линиях сжатого воздуха; —
проверяют наличие питания приборов и схем автоматического контроля, регулирования и управления, давления сжатого воздуха как в общем питающем трубопроводе, так и в трубопроводах после редукторов, смонтированных перед каждым прибором или группой приборов;
заменяют использованные диаграммы на самопишущих приборах и заливают перья чернилами, проверяют скорость движения диаграммы, четкость и качество записи (при необходимости перо очищают и промывают теплой водой или бензином);
заливают приборы и разделительные сссуды технической жидкостью;
проверяют приборы по нулевым или контрольным точкам, зоны нечувствительности электронных усилителей;
периодически проверяют и контролируют один раз в неделю (при необходимости чаще) показания приборов по нулевым значениям шкалы расхода и давления;
налаживают автоматические регуляторы в соответствии с требованиями технологического процесса
проверяют (вне плана) щитовые и местные приборы, клапаны, регуляторы и в случае необходимости проводят мелкий ремонт (не требующий демонтажа приборов), при котором устраняют неисправности (при невозможности быстрого устранения неисправности прибор демонтируют и заменяют резервным).
Системы измерения температуры. При ТО логометрических систем осматривают терморезисторы, очищают, проверяют исправность соединительных проводов, защитных труб и металлорукавов. Логометры осматривают, очищают от пыли, проверяют надёжность крепления соединительных проводов я контроль установки стрелки на Емсиую отметку шкалы.
Техническое обслуживание потенциометров и мостовых схем измерения темпера-Ир»* заключается в осмотре, очистке от пыли наружных поверхностей, смазке подвиж-Вяж узлов и деталей, регулировке чувствительности электронного усилителя, чистке Врхорда, заправке самопишущих приборов.
При ТО потенциометрических систем измерения температуры осматривают термопары, очищаюгих от корковых образований, прОверяют’исправность металлору-ННЁгёв, соединительных яроводов и защитных труб.
Системы измерения расхода с дифференциально-трансформаторной передачей Деформации на расстояние. При обслуживании осматривают и очищают от пыли или Марковых образований расходомеры, проверяют рукой Легкость вращения электро-Вмигателя, очищают и осматривают крыльчатую или вибролоткрвую системы, устанавливают наличие трещин, заусениц, проверяют .прочность ее-крепления на валу §Йектродвигателя, очищают от,пыли отсек с диффренциально-трансформаторным ^преобразователем, заливают демпфера маслом, проверяют надежность крепления подвесок, передающих рычагов и соединительных проводов. Системы регулирования. Регуляторы давления прямЬго действия. Для контроля да состоянием регулятора используют приборы давления (например, манометры), установленные до и после регуляторов. При нормальной работе последних давление после них должно находиться в пределах заданного значения, а до регуляторов должно М&ыть несколько большим и соответствовать давлению среды в магистрали. Чтобы убедиться в исправности показывающих приборов, перекрывают с помощью вентилей (доступ среды к месту их установки. При этом стрелки приборов должны устанавливаться на нулевую отметку, а после возобновления подачи среды — на прежние отметки ‘шкалы. Затем, воздействуя на задатчик регулятора, убеждаются в том, что давление после этого изменяется в нужную сторону.
При эксплуатации регуляторов давления прямого действия, особенно в первый период после монтажа трубопроводной арматуры, возможны попадания посторонних предметов (окалины, ржавчины, стружки) между клапаном и седлом регулятора и сбои в его работе. В таких случаях регуляторы разбирают, не прибегая к демонтажу, чистят и промывают клапаны, смазывают подвижные части, вновь собирают и проверяют работоспособность описанным способом.
Об исправности Статических регуляторов температуры прямого действия манометрического типа судят по показаниям термоизмерительных приборов и поведению Сальникового уплотнения регуляторов! В случае просачивания через него конденсата уплотцяющий винт сальника проворачивают по часовой стрелке. При-этом следят, чтобы охватываемый сальником шток не оказался чрезмерно зажатым. Нормальной считается затяжка, при которой шток после принудительного поднятия сам опускается на прежнее место. В календарные сроки (но один раз в год обязательно) снова набивают сальниковое уплотнение. Набивку приготовляют в составе: асбестового шнура 40 % по массе, говяжьего хала 50 % и графитового порошка 10 %
Если в процессе эксплуатации регулятора температура регулируемой среды выхо: дит за допустимые пределы и не удается снизить^ее поворотом гайки задатчика в нужную сторону, значит засорился регулирующий клапан или чрезмерно сжата сальниковая набивка. Возможна также разгерметизация термоманометрической системы регулятора, о чем может свидетельствовать повышение регулируемой температуры против заданного значения. В первых двух случаях сбои регулятора устраняют, в последнем — регулятор заменяют.
Регуляторы давленая непрямого действия. Текущий надзор за регуляторами со стороны обслуживающего персонала (дежурных ремонтников и операторов-технологов) сводится к’ систематическому наблюдению за работой и состоянием отдельных элементов и регуляторов в целом, оценке качества регулирования по показаниям контрольных приборов и поведению сигнальной аппаратуры. При обнаружении неполадок в работе регулятора систему переводят на ручное управление до полного их устранения,
В регламентные сроки обслуживания проверяют и корректируют контрольные точки измерительных приборов, контакты которых используют в системах позиционного регулирования (обычно один раз в сутки),’ проверяют и корректируют нулевые точки регулирующих приборов проверяют при помощи аппаратуры параметры электронными регулирующих приборов (один раз в год), меняют смазку
Сопротивление изоляции должно быть не менее 0,5 МОм. При меньшем значения сопротивления выясняют и устраняют причину.
Проверка контактов. Осматривают контактные соединения выводных проводов, а также перемычек с электронагревательными элементами. При обнаружении «а контактных соединениях следов подгорания, окисления или потемнения от перегревания контакты разбирают, зачищают контактные поверхности напильником с мелкой насечкой или шлифовальной шкуркой до металлического блеска, собирают и затягивают ключами. Проверяют степень затяжки остальных контактов и при необходимости подтягивают. При подтягивании для предохранения нагревательного устройства от повреждения удерживают контактный стержень нагревательного устройства от проворачивания ключом за гайку крепления^изолятора.
Проверка изоляции проводов. Осматривают изоляцию провода. Изоляция проводов не должна иметь механических повреждений и обугленных участков. Места с незначительными повреждениями изолируют изоляционной лентой. Провода с сильно поврежденной изоляцией заменяют новыми.
Проверка бака и трубопроводов водонагревателей и парогенераторов. Осмотрев бак и трубопроводы, убеждаются в отсутствии течи воды. При наличии течи бака или трубопровода через прокладку или уплотнение в местах расположения крепежных подтягивают гайки соединения. Если подтягиванием гаек крепежного сейййения устранить течь не удалось, выясняют и устраняют причину или проводят ремонт.
Проверка уровня воды в водонагревателе и парогенераторе. По водомеру проверяют уровень воды в баке водонагревателя и в котле парогенератора. При отклонении уровня воды от нормального выясняют причину и устраняют.
Проверка работы калорифера или калориферной установки. Включают калорифер (калориферную установку) в сеть. После установившегося режима работы измеряют термометром температуру воздуха на выходе из калорифера (калориферной установки). Температура должна быть в пределах, указанных в паспортных данных калорифера или установки. При другом значении температуры воздуха регулируют шибером поступление воздуха и повторяют измерение. При невозможности установить требуемый тепловой режим работы выясняют причину и устраняют неисправность калорифера или установки.
Проверка работы водонагревателя и парогенератора. Включают водонагреватель ‘в сеть. После отключения водонагревателя регулятором температуры термометром измеряют температуру воды на выходе водонагревателя. Температура воды должна быть в пределах, указанных в паспортных данных водонагревателя. Если температура отличается от паспортных данных, настраивают регулятор температуры»или зачищают-поверхность его контактов (при наличии доступа). Нагревание воды повторяют. Если после настройки или Чистки контактов терморегулятора температура воды отличается от требуемой, выясняют и устраняют причину или проводят текущий ремонт водонагревателя. Амперметром измеряют потребляемый электронагревателем или парогенератором ток. Потребляемый ток при номинальном напряжении не должен превышать значения, указанного в паспортных данных^Гри установившемся режиме работы измеряют температуру и рабочее давление насыщенного пара в котле. Температура пара должна быть в пределах, указанных в паспорте, а давление пара не должно превышать 10.
Источник
Автоматическое регулирование и управление
В современном мире очень трудно найти технологический процесс, который не был бы автоматизирован. Автоматизация любого технологического процесса подразумевает его контроль, управление, регулирование, сигнализацию, защиту и блокировку. В этой статье рассмотрим основы автоматического управления и регулирования.
В окружающем нас мире повсюду протекают различные процессы управления. В управлении нуждается всё: физический или химический процесс, отдельная технологическая установка, производство в целом, промышленность и так далее. Даже общественные отношения. Управление на сегодняшний день является самым сложным видом человеческой деятельности.
Нет такой отрасли промышленности, где бы не применялись системы автоматического регулирования и управления. Эти системы разнообразны и по характеру решаемых ими задач и по исполнению.
Автоматическое регулирование
Регулирование – это поддержание постоянным значения некоторой заданной величины, характеризующей процесс, или изменение его по заданному закону, осуществляемое с помощью изменения состояния объекта или действующих на него возмущений и воздействия на регулирующий орган объекта.
Системы автоматического регулирования (САР) предназначаются для автоматического поддержания заданного режима технологического процесса или изменения его во времени по заранее заданному или задаваемому в зависимости от каких-то условий закону. При этом имеется в виду, что внешние условия нарушают заданный закон протекания процесса, а система автоматического регулирования стремится его выполнить, преодолевая влияние внешних факторов.
Под объектом регулирования понимают аппарат (станок, машину), в котором один или несколько физических параметров должны изменяться по заданным законам при любых возможных внешних условиях. Объектом регулирования могут быть:
нагревательная печь, в которой температура должна оставаться постоянной или изменяться по заданному закону;
бак, в котором должен поддерживаться заданный уровень жидкости при изменениях ее расхода из бака;
электрический двигатель, скорость которого должна оставаться постоянной при изменениях момента сопротивления.
Физические величины, закон изменения которых осуществляется автоматическим устройством, называются регулируемыми величинами. Устройство, автоматически поддерживающее заданный закон изменения регулируемой величины, называется автоматическим регулятором.
Заданный закон изменения регулируемой величины вырабатывается специальным задающим устройством (задатчиком). Воздействие задатчика на регулятор называется задающим воздействием.
Автоматический регулятор постоянно сравнивает текущее значение регулируемой величины с заданным (уставкой) и при наличии рассогласования вырабатывает регулирующее воздействие. Если регулируемая величина отклоняется от заданного значения, управляющий орган воздействует на исполнительный механизм так, чтобы рассогласование между заданным и действительным протеканием процесса было ликвидировано. Человек в эту систему непосредственно вмешаться не может, возможно только косвенное участие – посредством изменения уставки.
Нарушение заданного закона протекания технологического процесса происходит в основном из-за внешних воздействий на объект, которые называют возмущающими воздействиями. К ним относятся изменения момента сопротивления на валу двигателя, расхода воды из бака, качества топлива или массы нагреваемых изделий в печи и т. д.
Чаще всего устройства автоматического регулирования — системы замкнутые (управление по отклонению). Сигнал, появившись в любой точке замкнутого контура, проходит все звенья системы и возвращается в место своего возникновения (в преобразованном виде). Но бывают и разомкнутые системы (управление по возмущению).
В результате этого в системах регулирования могут возникать колебания, в том числе колебания регулируемой величины. Если колебания возрастают, система называется неустойчивой и является неработоспособной. Поэтому первое требование к системам автоматического регулирования — обеспечение устойчивости регулирования, т. е. обеспечение затухания колебаний, возникающих в системе.
Необходимо также, чтобы выведенная из состояния равновесия возмущающими воздействиями система регулирования вернулась к заданному положению равновесия возможно точнее и возможно быстрее. Пути построения систем, отвечающих перечисленным требованиям, определяет теория автоматического регулирования.
Системы автоматического регулирования делятся по характеру задающего воздействия. Когда регулируемая величина должна быть постоянна, то систему называют системой автоматической стабилизации (или просто системой регулирования). Сюда относятся системы сохранения уровня воды в баке, скорости вращения двигателя и др.
Если регулируемая величина изменяется и заранее известен закон (программа) изменения задающего воздействия, система называется системой программного регулирования. Она может, например, осуществлять автоматическое изменение температуры в печи по заранее заданной программе.
Если регулируемая величина изменяется, но заранее не известен закон изменения задающего воздействия, систему регулирования называют следящей системой. К следящим системам в известном смысле можно отнести автоматические потенциометры и мосты.
В автоматическом потенциометре реверсивный двигатель через ползунок реохорда воздействует на измерительный мост так, чтобы напряжение на выходе позднего изменялось соответственно всем изменениям термо-э. д. с. Очевидно, что термо-э. д. с. изменяется по закону, неизвестному заранее, иначе не нужен был бы сам измерительный прибор.
Характер воздействия регулирующего органа на объект бывает непрерывным и прерывистым. Последнее происходит, когда в системе регулирования применяются реле или специальные импульсные устройства.
Простейшими регуляторами прерывистого действия являются двухпозиционные регуляторы. Такое название они получили потому, что их регулирующий орган может занимать только два положения (позиции). Очень часто эти позиции соответствуют максимальной и минимальной подаче сырья или энергии в объект.
При так называемом трехпозиционном регулировании регулирующий орган может занижать три положения, соответствующие трем значениям регулируемой величины: «мало», «норма», «больше».
Для регулирования непрерывных процессов наиболее часто используют физические или программные ПИД-регуляторы.
Автоматическое управление
Управление – это процесс выработки управляющих воздействий по переводу объекта управления в желаемое состояние.
Более полное определение: это осуществление совокупности воздействий, выбранных из множества возможных на основании определенной информации и направленных на поддержание или улучшение функционирования управляемого объекта в соответствии с целью управления. Эти последние слова в данной ситуации являются ключевыми.
Система автоматического управления отличается от системы автоматического регулирования тем, что при одних и тех же значениях входных величин, т.е. при одной и той же исходной информации воздействие, которое вырабатывает система может быть различно в зависимости от того, какая цель или какой критерий управления в нее заложен.
Назначение систем автоматического управления (САУ) — исключить участие человека в управлении технологическим процессом. Функции человека сводятся к осуществлению пускового импульса. Все остальные операции по управлению процессом, по изменению режимов работы производятся автоматическим устройством.
Устройства автоматического управления воздействуют на исполнительные механизмы, приводы рабочих агрегатов, которые изменяют подачу сырья, энергии в аппараты, производят перемещения обрабатываемых изделий и т. д.
При автоматическом управлении автоматическое устройство обеспечивает необходимую последовательность, начало и окончание отдельных операций, составляющих рабочий процесс. Подача командного импульса на управляющий орган осуществляется человеком. Управляющий орган воздействует на исполнительный механизм, который подает сырье или энергию в аппарат или производит определенную серию механических перемещений, операций, поддерживая тем самым заданный режим работы установки.
Автоматизированная система управления (АСУ) – совокупность математических методов, технических и программных средств, организационных комплексов, а также управленческого и обслуживающего персонала, которые совместно осуществляют рациональное управление объектом управления в соответствии с поставленной целью.
Эта система обычно содержит большое количество датчиков, позволяющих измерять различные параметры, большое количество исполнительных устройств, причем их количество необязательно должно совпадать с количеством датчиков.
Основным элементом этой системы является управляющее устройство (контроллер), в который заложена программа обработки, информации получаемой с датчиков и критерий управления, исходя из которого система управления и вырабатывает различные управляющие воздействия. При одном и том же значении контролируемых параметров управляющее воздействие в данном случае может быть различным.
Системы автоматического регулирования наиболее старые системы автоматизации. Они начали использоваться с середины XIX века (использование автоматических регуляторов в паровых машинах, в железнодорожной автоматике, в электроэнергетике). В 30-е — 60-е годы XX все системы автоматизации (автоматические станки, линии, участки) строились с использованием релейных схем в комбинации с локальными аналоговыми регуляторами с использованием электронных элементов.
В то время электрические реле являлись наиболее распространенными элементами электроавтоматики. Они применялсь во всех схемах автоматического контроля, защиты, управления и регулирования.
Основная особенность реле — возможность управления достаточно большими мощностями в исполнительных механизмах с помощью незначительных управляющих сигналов от датчиков. Коэффициент усиления реле по мощности может достигать значений десятков тысяч.
По мере того, как технологические процессы усложнялись, количество регуляторов на объектах автоматизации росло и системы становились очень громоздкими и тяжелыми в обслуживании, поэтому после появления компьютерных систем управления (микроконтроллеры, микропроцессоры, программируемые логические контроллеры) системы автоматического регулирования стали замещаться системами автоматического управления.
Дополнение Михаила Алексеева (FB)
Традиционно в старой литературе считалось, что система автоматического управления (САУ) и система автоматического регулирования (САР) — это синонимы. Но в книге Dafoss «Преобразователи частоты — просто о сложном» объясняется, что “регулирование” и “управление” это разные вещи. Логика таков: если контур замкнут обратной связью — это САУ, если разомкнут, то — САР.
В сети можно встретиться с таким определением: Автоматическое регулирование – поддерживание на постоянном уровне или изменение по заданному закону отдельных регулируемых параметров (температура, давление, расход и т.д.) в объекте управления. Система автоматического регулирования (САР) является подсистемой систем автоматического управления.
А Википедия конкретизирует, что САР включает следующие системы:
Источник