Проходя каждую зону, стекломасса остужается до определенной температуры.
В состав питателей и выработочного канала входит следующее технологическое оборудование:
- непосредственно конструкция питателей и выработочного канала, собранная из жаростойкого кирпича;
- газорегуляторная установка (ГРУ) подготовки газа на горение;
- установки газосмесительные;
- вентиляторы высокого давления с затворами;
- комплект горелочных устройств.
ГРУ используется для понижения и стабилизации давления газа, поступающего из цеховой магистрали, до давления, необходимого для функционирования установок газосмесительных. Выходное давление составляет 80…100 мбар. Работу ГРУ контролирует автоматическая система безопасности.
Установка газосмесительная предназначена для приготовления и подачи необходимого количества газовоздушной смеси на горелки в зонах выработочного канала и питателей стекломассы. Она обеспечивает заданное соотношение «газ-воздух» во всем диапазоне расхода газовоздушной смеси. За стабильное поддержание соотношения «газ-воздух» отвечает регулятор постоянства давления. Выходное давление газовоздушной смеси составляет 2…40 мбар.
Горелочное устройство предназначено для сжигания природного газа с полным предварительным смешиванием. Горелочное устройство состоит из следующих основных узлов:
- горелка – для подачи газо-воздушной смеси в отверстие горелочного камня с последующим сжиганием ее в газопламенном пространстве выработочного канала или питателя;
- коллектор – для распределения газо-воздушной смеси по горелкам;
- огнепреградитель – для предотвращения проскока пламени в подводящий трубопровод.
Вентиляторы высокого давления предназначены для подачи воздуха к установкам газосмесительным. Вентиляторы имеют поворотные затворы, которые монтируются на воздуховоде. Для бесперебойной подачи воздуха обычно используются два вентилятора (рабочий и резервный).
Пирометры, используемые для измерения температуры, должны быть установлены по оси со свода выработочного канала и питателей стекломассы. Они производят измерение температуры верхнего слоя стекломассы.
В выработочном канале пирометры устанавливаются на выходе каждой зоны регулирования. В питателе стекломассы пирометры устанавливаются на выходе каждой зоны охлаждения, в зоне выравнивания температур (зоне конденсирования). пирометры измеряют температуру в пяти зонах выработочного канала и четырёх зонах каждого питателя.
На заводе используются три питателя для выпуска стекломассы.
Движение стекломассы в питателях происходит за счет их малого наклона и давления стекломассы в печи. Горелки расположены над жидким стеклом и установлены с обеих сторон питателей. К ним подается уже готовая газо-воздушная смесь. Дымовые газы отводятся естественным образом через башни, установленные в своде питателей во внешнюю среду. Для каждого питателя предусмотрена своя газосмесительная станция. Подвод газа осуществляется, как показано на технологических схемах.
1.2 Существующий уровень автоматизации и обоснование целесообразности принятого решения
На предприятии ООО «BM Product АстраханьCтекло» реализована система автоматизации, которая обеспечивает:
- поддержание параметров стекловаренной печи и питателей в установленном диапазоне за счет работы локальных контуров регулирования температуры, давления, уровня, расхода;
- контроль параметров процесса;
- подачу аварийной и предупредительной сигнализации;
- дистанционное управление процессом в случаях профилактики, ремонта и отработки режима.
Система управления выполняется на базе программируемого контроллера С200 первых выпусков.
В качестве первичных средств контроля используются датчики-давления Сапфир-22.
На каждом объекте существует своя автономная система управления, связи между ними нет.
Предлагается создание распределенной автоматизированной системы с объединением контроллеров в локальную заводскую сеть.
2. Эскизный проект
2.1 Структура системы управления
В разрабатываемой системе автоматизации принята распределенная автоматизированная система управления технологическим процессом. Функции контроля, регулирования управления распределены между отдельными устройствами – микропроцессорными управляющими устройствами и ЭВМ, т.е. реализована распределенная система управления процессом.
Управление технологическим процессом может быть осуществлено из нескольких мест, с различных управляющих устройств. Т.е. реализована децентрализованная система управления – система управления обеспечивает ручной (местный, дистанционной из операторной) и автоматический режимы управления технологическим процессом.
Система управления обеспечивает выполнение следующих функций:
o информационных;
o управляющих;
o защитных;
o диагностических;
o сервисных.
Система управления имеет иерархическую структуру и состоит из нескольких уровней.
Первый (нижний) уровень образуют датчики контроля параметров, исполнительные механизмы, микропроцессорные управляющие устройства.
Второй уровень образован ЭВМ, входящей в состав автоматизированного рабочего места (АРМ) оператора.
Программируемый контролер (микропроцессорное управляющее устройство) обеспечивает выполнение следующих функций:
o сбор и первичная обработка полученной информации от первичных измерительных устройств;
o контроль состояния процесса и оборудования;
o управление технологическим процессом;
o непосредственное цифровое регулирование параметров процессов;
o формирование отклонений параметров от номинальных значений;
o выдачу принятой от объектов информации и результатов ее обработки на АРМ оператора по интерфейсу связи;
o управление исполнительными механизмами запорных и регулирующих органов;
o прием от верхней ступени управления команд, установок.
АРМ оператора обеспечивает выполнение следующих функций:
o отображение, автоматическую регистрацию и архивирование текущей информации о технологических параметрах, состоянии оборудования;
o регистрацию архивирования аварийных сообщений, действий оператора при управлении объектом;
o дистанционное управление исполнительными механизмами запорных и регулирующих органов;
o выдачу диспетчерских рапортов в виде твердых копий на бумажном носителе.
Станция оператора включает:
o IBMPC с видеотерминалом;
o принтер;
o функциональную клавиатуру;
o стандартную (системную) клавиатуру;
o телефонные аппараты связи.
Для повышения надежности в разрабатываемой системе предусмотрено резервирование программируемого контролера. Контроллеры №1 и №2 включены в одну и ту же контроллерную сеть, имеют одинаковые технологическую программу, настройки, систему ввода-вывода, схему подключения входных и выходных сигналов. Переключение контроллеров осуществляется через блок переключения оператором или автоматически. Применение резервирования контроллеров повышает надёжность системы автоматизации.
Структура системы управления приведена на чертеже ДП-220301-800-2010 лист 3.
2.2 Техническое обеспечение системы управления
На данный момент управление процессом ведется с помощью программируемого логического контроллера С-200. Для реализуемой системы управления решено применить программируемый логический контроллер УНИКОНТ УК-743.
Области применения и назначение контроллера УНИКОНТ УК-743:
Научно-производственное объединение «Квантор» производит и поставляет приборы, программно-технические средства УНИКОНТ, системы промышленной автоматизации, АСУТП и электронные щиты КИП и А для стран СНГ. Программно-технические комплексы УНИКОНТ изготавливаются на базе микропроцессоров Intel Pentium 80С186, 80386, 80486, Pentium и позволяют компоновать комплексы требуемых конфигураций, в тои числе территориально-рассредоточенные. Устройства связи с объектом обеспечивают ввод/вывод любых сигналов ГСП. Предусмотрена метрологическая аттестация измерительных каналов. Преобразователи сигналов термопар и термосопротивлений имеют исполнение «Искробезопасная электрическая цепь».
Конструктивно контроллер компонуется в напольных или навесных шкафах. Последние служат защитой от пыли и брызг (степень защиты IP20, IP54, IP65). Рабочий диапазон температур: -30…+50 °С. Имеет программную поддержку в виде SCADA-систем, работающих на уровне котроллеров и комплексов в среде операционных систем MS-DOS и QNX, а на уровне рабочих станций – в среде Windows 95, 98, 2000, XP, NT и QNX.
Основные области применения контроллеров УНИКОНТ УК-743:
o Управление машинами, оборудованием, механизмами, тренажёрами, испытания двигателей, локомотивов и т. п.
o Машиностроение.
o Автомобильная промышленность.
o Химическая промышленность.
o Складское хозяйство.
o Текстильная промышленность
o Создание систем промышленной автоматизации АСУТП и электронных щитов КИП и А, систем учёта энергоресурсов для газовой и нефтяной промышленностей, энергетики, металлургии, машиностроения, индустрии стройматериалов, пищевой промышленности, а также управления ими.