Назначение АСУ ТА

Для создания системы автоматического управления теплоэнергетическим процессом или тепловым агрегатом необходимо на основе его математической модели синтезировать алгоритм управления, разработать системные решения, выбрать технические средства автоматизации, включая вычислительную технику.

Эффективное применение АСУ ТА конкретного металлургического агрегата технически возможно и экономически и технологически целе­сообразно, если решены следующие проблемы:

- механизирован трудоемкий, тяжелый и опасный для здоровья физический труд;

- ликвидирован рутинный, повторяющийся, нетворческий умствен­ный или физический труд;

- модернизировано механическое, электрическое и прочее оборудование агрегата;

- оснащен агрегат новейшими техническими средствами автомати­ческого контроля, регулирования, управления, компьютерной техники и технологического диспетчерского контроля и управления;

- усовершенствована технология, т.е. применены качественно но­вые виды железорудного сырья, например, окатыши для доменных пе­чей и природный газ для частичной замены дорогого кокса;

- применены интенсификаторы технологических процессов, напри­мер, кислород для продувки металлической ванны в мартеновской печи или обогащения доменного дутья;

- имеются в наличии для ремонтного обслуживания и эксплуатации АСУ ТА соответствующие специалисты (операторы, электронщики, ма­тематики, программисты и др.);

- изучен с достижимой степенью глубины и достоверности агрегат и технологический процесс как объекты управления и разработана его математическая модель и алгоритм управления.

Опыт внедрения АСУ ТА на предприятиях черной металлургии раз­личных стран показывает, что получить максимальный технико-экономи­ческий эффект можно только при условии, если решены вышеперечис­ленные проблемы.

Задача синтеза системы управления заключается в выборе рациональной струк­туры и номенклатуры ее элементов. Основным критерием при решении этих задач является удовлетворение тре­бований технологического процесса, надежность и эффективность работы элементов системы и достижение заданного качества управ­ления или регулирования.

В децентрализованных системах автоматического управленияав­томатические регуляторы являются выходными устройствами, непо­средственно воздействующими на объекты управления, поэтому их статические и динамические свойства и законы регулирования долж­ны быть согласованы с характеристиками объектов по каждому ка­налу регулирования, а качество регулирования должно соответство­вать требованиям технологического процесса, условиям охраны тру­да и защиты окружающей среды.

При централизованном управлении, когда регулирование осущест­вляется непосредственно УВМ, вся информация обрабатывается вы­числительной машиной, которая формирует законы автоматического регулирования и реализует их на объекте управления. При этом УВМ должна обеспечить решение тех же задач, которые сформулированы для автономных автоматических регуляторов.

При разработке АСУ ТП могут возникнуть две задачи: автомати­зация действующих или новых проектируемых технологических аг­регатов и/или процессов.

В первом случае, при автоматизации действующих тепловых агрегатов(например, металлургических печей) осуществляются следующие мероприятия:

1. Анализ работы агрегата с целью выявления и устранения нару­шений режимов и определения технико-экономических показателей работы до начала автоматизации.

2. Обследование вспомогательного оборудования агрегата (вентиляторов, экс­гаустеров, трубопроводов, отсечных и регулирующих клапанов, диа­фрагм) с целью определения его состояния и мощности, соответствия требованиям работы на автоматизируемой печи.

3. Исследование печи как объекта автоматического управления:

а) предварительными наблюдениями устанавливают

– основные ре­жимы работы печи;

– диапазоны колебания входных параметров;

– вариации управляющих воздействий (при ручном управлении);

– диапазон колебаний параметров, определяющих состояние процесса и качество нагрева;

– основные возмущения, нарушающие ход процесса. При наличии нарушений в тепловом, гидравлическом и температурном режи­мах и значительной дисперсии технологических параметров прини­маются меры для упорядочения теплового и технологического ре­жимов работы печей;

б) определяют статические и динамические характеристики объек­та по различным каналам. По возможности создают статическую или
детерминированную модель процесса.

4. Выбор регулируемых параметров и регулирующих воздействий.

5. Синтез локальных систем стабилизации отдельных параметров и локальных систем управления, связывающих ряд стабилизирующих регуляторов.

6. Разработка структурных схем и алгоритмов управления отдельными режимами работы агрегата и комплексной системы автомати­ческого управления.

7. Включение в систему УВМ, которая вначале работает в режиме
"советчика мастера", а затем после уточнения и тщательной отра­ботки алгоритма управления подключается к управлению процессом.

8. Определение технико-экономических показателей агрегата и проведение сравнительной оценки его работы до и после автоматизации.

При проектировании новых тепловых агрегатов и аг­регатов функциональная схема управления разрабатывается на основе изучения автоматизации аналогичных или сходных объек­тов, с учетом особенностей проектируемого агрегата, с прогнози­рованием развития средств контроля, регулирования и управления.

Завершается работа по синтезу САР оценкой результатов ее работы или прогнозом результатов регулирования, рассчитанных на ЭВМ. При этом могут быть исследованы различные варианты выбора струк­туры и настроек системы по различным каналам регулирования.

Внедрение АСУ ТА позволяет повысить производительность труда, снизить расход исходных материалов и энергоносителей, стабилизиро­вать технологический процесс, повысить качество и увеличить выход годной продукции, по возможности избежать возникновения аварийных ситуаций в работе агрегата и, в конечном итоге, повысить техническую культуру производства.

2 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ АСУ ТА