Основные этапы монтажа аппаратуры автоматического регулирования и управления

1. Проект производства работ, монтажа объекта автоматизации

1.1 Анализ объекта автоматизации

1.2 Ведомость физических объемов работ

1.3 График монтажных работ на основе ведомости физических объемов работ

1.4 График потребности в рабочих кадрах.

1.5 Сетевой график производства монтажных работ

2. Монтаж элементов объекта автоматизации

2.1 Выбор проводов, кабелей, соединительных коробов, труб и способов их прокладки.

2.1 Монтаж закладных изделий и первичных измерительных преобразователей

2.3 Монтаж щитов и пультов управления, способов их установки.

2.4 Монтаж исполнительных механизмов, защитных устройств и т д

2.5 Построение плана расположения электрических, трубных проводок

2.6 Синтез схем безопасности, сигнализации и заземления.

3. Диагностика систем автоматизации

3.1 Определение физических параметров объекта, подлежащих измерению во время его диагностирования.

3.2 Формулировка задачи определения неисправностей, выбор способа диагностирования.

3.3 Определение глубины поиска неисправностей, выбор технических средств Выбор технических средств диагностирования

3.4 Построение диагностических диаграмм поиска неисправностей

4. Эксплуатация объекта автоматизации

4.1 Текущая эксплуатация объекта автоматизации (комплекс мероприятий по текущему обслуживанию ТО) и планово предупредительному ремонту (ППР)

4.2 Ремонт объекта автоматизации (мероприятия согласно малому, среднему и капитальным ремонтам).

4.3 Метрологический надзор за средствами измерений (проверка, ревизия и экспертиза)

4.4 Построение графика ТО, ППР и других видов ремонта для основных блоков и узлов объекта автоматизации.

Заключение

Список использованной литературы

монтаж автоматизация химический абсорбция

В химической промышленности комплексной механизации и автоматизации уделяется большое внимание. Это объясняется сложностью и высокой скоростью протекания технологических процессов, а также чувствительностью их к нарушению режима, вредностью условий работы, взрывои пожароопасностью перерабатываемых веществ и т. д.

Автоматизация приводит к улучшению основных показателей эффективности производства: увеличению количества, улучшению качества и снижению себестоимости выпускаемой продукции, повышению производительности труда. Внедрение автоматических устройств обеспечивает высокое качество продукции, сокращение брака и отходов, уменьшение затрат сырья и энергии, уменьшение численности основных рабочих, снижение капитальных затрат на строительство зданий (производство организуется под открытым небом), удлинение сроков межремонтного пробега оборудования.

Создание систем автоматизации на предприятиях представляет комплексную проблему, цель которой — материальное воплощение идеи проектировщика сначала в проекте, затем в разработке отдельных устройств, монтаже и, в конечном итоге, в эксплуатации реальной, действующей системы, позволяющей повысить технико-экономические показатели процесса производства.

Таким образом, исходя из принципов системного подхода, в объем работ по проектированию, помимо технических вопросов, созданных непосредственно с разработкой схем автоматизации и контроля, закономерно включить и такие, как диагностика неисправностей, техническое обслуживание систем автоматизации, удобство монтажа, наладки и эксплуатации.

Монтаж приборов контроля, аппаратуры автоматического регулирования и управления является одним из наиболее технически сложных разделов монтажных работ.

Современные методы монтажных работ систем автоматики основаны на максимальной индустриализации и специализации выполняемых работ.

Индустриализация заключается в использовании стандартных и нормализованных изделий изготавливаемых серийно или в массовом масштабе. В этом случае монтаж осуществляется крупными блоками и узлами, что позволяет механизировать и сократить объем работ непосредственно на месте монтажа.

Специализация заключается в разделении труда при выполнении различных монтажных работ, создании специализированных групп и бригад, укомплектованных специалистами соответствующего профиля.

1. Проект производства работ монтажа объекта автоматизации

1.1 Анализ объекта автоматизации

Процессы химической технологии — это сложные физико-химические системы, имеющие двойственную детерминированно-стохастическую природу, переменные в пространстве и во времени. Участвующие в них потоки вещества, как правило, многофазные и многокомпонентные. В ходе протекания процесса в каждой точке фазы и на границах раздела происходит перенос импульса, энергии, массы. Весь процесс в целом протекает в аппарате с конкретными геометрическими характеристиками, оказывающими, в свою очередь, влияние на характер этого процесса.

Цель процесса: получение очищенного газа с концентрацией (циклогексана и циклогексанона) равной (Q _цик <= 0.1%) .

Участок абсорбции состоит из абсорбера высокого и низкого давления, (холодильников — № 1, № 2, № 3,№ 4,и емкости для абсорбента.

В нижнюю часть абсорбера высокого давления компрессором (двигателем M₁) поступает газовая смесь состоящая: реакционных газов от скруббера конденсатора, газов дросселирования от теблообменника, (Fгаз = 4,0 — 9,4 м³/ч) и (Q _цик = 5%) а верхнюю часть колонны насосом (двигателем M₄) подается жидкая смесь состоящая: анола ректификата стадия 300, анола ректификата, а также абсорбент (в качестве абсорбента используются продукты дегидрирования или кубовая жидкость колонны отгонки циклогексана при T₁= 20 °C и (F_аб1 = 20 — 80 м³/ч) в среднюю часть колонны подается кубовая жидкость при T₃= 20 °C и (F_аб3 = 2 — 8 м³/ч), где происходит реакция поглощения газа жидкостью, в результате чего выделяется тепло. Реакция поглощения должна протекать при определенной температуре в нижнем (Т₅=50°С) и в верхнем (Т₆ =26°С) частях абсорбера. Сам процесс абсорбции протекает при (Т₉=30°С). Давление в верхней части колонны на входе равно P₁ =0.95 МПа). Охлаждение абсорбента происходит с помощью холодильников. Абсорбция осуществляется смесью циклогексанона и циклогексанола, в которой хорошо растворяется циклогексан при низкой температуре.

В нижнюю часть абсрбера низкого давления компрессором (двигателем M₂) поступает газовая смесь состоящая: реакционных газов от ректификационной колонны, (Fгаз1 = 5,0 — 6,4 м³/ч) и Q _анон1 = 5%) а верхнюю часть колонны насосом (двигателем M₄) подается жидкая смесь состоящая: анола ректификата стадия 300, анола ректификата, а также абсорбент (в качестве абсорбента используются продукты дегидрирования или кубовая жидкость колонны отгонки циклогексана при Т₂=20 °С и (F_аб2 = 10 — 40 м³/ч), где происходит реакция поглощения газа жидкостью, в результате чего выделяется тепло. Реакция поглощения должна протекать при определенной температуре в нижнем (Т₇=17°С) и в верхнем (Т₈ =25°С) частях абсорбера. Сам процесс абсорбции протекает при (Т₁₀=20°С). Давление в верхней части колонны на входе равно P₂ = 39КПа). Охлаждение абсорбента происходит с помощью холодильников. Абсорбция осуществляется смесью циклогексанона и циклогексанола, в которой

хорошо растворяется циклогексан при низкой температуре.

Для предотвращения аварийных ситуаций: уменьшения вредных выбросов в абсорберах происходит измерение концентрации Q _цик и Q _цик1. При превышении этого значения закрывается запорный клапан на линии выхода конечного продукта.

Рисунок 1. Анализ процесса абсорбции циклогексана и циклогексанона: а) Схема материальных потоков и их информационных переменных; б) структурная схема САУ как ОУ.

1.2 Ведомость физических объемов работ

Интенсивная автоматизация производственных процессов во всех отраслях промышленности с каждым годом значительно увеличивает объём работ по монтажу систем и средств автоматизации. Для обеспечения высокого качества этих работ, сокращения сроков монтажа и уменьшения трудовых затрат на монтажной площадке необходимо тщательно подготавливать производство монтажных работ.

Одним из основных видов подготовки производства монтажных работ является составление проектов производства работ[1].

План производства работ составляется на монтаж системы автоматики строящихся и конструируемых предприятий, при выполнении капитальных ремонтов и модернизации крупных технологических объектов. План производства работ составляется на основе проектной документации и увязывается со сроками выполнения ремонтных или строительных работ, установкой и монтажом технологического оборудования, ввода объекта в эксплуатацию.

План составляют в следующей последовательности:

1. выделяют заготовительные работы, выполняемые вне строительной площадки;

2. выделяют монтажные работы, выполняемые непосредственно на автоматизируемом объекте;

3. определяется объем работ в физическом и денежном выражении, а также фонд заработной платы;

4. определяются сроки выполнения каждого вида работ, потребность в рабочей силе, профессиональный состав и квалификацию рабочих;

5. составляют график выполнения работ с указанием передвижения монтажных бригад;

6. определяется расход материалов и инструментов на весь объем работ;

7. определяют потребность в механизмах, станках и другом оборудовании.

Объем работ и смету определяют по рабочим чертежам и уточняют на месте проведения монтажных работ. Полученные данные об объемах работ записывают в ведомость объемов работ.

Составим ведомость физических объемов работ для нашего проекта.

Объем трудозатрат определяют по ценам и тарифным ставкам, взятым из тарифно-квалификационного справочника на монтажные работы.

Затраты на изготовление необходимых узлов определяются на основании смет, составленных по рабочим чертежам. Объем заработной платы определяют по формуле:

ЗП=Кт*С-Зо С — трудозатраты, чел/чел;

Kт — тарифный коэффициент, учитывающий квалификацию работ;

Зо — часовая ставка рабочего первого разряда, руб.

Данные о материалах и оборудовании определяют пo cпецификациям.

В графе 10 указывается общая сумма каждого вида работ.

Зная общие затраты труда, нормативы и производительность при выполнении монтажных работ определяем число работников и их квалификацию для данных работ. Продолжительность работ должна быть связана с директивными сроками ввода объекта в эксплуатацию.

По графам 5,6,7 определяют число работников по профессиям Таблица 1. Приложение1

1.3 График монтажных работ на основе ведомости физических объемов работ

Проанализировав график монтажных работ и сделав надлежащие выводы приступаем к построению календарного плана строительно-монтажных работ цеха «Циклогексанон-2».

Календарные планы строительно-монтажного производства, составление в укрупненном виде этих планов по отдельным объектам, являются основными документами в составе ППР, определяющими последовательность и длительность монтажа.

После решения вопросов по обеспечению объекта монтажа оборудованием, приборами, средствами автоматизации и материалами, согласовав график их поставки, а также выяснив их готовность к монтажу основных технологических агрегатов и установок, монтажное управление вместе с генеральным подрядчиком или заказчиком составляет календарный план или сетевой график производства работ и согласовывает его с заказчиком.

Указанный план или график определяют начало и окончание заготовительных и монтажных работ, наименование их видов и комплексов, объемы (единицы измерения, количество и состав работ), состав звена рабочих, на которых возложены предмонтажные графики работы.

Календарные планы монтажных работ разделяют исходя из календарных планов строительства, более подробно детализирующих специальные работы. Важным параметром, определяющим состав календарного плана, является период времени, на который рассчитан график.

1) проектно-сметная документация, нормативные или директивные сроки строительства комплекса либо его части, а также возможности монтажной организации с учетом ее материально-технической и производственной базы;

2) перечень объектов, по которым утверждаются календарные штаны монтажных работ в текущем году, устанавливаются вышестоящей организацией.

План работы МЗМ составляют производственно-технический и плановый отел монтажного управления. План выпуска продукции МЗМ разрабатывают на основе заявок монтажных участков сборки. Монтажные участки должны представлять заявки в производственно-технический отдел управления не позднее 23-го числа месяца, предшествующего планируемому.

График монтажных работ представлен в табл.2.Приложение 2

1.4 График потребности в рабочих кадрах.

Покуда никто не требуется, все монтажные работы выполняет фирма Севзападмонтаж

1.5 Сетевой график производства монтажных работ

В связи с возникновением многих сложных взаимосвязанных работ, требующих для выполнения решения многих технических и организационных вопросов, пользуются сетевой моделью в виде графика, состоящего из стрелок и кружков. Такой график представляет собой сетевую модель с рассчитанными временными параметрами.

В основе ее лежат два понятия:

1) работа — это производственный процесс, требующий затрат времени и материалов, приводящий к достижению определенных результатов;

2) событие - это факт окончания одной или нескольких работ, достаточный для начала следующих работ. Начальное событие определяет начало данной работы и является конечным для предшествующей работы. Конечное событие определяет окончание данной работы и является началом для последующих работ.

3) путь - непрерывная последовательность работ в сетевом графике.

Сетевой график представляет собой графическую модель процесса производства монтажных работ на объекте автоматизации, в целом по монтажному управлению и отражает технологическую взаимосвязь между работами.

Элементами построения сетевого графика монтажных работ являются кружки, обозначающие события, и стрелки, означающие работу.

Расчет сетевого графика заключается в определении раннего и позднего сроков начала и окончания работ, критического пути и работ, лежащих на нем, резервов времени, календарных дат.

Общее время выполнения «работ», лежащих на «критическом пути», определяет полную продолжительность строительно-монтажных работ. Уменьшив продолжительность работ, лежащих на «критическом пути», можно сократить сроки монтажа и ускорить ввод объекта в эксплуатацию Сетевой график в Приложении 3.

Рисунок 1.2 — Сетевой график производства монтажных работ График монтажных работ представлен в таблице 2.

2.Монтаж элементов обьекта автоматизации

2.1 Выбор проводов, кабелей, соединительных коробов, труб и способов их прокладки

По назначению электрические проводки делятся на измерительные, командные и питающие.

Измерительные проводки могут быть нескольких типов, отличающихся особенностью монтажа и материалами.

Командные проводки применяют для соединения измерительных приборов с электрическими и электронными регуляторами, регуляторов с исполнительными механизмами, сигнализирующих приборов с сигнальными устройствами.

Линии электрического питания применяют для подвода напряжения от щитков питания к потребителям.

По способу выполнения электрические проводки разделяют на открытые и скрытые.

Кабельную продукцию в зависимости от конструкций подразделяют на кабели, провода и шнуры.

Кабель — одна или более изолированных жил (проводников), заключенных, как правило, в металлическую или неметаллическую оболочку, поверх которой в зависимости от условий прокладки и эксплуатации может иметься соответствующий защитный покров, в который может входить броня.

Провод — одна неизолированная или одна и более изолированных жил, поверх которых в зависимости от условий прокладки и эксплуатации может иметься неметаллическая оболочка, обмотка и (или) оплетка волокнистыми материалами или проволокой.

Совершим монтаж с помощью программы «Электрик»

В качестве проводника выберем кабель, материал медь, коэффициент 1,

Длина 40метров, потери 5%, температура 20 С, осуществим прокладку кабелем 4-ех жильную в воздухе и в коробах, а также в лотках пучками, Выберем что все датчики потребляют примерно 2 Вт. Из этого рассчитаем сечение кабеля, а уж потом выберем кабель.

Нажмем на расчет по I/P

Выберем кабель из программ исходя из полученных данных Это кабель КВВГ 4*1.5

Коробы и их функции Металлические короб (рис. 6) — это конструкция из листовой стали длиной 3 м, состоящая из корытообразного основания 3, крышки 1, которая крепится болтами, и разделяющей перегородки 2. Внутри короба имеются планки для закрепления проводов и кабелей.

Рис. 2.1. Металлический короб: 1 — крышка; 2 — разделяющая перегородка; 3 — основание Элементы, входящие в номенклатуру коробов, обеспечивают прокладку трассы с необходимыми поворотами и разветвлениями. Ввод линии в электротехнические устройства осуществляется с помощью присоединительных секций.

Выбираем соединительную коробку IP 65/66

Сразу же рассчитаем защиту

Классификация трубных проводок.

Трубные проводки делятся на:

импульсные — соединяющие отборное устройство с чувствительным элементом.

командные, — соединяющие между собой отдельные функциональные блоки (первичные преобразователи, вторичные приборы, регуляторы и т. д.).

питающие, — соединяющие источники дополнительной энергии с элементами систем автоматизации.

выбросные (дренажные), — предназначенные для сброса отработанных жидкостей, газа, конденсата и т. д.

обогревные, — предназначенные для подачи и отвода теплоносителя.

охлаждающие, — предназначенные для подачи и отвода хладагента.

вспомогательные, — предназначенные для подвода инертных веществ к импульсным проводкам, а также для подвода к приборам жидкостей и газов для их периодической промывки или продувки.

защитные, — защищающие электрические провода и кабели от механических воздействий, а также применяющиеся при прокладке электрических линий в пожароопасных помещениях.

Выберем полипропиленовые трубы PN 10с внешним диаметром от 20 до 110 мм предназначены для монтажа систем холодного технического и водоснабжения, кондиционирования и другого вида трубопровода в зданиях промышленного и жилого назначения.

Технические свойства труб PN 10 согласно DIN 8077. Таблица 2.1

Условия эксплуатации PN 10

Выбор трубы для реакционных газов Трубы полиэтиленовые для газопроводов по СТБ ГОСТ Р 50 838;

Таблица 2.2

Способы прокладки труб.

При прокладке трубопроводов под дорогами и другими препятствиями в принципе возможны два основных способа производства работ — открытый и закрытый.

При открытом требуется разрытие поперек дороги траншеи с повреждением дорожного покрытия и остановкой движения транспорта по ней на время прокладки труб. Все это, естественно, сопряжено с рядом неудобств для пассажиров, транспорта и, кроме того, влечет за собой удорожание работ, так как возникает необходимость восстановления дорожного покрытия и элементов благоустройства в месте перехода.

Более перспективными являются закрытые методы прокладки труб под дорогами, не требующие устройства траншей.

При прокладке труб бестраншейными способами вначале под дорогами устраивают защитные кожухи или футляры, а затем в них прокладывают сами рабочие трубопроводы. Чтобы это стало возможным, диаметр кожуха (футляра) должен быть большим, чем диаметр прокладываемого трубопровода (таблица 1).

Таблица 2.3 Требуемые диаметр и толщина стенок защитного кожуха (футляра)

Для защитных кожухов (футляров) применяют стальные трубы: бесшовные горячекатаные, сварные прямошовные и спирально-шовные. Горячекатаные применяют только для кожухов переходов трубопроводов диаметром до 273 мм, а для трубопроводов больших диаметров используют обычно крупноразмерные сварные прямоили спирально-шовные трубы.

Длину кожуха определяют исходя из ширины дорожного полотна (или дорожной насыпи) и рекомендуемых нормативных расстояний. Предохраняют кожухи от коррозии асбестоили песчано-цементными, асфальтоцементобитумными, эпоксидными или полимерными антикоррозийными покрытиями, наносимыми на их поверхность.

2.1 Монтаж закладных изделий и первичных измерительных преобразователей

Монтаж закладных изделий и их установка определяются проектом автоматизации и должны предусматриваться в технической его части. Работы по врезке закладных изделий должны выполнятся организациями, выполняющими монтаж технологических трубопроводов и оборудования.

Монтаж первичных приборов производится непосредственно на технологическом оборудовании, сигналы через первичные преобразователи поступают на измерительные приборы.

Закладные конструкции. Монтаж приборов для измерения температуры на технологических трубопроводах и оборудовании выполняется, как правило, с помощью специальных закладных конструкций — бобышек. Бобышка приварная — это деталь, привариваемая к технологическому трубопроводу или аппарату, имеющая резьбу (или без резьбы) для закрепления первичного измерительного преобразователя.

Бобышки изготавливают в соответствии с отраслевым стандартом ГОСТ 36.7 — 74 «Бобышки и штуцера приварные для установки приборов и устройств автоматики», который распространяется на приварные бобышки и штуцера, являющиеся комплектующими деталями технологических трубопроводов и аппаратов с условным давлением жидкостей и газов до 40 МПа. Термометры расширения, термобаллоны манометрических термометров и термопреобразователи соединяются с бобышками, как правило, через установочные штуцера, которые иногда называют соединительными. Размеры и форму штуцера приборов для измерения температуры определяет ГОСТ 25 164– — 82 «Приборы и устройства пневматические, электрические и гидравлические ГСП. Присоединительные размеры». По своим присоединительным размерам бобышки, изготавливаемые по ОСТ 36.7 — 74, полностью соответствует ГОСТ 25 165–82.

По типу и параметрам приварные бобышки подразделяют на прямые: БП1 на Р_у до 20 МПа; БП2 на Р_у от 20 до 40 МПа; БПЗ на атмосферное давление; скошенные: БС1 на Р_у до 20 МПа; БС2 на Р_у от 20 до 40 МПа.

Бобышки всех типов по ГОСТ 36.7 — 74 могут иметь следующие размеры резьбы: M12xl, 5; M20xl, 5; М27×2; МЗЗ х 2; М39×2.

Бобышки в зависимости от типа имеют следующие высоты: БП1 — 55 и 100; БП2 — 50, 60 и 100; БПЗ-25; БС1, БС2−115 и 140 мм. Высоту бобышки выбирают в зависимости от толщины слоя изоляции технологического трубопровода или аппарата.

Для отличия одного типа бобышки от другого в технической документации всем бобышкам присвоены условные обозначения. Например, прямая бобышка на Р_у до 20 МПа с резьбой М20×1,5 высотой 55 мм имеет обозначение БП1-М20−55, ОСТ 36.7−74.

Рекомендуемые области применения бобышек. Бобышки БП1 и БП2 служат для присоединения погружных элементов термометров расширения, термобаллонов, манометрических термометров, термопреобразователей сопротивления, преобразователей термоэлектрических и др.; бобышки БПЗ — для присоединения поверхностных термопреобразователей сопротивления и других преобразователей. Подчеркнем, что при монтаже приборов следует проверить соответствие материала бобышки материалу трубопровода или аппарата, для которых они предназначены, и качество их сварных соединений. Соответствие материала бобышки материалу трубопровода может быть установлено по маркировке бобышек, которая должна содержать размер резьбы, значение условного давления, группу стали по ГОСТ 356– — 68, товарный знак завода — изготовителя.

Способы монтажа. Способ монтажа прибора для измерения температуры на технологических трубопроводах или оборудовании зависит от диаметра трубопровода, конструктивных особенностей оборудования, места установки и габарита прибора.

Если диаметр трубопровода и длина чувствительного элемента прибора обеспечивают необходимую глубину погружения, то монтаж осуществляется непосредственно на трубопроводе с помощью прямой или скошенной бобышки. Если длина прибора значительно больше диаметра трубопровода, то применяют специальные устройства, увеличивающие в месте установки прибора диаметр трубопровода. Эти устройства могут иметь форму расширителя или стакана, изготовленного из трубы большего диаметра, с габаритами, удовлетворяющими условиям установки прибора.

Одним из основных условий установки прибора на технологическом трубопроводе, как уже было ранее отмечено, является соблюдение требуемой глубины погружения, от которой в значительной степени зависит точность измерения температуры. Глубина погружения прибора зависит от длины его монтажной части. Длина монтажной части I для прибора с неподвижным штуцером определяется как расстояние от рабочего конца до опорной площадки штуцера; для датчика с подвижным штуцером и без штуцера — как расстояние от рабочего конца до головки, а при отсутствии головки — до места заделки выводных концов. Таким образом, понятие «глубина погружения» прибора в технологический трубопровод определяется положением, которое занимает конец погружаемой части прибора ниже оси трубопровода. Как правило, конец погружаемой части в зависимости от типа прибора должен размещаться от 5 до 70 мм ниже оси трубопровода, по которому движется измеряемая среда. Соблюдение этого условия может быть достигнуто, как ранее было отмечено, путем применения бобышек разной длины и конструкции.

В зависимости от рассмотренных условий наибольшее распространение получили способы установки (монтажа) приборов для измерения температуры, приведенные в табл. 2.1.

Способ № 1, применяют тогда, когда приборы монтируют на горизонтальных участках трубопроводов диаметром более 76 мм. При этом длина монтажной части приборов может колебаться в пределах от 80 до 2000 мм. Для лучшего понимания технологии монтажа приборов каждый из приведенных в табл. 2.4 способов сначала иллюстрируется чертежами закладной конструкции (бобышки), а затем монтажным чертежом установки какого-либо конкретного прибора. Так, иа рис. 2.2,а, показана установка бобышки на горизонтальном участке трубопровода диаметром свыше 76 мм. Монтаж бобышки и тепловую изоляцию выполняют, как правило, организации, монтирующие технологическое оборудование.

Рис. 2.2. Установка бобышки на трубопроводе диаметром свыше 76 мм (а) и термометров расширения прямого (б) и углового (в): 1 — трубопровод; 2 — бобышка; 3 — прокладка; 4 — пробка; 5 — легкоснимаемый слой изоляции; 6 — защитная оправа; 7 — прибор; D — диаметр трубопровода; d_t — диаметр отверстия в трубопроводе; S — толщина слоя изоляции; z—глубина погружения; L — высота бобышки Таблица 2.1. Способы монтажа датчиков приборов для измерения температуры

Учитывая, что установка приборов производится после завершения всех работ по монтажу технологического оборудования, бобышку 2 закрывают пробкой 4, что позволяет выполнять опрессовку трубопроводов без установленных приборов. Монтажные чертежи установки прямого и углового термометров расширения в загнутой оправе приведены .

Рисунок 2.3 монтаж датчиков температуры ТСМУ274Exia

2.3 Монтаж щитов и пультов управления, способов их установки

Термины щитовой продукции:

Каркас — жесткий несущий объемный или плоский металлический остов, предназначенный для установки на нём панелей, стенок, дверей, крышек и монтажа приборов, аппаратов, электрических и трубных проводок и др. 1]

Шкаф — объемный каркас на опорной раме с установленными на ней панелью, стенками, дверью, крышкой.

Стойка — объемный или плоский каркас на опорной раме.

Панель с каркасом — объемный каркас на опорной раме с установленной на ней панелью.

Корпус пульта — объемный каркас с установленными наклонной столешницей, стенками, дверьми.

Щит шкафной — шкаф с установленными на унифицированных монтажных конструкциях, поворотной или стационарной раме аппаратурой, арматурой, установочными изделиями и с электрической и трубной проводками, подготовленными к подключению внешних цепей и приборов, устанавливаемых на объекте.

Щит панельный с каркасом — панель с каркасом с установленными на унифицированных монтажных конструкциях, поворотной или стационарной раме аппаратурой, арматурой, установочными изделиями и с электрической и трубной проводками, подготовленными к подключению внешних цепей и приборов, устанавливаемых на объекте.

Штатив — стойка с объемным каркасом и установленными на унифицированных монтажных конструкциях, аппаратурой, арматурой, установочными изделиями и с электрической и трубной проводками, подготовленными к подключению внешних цепей и приборов, устанавливаемых на объекте.

Штатив плоский — стойка с плоским каркасом и установленными на унифицированных монтажных конструкциях, аппаратурой, арматурой, установочными изделиями и с электрической и трубной проводками, подготовленными к подключению внешних цепей и приборов, устанавливаемых на объекте.

Панель вспомогательная и панель вспомогательная с дверьми — панели, предназначенные для оформления многопанельных каркасных щитов.

Панель декоративная — панель, предназначенная для декоративного оформления верхней части щитов панельных с каркасом, а также для монтажа элементов мнемосхем.

Вставка угловая — элемент, предназначенный для соединения двух смежных щитов или пультов, устанавливаемых под углом друг к другу.

Сокращения в условных обозначениях

Щ — щит, Ш — шкафной, ЩПК — щит панельный с каркасом, ЩШМ — щит шкафной малогабаритный, С — статив, СП — статив плоский, П — пульт, ПНП — пульт с наклонной приборной приставкой, ЗД — задняя дверь, ПЗД — передняя и задняя двери

О2 — открытый с двух сторон, ОП — открытый справа, ОЛ — открытый слева, ЗП — закрытый справа, ЗЛ — закрытый слева.

Если наименование заканчивается буквами ЗД, то щит закрытого исполнения, если ЩПК — открытый с двух сторон, цифры 2 и 3 — это количество секций.

Рисунок 2.4 — Структурная схема построения щитовых конструкций по ГОСТ 36.13−76

Выберем шкаф Gemini IP66

Выберем DIN рейку 1SL0290A00

Выбираем комплект для кабельной проводки

МОНТАЖ ЩИТОВ, ПУЛЬТОВ И СТАТИВОВ

До начала работ по монтажу щитов, пультов и стативов необходимо проверить строительную и технологическую готовность проектной отметки, к этому времени должны быть выполнены подготовительные работы, смонтированы металлоконструкции для установки малогабаритных щитов и плоских стативов. К таким металлоконструкциям относятся перфорированные, например Z-об-разные, профили для установки иа стене; хомуты для обвязки колонн; подставки для установки на полу. Целесообразность установки подставок до закрепления на них малогабаритных щитов определяется условиями монтажа, сложившимися на конкретном объекте. Указанные установочные металлоконструкции закрепляют либо на предварительно установленных закладных элементах, либо с помощью СМП, пластмассовых дюбелей или сваркой. Электрические и трубные проводки должны быть проложены и подведены к местам установки щитовых конструкций. Щиты должны быть размещены на площади установки так, чтобы исключалась необходимость дополнительных такелажных работ при их монтаже.

Конкретные места размещения щитовых конструкций обусловливают их установку на различных строительных основаниях (рис. 2.5). Особенности последних, а также конструкция опорных частей щитов, пультов и стативов определяют метод их закрепления (рис. 2.6). Существуют два основных метода закрепления: разборный и неразборный, характерные для большинства видов щитовых конструкций. Для плоских стативов и вспомогательных панелей применяют комбинированный метод, при котором опорная рама изделия приваривается к закладным элементам, а корпус изделия фиксируется резьбовыми соединениями.

Щитовые конструкции должны поставляться на объект в законченном для монтажа виде, а именно: с аппаратами и установочными изделиями; с внутренней электрической и трубной проводками, подготовленными к подключению внешних цепей, а также приборов, устанавливаемых на объекте; с конструкциями для установки и крепления приборов, аппаратов и подводимых электрических и трубных проводок; с крепежными изделиями для сборки и установки щитовых конструкций на объекте. В комплект поставки щитовой конструкции должны входить паспорт, чертеж общего вида с таблицами соединений и подключений, ключ от замка двери.

Рис 2.5 Классификация строительных оснований на которых монтируют щиты пульты и стативы.

Рис 2.6 методы закрепления щитов пультов и стативов к строительным основаниям.

При монтаже щиты, пульты и стативы должны быть установлены в вертикальное положение, перед закреплением их необходимо выверить по уровню и отвесу. Допустимое отклонение при этом не должно быть более 1° в любую сторону. Каркасы и вспомогательные элементы составных щитов должны быть скреплены между собой разъемными соединениями. Зазоры между соединяемыми поверхностями не должны превышать 2 мм на 1 м длины. Крепление каркасов и вспомогательных элементов смежных щитов, пультов, стативов между собой выполняют в два этапа после выверки по уровню и отвесу. На первом этапе выполняют предварительное совмещение (с помощью бородка) отверстий в стойках каркаса смежных щитов, стативов. Овальность отверстий позволяет, не вынимая бородка, вставить в это же отверстие винт, после чего наживить гайку для щитов ЩПК, ЩШ и стативов С; эту работу рекомендуется начинать с отверстий на задних стойках и верхней раме каркаса как наиболее доступных. На втором этапе после установки всех винтов последние равномерно затягивают.

Затяжку резьбовых соединений выполняют с помощью гаечных ключей и отверток. Применение для этих целей универсальных инструментов (пассатижей, плоскогубцев и т. п.) не допускается. Нарушенные контактные соединения должны быть восстановлены так, чтобы качество восстановленного соединения было идентично ненарушенному соединению. Следует также восстановить лакокрасочные покрытия в случае их повреждения при монтаже щитовой конструкции.

По окончании монтажных работ каждый щит, пульт или статив должен быть подвергнут тщательной приемке. В процессе последней необходимо проверить: комплектность щитовой конструкции; правильность ее размещения, крепления составных частей между собой и к закладным элементам; качество установки и крепления приборов, введенных кабелей и труб. Щитовые конструкции считают подготовленными к сдаче в эксплуатацию, если проведенные в полном объеме проверки дали положительный результат.

2.4 Монтаж исполнительных механизмов, з ащитных устройств и т. д.

Мембранные исиолиительные механизмы качающегося действия типа МИМ-К. Общий вид механизма данного типа изображен на рис. 2.7. Давление пневматического командного сигнала воспринимается резиновой мембраной 8, закрепленной между крышками 9. Деформируясь, мембрана через диск 7, втулку 5 и гайку б передает движение штоку 4, нижний конец которого перемещает рычаг 2, соединенный с регулирующим органом. Перемещению штока противодействует пружина 16, упирающаяся в гайку и в фасонную втулку 18 корпуса 17. Перемещения штока зависят от силы, развиваемой мембраной, которая компенсируется сжатием пружины. Положение штока контролируется по шкале на корпусе 17. Фасонная втулка 18 служит для регулировки числа рабочих витков пружины. 1]

Для повышения быстродействия, точности и создания дополнительных усилий на штоке мембранного механизма в случае по явления на затворе регулирующего органа больших неуравновешенных усилий служит позиционер 22.

Рис. 2.7. Мембранные исполнительные механизмы качающегося действия МИМ-К: 1— шкала; 2 — рычаг; 3 — гайка регулировочная; 4 — шток; 5 — втулка; б — гайка; 7 — диск; 8 — мембрана; 9 — крышки (верхняя и нижняя); 10 — гайка накидная; 11, 15 — кольцо уплогнительное; 12— маховик; 13 — винт; 14 — корпус дублера; 16 — пружина; 17 —корпус; 18 — фасонная втулка; 19, 21 —серьга;20 —' тяга; 22 — позиционер.

Для управления механизмом в случае отсутствия сжатого' воздуха служит верхний ручной дублер, который состоит из корпуса 14, винта 13 и маховика 12. Пневматические камеры механизма уплотняются резиновыми кольцами 11 и 15. Трубки пневматического командного сигнала закрепляются гайкой 10. Рычажная система механизма состоит из деталей 19 — 21.

Дублер предназначен для управления вручную затвором регулирующего органа в случае аварийного отклонения сжатого воздуха. Дублеры также могут применяться для ограничения перемещения штока. Механизмы выпускаются с двумя видами ручных дублеров: боковыми и верхними. Комплектация ручными дублерами производится по специальному заказу.

2.5 Построение плана расположения электрических, трубных проводок

На этих схемах изображают прокладываемые вне щитов электрические провода, кабели, импульсные, командные, питающие, продувочиые и дренажные трубопроводы, защитные трубы, короба, лотки и металлору-кава с указанием их номера, типа (марок) и длин. На чертежах этих схем в виде условных обозначений в соответствии с действующими стандартами показываются:

отборные устройства и первичные преобразователи, встраиваемые в технологическое оборудование и трубопроводы;приборы и средства автоматизации, устанавливаемые вне щитов и пультов;щиты, пульты, стативы и т. п;

· вспомогательные устройства (соединительные и протяжные коробки, фитинги, коробки свободных концов термопар и т. п.);

· устройства заземления щитов, приборов и других токоприемников. Схемы внешних электрических и трубных проводок содержат также сведения, которые позволяют установить, на основании

· какого чертежа следует выполнять установку прибора или щита на месте монтажа, их позиции по заказной спецификации и сводную спецификацию кабелей, проводов, соединительных и разветвленных коробок, труб и арматуры, предусмотренных данной схемой.

Наличие на монтажных чертежах изображений технологического оборудования и трубопроводов, а также приборов и средств автоматизации создает хорошую ситуационную картину и позволяет представить себе объект автоматизации в целом.

В качестве примера на рис. 2.8, а показаны (слева направо); общее обозначение щита, щит из нескольких панелей, коробка без зажимов, коробка с зажимами, пост кнопочный на две кнопки, пост кнопочный на три кнопки, общее обозначение разъемного соединения. Вообще любое оборудование может быть изображено прямоугольником, в который вписывают необходимый символ, номер или буквы, значения которых пояснены в примечаниях и таблицах.

Рис. 2.8. Обозначения щитов, пультов и других средств автоматизации, мест установки первичных приборов и отборных устройств, проводов, кабелей и их потоков, расположение осей отметок строительных конструкций.

Технологическое оборудование обозначают в виде контуров тонкими линиями, а номер позиции по спецификации технологической части проекта .

Средства автоматизации, относящиеся к системе автоматизации, имеют номера позиций, состоящие из цифр и букв, например 1а и 446 на рис. 2.8,б. Отборные устройства, первичные приборы, датчики, встраиваемые в технологическое оборудование и трубопроводы, обозначают зачерненными точками без стрелок. Точки со стрелками (пояснения к рис. 2.8, е) имеют другое значение.

Средства автоматизации, относящиеся к технологической части, имеют номера позиций, содержащие только цифры без букв, на рис. 2.8, е. Позиции записывают на поле чертежа, не заключая в квадраты, прямоугольники, окружности и т. п., а выноски к позициям вычерчивают без полок.

Линии электрической связи (кабели, потоки проводов) изображают линиями различной толщины (рис. 2.8, г, з), которые могут разветвляться на несколько линий (рис. 2.8, д), пространство между которыми заштриховывают.

Линии, идущие на другие отметки, показаны на рис. 2.8, е. Слева направо изображены: линии, уходящая вверх, приходящая сверху и уходящая вниз, приходящая снизу и уходящая вниз, приходящая снизу и уходящая вверх.

Линии электрической связи маркируют арабскими цифрами без нулей (212, 214 — 217 на рис. 2.20, ж), либо заключают в прямоугольники (214 — 217), либо записывают над изображением линии связи (212).

Трубные линии связи имеют перед номером 0, например 021 (рис. 2.8, з).

Монтажные изделия и материалы имеют позиции по спецификации, которые записывают на полках линий-выносок (рис. 2.8, и).

Горизонтальные оси на строительных чертежах обозначают русскими прописными буквами, счет идет снизу вверх. Оси, расположенные на чертеже вертикально, нумеруют арабскими цифрами, счет — слева направо (рис. 2.8, к). Отметки отсчитывают от нулевой (0.00) и выражают в метрах. На рис. 2.8, л отметка + 2,84 лежит выше (+) отметки 0.00 на 2,84 м, а отметка — 0,42 расположена ниже (—) отметки 0.00 на 0,42 м. Расстояние между отметками 2,84 — (- 0,42) = 3,26 м.

На рис. 2.8,ж показаны: прибор 50, вентиль 38, групповая линия связи, состоящая из четырех линий 214 — 217. Кабель 215 уходит вверх (точка со стрелкой), далее идут кабели 214 — 216 и 217, вливающиеся в групповую линию связи (лентообразная линия), в нее же входит кабель 212.

2.6 Синтез схем безопасности, сигнализации и заземления

Расчитаем заземление

Необходимо произвести заземления обьекта, прямоугольного,

размером 20 на 40 м, грунт обычный, лессовидный (r = 100 Ом*м).

При удельном сопротивлении земли r > 100 Ом*м допускается увеличивать указанные нормы в 0,01r раз, но не более десятикратного. Длина стержня Lc = 3 м Диаметр стержня D = 12 мм Глубина приямка T = 0,8 м Длина полосы (или периметр дома) Lп = 40+20+40+20 = 120 м Ширина полосы B = 40 мм, толщиной 4 мм Количество стержней, равномерно распределенных по периметру, берем N = 4 шт. Вводим данные (кнопка «Ввести данные») и производим расчет. При удельном сопротивлении земли p > 100 Ом*м допускается увеличивать Rобщ в 0,01p раз, но не более десятикратного).Берем лопату, кувалду, варку и приступаем к работе. Все соединения на сварке. Если общее сопротивление заземления не проходит (больше 4 Ом), то можно поменять значенияколичество вертикальных заземлителей и длины вертикальных стержней, а также и другие величины.

ВНИМАНИЕ:

Расчет может быть использован на практике только после подтверждения предприятиями, имеющими лицензию на проектирования заземлений.

В электроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью или глухозаземленным выводом источника однофазного тока, а также с глухозаземленной средней точкой в трехпроводных сетях постоянного тока должно быть выполнено зануление. Применение в таких электроустановках заземления корпусов электроприемников без их зануления не допускается. В обоснованных случаях рекомендуется выполнять защитное отключение (для переносного лектроинструмента, некоторых жилых и общественных помещений, насыщенных металлическими конструкциями, имеющими связь с землей).

В качестве естественных заземлителей рекомендуется использовать:

1. проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубопроводы, за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих и взрывчатых газов и смесей, канализации и центрального отопления;

2. обсадные трубы скважин;

3. металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в соприкосновении с землей;

4. металлические шунты гидротехнических сооружений, водоводы, затворы и т.

5. свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле. Алюминиевые оболочки кабелей не допускается использовать в качестве естественных заземлителей. Если оболочки кабелей служат единственными заземлителями, то в расчете заземляющих устройств они должны учитываться при количестве кабелей не менее двух;

6. заземлители опор ВЛ, соединенные с заземляющим устройством электроустановки при помощи грозозащитного троса ВЛ, если трос не изолирован от опор ВЛ;

7. нулевые провода ВЛ до 1 кВ с повторными заземлителями при количестве ВЛ не менее двух;

8.рельсовые пути магистральных неэлектрофицированных железных дорог и подъездные пути при наличии преднамеренного устройства перемычек между рельсами.

Заземлители должны быть связаны с магистралями заземлений не менее чем двумя проводниками, присоединенными к заземлителю в разных местах. Это требование не распространяется на опоры ВЛ, повторное заземление нулевого провода и металлические оболочки кабелей.

Для искусственных заземлителей следует применять сталь.

Искусственные заземлители не должны иметь окраски.

Не следует располагать (использовать) заземлители в местах, где земля подсушивается под действием тепла трубопроводов и т. п.

Траншеи для горизонтальных заземлителей должны заполняться однородным грунтом, не содержащим щебня и строительного мусора. В качестве искусственных заземлителей допускается применение заземлителей из электропроводящего бетона.

В случае опасности коррозии заземлителей должно выполняться одно из следующих мероприятий:

· увеличение сечения заземлителей с учетом расчетного срока их службы;

· применение оцинкованных заземлителей;

· применение электрической защиты.

Синтез схем безопасности.

Наиболее характерные воздействия эл. тока на организм человека

1.пороговый ощутимый — это наименьшее значение ощутимого тока, т. е ток, вызывающий при прохождении через организм ощутимые раздражения. Его значения состовляет 0,6−1,5мА. При этом ток 0,63мА ощущает 1 человек из 1000, 1,59−999 человек из 1000, 1,11мА -500человек из 1000, т. е 50% людей

2.пороговый неотпускнойэто наименьшее значение неотпускного тока, т. е тока, вызывающего при прохождении через человека непреодолимое судорожное сокращение мыщц руки, в которой зажат проводник. Его значение составляет 5−25мА. При этом ток 5,3мА является неотпускающим лишь 1 из 1000, 24,6мАдля999 из 1000 и 14,9мА для 500 т. е для 50% людей

3.пороговый фибрилляционный — это наименьшее значение фибрилляционного тока, т. е тока, т. е тока фызывающего при прохождении через организм фибрилляцию сердце. Состовляет 50−350мА. При этом токе 67мА вызывает фибрилляцию лиш у 1 из 1000, 367мА у 999 из 1000 и 157мА у 500 из 1000 человек.

3. Диагностика систем автоматизации

3.1 Определение физических параметров объекта, подлежащих измерению во время его диагностирования

Диагностика систем автоматизации является необходимой частью любого процесса. В последнее время производители средств автоматизации уделяют данной проблеме огромное значение. Для разрешения проблемы диагностики на уровне сетей в микропроцессорной технике разработана следующая методика. Прежде, чем подать запрос на получение информационного сигнала центральное устройство (ЦУ) «запускает» в сеть контрольный бит информации по всей системе. Таким образом проверяется работоспособность всей системы. Данный метод наиболее удобен при использовании связи по Ethernet и ей подобных сетях. 2]

Для обнаружения неполадок в коммуникационных линиях и определения неисправных линий замеряются характеристики всех линий (сопротивление, емкость между проводами, напряжение, сила тока в линии), эти характеристики заносятся в устройство слежения (которым может быть промышленный компьютер или контроллер), которое будет сравнивать их с текущими параметрами линии, определяя таким образом неполадки.

При необходимости диагностики трубопроводов в современной промышленности так же используется электрический сигнал. В трубопроводе укладываются провода, и замеряется емкость между ними. При возникновении разрывов или образовании различных наростов в трубопроводе эта емкость изменяется. Ее изменение регистрируется и определяется неисправная линия. При этом необходимо учитывать возможное изменение вышеизложенных величин при регулировании, поэтому в следящие устройства обязательно нужно подавать информацию о появлении и величине управляющего воздействия. Имеющиеся на сегодняшний день достаточно мощные вычислительные машины в состоянии обеспечивать такие функции, а соответственно и выполнять диагностику системы автоматизации на необходимом уровне.

Диагностика — это тестирование, выполняемое периодически для обнаружения скрытых дефектов, которые могут помешать системе защиты в осуществлении предписанных действий.

Скрытый дефект в системе может помешать ПАЗ отреагировать на требование защиты.

Этот отказ может быть единственным отказом в одноканальной системе, или комбинация дефектов в многоканальной системе. Следовательно, очень важно отслеживать не только критические отказы, но также и потенциально критические дефекты прежде, чем они накопятся. Дефекты могут закончиться двумя типами отказов: