Системы автоматизации технологических процессов. Документация проекта автоматизации технологических процессов

– ассистент кафедры АСУП Тернов Евгений Валерьевич

Е.С. Якубовская, Е.С. Волкова. – Мн.: «Новое знание», М.: «ИНФРА-М»,

2014. – 376 с.
Фурсенко, С.Н. Автоматизация технологических процессов: учеб. пособие / С.Н. Фурсенко, Е.С. Якубовская, Е.С. Волкова. – Минск: БГАТУ, 2007. – 592 с.
Якубовская, Е.С. Автоматизация технологических процессов сельскохозяйственного производства: практикум / Е.С. Якубовская, Е.С. Волкова. – Минск: БГАТУ, 2008. – 320 с.
Автоматизация технологических процессов сельскохозяйственного производства: учебно-методическое пособие / сост.: Е.С. Якубовская, Е.С. Волкова. – Минск: БГАТУ, 2012. – 132 с.

на воздействия внешней среды. Система способна воспринимать информацию из внешней

среды, перерабатывать её по некоторым ей свойственным алгоритмам и, в свою очередь, оказывать воздействие на внешнюю среду. Для связи с внешним миром у системы имеются входы и выходы.
Управление – целенаправленное воздействие на объект, в результате которого он переходит в требуемое состояние.
Автоматизация – применение технических средств, экономико-математических методов и систем управления, освобождающих человека частично или полностью от непосредственного участия в процессах получения, преобразования, передачи и использования энергии, материалов или информации.

продукции, отстранение человека от работы в условиях, опасных для здоровья.

Система управления – сочетание комплекса технических средств и методов управления с объектом управления.
Системы управления в современной автоматике разделяют на:
автоматизированные системы управления производством (АСУП);
автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП);
системы автоматического управления технологическими процессами (САУ ТП).

необходимой для оптимизации и управления в различных сферах, главным образом

в организационно-экономической деятельности человека, например, управление хозяйственно-плановой деятельностью отрасли, предприятием, комплексом, территориальным регионом.
АСУ ТП – человеко-машинная система, предназначенная для контроля режимов работы, сбора и обработки информации о протекании технологических процессов локальных производств. Обычно АСУТП охватывают отдельные цеха, животноводческие фермы, птицефабрики, хранилища, хозяйства и агрообъединения.
САУ ТП – совокупность автоматических управляющих устройств и управляемого объекта, взаимодействующих друг с другом без непосредственного участия человека. Это чисто технические устройства, непосредственно выполняющих заданный алгоритм функционирования установок, действующих независимо друг от друга.
Системы управления подразделяют на автоматизированные и автоматические.

информации
Пуск и остановка основных и вспомогательных устройств
Безаварийная работа
Соблюдение требуемых значений

параметров в соответствии с оптимальным ходом технологического процесса

Аварийное прекращение производственного процесса

овощеводство, садоводство, технические культуры) и животноводство (скотоводство, свиноводство, птицеводство, рыбоводство,

звероводство, овцеводство, коневодство, пчеловодство), а также ряд вспомогательных производств.
Структура отрасли – производственные и технологические процессы и операции, которые её составляют.
Производственный процесс – это совокупность технологических процессов, направленных на создание конечного продукта; его берут за основу при разработке систем автоматики.
Технологический процесс – это совокупность приёмов и операций, целесообразно направленных на перевод материала или продукта из исходного состояния к необходимому конечному состоянию.
Технологическая операция – это механическое или физико-химическое воздействие на продукт или преобразование одних продуктов в другие.

Общие сведения о с/х технологических процессах

функционирования животных и растений, и перестроить его на непрерывное не

всегда удаётся.
Основные ТП с/x производства связаны с биологическими процессами, прервать которые нельзя даже временно, поэтому сбои с естественного (биологического) ритма приводят не только к недовыполнению программы, но и к порче живых объектов (животных, растений), к снижению их продуктивности, а иногда и к их гибели.
Увеличения выхода с/х продукции, как правило, нельзя получить за счет уменьшения времени цикла технологических процессов. Этого можно добиться главным образом за счёт увеличения числа и улучшения качественного состава (породного, сортового) основных средств производства (животных, птиц, растений), а также за счёт улучшения условий содержания животных и качества возделывания растений.

Особенности автоматизации сельскохозяйственного производства

плана ТП как объекта автоматизации. Классификация их позволяет облегчить определение

объёма и разработку типового варианта автоматизации. С данной целью ТП принято классифицировать по пяти существенным признакам:
типу технологического процесса;
взаимосвязи технологческого и транспортного движения;
технологическому циклу (характеру изменения материальных потоков во времени);
динамическим свойствам;
агрегатному состоянию обрабатываемого материала.

Значение и признаки классификации объектов автоматизации

совмещённым движением
С независимым движением
По технологическому циклу (характеру изменения материальных потоков

во времени)

Непрерывные

Дискретные

Дискретно- непрерывные

знать его динамические свойства, которые существенно влияют на устойчивость и

качество регулирования. По динамическим свойствам объекты разделяют на шесть основных типов:
безынерционные;
апериодические (1-го и 2-го порядка);
колебательные;
дифференцирующие;
интегральные;
с запаздыванием.

(материалов) и их состояние
газообразные
жидкие
тестообразные
волокнистые
твёрдые
состояние свободное
под давлением
состояние однородное
неоднородное
сплошная масса
штучное
сплошная масса
штучное
сыпучее
крупнофракционное

оптимальное функционирование биологических объектов (животных и растений);
Биологические объекты характеризуются инерционностью

на внешние воздействия, однако чувствительны к предельным значениям параметров внешней среды;
Условия окружающей среды неблагоприятны и непостоянны;
Первостепенную роль в сельском хозяйстве должна играть надёжность работы оборудования по сравнению с точностью управления.

прямых затрат живого труда человека по уходу за скотом или

птицей или на вспомогательных процессах на ферме благодаря применению на соответствующих трудовых операциях машин вместо мускульной силы человека.
Энергетический эффект – обусловлен сокращением расхода топлива и электроэнергии, улучшением графика работы электрических сетей и энергетического оборудования, сокращением потерь тепла.
Структурный эффект – обусловлен сокращением инженерных коммуникаций, регулирующих и запасных ёмкостей, металлоёмкости и стоимости оборудования, потерь производственной площади на служебные проходы, увеличением плотности поголовья скота или птицы, построек на единицу площади (объёма) за счёт изменения устройства оборудования.
Технологический эффект – обусловлен влиянием связанных средств механизации и автоматизации на технологию производства (улучшение микроклимата увеличивает продуктивность скота и птицы, автоматизация раздачи сокращает потери корма, регулирование светового дня повышает продуктивность несушек и сортность яиц и т.д.)

на соответствующее оборудование:
с уменьшением затрат труда на операции производственного процесса

ТП возрастают затраты труда на обслуживание оборудования ТО .

Экономический эффект механизации и автоматизации (начало)

отчисления и затраты на ремонт оборудования СР ; З –

приведенные расчётные затраты.

Максимальный экономический эффект механизации и автоматизации достигается при максимальном сокращении приведенных расчётных затрат.

Экономический эффект механизации и автоматизации (окончание)

обеспечить однозначное взаимопонимание специалистов, занимающихся вопросами монтажа, наладки и эксплуатации

систем автоматизации, без непосредственного участия разработчиков и друг друга в несвойственных им работах, а также единое понимание ими логически продуманной и обоснованной системы автоматизации определённого технологического процесса в части её приборного оснащения, реализации алгоритмов управления и заданных законов регулирования, способов монтажа приборов и средств автоматизации, прокладки линий управления, связи и питания.
В зависимости от сложности и новизны ТП и оборудования, принципов организации производства системы автоматизации могут проектироваться в одну или две стадии: архитектурно-строительный проект либо отдельно архитектурный и строительный проект.

Назначение проекта автоматизации и задачи проектирования

расположения щитов и пультов;
Ведомости приборов и средств автоматизации, электроаппаратуры, щитов

и пультов, трубопроводной арматуры, основных монтажных материалов и изделий;
Сметы на приобретение и монтаж технических средств автоматизации;
Пояснительная записка.
Цель разработки документации – выявление технической возможности и экономической целесообразности автоматизации данного участка. Определяются уровень и объём автоматизации, принципы её осуществления и структуры, экономическая эффективность.

Состав проектных материалов систем автоматизации на различных стадиях проектирования (начало)

технических средств автоматизации;
Эскизные чертежи общих видов нетиповых средств автоматизации;
Спецификация оборудования,

изделий и материалов;
Пояснительная записка.
Цель разработки документации – обеспечение проведения монтажно-наладочных работ. Уровень и объём автоматизации, предусмотренные в рабочих чертежах, должны полностью соответствовать уровню и объёму автоматизации, принятым в утверждённом архитектурном проекте.
На стадии архитектурно-строительного проекта, разрабатываемого для несложных объектов или по существующим прототипам, проектные материалы объединяют цели и задачи стадий архитектурного и строительного проектов.

Состав проектных материалов систем автоматизации на различных стадиях проектирования (окончание)

связи между технологическим процессом и средствами автоматизации.
Согласно ГОСТ 21.408-93 на

схеме автоматизации изображают:
Техническое и инженерное оборудование и коммуникации (двигатели, клапаны, трубопроводы, воздуховоды и т.д.) автоматизируемого объекта;
Технические средства автоматизации (датчики, регуляторы и т.д.);
Линии связи между ними (при необходимости).
Развёрнутый способ – на схеме изображают состав и место расположения технических средств автоматизации каждого контура контроля и управления.
Упрощённый способ – на схеме раскрывают основные функции контуров контроля и управления (без выделения входящих в них отдельных технических средств автоматизации и указания места расположения).

Назначение, основные требования, порядок и методы разработки схем автоматизации