Холодильная установка

По степени автоматизации  холодильные машины и установки  делятся на 3   группы:

     1. Холодильное оборудование с ручным управлением.

     2. Частично автоматизированное холодильное оборудование.

     3. Полностью автоматизированное холодильное оборудование.

Оборудование с ручным управлением  и частично автоматизированные машины работают с постоянным присутствием обслуживающего персонала.

Полностью автоматизированное оборудование не требует постоянного присутствия  обслуживающего персонала, но не исключает необходимости периодических контрольных осмотров и проверок по установленному регламенту.

      Автоматизированная холодильная установка должна содержать одну или несколько систем автоматизации, каждая из которых выполняет определенные функции. Кроме того, существуют устройства объединяющие (синхронизирующие) работу этих систем.

      Система автоматизации - это совокупность объекта автоматизации и автоматических устройств, позволяющих управлять работой автоматизации без участия обслуживающего персонала.

      Объектом автоматизации может быть холодильная машина или установка в комплексе, либо отдельные ее элементы.

      Системы автоматизации бывают 2-х видов:

      1. Замкнутые.

      2. Разомкнутые.

 

 

 

 

 

 

 

 

  

 

 

 

   

 

 

 

     2 Характеристика объекта автоматизации

2.1 Описание  технологического процесса и  оборудования данного   производства, данного объекта

   

    Автоматизация холодильных компрессорных станций.

    Искусственный холод находит широкое применение в пищевой промышленности, в частности при консервировании скоропортящихся продуктов. При охлаждении обеспечивается высокое качество хранимых и выпускаемых продуктов.

Искусственное охлаждение может осуществляться периодически и непрерывно. Периодическое охлаждение происходит при плавлении льда либо при сублимации твердого диоксида углерода (сухого льда). Этот способ охлаждения обладает большим недостатком, так как в процессе плавления и сублимации хладагент теряет свои охлаждающие свойства; при длительном хранении продуктов трудно обеспечить определенную температуру и влажность воздуха  в холодильной камере.

     В пищевой промышленности широко распространено непрерывное охлаждение с применением холодильных установок, где хладагент — сжиженный газ (аммиак, фреон и др.) — совершает круговой процесс, при котором он после осуществления холодильного эффекта восстанавливает свое первоначальное состояние.

Применяемые хладагенты кипят при определенном давлении, зависящем от температуры. Следовательно, изменяя давление в сосуде, можно изменять температуру хладагента, а следовательно, и температуру в холодильной камере. Компрессор / всасывает пары аммиака из испарителя II, сжимает их и через маслоотделитель III нагнетает в конденсатор IV. В конденсаторе пары аммиака конденсируются за счет охлаждающей воды, и жидкий аммиак из конденсатора, охлажденный в линейном ресивере V, через регулирующий вентиль VI поступает в испаритель II, где, испаряясь, охлаждает промежуточный хладоно-ситель (рассол, ледяную воду), нагнетаемый к потребителям холода насосом VII.

     Регулирующий вентиль VI служит для дросселирования жидкого аммиака, температура которого при этом снижается. Система автоматизации предусматривает автоматическое управление работой компрессора и противоаварийные защиты.       Командой на автоматический пуск компрессора служит повышение температуры рассола (ледяной воды) на выходе из испарителя. Для управления температурой используется регулятор температуры типа, датчик которого устанавливается на трубопроводе выхода рассола   (ледяной воды)

из испарителя.

     При работе компрессора в автоматическом режиме функционируют следующие противоаварийные защиты: от понижения разности давлений масла в системе смазки и картере — применяется   датчик-реле    разности   давлений ; от понижения давления всасывания и повышения давления нагнетания — применяется датчик-реле давления; от повышения температуры нагнетания — применяется датчик-реле температуры; от отсутствия протока воды через   охлаждающие    рубашки — применяется    реле    протока; от аварийного повышения уровня жидкого аммиака в испарителе — применяется полупроводниковое реле уровня.

     При пуске компрессора в автоматическом режиме открывается вентиль с электромагнитным приводом на подаче воды в охлаждающие рубашки и закрывается вентиль на байпасе.

     Автоматическое регулирование уровня жидкого аммиака в испарителе осуществляется полупроводниковыми реле уровня, управляющим вентилем с электромагнитным приводом, установленным на подаче жидкого аммиака в испаритель.

     Контроль верхнего и нижнего уровней жидкого аммиака в линейном ресивере осуществляется полупроводниковыми реле уровня.

     Контроль давления рассола в нагнетательном трубопроводе осуществляется датчиком-реле давления.

     Дистанционный контроль температуры воздуха, аммиака, рассола, воды в контрольных точках холодильной установки осуществляется термопреобразователями.

     Аппаратура контроля, управления и сигнализации остального технологического оборудования размещена в панелях щита управления.

    2.2 Анализ возмущающих воздействий объекта автоматизации

 

      В данной схеме предусмотрены контроль, регулирование, управления и сигнализация параметров технологического процесса.

      Контроль верхнего и нижнего уровней жидкого аммиака в линейном ресивере, в котором контролируется уровень от которого зависит наполнение ресивера.

Также контролю подлежит температура воздуха в холодильной  установке от которой зависит  охлаждение  и количество вырабатываемого  холода.

      Контроль давления холодного рассола в нагнетательном трубопроводе, который зависит от нагнетания насосом, насос воздействуя на холодный рассол изменяет его подачу.

      Также контролируется температура холодной воды поступающей из бассейна в конденсатор которая необходима для конденсирования (охлаждения) паров аммиака.

На выходе из конденсатора контролируется температура жидкого  аммиака, который поступает в  линейный ресивер.

       Регулирующий вентиль VI установленный на трубопроводе служит для дросселирования жидкого аммиака, за счет чего температура при этом снижается. 

Повышение температура  рассола (ледяной воды) на выходе из испарителя управляет работой компрессора  и служит командой на автоматический пуск компрессора.

       На трубопроводе от ресивера установлен вентиль с электромагнитным приводом,  воздействуя на который регулируется подача жидкого аммиака в испаритель.

       При отсутствии протока воды через охлаждающие рубашки или давления воды ниже установленного предела, отключается компрессор.

       На подаче воды в охлаждающие рубашки, на трубопроводе установлен вентиль с электромагнитным приводом, воздействуя на который при пуске компрессора в автоматическом режиме изменяет его положение в открытое состояние, а при этом закрывается вентиль 6 на байпасе.

От аварийного повышения  уровня жидкого аммиака  в испарителе установлены датчики температуры, следящие за верхним уровнем. Через вентиль установленный па трубопроводе от ресивера регулируется уровень жидкого аммиака в испарителе. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      3 Разработка схемы автоматизации

      3.1 Методика разработки схемы

 

      Схемы автоматизации являются основным техническим документом, определяющим функционально-блочную структуру отдельных узлов автоматического контроля, управления и регулирования технологического процесса и оснащение объекта управления приборами и средствами автоматизации (в том числе средствами телемеханики и вычислительной  техники).

      Объектом управления в системах автоматизации технологических процессов является совокупность основного и вспомогательного оборудования вместе с встроенными в пего запорными и регулирующими органами, а также энергии, сырья и других материалов, определяемых особенностями используемой технологии.

      Задачи автоматизации решаются наиболее эффективно тогда, когда они прорабатываются в процессе разработки технологического процесса.

В этот период нередко  выявляется необходимость изменения  технологических схем

с целью приспособления их к требованиям автоматизации, установленным па основании технико-экономического анализа.

      Создание эффективных систем автоматизации предопределяет необходимость глубокого изучения технологического процесса не только проектировщиками, но и специалистами монтажных, наладочных и эксплуатационных организаций.

При разработке схем автоматизации технологических процессов необходимо   решить следующее:

       - получение первичной информации о состоянии технологического процесса и оборудования;

       - непосредственное воздействие на технологический процесс для управления;

       - стабилизация технологических параметров процесса;

- контроль и регистрация технологических параметров процессов и состояния   технологического оборудования;

Укачанные задачи решаются на основании анализа условий  работы технологического оборудования, выявленных законов и критериев  управления объектом, а также требований, предъявляемых к точности стабилизации, контроля и регистрации технологических параметров, к качеству регулирования и надежности.

     Задачи автоматизации, как правило, реализуются с помощью технических средств, включающих в себя: отборные устройства, средства получения первичной информации, средства преобразования и переработки информации, средства представления и выдачи информации обслуживающему персоналу, комбинированные, комплектные и вспомогательные устройства. Результатом составления схем автоматизации являются:

1)  выбор методов  измерения технологических параметров;

2)  выбор основных  технических средств автоматизации,  наиболее полно отвечающих предъявляемым  требованиям и условиям работы  автоматизируемого объекта;

3)  определение приводов исполнительных механизмов регулирующих и запорных органов технологического оборудования, управляемою автоматически или дистанционно;

4)  размещение средств  автоматизации на щитах, пультах,  технологическом оборудовании и  трубопроводах и т. п. и определение способов представления информации о состоянии технологического процесса и оборудования.

Современное развитие всех отраслей промышленности характеризуется  большим разнообразием используемых в них технологических процессов.

     Изображение технологического оборудования и коммуникаций

     Технологическое оборудование и коммуникации при разработке схем автоматизации должны изображаться, как правило, упрощенно, без указания отдельных технологических аппаратов и трубопроводов вспомогательного назначения. Однако изображенная таким образом технологическая схема должна давать ясное представление о принципе ее работы и взаимодействии со средствами автоматизации.

На технологических  трубопроводах обычно показывают ту регулирующую и запорную арматуру, которая непосредственно участвует в контроле и управлении процессом, а также запорные и регулирующие органы, необходимые для определения относительного расположения мест отбора импульсов или поясняющие необходимость измерений.

     Технологические аппараты и трубопроводы вспомогательного назначения показывают только в случаях, когда они механически соединяются или взаимодействуют со средствами автоматизации. В отдельных случаях некоторые элементы технологического оборудования допускается изображать на схемах автоматизации в виде прямоугольников с указанием наименования этих элементов или не показывать вообще.

Около датчиков, отборных, приемных и других подобных по назначению устройств следует указывать  наименование того технологического оборудования, к которому они относятся.

     Позиционные обозначения приборов и средств автоматизации

     Всем приборам и средствам автоматизации, изображенным на схемах автоматизации, присваиваются позиционные обозначения (позиции), сохраняющиеся во всех материалах проекта.

На стадии проекта позиционные обозначения выполняют арабскими цифрами в соответствии с нумерацией и заявочной ведомостью приборов, средств автоматизации и электроаппаратуры.

Обозначения на схемах автоматизации электроаппаратуры на стадии рабочей документации или при одностадийном проектировании должны соответствовать обозначениям, принятым в принципиальных электрических схемах.

      При определении границ каждой функциональной группы следует учитывать следующее обстоятельство: если какой-либо прибор или регулятор связан с несколькими датчиками или получает дополнительные воздействия под другим параметром (например, корректирующий сигнал), то все элементы схемы, осуществляющие дополнительные функции, относятся к той функциональной группе, на которую они оказывают воздействие.

      Регулятор соотношения, в частности, входит в состав той функциональной группы, на которую оказывается ведущее воздействие по независимому параметру. То же относится и к прямому цифровому управлению, где входным цепям контура регулирования присваивается одна и та же позиция.

В системах централизованного  контроля с применением вычислительной техники, в схемах телеизмерения, в  сложных схемах автоматического  управления с общими для разных функциональных групп устройствами все общие  элементы выносятся в самостоятельные функциональные группы.

Позиционные   обозначения   в схемах автоматизации проставляют рядом с условными графическими обозначениями приборов и средств автоматизации (по возможности с правой стороны или над ними).