Модуль системы противоаварийной автоматической защиты цеха по получению литейных смол
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
Министерство образования и науки
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина
Кафедра электронного машиностроения
Расчетно-графическая работа №2
по дисциплине Проектирование автоматизированных систем
Модуль системы противоаварийной автоматической защиты цеха
по получению литейных смол
Екатеринбург
Техническое задание
Техническое задание на разработку модуля системы противоаварийной автоматической защиты является основным документом, определяющим требования и порядок создания модуля, в соответствии с которым производится разработка модуля и его приемка при вводе в действие. Техническое задание разрабатывается на модуль в целом, который предназначен для работы в составе системы противоаварийной защиты. Согласно действующему законодательству техническое задание выполнено в соответствии с ГОСТ 34.602-89.
1. Обоснование параметров и требований
Автоматизация технологических процессов направлена помимо всего прочего и на обеспечение промышленной безопасности, предупреждение аварий, случаев производственного травматизма и т.п. на опасных производственных объектах. Объектом автоматизации данного проекта является химический реактор для получения литейных смол. Различные химические вещества согласно технологии изготовления подаются в реактор через соответствующие клапана, которые управляются основной системой автоматического управления (САУ) цеха. Связи с высокой категорией взрывоопасности и взрывопожароопасности (определено по ПУЭ) данная система регламентируется Федеральным законом №116 О промышленной безопасности опасных производственных объектов (см. ПБ 09-540-03). Следовательно, требуется на всех ответственных узлах, согласно ТУ, разработать систему автоматизированной защиты (ПАЗ), которая отвечает всем требованиям безопасности и надежности. В рамках данного проекта необходимо разработать модуль системы противоаварийной защиты, который будет контролировать изменение температуры в реакторе 1.Р1 и в случае аварийной ситуации выполнить перечень действий указанных в технических условиях для предотвращения аварии.
Контроль за состоянием клапанов и температурой в реакторе в текущей системе осуществляет основной системой автоматического управления (САУ) цеха. С точки зрения структурной логической схемы надежности САУ цеха является системой с последовательным соединением элементов (рис.1). При сбое в этой системе противоаварийная защита может не сработать, т.к. вероятность безотказной работы (ВБР) всей системы определяется как произведение ВБР ее элементов.
(1.1)
Из формул (1.1) очевидно, что даже при высокой надежности элементов надежность системы при последовательном соединении оказывается тем более низкой, чем больше число элементов (например, при р = 0.95 и n =10 имеем Р = 0.60, при n=15 Р =0.46, а при n = 20 P = 0.36). Кроме того, поскольку все сомножители в правой части выражения (1.1) не превышают единицы, вероятность безотказной работы ТС при последовательном соединении не может быть выше вероятности безотказной работы самого ненадежного из ее элементов (принцип хуже худшего) и из малонадежных элементов нельзя создать высоконадежной ТС с последовательным соединением.
В соответствии с п. 6.3.3 ПБ 09-540-03 Нарушение работы системы управления не должно влиять на работу системы ПАЗ. Следовательно, необходимо разработать такую систему ПАЗ, которая независимо от сбоев САУ цеха в случае аварийной ситуации выполнить перечень действий указанных в ТУ для предотвращения аварии.
Рисунок 1. Структурнологическая схема надежности.
Разработка способа обеспечения безопасности, разделения модуля на отдельные блоки, его аппаратное оформление, выбор типа отключающих устройств и мест их установки, средств контроля и управления при обоснованной технологической и экономической целесообразности должны обеспечивать минимальный уровень взрывоопасности технологических блоков(реактора, клапанов и т.п.), входящих в технологическую систему. На этапе проектирования производится энергетическая оценка каждого технологического блока , дается обоснование эффективности и надежности мер и технических средств защиты, их способа обеспечивать взрывобезопасность данного блока и в целом всей технологической системы.
Также должно быть исключено срабатывание модуля от случайных и кратковременных сигналов нарушения нормального хода технологического процесса, в том числе и при переключении на резервный или аварийный источник электропитания. В случае отключения электроэнергии для питания систем контроля и управления модуля необходимо обеспечить перевод клапанов в безопасное состояние (открыть). Необходимо также исключить возможность произвольных переключений при восстановлении питания. Возврат технологических объектов в рабочее состояние после срабатывания модуля системы ПАЗ выполняется обслуживающим персоналом.
Персонал обязан соблюдать требования инструкций по охране труда, указания, полученные при инструктаже. Работники, принимаемые для выполнения работ по эксплуатации и ремонту системы, должны иметь высшее электротехническое образование, професс