Функциональные возможности

• Измерение сигналов, поступающих от аналоговых и дискретных датчиков технологических параметров.

• Формирование дискретных и аналоговых выходных сигналов для управления исполнительным оборудованием.

• Реализация алгоритмов функционирования, необходимых для управления конкретными технологическими процессами (например, аналоговое или импульсное ПИД-регулирование, различные виды формирования задания, в том числе с возможностью изменения в реальном времени, программно-логическое управление, автоматическое включение резервного оборудования ит.д.).

• Архивирование событий во внутренней памяти контроллера.

• Контроль и изменение значений параметров с помощью встроенного или внешнего пульта управления, персонального компьютера.

• Автоматическое изменение параметров по планировщику.

• Формирование, хранение и передача аварийных сигналов.

• Поддержка различных видов интерфейсной связи:

• RS485 (с гальваническим разделением) для объединения в сеть с другими приборами КОНТАР;

• RS232 для подключения периферийных устройств различных производителей, для объединения с модулем расширения дискретных входов и выходов ME4 (образование расширенного контроллера) или другим контроллером МС8/MC12 (образование составного контроллера);

RS485 для подключения периферийных устройств различных производителей;

• RS232/USB/Ethernet (в зависимости от исполнения) для наладки и диспетчеризации. Для связи с верхним уровнем осуществляется подключение к Интернет без использования компьютера: через модем, роутер или по локальной сети. Возможен обмен данными через Ethernet с другими сетями приборов КОНТАР;

• Обеспечение функций приборов приемно-контрольных охранно-пожарных (ППКОП) и приборов пожарных управления (ППУ) в системах газового, порошкового и аэрозольного пожаротушения, а также в системах противодымной защиты зданий и сооружений согласно НПБ 75-98.

№	Поз. на схеме	Измеряемый параметр	Место установки	Характеристика измеряемой среды	Наименование и технологические характеристики средства измерения	Завод или фирма изготовитель	Кол-во

1.	ТТ 5-1 12-1 19-1 26-1	Температура в ферментере	По месту	30°С	Термометр сопротивления медный ТСМУ-205 НСХ – Pt100. Предназначен для преобразования значения температуры различных, в том числе агрессивных, сред в унифицированный токовый выходной сигнал 4..20 мА. Диапазон измерения: 0¸50°С	НПП «Элемер»
2.	ТТ 14-1 28-1	Температура отходящего воздуха	По месту	130°С	Термометр сопротивления платиновый ТСПУ-205 НСХ – Pt100. Предназначен для преобразования значения температуры различных, в том числе агрессивных, сред в унифицированный токовый выходной сигнал 4..20 мА. Диапазон измерения: 0¸150°С Предел допускаемой основной приведенной погрешности 0,25%. Степень защиты от воздействия пыли и влаги: IP54. Напряжение питания постоянного тока — 18...36 В. Потребляемая мощность — 0.8 ВА. Межповерочный интервал-2 года. Гарантийный срок эксплуатации-2 года.	НПП «Элемер»
3.	PT 6-1 11-1 20-1 25-1	Давление в ферментере	На крышке ферментера	0.15МПа	Преобразователь давления Метран -100- ДИ модели 1133, предназначен для измерения и непрерывного преобразования в унифицированный аналоговый токовый сигнал в стандарте протокола HART Диапазоны измеряемых давлений: минимальный 0-0.04 кПа; максимальный 0-100 МПа (0.1-0.5 МПа) Основная погрешность измерений до ±0,1% от диапазона Межповерочный интервал 3 года Гарантийный срок эксплуатации 3 года Зависимость выходного сигнала от давления: линейная	ЗАО «Метран» г. Челябинск
4.	LS 48-1 53-1	Уровень жидкости в производственном ферментере	По месту	8 м	Уровнемеры буйковые Сапфир-22Р-ДУ предназначены для работы в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами и обеспечивают непрерывное преобразование значения измеряемого параметра – уровня жидкости или уровня границы раздела жидких фаз как нейтральных, так и агрессивных сред в стандартный токовый выходной сигнал дистанционной передачи. Отличие Сапфир-22Р-ДУ в том, что преобразователь может быть перенастроен потребителем на требуемый режим по диапазону напряжения питания, виду выходного сигнала, плотности измеряемой среды. Диапазон измерения - до 10 м. Погрешность измерений ± 0,5 %Напряжение питания: 36 В постоянного тока Выходной сигнал: 4-20 мА постоянного тока	АООТ «Тепло - прибор»
5.	LS 10-1 24-1 LS 35-1 40-1 LS 50-1 55-1	Уровень жидкости в посевном ферментере Уровень жидкости в сборнике питательной среды Уровень жидкости в поддоне	По месту По месту По месту	3 м 5 м 0.1 м		АООТ «Тепло - прибор» АООТ «Тепло - прибор» АООТ «Тепло - прибор»
6.	TT 3-1 17-1 TT 42-1 56-1	Температура в посевном ферментере Температура в трубопроводе после теплообменника ТО/3-4	По месту По месту	30°С 40°С	Манометрический термометр WIKA R7322 с присоединением VARIENT и гидрозаполнителем: время установления теплового равновесия 5..40 сек степень защиты от пыли и влаги IP-56 диапазон измеряемых температур –0..160 Погрешность в измерительном диапазоне ±1°С Термометр сопротивления медный ТСМУ-205 НСХ – Pt100. Предназначен для преобразования значения температуры различных, в том числе агрессивных, сред в унифицированный токовый выходной сигнал 4..20 мА. Диапазон измерения: 0¸50°С	«WIKA», г. Москва НПП «Элемер»
7.	QT 4-1 13-1 18-1 27-1 36-1 41-1 49-1 54-1	pH в ферментере	По месту		Гелево-электролитический электрод рН- InPro 3100. Прочная конструкция этого рН-электрода с гелевой системой сравнения обеспечивает точное и быстрое измерение рН в промышленности, даже после многократной стерилизации и автоклавировании при 140°С. Установка рН-электродов в реакторы с рубашкой большого объема требует использования дорогостоящей специальной погружной арматуры. МЕТТЛЕР ТОЛЕДО INGOLD разработала специальный электрод InPro 3100 UD для установки в нижней части аппарата монтажной резьбой вниз. Это позволяет значительно упростить обслуживание и снизить общую стоимость измерительной системы. Диапазон измерения 0..14 рН Диапазон рабочих температур 0..80°С (140°С при стерилизации) Материал корпуса Стекло Диаметр 12 мм Длина 120/ 150/ 225/ 325/ 425мм	«METTLER TOLEDO»
8.	PT 7-1 21-1 PT 29-1 31-1 36-1 41-1 49-1 54-1	Давление в инокуляторе Давление в трубопроводе	Под крышкой инокулятора Трубопровод	0.15 МПа	Манометр “WIKA” с трубчатой пружиной Тип 213.53, гидрозаполнение: Класс точности 1,0 Нерж. сталь Степень защиты от пыли и влаги IP65 Температура измер. среды +60°С Заполнение: глицерин 99,7% Диапазон измерений 0¸6 атм.	«WIKA», г. Москва «WIKA», г. Москва
9.	HS 60-1 61-1	Электромаг- нитные пускатели	По месту		Пускатель электромагнитный типа ПМ12-010. Предназначен для применения в стационарных установках для дистанционного пуска непосредственным подключением к сети, остановки и реверсирования трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором при напряжении до 660 В и номинальном токе частотой 50 и 60 Гц. Степень защиты – IP54	«Метран», г. Челябинск
10.	QCV 4-3 13-3 18-3 27-3 36-3 41-3 49-3 54-3 TCV 5-2 12-2 19-2 26-2 42-3 56-3 TCV 14-3 28-3 PCV 6-2 11-2 20-2 25-2		Трубопровод	Воздух	Пневматический отсечной клапан SAMSON типа 3251-1 с электропневмопозиционером и поддержкой HART протокола. Регулирующий пневматический проходной клапан SAMSON типа 3251-1 с электропневмопозиционером и поддержкой HART протокола. Пневматический односедельный регулирующий клапан SAMSON типа 3251-1 c электропневмопозиционером и поддержкой HART протокола. Регулирующий пневматический проходной клапан SAMSON типа 3251-1 с электропневмопозиционером и поддержкой HART протокола.	«SAMSON» «SAMSON» «SAMSON» «SAMSON»
11.	Н1 Н2	Регулирование расхода культуральной жидкости	Линия подачи культуральной жидкости		Перистальтический насос ЛАБ-НП-1-20; 0-20 л/ч; 100 Вт; 220 В, 50 Гц.	«Лабораторное Оборудование и Приборы», Санкт-Петербург
12.	HSD 2-2 9-2 16-2 23-2 34-2 39-2	Регулирование расхода	Трубопровод		Пневматический отсечной клапан SAMSON типа 3251-1 с электропневмопозиционером и поддержкой HART протокола	«SAMSON»
13.	ПЛК SIMATIC S7-300		Операторская		Степень защиты IP 20 в соответствии с IEC 529 Диапазон рабочих температур: • при горизонтальной установке 0…60°C • при вертикальной установке 0…40°C Диапазон температур хранения и транспортировки -40 … +70°C Относительная влажность 5…95%, без конденсата (RH уровень сложности 2 в соответствии с IEC 1131-2) Атмосферное давление 795 … 1080 ГПа	«SIEMENS», Германия

На схеме внешних соединений показаны трубные связи между приборами и средствами автоматизации, установленными на технологическом оборудовании, а также подключение проводок к приборам. Схема внешних соединений выполнена в соответствии с планом расположения средств автоматизации и кабельных проводок.

Для электрических проводок систем автоматизации применяются кабели с медными жилами и алюминиевыми жилами. Учитывая решения об экономии меди, провода и кабели с медными жилами допускается применять в следующих случаях: а) в цепях термопреобразователей (термометров сопротивления) и преобразователей термоэлектрических (термопар); б) в цепях измерения, управления, питания, сигнализации; в) для электрических проводок систем автоматизации технологических процессов электростанций; в) во взрывоопасных установках.

На всех проводах указана их длина. Длина кабелей дана с учётом 6% надбавки на изгибы, повороты и отходы.

На листе со схемой соединения внешних проводок показаны связи между системами автоматизации и характеристики линий связи. Схема выполнена без соблюдения масштаба.

В верхней части схемы находится таблица, в которой указаны измеряемые параметры и место отбора импульса, точки регулирования, а также номер прибора по функциональной схеме. Точки отбора импульсов сгруппированы по признаку измеряемого параметра (температура, давление, регулирующая арматура…). Жилы проводов и кабелей нумеруются при подходе к преобразователям и клеммным зажимам.

На схеме также показано куда направляются кабели после коммутации и способ их прокладки. Схема содержит датчики, внешние трубные проводки соединенные с микроконтроллером и ПЭВМ.

Выбор проводов и кабелей, а также способа выполнения электропроводки произведен в соответствии с указаниями руководящего материала РМ 4-6-84 «Проектирование электрических и трубных проводок систем автоматизации.

В данном дипломном проекте использованы провода марки КРВГ с медной и алюминиевыми жилами, изоляция из резины по ГОСТ 10704-76, оболочка из поливинилхлоридного пластиката.

8. Описание плана расположения средств автоматики и проводок

Чертёж расположения средств автоматики и проводок содержит план производственного помещения с координацией приборов и средств автоматизации, щитов, а также потоков электрических и трубных проводок. Производственное помещение относится к невзрывоопасным помещениям.

На плане наглядно виден объём монтажных работ и потребность в монтажных материалах и изделиях.

На плане трасс изображены электрические и трубные проводки. Электрические проводки проложены на высотах 5, 4 и 0 м, по кратчайшему и наиболее оптимальному маршруту для обеспечения экономической выгоды, а также лёгкого доступа к возможным обрывам. При прокладке используются, где это возможно, крепёжные узлы, детали аппаратов, а где нет такой возможности, строятся специально.

Электропроводки системы автоматизации выполнены кабелями на перфорированных лотках.

Для передачи воздействия контролируемой технологической среды на чувствительные элементы применяются импульсные трубные проводки, проложенные отдельно от электрических.

Применение кабелей значительно упрощает монтажные работы и работы по прокладке трасс.

Расположение средств автоматики и проводок произведено на основе технико-экономического анализа. Учтены условия окружающей среды, особенности строительных конструкций помещения, расположение оборудования, удобства эксплуатации и экономичность, безопасность для жизни людей. Трасса выбрана с учетом наименьшего расхода проводов, с соблюдением условий защиты от механических повреждений, коррозии, вибрации, перегрева, изоляции, возгораний, легкости доступа к возможным обрывам.

Перфорированные лотки в помещениях проложены на высоте 2м, чтобы максимально ограничить случайное повреждение проводки. Проход кабелей через внутренние стены выполняется в проемах. После прокладки кабелей зазоры в проемах заделываются легко пробиваемым несгораемым материалом.

Соединительные коробки на плане трасс показаны условно отдельно друг от друга, на самом деле они расположены вместе рядом с ближайшей точкой совместной прокладки кабелей, входящих в данную соединительную коробку.

В помещении располагается щит местного контроля, для необходимости на месте иметь представление о работе установки.

Все кабели собираются в жгут кабелей, который в защитном коробе идёт в ЦПУ, где входит в щит преобразователей, и на устройства ввода-вывода микроконтроллеров.

ЦПУ расположен в изолированном помещении внутри производственного здания на отметке 0.00 м. Центральный пункт управления служит для размещения в нём всей необходимой аппаратуры, предназначенной для оперативного контроля и управления. На плане ЦПУ показано расположение столов рабочего места оператора, шкафов с различным оборудованием микропроцессорной системы, необходимых элементов мебели и средств защиты (огнетушители) относительно границ помещения. Также показано расположение операторского оборудования на столах. Стол оператора расположен в соответствии с санитарными рекомендациями и удобством работы за ним и перемещением по помещению.

В ЦПУ обеспечены необходимые проходы для удобного и нормального обслуживания оборудования.

На листе представлены алгоритмы срабатывания аварийных и предупредительных программ, а также причины их вызывающие, для процесса биосинтеза кормовой добавки.

На схеме видно, какой именно алгоритм предназначен для конкретного датчика, и какие действия осуществляет этот алгоритм, чтобы избежать возникновения аварии, а также какое сообщение для оператора появляется на экране монитора в результате срабатывания того или иного алгоритма.

Контроллер получает информацию о достижении технологических параметров предаварийных или аварийных значений путем сравнения информации с аналогового входа с заложенной в него установкой. По заданному алгоритму микроконтроллер обрабатывает полученную информацию и предпринимает необходимые действия: передает информацию в ЦПУ, на монитор оператору с выделением точки, где произошло отклонение параметров (в некоторых случаях предусмотрена звуковая сигнализация), приводит в действие отсечные клапаны, а при необходимости использует регулирующие клапаны для целей блокировки.

На схеме блокировок и сигнализаций показано, как, например, при падении давления в аппарате до критического, срабатывает сигнализация и автоматически полностью открывается клапан на линии подачи стерильного воздуха и перекрывается клапан на линии отходящих газов. Или, к примеру, при отказе двигателя насоса срабатывает сигнализация и отключается вышедший из строя насос. Затем включается запасной. Также при открытии клапана на подачу воды в рубашку ферментёра, должен быть перекрыт клапан на подачу насыщенного пара и, наоборот, при подаче в рубашку ферментёра насыщенного пара должен быть перекрыт клапан на подаче охлаждающей воды в рубашку ферментёра.