Системы управления химико-технологическими процессами

В.Л. Рукин, У.Ю. Коробейникова

Учебное пособие

для студентов заочной формы обучения по

специальности «Рациональное использование материальных и

энергетических ресурсов»

Санкт-Петербург

УДК 658.512.011.56

В.Л. Рукин, У.Ю. Коробейникова. Системы управления химико-технологическими процессами: учебное пособие / В.Л. Рукин, У.Ю. Коробейникова. – СПб.:СПбГТИ(ТУ), 2010. – 136 с.

В учебном пособии кратко изложены сведения о принципах, методах и технических средствах систем управления химико-технологическими процессами. Приводятся структуры современных автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП), и приемы выбора и использования систем аварийного контроля, сигнализации, блокировки и защиты.

Данное учебное пособие соответствует программе учебной дисциплины «Системы управления химико-технологическими процессами» и предназначено для студентов 4-го курса заочной формы обучения специальности 240803 «Рациональное использование материальных и энергетических ресурсов».

Учебное пособие также может быть полезно студентам дневной формы обучения и аспирантам

Табл. 13, рис. 80, библиогр. назв. 6

Рецензенты:

1 ООО «ПО Киришинефтеоргсинтез». Г.Д. Залищевский, техн. директор, д-р техн. наук

2 В.К. Викторов, д-р техн. наук, зав. кафедрой информационных систем в химической технологии СПбГТИ(ТУ)

Утверждено на заседании методической комиссии факультета органического синтеза и полимерных материалов 01.07.2010

Рекомендовано к изданию РИСо СПбГТИ(ТУ)
СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. 5

1 ИЕРАРХИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА УПРАВЛЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЕМ.. 7

1.1 Автоматизированная система управления предприятием (АСУП) 9

1.2 Автоматизированная система управления производством (АСУПр) 10

1.3 Локальные автоматические системы (ЛСУ) для автоматизации технологических процессов. 10

1.4 Автоматизация управления технологическими процессами. 12

2 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОМАТИЧЕСКОМ УПРАВЛЕНИИ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ.. 15

2.1 Цель управления химико-технологическим процессом. 15

2.2 Технологические объекты управления. 16

2.2.1 Управление химико-технологическим процессом. 18

2.2.2 Классификация ТОУ.. 18

2.3 Автоматизирования система управления технологическим процессом (АСУТП) 22

2.3.1 Функции АСУТП.. 23

2.3.2 Классификация АСУТП.. 23

2.3.3 Компоненты АСУТП.. 26

3 ДИНАМИКА ЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ 32

3.1 Динамическое звено. 36

3.2 Представление АСР в частотной области. 41

3.3 Основные типовые динамические звенья. 44

3.4 Устойчивость и наблюдаемость систем автоматического управления. 51

3.5 Оценка качества регулирования АСР. 56

3.5.1 Оценка запаса устойчивости и быстродействия по переходной характеристике. 57

3.5.2 Корневые методы оценки качества. 58

3.5.3 Интегральные оценки качества. 60

4 ОБЪЕКТЫ УПРАВЛЕНИЯ И ИХ ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА.. 62

4.1 Свойства объекта управления. 62

4.2 Методы получения математического описания. 65

4.2.1 Аналитические методы.. 66

4.2.2 Методы экспериментального определения динамических характеристик объектов управления. 68

4.2.3 Определение динамических характеристик объекта управления по его кривой разгона. 70

5 ТИПОВЫЕ ЗАКОНЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ.. 73

5.1 Позиционный регулятор. 73

5.2 Пропорциональный регулятор. 75

5.3 Интегральный регулятор. 76

5.4 Пропорционально-интегральный регулятор. 77

5.5 Пропорционально -интегрально-дифференциальный (ПИД) регулятор. 78

5.6 Выбор типа регулятора. 79

6 СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ.. 81

6.1 Государственная система приборов. 81

6.2 Измерения технологических параметров. 82

6.3 Классификация контрольно-измерительных приборов. 83

7 ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СХЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ.. 87

7.1 Условные обозначения. 87

7.2 Основные принципы построения функциональных схем автоматизации (ФСА) 91

8 СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТИПОВЫХ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ.. 93

8.1 Типовые САР с гидродинамическими объектами. 93

8.2 Автоматизация тепловых процессов. 96

8.3 Автоматизация массообменных процессов. 101

9 ПОЯСНЕНИЯ К ГОСТ 21.404-85 ПО РАЗРАБОТКЕ СХЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ.. 107

9.1 Основные положения разработки схемы автоматизации (СА) 107

9.2 Оформления чертежей ФСА.. 110

9.2.1 Правила изображения технологического оборудования и коммуникаций на технологических схемах. 110

9.2.2 Правила изображения технических средств автоматизации. 111

9.2.3. Методика оформления и графического выполнения ФСА.. 118

9.2.4. Методика заполнения заказной спецификации на приборы и средства автоматизации. 119

10 МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ. 122

11 КОНТРОЛЬНЫЕ РАБОТЫ.. 123

11.1 Контрольная работа № 1. 123

11.2 Контрольная работа № 2. 125

11.3 Контрольная работа № 3. 126

Литература. 135

Дата добавления: 2015-04-29