Курс «Регулирующая арматура в системах автоматизации»

Чтобы выполнить наши задачи обучения мы проведем краткий экскурс в историю. Что имеет опережающий рост в развитии бумагоделательных машин: скорость или ширина? Мы покажем основные закономерности развития параметров КДМ и БДМ. Мы рассмотрим, что является основными трендами: будет ли это повышение непрерывности и интенсификации процесса; повышение степени замкнутости циклов; требование к управляемости процессов или автоматизация. Далее нам будет более ясно, как вслед за технологическим оборудованием происходит включение приборов, средств измерений и регулирования в системы непрерывных процессов. Будет понятно, растут ли опережающими темпами требования к надежности и эффективности процессов и насколько резко повышается скорость протекания процессов в технологии.

В курсе мы будем рассматривать особенности изменения технологии и ее связи с изменением контуров регулирования и регулирующей арматуры. Мы увидим, как заметно повышается динамичность и снижается инерционность процессов. Как при этом происходит повышение взаимосвязи процессов между собой и усложнение технологических схем и как это приводит к одновременному росту неравномерности развития частей технологических схем. Мы понаблюдаем, как происходит разделение потребностей в качественном регулировании в зависимости от участка БДМ, что отчетливо видно на примерах пароконденсатной системы, участка напорного ящика, участка обезвоживания и т.п. С определенного момента развития БДМ, как технической системы, требования к снижению издержек и требование унификации начинают превалировать.

Материалы курса отчетливо продемонстрируют развитие технологических схем и их влияние на развитие контуров регулирования. Будет рассмотрено собственное развитие контуров регулирования в составе различных участков технологических схем и выявлен переход к специализированным контурам и их дальнейшему развитию. Мы также попробуем определить взаимосвязь и противоречия между развитием технологических схем и обслуживающими их контурами регулирования. Будет заметна неизбежность выделения критических контуров регулирования, перехода к цифровым контурам регулирования. На этой основе мы продемонстрируем схемы дальнейшего развития регулирующей арматуры в составе контуров регулирования и необходимость ее дальнейшего совершенствования.

В конце материалов мы попробуем спрогнозировать дальнейшие шаги в развитии регулирующей арматуры, контуров регулирования и технических средств автоматизации. Вы узнаете о типовых ошибках в развитии контуров регулирования, и какие ресурсы можно найти для их усовершенствования в рамках сложившихся и проектируемых технологических процессов.

1. Развитие параметров картоноделательных и бумагоделательных машин

В 1869г. на бумагоделательной машине (БДМ) производилось 0,6т бумаги в сутки при скорости 11 м\мин. В настоящее время на газетных бумагоделательных машинах производится свыше 100-120 т\сут при рабочей скорости более 850-900 м\мин. Заметная разница, не так ли? Бумагоделательные машины, пройдя стадию развития непрерывности процесса, от формирования основных компонентов, перейдя в механизированную линию непрерывного действия и дойдя до стадии дальнейшего совершенствования как линии автоматического действия, в настоящее время являются в большей части системами с автоматическим управлением технологическим процессом.

Рис. 1. Первые бумагоделательные машины по [1]

В соответствии с предложенной Каменевым и Кугушевым (1) стадийностью развития БДМ их развитие может быть разбито на 3 этапа. 1-й этап – этап формирования БДМ как технологической линии. 2-й этап – механизация и автоматизация основных процессов. 3-й этап – превращение БДМ в систему взаимосвязанных автоматических машин.

Что же произошло внутри машины, и как это было связано с развитием контуров регулирования? Современные высокоскоростные БДМ достигли такого уровня, когда они состоят из нескольких основных технологических агрегатов, множества трубопроводов с насосами и бесчисленного количества клапанов, арматуры и КИП, в основном объединенных в контуры регулирования или отсечки. И именно поэтому их можно рассматривать как комплекс взаимосвязанных узлов регулирования, обеспечивающих непрерывное поддержание технологического процесса.

Малейший простой таких машин вызывает значительные потери. Например, время простоя крупнейших БДМ и КДМ может превышать 1000 ч в год на одну машину. Есть куда расти. Не в маловажной части это связано и с проблемами с совершенствованием контуров регулирования.