Хімічна очистка води

Автоматизована система управління технологічними процесами хімводоочищення

АСУТП хімводоочищення (надалі - система) призначена для автоматизації контролю та управління роботою систем хімічної підготовки води в енергетиці та інших галузях, де потрібно очищена вода.

Природна вода має природні домішки, які в деяких випадках є небажаними. Відкладення на трубах (накип) і корозія є прямим наслідком використання непідготовленої води. Хімічна водопідготовка містити в собі два етапи: механічний і хімічний. Під час механічної обробки здійснюється фільтрація води для очищення від піску, мулу та інших нерозчинних домішок, після чого вода демінералізується (хімічно очищається). Власне, хімічна підготовка може здійснюватися різними способами, вибір технології в даному випадку залежить від вихідного складу води.

Класична хімводопідготовка може охоплювати освітлення води, обробку води методами іонного обміну, обробку осадженням, знезалізнення, фільтри зворотного осмосу та ін. - набір засобів залежить не тільки від вихідного стану води, але і від того, яким вимогам повинен відповідати кінцевий результат.

АСУТП хімводоочищення призначена для:

  • автоматичного управління роботою установки хімводоочищення;
  • підвищення надійності роботи обладнання установки хімводоочищення шляхом всебічного контролю його стану;
  • зниження витрат на хімічні реагенти, електроенергію і воду, продовження терміну служби технологічної установки внаслідок оптимізації режимів ee роботи;
  • зниження витрат на ремонт обладнання шляхом своєчасного виявлення та вжиття заходів щодо усунення неполадок, а також планування заходів щодо запобігання відмов обладнання;
  • скорочення чергового та обслуговуючого персоналу, зменшення фонду оплати праці й пов'язаних з ним накладних витрат;
  • підвищення точності, достовірності й оперативності отримання інформації про стан установки хімводоочищення, витраті води, хімреагентів і електроенергії для прийняття правильних управлінських рішень, в тому числі в аварійних ситуаціях;
  • надання інформації про стан обладнання черговому персоналу установки хімводоочищення в зручному для сприйняття вигляді (технологічні мнемосхеми з індикацією значень технологічних параметрів і їх відхилень);
  • реєстрації контрольованих параметрів і подій, автоматичного архівування їх в базі даних, надання інформації з бази даних у вигляді трендів, таблиць, діаграм;
  • розрахунку загальних і питомих показників роботи установки хімводоочищення за даними приладів обліку електроенергії, води, хімреагентів;
  • автоматичної реєстрації дій чергового оператора, в тому числі в аварійних ситуаціях, для підвищення рівня відповідальності персоналу;
  • формування змінних, добових і місячних звітів про роботу установки хімводоочищення.

АСУТП хімводоочищення реалізує наступні функції:

  • вимірювання технологічних параметрів;
  • технологічних захистів і блокувань;
  • автоматичної підтримки технологічних параметрів в заданих межах;
  • автоматичного і дистанційного керування технологічним обладнанням;
  • обліку енергоресурсів;
    розрахунку техніко-економічних показників роботи хімводоочищення;
  • уявлення оперативному персоналу інформації про стан технологічного і польового обладнання, а також про роботу ПТК (програмно-технічного комплексу);
  • реєстрація та архівування значень технологічних параметрів, роботи АСУТП, дій оператора та інших подій в системі, формування і висновок протоколів і звітів на друк (автоматично або за запитом оператора).

АСУТП дозволяє управляти обладнанням хімводоочищення:

  • автоматично, з відображенням ходу технологічного процесу на АРМ (автоматизованому робочому місці) оператора;
    дистанційно з АРМ оператора;
  • вручну з місцевих пультів управління.

Основний вид управління - автоматичний.

Система дозволяє вирішувати наступні завдання функціонально-групового (автоматичного) управління:

  • підтримання номінальних технологічних режимів;
  • регенерація фільтрів.

Структура:

АСУТП хімводоочищення є дворівневою. Нижній рівень управління (рівень контролерів) реалізує завдання локальної автоматики: ТЗіБ (технологічних захистів і блокувань), регулювань, вимірювання параметрів, передачі їх на верхній рівень управління. Верхній рівень (рівень АРМ оператора) вирішує завдання збору, відображення та зберігання даних, функціонально-групового (ФДМ) і дистанційного керування, розрахункові завдання обчислення питомих і інтегральних параметрів роботи хімводоочищення. В АСУТП входять шафи автоматичного керування функціональних вузлів (фільтрів, дозаторів хімреагентів, насосних станцій), шафа харчування і комунікацій, автоматизовані робочі місця (АРМ) і сервер баз даних (БД) і додатків.

Управління установкою здійснюється з АРМ оператора, надійність якого підвищується шляхом «гарячого» резервування. Для обслуговування, проведення регламентних робіт і налаштування системи призначений АРМ обслуговування АСУТП. Для управління потоками даних і зберігання інформації призначається сервер БД і додатків.

Окупність АСУТП залежить від розмірів установки хімводоочищення, ступеня автоматизації та визначається наступними факторами:

  • Значне підвищення надійності роботи системи автоматики внаслідок мінімізації кількості реле, ключів, перемикачів (заміна «релейної логіки» логікою апаратно-програмної) і застосування сучасних мікропроцесорних пристроїв і силових комутаційних елементів з необмеженим терміном служби.
  • Підвищення статичної та динамічної точності регулювання параметрів установки хімводоочищення внаслідок алгоритмів цифрового регулювання, що дозволяє забезпечити економію води, хімреагентів і електроенергії. Можливість повністю автоматизувати управління установкою хімводоочищення шляхом застосування нових високонадійних засобів автоматизації.
    Передача системі управління частини відповідальних операцій, що вимагають точності виконання, зокрема, реалізація алгоритмів автоматичної регенерації фільтрів.
  • Суттєве зменшення (у порівнянні з традиційними системами контролю) кількості кабелів, металоконструкцій для їх прокладки, витрат на проектні та монтажні роботи. Зменшення кількості шаф управління, їх ваги та габаритів.
  • Забезпечення точного і достовірного, в режимі реального часу, обліку та контролю за технологічними параметрами внаслідок відмови від застарілих і самописних приладів. Виняток таких негативних чинників, як зношені засоби та прилади вимірювань з низькими метрологічними характеристиками, помилки при знятті та обробці показань, низька інформативність і значна трудомісткість процесу обробки даних в силу їх ручного збору.
  • Доступність системи для людей з різним ступенем підготовки до роботи на комп'ютері.
  • Простота роботи з архівами та широкі можливості візуалізації технологічного процесу з використанням мнемосхем, гістограм, графічних і цифрових сигналізаторів, трендів.
  • Захист від неправильних дій оператора і несанкціонованого втручання в роботу обладнання шляхом організації системи розмежування прав доступу.
  • Можливість здійснювати діагностику стану технологічного обладнання і попереджувати про розвиток аварійних ситуацій.
    Можливість вимірювання та автоматичного обчислення техніко-економічних показників роботи технологічної установки.
    Зниження загальної чисельності експлуатаційного персоналу.
  • Поліпшення умов праці оперативного персоналу внаслідок:
    - зменшення кількості контрольованих приладів (все на екрані);
    - зменшення шуму і тепловиділення;
    - поліпшення умов виконання операцій управління (з клавіатури, а не з панелей шаф).

Можливість об'єднання локальних АСУ ТП в єдиний комплекс і організації АСУ підприємства в цілому.