Стандартизации

Проектирования

Технологических

Установок и их

Изображения

На технологических

Схемах

Нормативы по общей технологии производ­ства предписывают организационную модель процесса проектирования. Согласно этой мо­дели технологу надлежит составить схемы технологического процесса в виде четко раз­граниченных этапов проектирования и техно­логические описания с точно сформулирован­ной, подробной информацией об аппаратной оснащенности, о задаче, стоящей перед систе­мой КИПиА, о системах сопряжения и о фун­кциональной последовательности работы той или установки. На долю инженера по КИПиА остается только техническая детализация этих задач; его «личное творческое участие» в фор­мировании технологического процесса не предусмотрено.

Специалистам, знакомым с обычной прак­тикой разработки пивоваренного оборудова­ния, известно, насколько сильно в данном слу­чае разнятся заданное и фактическое состоя­ние, так как некоторые предусмотренные этапы проектирования зачастую объединяются или просто опускаются, а инженеру по КИПиА в результате нечеткой постановки задачи пре­доставляется намного большая творческая свобода действий, чем это предусмотрено нор­мативами.

В разделах 11.2.2 и 11.3.1 будут представ­лены требования к проектированию, проде­монстрированы практикуемые иногда фак-

тические отклонения и обсуждены причины и следствия подобного «недисциплиниро­ванного поведения» (как правило, негативно сказывающиеся на работе персонала, эксп­луатирующего эти установки). Одновремен­но мы продемонстрируем (в разделе 11.4.1) имеющиеся недоработки в организационных подходах к стандартизации, которые стали очевидными при решении новых, комплекс­ных задач интеграции технологических про­цессов.

11.2.2.1. Этап проектирования 1:
базовая схема
технологического
процесса или «блок-
схема»

На рис. 11.3 показан маршрут сусла в соот­ветствии с DIN 28 004 (для наглядности обя­зательная информация обозначена черным цветом, а дополнительная — красным).

Базовую схему технологического процес­са на практике обычно называют блок-схе­мой, и зачастую при планировании общеизве­стных процессов этот этап опускают. Однако поскольку создание подобной схемы не требу­ет больших усилий и оказывается крайне по­лезным всем его участникам для осознания целей разрабатываемого проекта, вообще от­казываться от разработки базовой схемы не стоит.

11.2.2.2. Этап проектирования 2:
принципиальная
технологическая схема
процесса

На рис. 11.4 в виде схемы технологического процесса показан маршрут сусла согласно DIN 28 004 и приведена обязательная и до­полнительная информация. Соответствую­щее оборудование (например, вирпул, дрож­жевой и бродильный чаны) обозначено стан­дартными или специальными символами (см. рис. 11.1 и 11.2), а соединительные трассы и точки их сопряжения еще представлены в виде «абстрактных» линий без прорисовки армату­ры. Подобные схемы технологического процес­са часто используются в качестве приложе-

Рис. 11.3. Блок-схема технологического процесса: маршрут сусла

1 — подвод СО₂; 2 — отвод СО₂; 3 — стерильный воздух; 4 —отводимый воздух; 5 — сусло, 96 °, 1000 гл/ч; б — сусло, 95 °С, 200 гл/ч_; 7 — сусло, 12°С; 8 — сусло,2 гл/ч; 9 — воздух; 10 —молодое пиво,300 гл/ч; 11 — перекачка готового охмеленного сусла; 12 — охлаждение; 13 — внесение дрожжей; 14 — аэрация; 15 — сбраживание; 16 — вывод взвесей; 17 — пивова­ренная вода, 15 ˚С, 220 гл/ч; |8 — ледяная вода, 0 °С; 19 — охладитель; 20 — дрожжи; 21 — пивоваренная вода, ⁶⁰

Рис. 11.4. Технологическая схема: маршрут сусла

1 — CIP/CO₂, стерильный воздух; 2 — взвеси-СIР-возврат; 3 вижным слоем, фильтр с насыпным слоем — CIP; 4 — трубопро­вод циркуляции горячей воды; 5 — дрожжи из дрожжевого отделения; 6 — дрожжи в дрожжевое отделение, CIP к дрож­жевому отделению; 7 — сусло; 8 — вирпул; 9 —CIP; 10 — CIP; 11 — охладитель сусла; 12 —выпуск; 13 —CIP; 14 —горячая вода; 15 — холодная вода; 16 — бродильное отделение; 17 — пивоваренная вода; 18 — ледяная вода; 19 — CIP

© 836______________________________

ний при объявлении тендера на поставку обо­рудования, когда потенциальным поставщи­кам должна быть предоставлена свобода в выборе элементов сопряжения и степени ав­томатизации, чтобы таким образом стимули­ровать их творческий потенциал в деле интег­рации технологических процессов. Схему тех­нологического процесса зачастую называют «принципиальной технологической схемой» или «схемой сопряжения».

11.2.2.3. Этап проектирования 3: формулировка задания на КИПиА в соответствии с принципиальной схемой технологи­ческого процесса

В качестве дополнения принципиальная схе­ма технологического процесса должна содер­жать формулировку задания относительно проведения необходимых измерений и степе­ни автоматизации (то есть на КИПиА). При этом важен именно термин «формулировка задания», так как в данном случае выдвига­ются требования не по комплектации конкрет­ными приборами, подбор которых зачастую

мог бы оказаться для технолога трудновыпол­нимым, а уяснение задач по проведению необ­ходимых измерений — где (по месту или на главном пульте управления) нужно считы­вать данные, регистрировать их и обрабаты­вать средствами вычислительной техники или необходимо их регулировать вручную. Подробнее об этом см. табл. 11.5 и рис. 11.6.

Эта часть системных буквенных и графи­ческих обозначений легко запоминается и до­вольно проста для понимания. Иначе дело обстоит со второй частью этого стандарта, где даются обозначения для аппаратно-тех-нического решения задач, поставленных в первой части. Поскольку там речь идет о спе­цифической области КИПиА, то нам можно ее опустить.

11.2.2.4. Этап проектирования 4: словесное описание процесса к технологической схеме

Составление словесного описания принципи­альной технологической схемы в соответствии с DIN специально не требуется, но на практике для выяснения и согласования функции уста­новки между заказчиком и поставщиком явля­ется целесообразным и общепринятым.

Таблица 11.5. Буквенное обозначение заданий на КИПиА согласно DIN 19 227

Обозначения (выборочно)
Буква в первой позиции	в последующих позициях
А	-	сообщение о неисправности
С	-	автоматическая регулировка
D		разница
Е	электрические величины	функция приема
F	расход	соотношение
G	расстояние, длина, позиция	-
Н	ручной ввод, вмешательство	верхнее предельное значение(+)
I	-	индикация
J	-	опрос точек измерения
К	время	■ —
L	уровень жидкости	нижнее предельное значение (-)
М	влажность	—
О	-	оптический сигнал, индикация «Да/Нет»
р	давление	—
Q	свойство материала, анализ	среднее значение / сумма
R	величины излучения	регистрация
S	скорость, число оборотов, частота	включение системы управления процессом
т	температура	функция преобразователя измеряемой величины
V	вязкость	функция исполнительных приборов
W	вес, масса	-
Z	—	аварийное включение, защитное устройство

837 ©

Рис.11.6. Графическое обозначение задач КИПиА согласно рис. 11.5 и некоторые возможности

их применения

838_______________________________

К трудоемкому и затратному составлению функциональной схемы трубопроводов и ар­матуры на пятом этапе проектирования сле­дует приступать только тогда, когда состоя­лось серьезное обсуждение технологической схемы и ее описания и они приняты«оконча-тельно». Кроме того, следовало бы предвари­тельно выяснить желаемую степень автомати­зации и приблизительно согласовать ее с ли­митом затрат на установку, если для этих целей имеется необходимая грубая калькуляция по­ставщика, сделанная им на основании его опы­та составления технологических схемах.

11.2.2.5. Этап проектирования 5: функциональная схема трубопроводов и арматуры

На рис. 11.7 и 11.8 (см. с. 840-843), где в виде функциональных схем (также называемых гидравлическими схемами. — Прим. ред.) тру­бопроводов и арматуры показан путь прохож­дения сусла; можно заметить, что информа­ционное насыщение схемы по сравнению с предыдущими диаграммами существенно вы­росло. Вместе с тем видно, что информацион­ное насыщение затронуло не технологические аппараты, а исключительно систему сопря­жения, приведенную на рис. 11.7 в виде схемы полной жесткой трубной обвязки с клапана­ми дистанционного управления, а на рис. 11.8 изображен фрагмент схемы жесткой трубной обвязки с комбинацией дистанционных кла­панов и ручным переключением трубопрово­дов с помощью перекидных калачей.

Обе схемы трубопроводов и арматуры строятся на одной и той же схеме технологи­ческого процесса, о многозначности которой при известных условиях уже говорилось в раз­деле 11.2.2.2 как о преднамеренной. Наряду со схемами, приведенными на рис. 11.7 и 11.8, вполне допустимы и другие альтернативные схемы трубопроводов и арматуры. По прин­ципиальной технологической схеме невоз­можно однозначно определить объем постав­ки и уровень необходимого оснащения, так что функциональная схема обязательно должна служить основой договора купли-продажи оборудования.

Более подробные комментарии к схеме трубопроводов и арматуры будут даны в раз­деле 11.4, где в рамках интеграции технологи-

ческого процесса будут рассмотрены и иные, еще не обсуждавшиеся критерии, которые в ходе автоматизации пивоваренного производ­ства необходимо учитывать при создании си­стемы сопряжения.

11.2.2.6. Этап проектирования 6: функциональный план в соответствии с DIN 40 719 и IEC 848

Представление компонентов КИПиА и рабо­чих цепей в схемах трубопроводов и арматуры согласно DIN 19 226 выполняет важную зада­чу по разъяснению функций регулирования в данном процессе, но из этого не следует ника­ких организационных указаний по реализа­ции современных проектов автоматизации с использованием электронных систем управ­ления с их многоуровневой интеграцией сис­темных механических и других компонентов.

Этой теме посвящены стандарты DIN 40 719 и IEC 848, стандартизирующие отобра­жение комплексных взаимосвязей в рамках технологических установок в форме функци­ональных планов. На рис. 11.9 (см. с. 844) приведен небольшой фрагмент маршрута сус­ла согласно рис. 11.7 и 11.8 — сначала в форме словесного описания технологии, а затем в виде функционального плана в соответствии с DIN 40 719. Как видно, спланированный производственный процесс зафиксирован в функциональном плане настолько однознач­но, что полную ответственность за функцио­нирование установки несет технолог-проек­тировщик, а при программировании конт­рольно-измерительных приборов у инженера по КИПиА имеется намного меньше воз­можностей для интерпретации, чем в случае словесного описания технологии. Если бы у кого-то возникло желание с такой же точнос­тью выполнить словесное описание техноло­гии, то объем подобного описания стал бы очень большим, а общее представление о зако­номерностях было бы утрачено.

Выводы из подобной ситуации будут под­робнее рассмотрены в разделах 11.3.1 и 11.4.

Из этого примера уже ясно, что в задачу пивовара в процессе проектирования не мо­жет входить составление и детальная провер­ка функционального плана. Приемлемым для него может быть составление словесного тех­нологического описания, которое он готовит

совместно с поставщиком и согласует в виде «техзадания». Функциональный план вместе с функциональной схемой должны стать в последующей практической эксплуатации обязательным источником информации для обслуживающего и технического персонала, так как они отлично документируют заданное состояние установки и содержат всю деталь­ную информацию, необходимую для понима­ния поведения установки в ходе эксплуатации и возможном возникновении неисправно­стей.

Персонал, эксплуатирующий установку, должен заботиться о том, чтобы функциональ­ная схема, функциональное описание и руко­водство по эксплуатации включали в себя пос­ледние изменения. Об этом вплоть до приемки надлежит позаботиться поставщику (внесение всех изменений должно стать непреложным правилом подготовки документации); по­зднее ответственность за эти процедуры дол­жна перейти к руководству пивоваренного предприятия, которому следует разработать эффективные организационные и дисципли­нарные меры по безусловному постоянному обновлению документации так, чтобы любые, даже кажущиеся несущественными изменения в установке могли осуществляться лишь по письменному разрешению руководства.

Дата добавления: 2015-07-10