SVEU
Č
ILIŠTE U ZAGREBU
FAKULTET ELEKTROTEHNIKE I RA
Č
UNARSTVA
Zavod za elektrostrojarstvo i automatizaciju
PROJEKTIRANJE I AUTOMATIZACIJA
INDUSTRIJSKIH POSTROJENJA
Prof. dr. sc. Ivan Gašparac
Doc. dr. sc. Mario Vraži
ć
Zagreb, Listopad 2012
Projektiranje i automatizacija industrijskih postrojenja
1
SADRŽAJ
1.
Materijalni, energetski i informacijski tokovi..........................................................2
1.1.
Postavljanje zahtjeva na industrijsko postrojenje ..........................................2
1.2.
Tehnološki proces .........................................................................................3
1.3.
Odrednice tehnološkog procesa ...................................................................3
1.4.
Struktura industrijskog postrojenja ................................................................3
1.5.
Tokovi materijala, primarna tehnološka oprema ...........................................3
1.6.
Tokovi energije, sekundarna (energetska) tehnološka oprema....................4
1.7.
Tokovi informacija, tercijarna (informacijska) tehnološka oprema.................4
1.8.
Tokovi informacija u industrijskom postrojenju Cin
č
aonice .........................14
1.9.
Hijerarhija upravljanja industrijskim postrojenjem .......................................18
1.9.1.
Osnovna hijerarhijska struktura............................................................18
1.9.2.
Organizacija upravlja
č
kog sustava.......................................................19
2.
Projektiranje, dokumentacija ..............................................................................22
3.
Tehni
č
ka dokumentacija.....................................................................................32
3.1.
Zahtjev na suvremenu tehi
č
ku dokumentaciju ............................................32
3.2.
Osnovne zna
č
ajke dokumentacije...............................................................32
3.3.
Podjela tehni
č
ke dokumentacije s obzirom na namjenu..............................33
3.3.1.
Projektni zadatak .................................................................................33
3.3.2.
Idejna rješenja......................................................................................34
3.3.3.
Idejni projekt.........................................................................................34
3.3.4.
Investicijski elaborat.............................................................................34
3.3.5.
Glavni projekt .......................................................................................35
3.3.6.
Glavni izvedbeni projekt.......................................................................35
3.3.7.
Dokumentacija za pogon i održavanje .................................................35
3.4.
Standardi, propisi, uzusi u tehni
č
koj dokumentaciji.....................................36
3.5.
Podjela tehni
č
ke dokumentacije s obzirom na sadržaj................................36
3.6.
Tekstualni dio dokumentacije......................................................................36
3.6.1.
Tehni
č
ki opis ........................................................................................36
3.6.2.
Tehno-ekonomsko obrazloženje ..........................................................36
3.6.3.
Obavezni prora
č
uni..............................................................................37
3.6.4.
Popis opreme.......................................................................................37
3.7.
Crtežni dio dokumentacije...........................................................................40
3.7.1.
Spojne sheme ......................................................................................40
3.7.2.
Priklju
č
ne sheme..................................................................................50
3.8.
Ozna
č
avanje u dokumentaciji .....................................................................55
4.
Automatizacija....................................................................................................57
4.1.
Programabilni logi
č
ki kontroler (PLC)..........................................................57
4.2.
Upute za korištenje programskog paketa STEP 7 ......................................61
5.
Kompenzacija (regulacija) jalove snage .............................................................68
5.1.
Teorija kompenzacije ..................................................................................69
5.2.
Idealni kompenzator....................................................................................70
5.3.
Specifikacija parametara za kompenzator jalove snage tereta ...................71
5.4.
Osnovna teorija kompenzacije ....................................................................72
5.5.
Glavni tipovi kompenzatora.........................................................................76
5.6.
Tiristorski upravljana prigušnica (reaktancija) (tcr) .....................................78
6.
Popis slika ..........................................................................................................85
Projektiranje i automatizacija industrijskih postrojenja
3
1.2. Tehnološki proces
Tehnološki proces je, u osnovi, niz potpuno odre
đ
enih postupaka po kojima se
predmet (ili predmeti) obrade giba, obra
đ
uje, oblikuje, spaja (ili odvaja) kemijski i/ili
samo fizi
č
ki s (ili od) ostalim predmetima - sudionicima tehnološkog procesa,
oplemenjuje propisanim postupcima oplemenjivanja, kontrolira u onim dijelovima
postupka koji zahtijevaju kontrolna mjerenja zbog postizanja zahtijevane kvalitete,
zašti
ć
uje za kasniju uporabu, i kona
č
no pohranjuje.
Dakle, tehnološki proces se odvija po receptu, prema kojem se od sirovina, energije,
pomo
ć
nih materijala u "kuhinji" industrijskog postrojenja stvara novi proizvod, ili se
oplemenjuje, dora
đ
uje, prera
đ
uje postoje
ć
i proizvod, kojem treba dati novu kvalitetu,
novu funkciju i/ili obli
č
je (dizajn).
1.3. Odrednice tehnološkog procesa
Suvremeni tehnološki proces odre
đ
uju :
tokovi materijala i pripadna tehnološka (primarna) oprema,
tokovi energije i pripadna energetska (sekundarna) oprema,
tokovi informacija (tokovi: upravljanja, regulacije, zaštite, signalizacije, vizualizacije i
sl.) i pripadna informacijska (tercijarna) oprema.
1.4. Struktura industrijskog postrojenja
Strukturu industrijskog postrojenja, s obzirom na opremu i procesne tokove, a prema
zahtjevima tehnološkog procesa,
č
ine:
primarna-tehnološka, sekundarna-energetska i tercijarna-informacijska oprema,
tokovi materijala, tokovi energije i tokovi informacija.
1.5. Tokovi materijala, primarna tehnološka oprema
Industrijsko postrojenje obra
đ
uje i/ili prera
đ
uje sirovine i/ili poluproizvode u proizvod
po tehnološki jasno utvr
đ
enim postupcima.
Tokove sirovina i/ili poluproizvoda od ulaza u industrijsko postrojenje pa sve do
uskladištenja gotovog proizvoda nazivamo TOKOVIMA MATERIJALA.
Ovi se tokovi ostvaruju uz pomo
ć
PRIMARNE TEHNOLOŠKE OPREME; u pravilu se
radi o strojarskoj opremi za prihvat, transport i obradu materijala kao osnovne
supstance tehnološkog procesa proizvodnje.
Projektiranje i automatizacija industrijskih postrojenja
4
1.6. Tokovi energije, sekundarna (energetska) tehnološka
oprema
Za obradu ili preradu materijala (sirovina, poluproizvoda) potrebna je energija:
toplinska, mehani
č
ka, elektri
č
na, kemijska, itd. Osim toga, sve aktivnosti koje
tehnološki proces nalaže primarnoj tehnološkoj opremi, ostvaruju se uz pomo
ć
energije, naj
č
eš
ć
e elektri
č
ne, pretvorene u mehani
č
ku.
Tokovi materijala mrtvi bez
TOKOVA ENERGIJE
.
Jedna od osnovnih zada
ć
a projektanta industrijskog postrojenja jest odre
đ
ivanje
pravog udjela energetskih tokova u odvijanju tehnološkog procesa, bilo da se radi o
obradi/preradi ili transportu materijala.
Opremu, kojom se obavlja zadana pretvorba energije, nazivamo
SEKUNDARNA
(ENERGETSKA) TEHNOLOŠKA OPREMA
.
Naj
č
eš
ć
e se radi o elektromotornim pogonima za transport, mehani
č
ku obradu, a
ponekad, i o opremi za toplinsku obradu materijalnih tokova, kao što je npr. slu
č
aj
kod elektrolu
č
nih ili indukcijskih pe
ć
i, ili, kao u našem slu
č
aju, plinskih pe
ć
i za
cin
č
anje.
1.7. Tokovi informacija, tercijarna (informacijska) tehnološka
oprema
Upravljanje
č
ine smisleno postavljeni
TOKOVI INFORMACIJA
, vo
đ
eni uz direktno
sudjelovanje upravlja
č
a (
č
ovjeka), ili vo
đ
eni procesnom automatikom. Ve
ć
ina
procesa se ostvaruje kombiniranjem oba ova na
č
ina.
O dinamici tokova energije ovisi kvaliteta odvijanja tokova materijala. Time je velikim
dijelom odre
đ
ena kvaliteta tehnološkog procesa kao cjeline.
Dinamika tokova energije zahtijeva upravljanje uskla
đ
eno sa zahtjevima vo
đ
enja
tehnološkog procesa.
Što sve
č
ini tokove informacija ?
Svi oni tokovi, koji na bilo koji na
č
in informiraju o trenutnom i trajnom stanju procesa i
opreme, a na temelju informacija upravljaju, reguliraju, signaliziraju, vizualiziraju
stanje, štite opremu i tehnološki proces, nazivamo
TOKOVIMA INFORMACIJA
.
TOKOVE INFORMACIJA dijelimo u dvije osnovne grupe:
a
ktivne
i
pasivne
Aktivnima
proglašavamo one tokove koji upravljaju i reguliraju odvijanje tehnološkog
procesa, dok u grupu
pasivnih
svrstavamo sve zaštitne i signalizacijske funkcije. To,
zapravo, zna
č
i da
pasivni
prate odvijanje tokova materijala, energije i informacija, ali
Projektiranje i automatizacija industrijskih postrojenja
6
Slika 1:Tokovi materijala (primjer Cin
č
aonica)
