Автоматизация систем противопожарной защиты
Автоматика – отрасль науки и техники, охватывающая теорию автоматического управления, а также принципы построения автоматических систем и образующих их технических средств. Автоматические устройства обеспечивают заданный режим работы машин и установок. Поддерживая в нужных пределах технологические параметры, автоматические устройства не только контролируют и регулируют производственные процессы, но и обеспечивают пожарную безопасность технологических процессов производств.
Поэтому одним из наиболее перспективных направлений совершенствования работы органов государственного пожарного надзора следует считать широкое использование возможностей производственной автоматики (КИПиА) и электронно-вычислительной техники.
Это особенно актуально для производств химии, нефтехимии, нефтепереработки и других отраслей народного хозяйства, где технологические процессы в своем большинстве являются потенциально пожаровзрывоопасными. Такие технологические процессы требуют для их регламентного ведения применения средств автоматизации, одновременно решающих и задачи предупреждения пожаров и взрывов путем исключения возможности образования горючей среды, источников зажигания и путей распространения пожаров и взрывов в результате нарушений технологического процесса. Это достигается поддержанием автоматикой в заданных пределах пожароопасных параметров – температуры, давления, уровня расхода и соотношения легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ) и горючих газов.
Автоматические устройства состоят из отдельных элементов, выполняющих какую-либо конкретную задачу в автоматизации производственного процесса.
Автоматическая система состоит из объекта автоматизации и автоматических устройств, взаимодействующих друг с другом во время совместной работы.
По назначению автоматические системы классифицируются на:
1) системы автоматического контроля и сигнализации;
2) автоматической защиты и блокировки;
3) автоматического управления;
4) автоматического регулирования.
Системы автоматического контроля и сигнализации
Системы автоматического контроля и сигнализации обеспечивают наблюдение за состоянием параметров технологического процесса производства: температуры, давления, уровня, расхода, концентрации и т.п. Приборы контроля извещают обслуживающий персонал о состоянии контролируемых объектов и дают возможность своевременно принять необходимые меры, исключающие их отклонение от опасных пределов.
Основными элементами систем автоматического контроля являются:
– измерительный преобразователь (датчик);
– канал связи (медные, стальные, алюминиевые или полиэтиленовые трубки, электропровода);
– вторичный прибор;
– сигнальные лампы-звонки
На основе приборов автоматического контроля в условиях производства применяют три вида технологической сигнализации:
1) контрольная сигнализация – извещает о состоянии контролируемых объектов: открыты или закрыты регулирующие органы, включены или отключены насосы, воздуходувки и т.п.;
2) предупредительная сигнализация – извещает о возникновении опасных изменений технологического режима, т.е. о достижении крайних, предельных значений технологических параметров, дальнейшее отклонение которых может привести к аварии, пожарам и взрывам;
3) аварийная сигнализация – извещает о недопустимых отклонениях технологических параметров или о внезапном, аварийном отключении оборудования.
Полноценную противопожарную защиту объекта невозможно создать без объединения имеющихся компонентов автоматики в единый комплекс. Существуют алгоритмы управления вентиляцией, дымоудалением, лифтами, механизмами оповещения, пожаротушения. Они не допускают ложного срабатывания сигнала тревоги, помогают осуществить быструю и безопасную эвакуацию, начать борьбу с пожаром не дожидаясь прибытия спецслужб.
Системы автоматической защиты и блокировки
Системы автоматической защиты и блокировки обеспечивают сигнализацию об опасных, аварийных отклонениях технологических параметров в процессах, где авария может привести к тяжелым последствиям, частично или полностью останавливают процесс, прекращают подачу сырья или теплоносителя, стравливают избыток паров и газов в атмосферу.
Автоматическая защита широко применяется:
– для предотвращения переполнения горючими жидкостями технологических аппаратов;
– для предотвращения переполнения газгольдеров газом;
– защиты компрессорных установок от перегрева и избыточных давлений, для локализации перехода самоускоряющихся реакций во взрыв и т.п.
Основными элементами системы автоматической защиты являются:
– измерительный преобразователь (датчик);
– канал связи;
– вторичный прибор;
– сигнальные лампы-звонки;
– исполнительный механизм;
– регулирующий орган.
Автоматическая блокировка относится к особому виду автоматической защиты и предупреждает возможности неправильных или несвоевременных включений и отключений машин и аппаратов, которые могут привести к авариям, пожарам и взрывам.
Автоматическая блокировка применяется для предупреждения образования взрывоопасных концентраций в технологических установках, в которых имеются клапаны переключения коммуникаций; в производственных помещениях, в которых выделяются ядовитые и взрывоопасные пары и газы (блокировка газоанализаторов с вентиляционными установками) и т.п.
Системы автоматического управления
Системы автоматического управления предназначены для автоматической смены предусмотренных операций в технологическом процессе производства. Они действуют по заранее разработанной программе и не только обеспечивают повторение циклов с определенным комплексом мероприятий, но и могут управлять более сложным ходом производства, состоящим из нескольких последующих циклов.
Повсеместное решение объективно необходимых задач управления становится возможным на основе разработки и применения АСУ с широким использованием электронно-вычислительных машин.
В процессе управления производством выполняются следующие операции:
– получение информации о состоянии объекта управления с помощью средств и систем автоматического контроля;
– обработка и анализ полученной информации, формирование решения о характере воздействия на управляемый объект;
– реализация принятого решения с помощью устройств, непосредственно воздействующих на объект.
Системы автоматического регулирования используют для поддержания заданных физических величин, характеризующих протекание технологического процесса или изменения их по определенному закону (программе).
Системы автоматического регулирования
Автоматическое регулирование является наиболее совершенным видом автоматики и выполняет одновременно функции контроля и управления. Всякая автоматическая система регулирования состоит из двух взаимодействующих между собой частей: объекта регулирования и регулятора.
Существует большое число разнообразных типов регуляторов, однако все они представляют собой совокупность некоторых элементов, выполняющих определённые функции.
Измерительный преобразователь (датчик) производит непрерывное измерение текущего значения регулируемой величины в объекте управления, который испытывает возмущающие воздействия и преобразует эту величину в соответствующий сигнал (например, электрический или пневматический).
Автоматическое регулирование технологических процессов нашло применение на всех пожарно- и взрывоопасных объектах.
Технические средства пожарной автоматики в зависимости от их принадлежности разделяют на:
1) Средства оснащения пожарных подразделений (в соответствии с таблицей 1):
1.1) для защиты личного состава:
− газовые сигнализаторы предельно допустимых концентраций ядовитых газов;
− газовые сигнализаторы взрывоопасных концентраций горючих газов;
− сигнализаторы разрушений;
1.2) вспомогательные средства:
− обнаружители скрытых очагов пожара (стенах, дыму);
− обнаружители людей (в дыму, темноте);
1.3) средства связи и управления;
1.4) средства управления доставкой тушащих составов:
− средства дистанционного управления
2) Средства оснащения объектов (таблица 2):
− − датчики состояния исполнительных устройств.