5.1 Розрахунок характеристик вимірювальних каналів АСР
5.1.1 Вимоги до метрологічного забезпечення АСР
В замкнених АСР точність регулювання визначається тільки похибкою задавача, так як стабілізація параметра на заданому значенні вподовж тривалого часу еквівалентна багатократному вимірюванню. Точність вимірювання впливає тільки на точність перехідних процесів. Тому до вимірювальних каналів регулятору не пред’являються дуже високі вимоги до точності. Похибка інформаційних вимірювальних каналів навпаки повинна бути зведена до мінімуму.
Задамося допустимою абсолютною похибкою вимірювальних каналів:
Для вимірювального каналу з виходом на вимірювальний блок регулятору
Для вимірювального каналу з виходом на реєструючий прилад
5.1.2 Структурна схема вимірювальних каналів АСР
У складі АСР температури рециркуляційної води розглянемо два вимірювальні канали (ВК): вимірювальний канал з виходом на реєструючий прилад КСУ2-004; ВК з виходом на вимірювальний блок.
На рис. 5.1.1 представлені схеми цих вимірювальних каналів
5.1.3. Розрахунок відносної та абсолютної похибки вимірювальних каналів АСРДля кожного елементу вимірювальних каналів визначимо класи точності та діапазони вимірювання і занесемо ці дані до таблиці.
| Вимірювальний канал | Елемент | Клас точності | Діапазон вимірювання |
| ВК з виходом на вимірювальний блок регулятора | Термоелектричний термометр ТСП-1088 | 0.5 | (-50-+200)°С |
| Нормуючий перетворювач Ш703-А01 | 0.5 | (0-+200)°С | |
| Вимірювальний блок регулятора Р25 | 0.5 | (0-+200)°С | |
| ВК з виходом на реєструючий прилад | Термоелектричний термометр ТСП-1088 | 0.5 | (-50-+200)°С |
| Нормуючий перетворювач Ш703-А01 | 0.5 | (0-+200)°С | |
| Прилад автоматичний реєструючий КСУ2-004 | 0.5 | (0-+200)°С |
Розраховуємо абсолютну похибку кожного з елементів, які входять до вимірювальних каналів, за формулою:
Де
– клас точності елементу; 
– максимальна вимірювана величина;
– мінімальна вимірювана величина.Розраховані за формулою (5.1.3.1) значення наведені у таблиці 5.1.2
Таблиця 5.1.2
| Елемент ВК | Абсолютна похибка  , °С |
| Термоелектричний термометр ТСП-1088 | 1,25 |
| Нормуючий перетворювач Ш703-А01 | 1,00 |
| Вимірювальний блок регулятора Р25 | 1,00 |
| Прилад автоматичний реєструючий КСУ2-004 | 1,00 |
Розраховуємо абсолютну та відносну похибку кожного вимірювального каналу, за формулами:
(5.1.3.2)Де
– абсолютна похибка ВК; - абсолютна похибка ш-го елементу ВК; n–кількість елементів ВК.
(5.1.3.3)Де
– відносна похибка ВК; 
– абсолютна похибка ВК; X–вимірюване значення параметру.Розраховані за формулами (5.1.3.2) та (5.1.3.3) значення наведені у таблиці 5.1.3.
| Вимірювальний канал | Значення параметру °С | Абсолютна похибка , °С | Відносна похибка , % |
| ВК з виходом на вимірювальний блок регулятора | 150 | 1,89 | 1,26 |
| ВК з виходом на реєструючий пристрій | 150 | 1,89 | 1,26 |
Таблиця 5.1.3
Таким чином для вимірюваних параметрів у кожному ВК, їхні істинні значення знаходяться у діапазоні:Температура прямої води:
При вимірюванні ВК з виходом на вимірювальний блок регулятора: tпв=(150+-1.89) °С
При вимірюванні ВК з виходом на реструючий прилад tпв=(150+-1.89) °С
Висновок: враховуючи те, що максимальні абсолютні похибки для вимірювальних каналів лежать в межах:
;
;То можна стверджувати, що отримана точність вимірювання по кожному вимірювальному каналу задовільняє вимоги щодо точності вимірювання. Таким чином комплектація кожного ВК задовільна.
5.2 Розрахунок надійності функціонування АСР5.2.1 Вимоги до надійності і реалізації функцій АСР
Розрахунок надійності АСР полягає в розрахунку надійності реалізації інформаційної керуючої та захисної функції. Задачею розрахунку є порівняння розрахованого показника надійності із заданим. Якщо розрахований показник надійності менший від заданого, треба зарезервувати найменш надійні елементи АСР.
Показником надійності інформаційної функції являється середнє напрацювання на відмову Tсер, або ймовірність безвідмовної роботи Рв. Така умова являється достатньо жорсткою, так як при відмові інформаційної функції інформація безповоротно втрачається та при відновленні працездатності функції не може бути відновлена.
Більш жорсткі вимоги пред’являються до керуючої функції, тому її надійність характеризується Tсер, середнім часом відновлення Тв та ймовірністю безвідмовної роботи та час τ з урахуванням відновлення відмовляючої функції Рс(τ).
Вимоги до захисної функції більш жорсткі ніж до інформаційної та керуючої. При цьому працездатність захисної функції повинна бути забезпечена в момент аварії а в проміжках між аваріями її відмови не впливають на працездатність АСР в цілому. Захисна функція характеризується Tсер, коефіцієнтом готовності Кгот або ймовірністю безвідмовної роботи при виконанні очікуваної задачі Роч.
Рівень надійності виконання функцій АСР повинен відповідати наступним вимогам:
Середнє напрацювання на відмову для усіх функцій Tсер
10000 год;Середній час відновлення для керуючої функції Tв
4 год;Коефіцієнт готовності для захисної функції Кгот
0,998.5.2.2 Структурна схема надійності реалізації функцій АСР
Структурні схеми надійності для кожної з функцій, виконуємих АСР представлені на рис 5.2.1.
ДКМ – деталі кріпильного монтажу
Рис. 5.2.1
5.2.3 Розрахунок надійності реалізації функцій АСР
Кожний елемент структурної схеми надійності характеризується інтенсивністю відмов λ, 1/год або середнім часом напрацювання на відмову
год. Ці дані наведені в таблиці 5.2.1Таблиця 5.2.1
| Елемент |  1/год | Тсер, год |
| Термоелектричний термометр ТСП-1088 | 15 | 66700 |
| Деталі кріпильного монтажу | 0.015 | 66700000 |
| Реєструючий прилад КСУ2-004 | 63 | 16000 |
| Задавач ЗУ-11 | 5 | 200000 |
| Вимірювальний перетворювач Ш703 | 25 | 40000 |
| Регулятор Р25 | 15 | 67000 |
| Блок управління БУ-21 | 10 | 100000 |
| Виконавчий підсилювач ПБР2 | 5 | 200000 |
| Виконавчий механізм МЕО | 13.5 | 74074 |
| Вказувач положення виконавчого механізму, міліамперметр М42201 | 7 | 143000 |
| Лампи | 0.3 | 3300000 |
| Реле | 0.3 | 2000000 |
Розрахуємо загальну інтенсивність відмов, середній час напрацювання на відмову та ймовірність безвідмовної роботи для кожної функції АСР за формулами (5.2.1) та (5.2.2). Отримані результати наведені в таблиці 6.2.2
(5.2.1.1)
Деn – кількість елементів у структурній схемі надійності; 
– інтенсивність відмов для і-го елементу схеми; 
– загальна інтенсивність відмов.
(5.2.1.2)Де
– середнє напрацювання на відмову для схеми; – загальна інтенсивність відмов.
(5.2.1.3)Де Р – ймовірність безвідмовної роботи за час
; – загальна інтенсивність відмов. Задаємо
= 720 год.| Функція | 1/час | Р(  | Тсер, час |
| Захисна | 103.815 | 0.928 | 9633 |
| Інформаційна | 103.015 | 0.929 | 9707 |
| Керуюча | 95.515 | 0.933 | 10460 |
Для керуючої функції розрахуємо ймовірність безвідмовної роботи за 720 годин з урахуванням відновлення відмовляючої функції. Для цього спочатку розраховуємо ймовірність відновлення працездатності, задавши середній час встановлення працездатності Tв = 3 год та припустимий час функціонування об’єкту при невиконанні керуючої функції: Тприп = 6 год:
;
;Розраховуємо коефіцієнт готовності для захисної функції:
Ймовірність безвідмовної роботи при виконанні очікуваної задачі:
Висновок: за результатами розрахунку:
Для інформаційної функції маємо Tср=9707 годин,
;Для керуючої функції маємо Tср=10460 годин,
;Для захисної функції маємоTср=9633 годин,
,
, Кгот=0,9997.Видно, що показники надійності задовольняють вимоги. Більш того, має місце запас надійності реалізації функцій.
Як видно з розрахунків нерівність pc(
)
p( ) pоч( ) для керуючої, інформаційної та захисної функцій не виконується: 0,991 0,929 0,9278. Це обумовлене тим, що надійність приладів КСУ2-004, які входять до складу 
захисної функції низька порівняно з іншими компонентами, а також нерівність може не виконуватись, якщо для реалізації функцій використовуються різні елементи.
6. Охорона праціОхорона праці - це система правових, соціально-економічних, організаційно-технічних, санітарно-гігієнічних і лікувально-профілактичних заходів та засобів, спрямованих на збереження життя, здоров'я і працездатності людини у процесі трудової діяльності.
Законодавство про охорону праці складається з Закону „Про охорону праці”, Кодексу законів про працю України (322-08), Закону України "Про загальнообов'язкове державне соціальне страхування від нещасного випадку на виробництві та професійного захворювання, які спричинили втрату працездатності" (1105-14) та прийнятих відповідно до них нормативно-правових актів.
Закон „Про охорону праці” визначає основні положення щодо реалізації конституційного права працівників на охорону їх життя і здоров'я у процесі трудової діяльності, на належні, безпечні і здорові умови праці, регулює за участю відповідних органів державної влади відносини між роботодавцем і працівником з питань безпеки, гігієни праці та виробничого середовища і встановлює єдиний порядок організації охорони праці в Україні.
Якщо міжнародним договором, згода на обов'язковість якого надана Верховною Радою України, встановлено інші норми, ніж ті, що передбачені законодавством України про охорону праці, застосовуються норми міжнародного договору.
Державна політика в галузі охорони праці визначається відповідно до Конституції України (254к/96-ВР) Верховною Радою України і спрямована на створення належних, безпечних і здорових умов праці, запобігання нещасним випадкам та професійним захворюванням.
Електробезпека- система організаційних і технічних заходів та засобів, що забезпечують захист людей від шкідливої і небезпечної дії електричного струму, електричної дуги, електричного поля і статичної електрики (ГОСТ 12.1.009-76.ССБТ. Электробезопасность. Термины и определения).
Наведене визначення включає 4 фактори. Два з них (електричний струм і електрична дуга) належать до безпосередньо небезпечних і є предметом розгляду даного розділу. Питання охорони праці, пов'язані з електромагнітними полями і статичною електрикою, розглядаються у відповідних розділах підручника.
Електротравма- травма, спричинена дією на організм людини електричного струму і (або) електричної дуги (ГОСТ 12.1.009-76).
За наслідками електротравми умовно підрозділяють на два види: місцеві електротравми, коли виникає місцеве ушкодження організму, та загальні електротравми (електричні удари), коли уражається весь організм внаслідок порушення нормальної діяльності життєво важливих органів і систем. При- місцеві електротравми - 20%;- електричні удари - 25%;
- змішані травми (сукупність місцевих електротравм та електричних ударів) - 55%.
Характерними місцевими електричними травмами є електричні опіки, електричні знаки, металізація шкіри, механічні ушкодження та електроофтальмія.
Електричний опік- найбільш поширена місцева електротравма (близько 60%), яка, в основному, спостерігається у працівників, що обслуговують діючі електроустановки.
Електричні опіки залежно від умов їх виникнення бувають двох видів: струмові (контактні), коли внаслідок проходження струму електрична енергія перетворюється в теплову, та дугові, які виникають внаслідок дії на тіло людини електричної дуги. Залежно від кількості виділеної теплоти та температури, а також і розмірів дуги електричні опіки можуть уражати не лише шкіру, але й м'язи, нерви і навіть кістки. Такі опіки називаються глибинними і заживають досить довго.
Електричні знаки(електричні позначки) являють собою плями сірого чи блідо-жовтого кольору у вигляді мозоля на поверхні шкіри в місці її контакту із струмопровідними частинами.
Металізація шкіри- це проникнення у верхні шари шкіри найдрібніших часточок металу, що розплавляється внаслідок дії електричної дуги. Такого ушкодження, зазвичай, зазнають відкриті частини тіла - руки та лице. Ушкоджена ділянка шкіри стає твердою та шорсткою, однак за відносно короткий час вона знову набуває попереднього вигляду та еластичності.
Механічні ушкодження- це ушкодження, які виникають внаслідок судомних скорочень м'язів під дією електричного струму, що проходить через тіло людини. Механічні ушкодження проявляються у вигляді розривів шкіри, кровоносних судин, нервових тканин, а також вивихів суглобів і навіть переломів кісток.
Електроофтальмія- це ураження очей внаслідок дії ультрафіолетових випромінювань електричної дуги.
Електротравматизм- явище, що характеризується сукупністю електротравм.
Найбільш небезпечним видом електротравм є електричний удар, який у більшості випадків (близько 80%, включаючи й змішані травми) призводить до смерті потерпілого.Електричний удар - це збудження живих тканин організму електричним струмом, що супроводжується судомним скороченням м'язів. Залежно від наслідків ураження електричні удари можна умовно підрозділити на чотири ступеня:
I - судомні скорочення м'язів без втрати свідомості;
II - судомні скорочення м'язів з втратою свідомості, але зі збереженням дихання та роботи серця;
III - втрата свідомості та порушення серцевої діяльності чи дихання (або одного і другого разом);
IV - клінічна смерть.
Електроустановки- машини, апарати, лінії електропередач і допоміжне обладнання (разом зі спорудами і приміщеннями, в яких вони розташовані), призначені для виробництва, перетворення, трансформації, передачі, розподілу електричної енергії та перетворення її в інші види енергії («Правила устройства электроустановок» - ПУЭ).
З кожним роком зростає виробництво та споживання електроенергії, а відтак і кількість людей, які в процесі своєї життєдіяльності використовують (експлуатують) електричні пристрої та установки. Тому питання електробезпеки набувають особливої ваги.
Аналіз виробничого травматизму показує, що кількість травм, які спричинені дією електричного струму є незначною і складає близько 1 %, однак із загальної кількості смертельних нещасних випадків частка електротравм вже складає 20-40% і займає одне з перших місць. Найбільша кількість випадків електротравматизму, в тому числі із смертельними наслідками, стається при експлуатації електроустановок напругою до 1000 В, що пов'язано з їх поширенням і відносною доступністю практично для кожного, хто працює на виробництві. Випадки електротравматизму, під час експлуатації електроустановок напругою понад 1000 В нечасті, що обумовлено незначним поширенням таких електроустановок і обслуговуванням їх висококваліфікованим персоналом.
Основними причинами електротравматизму на виробництві є:
устаткування;
- використання несправних ручних електроінструментів;
- застосування нестандартних або несправних переносних світильників напругою 220 чи 127 В;
- робота без надійних захисних засобів та запобіжних пристосувань;
- доторкання до незаземлених корпусів електроустаткування, що опинилися під напругою внаслідок пошкодження ізоляції;
- недотримання правил улаштування, технічної експлуатації та правил техніки безпеки при експлуатації електроустановок та ін.
Електроустаткування, з яким доводиться мати справу практично всім працівникам на виробництві, становить значну потенційну небезпеку ще й тому, що органи чуття людини не здатні на відстані виявляти наявність електричної напруги. В зв'язку з цим захисна реакція організму проявляється лише після того, як людина потрапила під дію електричної напруги. Проходячи через організм людини електричний струм справляє на нього термічну, електролітичну, механічну та біологічну дію.
Термічна дія струму проявляється опіками окремих ділянок тіла, нагріванням кровоносних судин, серця, мозку та інших органів, через які проходить струм, що призводить до виникнення в них функціональних розладів.
Електролітична дія струму характеризується розкладом крові та інших органічних рідин, що викликає суттєві порушення їх фізико-хімічного складу.
Механічна дія струму проявляється ушкодженнями (розриви, розшарування тощо) різноманітних тканин організму внаслідок електродинамічного ефекту.
Біологічна дія струму на живу тканину проявляється небезпечним збудженням клітин та тканин організму, що супроводжується мимовільним судомним скороченням м'язів. Таке збудження може призвести до суттєвих порушень і навіть повного припинення діяльності органів дихання та кровообігу.
Подразнення тканин організму внаслідок дії електричного струму може бути прямим, коли струм проходить безпосередньо через ці тканини, та рефлекторним (через центральну нервову систему), коли тканини не знаходяться на шляху проходження струму.
За багаторічними статистичними даними електротравми в загальному виробничому травматизмі складають біля 1%, а в смертельному - 15% і більше. Кількісно електротравматизм в Україні, наприклад, за 2004 р. характеризується такими показниками: всього зафіксовано виробничих електротравм біля 500, утому числі смертельних біля 150. В тому ж році загальний виробничий т
равматизм в Україні складав біля 50 000 випадків, у т. ч. 1350 зі смертельними 
наслідками. Наведені показники підтверджують дані багаторічної статистики щодо частки електротравм у загальному елетротравматизмі по Україні.Крім виробництва, електроенергія з кожним роком знаходить все більше застосування в побуті. Недотримання вимог безпеки в цьому випадку супроводжується електротравмами, щорічна кількість яких значно перевищує виробничі електротравми. Так, у тому ж 2004 р. загальна кількість електротравм зі смертельними наслідками (на виробництві і поза виробництвом) в Україні склала майже 1600, а в усьому світі, за даними міжнародних організацій, зафіксовано біля 25 000 смертельних електротравм. Таким чином, при чисельності населення України менше 1 % від світової, кількість смертельних електротравм перевищує 6% від загальносвітової.
Наведене вище свідчить про наявність в Україні серйозної проблеми з електротравматизмом. За кожною електротравмою, і особливо тяжкою, стоять трагедія особи, сім'ї, суспільства, значні матеріальні втрати і втрати трудових ресурсів, несприятливі для суспільства морально-етичні та соціально-політичні наслідки.
Досягнення позитивних змін в динаміці електротравматизму потребує удосконалення нормативної бази з питань електробезпеки, дотримання вимог безпеки при розробці електроустановок, їх спорудженні та експлуатації, підвищення рівня навчання електротехнічного персоналу, всього населення щодо розуміння небезпеки ураження електричним струмом, безпечного поводження при виконанні робіт в електроустановках та при користуванні ними.
До роботи по ремонту тепломеханічного обладнання допускаються робітники, які досягли 18 років, які пройшли медичний огляд , після навчання склали іспити за затвердженою програмою. Робітникам, що пройшов іспит, видається посвідчення з його фотографією. Повторна перевірка знань робітників повинна проводитися періодично 1 раз на рік. Робочий може бути допущений до роботи тільки після проходження вступного інструктажу на робочому місці. Проведення інструктажу повинно бути оформлено записом в журналі реєстрації виробничого інструктажу з техніки безпеки. Повторний інструктаж повинен проводитися не рідше 1 разу на 3 місяці.
До початку проведення будь-яких робіт всередині барабана, камери або колектора котла, з'єднаного з іншими працюючими котлами загальними трубопроводами (паропровід, поживні, дренажні і спускні лінії і т. П.), А також перед оглядом чи ремонтом елементів, що працюють під тиском, при наявності небезпеки опіку людей парою або водою котел повинен бути відключений від всіх трубопроводів
заглушками або відключений; від'єднані трубопроводи також повинні бути заглушені.Заглушки, що застосовуються для відключення котла і встановлюються між фланцями трубопроводів, повинні бути відповідної міцності і мати виступаючу частину (хвостовик), за якою визначається її наявність. Прокладки, які встановлюються між фланцями і заглушками, не повинні мати хвостовиків.
Допуск людей всередину котла необхідно проводити при температурі в казані не вище 45 ° С тільки за письмовим дозволом (нарядом-допуском) начальника або завідувача котельні після проведення відповідної перевірки. Відкривати люки барабана слід обережно: на руках повинні бути надіті щільні рукавиці, обличчя підставляти близько до люка не рекомендується.
Роботи в топці і газоходах можуть проводитися лише після того, як місце роботи буде провентилювати і надійно захищене від проникнення газів і пилу від працюючих котлів шляхом закриття і ущільнення заслінок з запором їх на замок або влаштування тимчасових цегельних стін. Необхідно знати, що час перебування людей в топці (газоході) при температурі 50-60 ° С не повинна перевищувати 20 хв. Крім того, при роботі на газоподібному або пилоподібному паливі ремонтується котел повинен бути надійно відділений від загального газопроводу або пилепроводів відповідно до виробничої інструкції.
При відсутності природної тяги перебувати в топці і газоходах забороняється.
При виконанні робіт в барабані або газоходах котла робочим необхідно користуватися окулярами, а зовні у лазу повинен знаходитися спостерігає за ходом робіт, що передає робочому інструмент і матеріали.
На вентилях, засувках і заслінках при відключенні відповідних трубопроводів, паропроводів, газопроводів і газоходів, а також на пускових пристроях димососів, дуттьових вентиляторів необхідно вивішувати плакати «Не включати, працюють люди», при цьому у пускових пристроїв димососів, дуттьових вентиляторів слід зняти плавкі вставки .
Ліси для виконання робіт всередині газоходів або зовні котла споруджуються за проектом або за вказівкою начальника або завідувача котельні. При виготовленні лісів необхідно правильно вибрати матеріал, стежити за міцністю їх кріплення, наявністю огорож і бортових смуг.
Під час роботи всередині барабана слід користуватися переносними лампами напругою не вище 12 В.
На робочому місці зварника повинен бути мінімальний набір інвентарю та інструментів. Електрозварники повинні мати захисний щиток або маску, рукавиці, молоток, зубило або Крейцмейселі для відбиття шлаку, сталеву щітку, особисте клеймо і шаблони для перевірки геометрії швів.Крім того, зварювальник по ручній зварці необхідно мати пенали або пакет з вологостійкого паперу для зберігання електродів і ящик або сумку для електродів з відділенням для огірків; зварювальник для ручної аргонодугового зварювання плавиться, - набір заточених вольфрамових електродів і пасатижі; зварювальникам-операторам по автоматичної аргонодугового зварюванні плавиться, - набір заточених вольфрамових електродів, комплект гайкових ключів до автомату, пасатижі з кусачками для дроту. Газозварник необхідно мати захисні окуляри зі світлофільтрами твань Г, молоток, зубило, сталеву щітку і особисте клеймо.
Обертові частини насосів, тягодутьевих машин, а також електрообладнання захищаються спеціальними огорожами або щитками. Електричні кабелі п проводка повинні бути ізольовані, а корпуси електродвигунів і трансформаторів, рукоятки і кожухи пускових пристроїв мають бути заземлені.
Температура зовнішньої поверхні обмурівки працюючих котлів не повинна перевищувати 45 ° С, а трубопроводів і обладнання, що допускаються для обслуговуючого персоналу, -45 ІС,
Температура повітря в місцях постійного перебування обслуговуючого персоналу взимку повинна бути не нижче 12 ° С, влітку - не більше ніж на 5 ° С вище температури зовнішнього повітря.
В котельні повинна бути аптечка з необхідними медикаментами і перев'язочним матеріалом.
Список використаної літературиДемченко В.А. Автоматизация и моделирование технологических процесов АЭС и ТЭС.- М.: Астропринт, 2001
Плентев Г.П. Автоматизированное управление объектами тепловых электростанций.-М: Энергоиздат, 1987
Клюев А.С. Техника чтения схем автоматического управления и технологического контроля.-М.:Энергоатомиздат, 1991
Номенклатурный каталог приборов и средств автоматики 2001г., Пром. группа «Метран»; Россия, г. Челябинск.
Комплекс приборов и устройств «контур-2», информационный материал, МЗТА, г. Москва 1985
Мясковський «Тепловий контроль і автоматизація теплових процесів»
Під редакцією Клюєва « Монтаж засобів вимірювання і автоматизації»
1 2