Система автоматики регулювання тиску

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Введення

Удосконалення технології і підвищення продуктивності праці відноситься до найважливіших завдань технологічного процесу. Ефективне вирішення цих завдань можливе при впровадженні систем автоматичного управління та регулювання як окремими об'єктами і процесами, так і виробництвом в цілому.

Автоматизація є якісно новим етапом у вдосконаленні виробництва. Основні обов'язки людини в цьому випадку - спостереження за параметрами процесу виконання позаштатних операцій. Застосування засобів автоматизації дозволяє збільшити число агрегатів і механізмів, що обслуговуються однією людиною. Основні операції, які виконує людина в цьому процесі - включення і відключення агрегатів, а в разі виникнення позаштатних ситуацій - відключення регулятора та прийняття на себе функції регулювання. Для цього він користується засобами дистанційного управління механізованими приводами різних регулюючих органів. Застосування засобів технологічного захисту, блокування та автоматичного включення резервних механізмів дозволяє автоматизувати і сам процес ліквідації аварійних положень.

Сучасна автоматична система повинна виконувати дві задачі:

1) забезпечити необхідною точністю зміна вихідної величини системи відповідно до надходить ззовні вхідний величиною, що грає роль програми. При цьому необхідно подолати інерцію об'єкта управління та інших елементів системи, а також компенсувати спотворення, що виникає внаслідок неточного знання характеристик окремих елементів і нестабільності їх параметрів. Іноді це називається управлінням у вузькому сенсі або стеженням;

2) при заданому значенні вхідної величини система повинна, по можливості, нейтралізувати дію зовнішніх збурень, які прагнуть відхилити вихідну величину системи від яке пропонується їй в даний момент значення. У цьому сенсі говорять про завдання регулювання або стабілізації.

У даний час при розвитку комп'ютерної промисловості істотно полегшений контроль за технічними процесами на виробництві. Розвиток обчислювальної техніки призвело до створення великих автоматичних систем для управління складними виробничими процесами і цілими галузями промисловості.

1. Технологічний процес

У сучасній промисловості будівельних матеріалів при виробництві асбестоцементрих виробів широке застосування знайшли конвеєри повітряного твердіння.

У конвеєрах повітряного тверднення азбестоцементні труби надходять з трубоформовочной машини.

Конвеєр повітряного тверднення азбестоцементних труб є ланцюговим роликовий конвеєр, що має 3 яруси, полотно якого є опорою для труб. Конвеєр змонтований у галереї, яка облицьована теплоізоляційним матеріалом.

У галерею по трубопроводу потрапляє насичений пар з парового котла по трубопроводу для зволоження повітря, створення середовища з температурою рівною плюс 30 0 C і з тиском рівним 0,5 мПа. Процес попереднього тверднення в конвеєрі поєднується з операцією з підтримки циліндричної форми труби. Ролики конвеєра являють собою нескінченний ланцюг, яка пересувається по металевому або дерев'яному настилі, уздовж конвеєра, обертаючись навколо власної осі.

На ролики укладається сформована азбестоцементна труба з трубоформовочной машини, яка наводиться чи в обертання і пересувається при цьому вздовж верхнього ярусу конвеєра. Дійшовши до кінця, труба по направляючим щиту укладається на ролики другого ярусу конвеєра, що рухаються в протилежному напрямку, він потім так само потрапляє на ролики третього ярусу.

За час проходження конвеєра, труби набирають міцність, достатню для подальшого транспортування. Готові труби піддають різним випробуванням.

Основним випробуванням є визначення пробного гідравлічного тиску, при цьому труби не повинні виявляти ознак водопроникності.

Межа міцності при стисканні зразків, вирізаних з азбестоцементних труб високої щільності і витриманих більше трьох місяців, дорівнює від 300 до 700 кг / см 3, в залежності від програми навантаження. Питома вага азбестоцементних виробів становить близько 2,75 кг / м 3. Їх об'ємний вага дорівнює від 1600 до 2200 кг / м 3. Азбестоцементні труби є вогнестійкими, відрізняються малою тепло-та енергопроводімостью, значною стійкістю до атмосферного тиску.

2. Вибір параметрів

Для підвищення якості випуску азбестових труб необхідно підтримувати стабільні технологічні параметри, з цією метою здійснюється їх контроль та регулювання.

Контрольовані параметри можуть відхилятися від норми, що призводить до браку виробів.

Системи автоматики призначені для підтримки певної температури в конвеєрі. За рахунок цього в конвеєрі повітряного тверднення забезпечується тверднення азбестових труб. У разі відхилення від заданої температури може з'явитися брак виробів.

Система автоматики регулювання тиску призначена для підтримки тиску пари в системі регулювання. За рахунок цього в конвеєрі повітряного тверднення забезпечується випаровування вологи з виробу. Ця система сушіння виключає утворення тріщин на виробах і їх деформацію.

Регулюючий режим сушіння змінюється кількістю подачі пари.

У конвеєрі контролюються такі параметри:

- Тиск пари,

- Витрата пари,

- Вологість повітря,

- Температура пари.

Від вологості температури і тиску залежить якість виробів.

Технологічні параметри, що підлягають контролю і регулювання зведені в таблицю 1.

Таблиця 1

Найменування

вимірюваної

величини

Величина

параметра

Тип

перетворювача

Місце відбору

Середа

впливу

Регулювання тиску пари, Па

500

Перетворювач тензорезисторний Метран - 100Ді

4-20мА

Парова магістраль

Водний пар

Контроль тиску пара, Па

500

Перетворювач тензорезисторний Метран - 100Ді

4-20мА

Парова магістраль

Водний пар

Контроль витрати пари, м 3 / год

15

Дифманометр мембранний

ДМ-3574.

0-10мГн

Введення парової магістралі

Водний пар

Контроль температури в камері тверднення, ˚ С

50

Термометр опору мідний.

Гр. 50М

Камера твердіння

Водний пар

Контроль вологості повітря в камері тверднення,%

80

Термометр опору платиновий.

Гр. 50П

Камера твердіння

Газове середовище

Контроль температури в басейні тверднення, ˚ С

60

Термометр опору мідний.

Гр. 50М

Басейн тверднення

Газове середовище

3. Вибір первинних пристроїв і вторинних приладів

Для якісної роботи конвеєра твердіння необхідно найбільш точно провести контроль і регулювання технологічних параметрів.

Для цього потрібно підібрати оптимальні первинні і вторинні прилади.

3.1 Регулювання та контроль тиску пари

Для вимірювання тиску пари в паровій магістралі застосовують тензорезисторний перетворювач тиску Метран-100, який призначений для перетворення тиску пари в уніфікований струмовий сигнал. Датчик складається з Тензоперетворювач і електронного блоку. Чутливим елементом Тензоперетворювач є пластина із монокристалічного сапфіру з крем'яними плівковими Тензоперетворювач, міцно поєднана з металевою мембраною Тензоперетворювач. Електронний перетворювач датчика перетворює це зміна опору в уніфікований струмовий вихідний сигнал.

Технічні характеристики перетворювача Метран-100ДІ зведені в таблицю 2.

Таблиця 2

Параметри приладу

Величина

Межа вимірювання, Па

від 300 до 1000

Вихідний сигнал, мА

від 4 до 20

Допустима похибка

0,15

Умови експлуатації, 0 С

від плюс 5 до плюс 70

Для роботи в комплекті з первинним приладом використовується вторинний прилад - КСУ2.

КСУ2 - компенсатор самописний з уніфікованим сі-гнало, малогабаритного виконання з стрічкової діаграмою. КСУ2 призначений для вимірювання і запису тиску. Конструктивно прилад виконаний з окремих модулів і блоків (модуль вимірювальної системи, блок живлення, підсилювальний), з'єднані між собою проводами через штепсельні роз'єми.

Технічні параметри приладу КСУ2 зведені в таблицю 3.

Таблиця 3

Параметри приладу

Величина

Межі вимірювання, Па

Від 0 до 1000

Клас точності,%

0,5

Швидкодія, сек

10

Габарити, мм

240 x320 x480

Харчування

- Напруга, В

- Частота, Гц


220

50

Вологість,%

від 30 до 80

Температура навколишнього середовища, ° С

плюс 20 ± 2

3.2 Контроль витрати пари на вводі парової магістралі

Для вимірювання витрати пари використовують пристрій звуження потоку (СУ) призначені для створення перепаду тиску. Принцип де-йствія заснований на зміні енергії при проходженні речовини через СУ.

Перед і після СУ в трубопроводі роблять отвори і їм-імпульсні трубками з'єднують з дифманометрів який вимірює перепад тиску Δ Р, Па, на СУ по залежності

Δ Р = Р 1 - Р 2,

де Р 1 - тиск до СУ, Па;

Р 2-тиск після СУ, Па.

Технічні характеристики пристрою звуження зведені в таблицю 4.

Таблиця 4

Параметри приладу

Величина

Тип

ДК6-ДУ

Умовний тиск, кгс / см 2

від 6 до 100

Зовнішній діаметр СУ, мм

50

Внутрішній діаметр СУ, мм

35

Матеріал

Сталь ОХ13

Діаметр трубопроводу, мм

від 50 до 500

Клас точності

2,5

Імпульсні трубки призначені для перепаду тиску Р 1 і Р 2 до дифманометра. Імпульсні трубки предаствляют собою безшовні сталеві трубки.

Технічні характеристики імпульсних трубок зведені в таблицю 5

Таблиця 5

Параметри приладу

Величина

Матеріал

Сталь Х17

Товщина стінки, мм

2

Діаметр, мм

8

Конденсаційні судини входять у комплект дифманометра при вимірюванні витрати пари. Імпульсні трубки призначені для підтримки постійного рівня конденсатора пари над рівнем примусового дифманометр рідини. У даному проекті використовуються конденсаційні судини модель 5560, виконані з конструкційної якісної сталі - сталь 20 ГОСТ 1050-2005.

Дифманометр призначений для дистанційного перепаду тиску. Чутливим елементом є мембранний блок з двох коробів, зварених з двох мембран, профілі яких збігаються. Мембранні коробки розділені подушкою, що утворює дві камери - нижньої і верхньої.

Внутрішні порожнини коробів з'єднані між собою і заповнені дісцілірованой водою. З центром верхньої мембрани пов'язаний сердечник диференціального - трансформатора. Під дією тиску у верхній і нижній камерах нижня коробка стискається, рідина з неї перетікає в верхньою, що призводить до пе-ня сердечника і зміни напруги і фази на виході первинного пристрою.

Технічні характеристики мембранного дифманометра-витратоміра ДМ-3574 представлені в таблиці 6.

Параметри приладу

Величина

Граничний діапазон вимірювань, кгс / см 2

0,4

Клас точності

1,5

Межі зміни взаємної індуктивності між I і II обмоткою, мгн

від 0 до 10

Харчування, - напруга, В

- Частота, Гц

220

50

Для роботи в комплекті з первинним приладом використовують вторинний прилад - КСД2.

КСД2 - компенсатор самописний з диференціальної - трансформаторної схемою, мініатюрного виконання з стрічкової ідеограмою. КСД призначений для вимірювання і запису тиску. Конструктивно прилад виконаний з окремих модулів і блоків (модуль вимірювальної системи, модуль витрати, блок живлення, підсилювальний і виконавчий механізм), з'єднані між собою проводами через штепсельні роз'єми.

Технічні характеристики компенсатора КСД2 зведені в таблицю 7

Таблиця 7

Параметри приладу

Величина

Межі вимірювання, м 3 / год

від 0 до 20

Клас точності,%

1,5

Швидкодія, з

10

Габарити, мм

240 x 320 x 480

Харчування,

- Напруга, В

- Частота, Гц


220

50

Вологість,%

90

Умови експлуатації, 0 С

плюс 60

3.3 Контроль температури в камері тверднення і в басейні

В якості первинного перетворювача для вимірювання температури використовується ПММ - термометр опору мідний.

Принцип дії термометра опору заснований на властивості металевих провідників змінювати своє електричний опір при зміні температури. При зростанні температури збільшується опір металевого провідника R t, Ом, за такою залежністю

R t = R o (1 + αt),

де R o - опір мідного дроту при t = 0 ˚ C, Ом;

α - температурний коефіцієнт, град -1.

Технічні характеристики ПВМ зведені в таблицю 8

Таблиця 8

Параметри приладу

Величина

Межі вимірювання, ° С

від 0 до 100

Клас точності,%

0,5

Швидкодія, з

10

Габарити, мм

240 x 320 x 480

Харчування

- Напруга, В

- Частота, Гц


220

50

Вологість,%

90

Температура навколишнього середовища, ° С

60

Споживана потужність, ВА

30

Для роботи в комплекті з первинним приладом використовують вторинний прилад - КСМ2.

КСМ2 - компенсатор самописний з мерії схемою, мініатюрного виконання з стрічкової ідеограмою. КСМ призначений для вимірювання і запису тиску. Конструктивно прилад виконаний з окремих модулів і блоків (модуль вимірювальної системи, модуль витрати, блок живлення, підсилювальний і виконавчий механізм), з'єднані між собою проводами через штепсельні роз'єми.

Технічні параметри компенсатора КСМ2 наведені в таблиці 9.

Таблиця 9

Параметри приладу

Величина

Межа виміру,%

від 0 до 100

Градуювання, гр

50П

Матеріал захисної арматури

Сталь марки ОХ13

Показник теплової інерції, з

40с

Стійкість до механічних впливів

вібростійкою

3.4 Контроль вологості повітря в камері тверднення

Для визначення вологості повітря в камері тверднення застосовують психрометри.

Конструктивно він складається з двох платинових термометрів «сухий» вимірює температуру повітря, вологості якого визначається. Інший термометр «вологий» безперервно зволожується. Між цими термометрами виникає психрометрический різниця їх свідчень. Вимірювальна схема психрометра складається з двох мостів, що мають два спільних плеча. «Сухий» ТСП в одному плечі моста, «вологий» в іншому. Напруга на діагоналі А - В моста, пропорційно температурі «сухого» термоперетворювача опору, перебувати в протифазі з напругою, знятим з діагоналі А - З мосту, пропорційне температурі «вологого» термоперетворювача опору.

Технічні характеристики приладу ТСМ2 наведені в таблиці 10

Таблиця 10

Параметри приладу

Величина

Межа виміру, º С

від мінус 50 до плюс 200

Градуювання, гр

50М

Діапазон умовних тисків, мПа

5,4

Матеріал захисної арматури

12Х18Н10Т

Стійкість до механічних впливів

вібростійкою

Для роботи в комплекті з первинним приладом використовують вторинний прилад - КСМ2 технічні характеристики наведені в таблиці 9.

4. Властивості об'єкта управління

Для стабілізації тиску в курсовому проекті використаний первинний перетворювач датчик тиску Метран-100Ді, який передає сигнал на регулюючий прилад. Електричний сигнал, що передається на регулюючий прилад, є сигналом закону управління, який формується регулюючим приладом.

Для визначення сигналу закону управління визначаються динамічні параметри об'єкта управління. Динамічними параметрами є:

  1. Запізнення, ;

  2. постійна часу, ;

  3. коефіцієнт передачі об'єкта управління, .

Конвеєр повітряного твердіння є многоемкостним об'єктом управління. Для визначення динамічних параметрів будується крива розгону, зображена на малюнку 2.


Малюнок 1-Статична характеристика об'єкта

Рисунок 2 - Крива розгону

Ставлення часу запізнювання до постійної часу τ / т розраховується за формулою

Т T

де - Транспортне (чисте) запізнювання, с;

T - постійна часу, с.

За формулою визначається передавальний коефіцієнт об'єкта До про

Δ P

Δμ,

де Δ P - різниця тиску, кПа;

Δμ - різниця положення регулюючого органу,%.

На підставі розрахунків застосовується пропорційний інтегральний диференціальний закон управління. Якість управління відповідно до обраного закону управління залежить від настроювальних параметрів.

За технологічними вимогами час регулювання тиску , Сек, в конвеєрі повітряного твердіння не повинно перевищувати 30 сек.

Час регулювання для обраного пропорційного інтегрального диференціального закону керування визначається за графічним залежностям


,

На підставі розрахунків застосовується пропорційний інтегральний диференціальний закон управління. Якість управління відповідно до обраного закону управління залежить від настроювальних параметрів.

Метою налаштування регулюючого приладу є забезпечення найвигіднішого перехідного процесу, тобто тривалість перехідного процесу є мінімальною, а коливання відхилення тиску загасають досить інтенсивно.

Настроювальними параметрами пропорційно інтегрального диференціального закону управління є:

- К р - коефіцієнт передачі регулюючого приладу;

- Т - постійна часу інтеграції;

- Т д - постійна часу диференціювання.

Розрахунковий час регулювання не перевищує необхідного часу 30 c єк, отже, для даного об'єкта управління застосовується пропорційно інтегрально диференціальний закон управління, що має R д = 0,56 і t p = 0,4 сек, оскільки забезпечує оптимальний час.

Коефіцієнт пропорційності регулюючого приладу К р

розраховується за формулою:

,

К р перевіряється за графічним залежностям.

,

де К з - коефіцієнт системи.

,

Розрахунок параметрів налаштування по наближеним формулами і графічним залежностям приблизно однакові.

5. Вибір регулюючого пристрою

Відповідно до вибраного законом управління та на підставі математичних розрахунків вибираємо РМ Ремиконт Р-130.

Ремиконт Р-130 - це компактний малоканальні мікропроцесорний контролер, призначений для автоматичного регулювання та логічного управління технологічними процесами.

Регулююча модель Р-130 дозволяє вести локальне, каскадне, програмне, многосвязной регулювання. Причому всі ці операції і виконуються ненаголошені. Р-130 дозволяє виконувати перетворення сигналів і виробляти імпульсні і дискретні команди управління.

Регулююча моделі Р-130 містить засоби оперативного управління розташування на лицьовій панелі контролера. Ці засоби дозволяють змінювати вручну режим роботи, встановлювати завдання, управляти ходом програми, вручну керувати виконавчими пристроями, контролювати сигнали і індукувати помилки.

Конроллер розрахований на приймання та видачу аналогових і дискретних сигналів. Формування імпульсних сигналів на виході імпульсного регулятора використовується програмно, і всі ці сигнали надходять на виконавчий механізм через дискретні виходи контролера.

Склад Ремиконт Р-130 описаний нижче.

У регулюючої моделі Р-130 передбачено:

1) до чотирьох незалежних контурів регулювання, кожен з яких може бути локальним або каскадним, з аналоговим або імпульсним входом, з ручним або програмним задатчиком;

2) різноманітне поєднання на замовлення аналогових і дискретних входів виходів;

3) 76 «захисних» в ПЗУ алгоритмів безперервної і дискретної обробки інформації;

4) до 99 алгометріческіх блоків з вільним заповненням будь-якими алгоритмами з бібліотеки з вільним конфігуруванням між собою і входами перетворення, виконання математичних функцій і вироблення логічних регулюючих впливів.

Монтаж приладу Ремиконт-130 проводиться на пульт налаштування. Пульт налаштування це інструмент оператора наладчика. За допомогою нього можна програмувати контролер, виконують налаштування його параметрів, а так само контролювати сигнали у внутрішніх точках віртуальної структури.

Система автоматичного управління повинна забезпечувати надійність і стійкість.

За допомогою рівняння перевіряється стійкість системи управління з використанням критеріїв Гурвіца та Михайлова.

5.1 Критерії стійкості Гурвіца

Система автоматичного управління описана рівнянням


11 p 3 +55 p 2 -10 p +35 = 0,

Рівняння вирішується за допомогою матриці.

а 1 а 3 0 а 1 = 11; а 2 = 55; а 3 = 10

0 а 2 0 Δ1 = а 1 = 11> 0

0 а 1 а 3 Δ2 = а 1 ∙ а 2 - 0 ∙ а 3 = 11 * 55 - 0 * 10 = 605> 0

Δ3 = а 1 ∙ ∙ а 2 ∙ а 3 + 0 ∙ а 1 0 + 0 0 ∙ а 3 - 0 ∙ а 2 0 - 0 ∙ а 1 ∙ а 1 - а 3 0 ∙ а 3 =

= 11 * 55 * 10 +0 * 11 * 0 +0 * 0 * 10-0 * 55 * 0-0 * 11 * 11-10 * 0 * 10 = 6050> 0

Згідно з умовами критерію Гурвіца система стійка.

5.2 Критерії стійкості Михайлова

Рівнянням визначається і критерії стійкості Михайлова

11p три +55 p 2-10p +35 = 0

11jw 3 +55 p2-10p +35 = 0

-11jw 3-55w 2-10p +35 = 0

Вихідне рівняння ділиться на два рівності дійсне та уявне.

U (ω) = -55 j ω 2 + 35 = 0

V (ω) = -11 jw 3 -10 jw = 0

Результати розрахунків зведені в таблицю 11.

Годограф зображений на малюнку 3.

Таблиця 11

ω

0

0,25

0,5

0,75

1

1,25

1,5

U (ω)

35

31,5

21,25

-6,25

-20

-20

-51

V (ω)

0

-5,25

-10,5

-15,75

-21

-26,25

-31,5

Малюнок 3 - Годограф

Так як годограф проходить через три квадранта, що відповідає ступеню рівняння, то система є стійкою.

6. Вибір засобів автоматизації

6.1 Автоматичний вимикач

Автоматичний вимикач використовується в якості захисту апаратів від коротких замикань і перевантажень, а також для нечастих оперативних відключень електричних ланцюгів і окремих електроприймачів за нормальних режимах роботи. Виконується в пластмасовому корпусі і в додатковому металевому корпусі. Мають двох-, трьохканальної виконання, тепловими та комбінованими расцепителями на струми від 1.5 до 50А, виготовляються так само і з іншими расцепителями і без них. Чутливим елементом є біметалева пластина.

Таблиця 11

Параметри приладу

Величина

Номінальний струм розчеплення, А

10

Кратність

уставки електромагнітно-

го розчеплювача по номінальному струмі розчеплення, А

3,5

Число блокувальних контактів

Один перемикаючий (1П)

6.2 Ключ вибору режиму

Як ключ для вибору режиму використовується перемикач ПП2-10. Перемикач складається з валика 5, на якому насаджена секція для перемикання кіл. Число ланцюгів визначається числом підводяться до перемикача електричних ліній. Секції поділяють перегородками 2 з пластмаси, а підніми по всій довжині перемикача покладена рейка 6 на якій нерухомі контакти 5 проходять через всі плати.

Поворотом рукоятки змінюють положення кулачкових шайб і отже контактів 3 і 4. рухливі контакти 4 покладені по всій довжині осі 3, 1. Технічні характеристики ключа вибору режиму ПП2-10 зведені в таблицю 12.

Таблиця 12

Параметри приладу

Величина

Харчування

- Напруга, В

- Частота, Гц


220

50

Номінальний струм контактів, А

6

Число комутованих ланцюгів, шт.

від 2 до 4

Фіксація комутованих ланцюгів

від 10 º до 120 º

Число незалежних комутованих ланцюгів

від 1 до 4

6.3 Покажчик положення регулюючого органу

Дистанційний покажчик положення дуп призначений для передачі на щит оператора відомостей про положення регулюючого органу в системі регулювання.

Показання вимірювального приладу ІП, включеного у вимірювальну діагональ моста відповідають положенню вихідного валу виконавчого механізму у відсотках від повного кута повороту вала. Дуп складається з двухсекціооной котушки, розташованої на каркасі з ізоляційного матеріалу. Всередину котушки входить плунжер з феромагнітного матеріалу. Верхня секція котушки має опір 21Ом, а нижня - 22Ом. Число витків верхній і нижній секцій однакове. При дистанційної передачі сигналу вимірювальної інформації секції котушки включаються у бруківку вимірювальну схему (рисунок 6.2). Технічні характеристики дуп зведені в таблицю 13.


Малюнок 6.2 - Принципова електрична схема дуп

Таблиця 13

Параметри приладу

Величина

Напруга живлення, В

220

Частота, Гц

50

Споживана потужність, ВА

23

Температура навколишнього середовища, º С

від плюс 5 до плюс 50

Швидкодія, З

3

6.4 Пускач безконтактний реверсивний

Пускач безконтактний реверсивний типу ПБР-2 призначений для керування асинхронним однофазним конденсаторним електродвигуном, який використовується в якості приводів виконавчому механізмі типу МЕО-25/10-0, 25.

Принципова електрична схема пускача ПБР-2 зображена на малюнку 6.3.

Малюнок 6.3 Принципова електрична схема пускача ПБР-2

ПБР-2 складається з клем, на які надходять регулюючі сигнали, два тіррісторних ключа. Обмотка електродвигуна знеструмлена. Випрямлячі, які призначені для включення того чи іншого тіррісторного ключа. Розділові трансформатори, на них надходить напруга з випрямлячів. Пускач має спеціальний вихід для управління електромагнітним гальмом МЕВ.

Технічні характеристики пускача ПБР-2 зведені в таблицю 14.

Таблиця 14

Параметри приладу

Величина

Харчування

- Напруга, В

- Частота, Гц


220

50

Споживана потужність, ВА

88

Температура навколишнього середовища, º С

від плюс 5 до плюс 50

Струмовий сигнал, m А

5

Габарити, мм

240 х 90 х 196

Швидкодія, З

10

6.5 Регулюючий орган

В якості регулюючого органу використовується кругла поворотна заслінка. Вона служить для регулювання потоків газу і пари в трубопроводах великого діаметра, коли допустимі невеликі втрати тиску.

Малюнок 6.4 - Регулюючий орган

6.6 Виконавчий механізм

Для переміщення регулюючого органу застосовується електричний однооборотний виконавчий механізм типу МЕО-25/10-0.25

Малюнок 6.5 - Схема виконавчого механізму

На клемах 1 і 2 виведені кінці обмоток збудження, послідовно яким включений конденсатор. Обмотка управління виведена на клеми 3 і 4, паралельно з обмоткою управління включений електромагніт гальмівного механізму.

При включенні обмотки збудження ротор двигуна починає обертатися, і через привід управляє регулюючим органом.

Технічні характеристики виконавчого механізму

МЕО-25/10-0, 25 наведено в таблиці 15.

Таблиця 15

Параметри

Величина

Харчування

- Напруга, В

- Частота, Гц


220

50

Споживана потужність, ВА

40

Активна потужність, кВт

0,25

Число обертів на хвилину, об / хв

1365

з s φ

0,68

Номінальний обертаючий момент на валу, Нм

60

7. Опис прийнятої схеми контролю та регулювання системи

7.1 Контроль вологості повітря в камері попереднього тверднення

Для визначення вологості повітря в камері тверднення застосовують психрометр, який складається з двох платинових термометрів «сухий» і «вологий» (поз. 1а). «Сухий» термометр знаходиться у вимірювальній середовищі і вимірює температуру повітря. «Вологий» Між цими термометрами виникає психрометрический різниця їх свідчень. Вимірювальна схема психрометра складається з двох мостів, що мають два спільних плеча (поз. 1б). «Сухий» ТСП в одному плечі моста, «вологий» в іншому. З мостової схеми сигнал надходить на КСМ2 (поз. 1в).

7 .2 Контроль температури в камері попереднього тверднення

Для контролю температури в цій зоні як первинного перетворювача використовується ПММ - термометр опору мідний (поз. 2а), він перетворює теплову енергію в електричний опір, що подається на КСМ2 - компенсатор самописний з мерії схемою (поз. 2б), на дисплеї якого відображається значення температури.

7.3 Контроль тиску теплоносія в паровій магістралі

Для контролювання тиску в паровій магістралі в якості первинного перетворювача використовуємо датчик тиску «Метран-100ДІ» (поз. 3а), який виробляє струмовий сигнал і посилає його на вторинний прилад КСУ2 - компенсатор самописний з уніфікованим вихідним сигналом (поз. 3б). Компенсатор показує значення тиску.

7.4 Регулювання тиску в паровій магістралі

Для контролювання тиску в паровій магістралі як первинного перетворювача використовуємо датчик тиску «Метран-100ДІ» (поз. 4а), який виробляє струмовий сигнал і посилає його на вторинний прилад КСУ2 - компенсатор самописний з уніфікованим вихідним сигналом (поз. 4б). Компенсатор показує значення тиску. Далі уніфікований сигнал надходить на регулятор «Ремиконт Р-130», який регулює подачу пари на конвеєр (поз. 4в).

Вибір автоматичного або дистанційного (ручного) регулювання здійснюється ключем вибору режиму типу ПВ1-10 (поз. 4д). Ручне управління здійснюється тумблером типу ТВ1-2 (поз. 4 е.). У разі нерівності регульованої температури з заданою, в регулюючому пристрої «Р-130» формується сигнал неузгодженості за пропорційним (П) закону управління і подається на реверсивний пускач.

Реверсивний пускач типу ПБР-2 (поз. 4ж) включає виконавчий механізм типу МЕО-4/10-0, 25 (поз. 4з) який приводить в дію регулюючий орган (заслінка) (поз. 4 і.), Що відповідає за подачу пари . Положення регулюючого органу вказує дистанційний показник положення дуп (поз. 4г).

7.5 Контроль температури в басейні тверднення

Для контролю температури в басейні тверднення в якості первинного перетворювача використовується ПММ - термометр опору мідний (поз. 5а), він перетворює теплову енергію в електричний опір, що подається на КСМ2 - компенсатор самописний з мерії схемою (поз. 5б), на дисплеї якого відображається значення температури.

7.6 Контроль витрат теплоносія (водний пар)

Для контролю витрати теплоносія в якості первинного перетворювача використовуємо пристрій звуження потоку ДК6-Ду (поз. 8а), за допомогою якого утворюється перепад тиску. За допомогою імпульсних трубок перепад тиску подається на дифманометр ДМ-3574 (поз. 8б), де відбувається перетворення перепаду тиску в електричний сигнал. Сигнал надходить на вторинний прилад КСД2 - компенсатор самописний з диференційно-трансформаторної схемою (поз. 8в), який реєструє показання.

8. Техніка безпеки та протипожежна техніка в умовах експлуатації системи

Техніка безпеки включає організаційні і технічні заходи і засоби, що запобігають вплив на працюючих шкідливих виробничих факторів.

8.1 Електробезпека

При автоматизації конвеєрів повітряного тверднення виникає необхідність підключення електроустановок до електромережі.

Попередження електротравм є важливим завданням охорони праці, яка на виробництві реалізується у вигляді системи організаційних і технічних заходів, що забезпечують захист людей від ураження електричним струмом.

Небезпека експлуатації електроустановок визначається тим, що струмоведучі провідники (або корпусу машин, що опинилися під напругою в результаті пошкодження ізоляції) не подають сигналів небезпеки, на які реагує людина. Реакція на електричний струм виникає після його проходження через тканини людини.

Ступінь ураження людини залежить від роду і величини напруги і струму, частоти електричного струму, шляху струму через людину, тривалості дії струму, умов зовнішнього середовища.

Як показує практика, порятунок людини можливе, якщо час, протягом якого людина знаходиться під дією електричного струму, не перевищує 4 ... 5 хвилин.

Причинами злектротравматізма є:

  1. поява напруги на частинах установок і машин, що не знаходяться під напругою в нормальних умовах експлуатації (корпусу, пульти тощо);

  2. поява крокової напруги на поверхні землі, в результаті замикання струмоведучих проводів на землю.

До інших причин можна віднести неузгоджені і помилкові дії персоналу, залишення електроустановки під напругою без нагляду і ряд інших організаційних причин.

На виробництві розроблені такі заходи електробезпеки.

Захисне заземлення має забезпечити захист людей від ураження електричним струмом при дотику до металевих неструмоведучих частин обладнання, які можуть опинитися під напругою в результаті пошкодження ізоляції. Захисне заземлення виконують шляхом навмисного електричного з'єднання (металевими провідниками) неструмоведучих частин електроустановок із «землею» або її еквівалентом.

Захисне відключення - це система швидкодіючої захисту, автоматично (за 0,2 і менше) відключає електроустановку при виникненні в ній небезпеки ураження людини електричним струмом. Застосовується в тих випадках, коли неможливо або важко здійснити захисне заземлення.

Захист від замикання між обмотками трансформатора - при автоматизації тунельних печей використовуються прилади, які споживають знижена напруга. Для цього застосовуються знижуючі трансформатори.

В якості засобів захисту застосовують заземлення нейтралі вторинної обмотки трансформатора, яке виконують у вигляді глухого приєднання до заземлення, або нейтраль приєднують до пробивному запобіжника.

Перед проведенням електроремонтних робіт проводять такі заходи: оформляють наряд-допуск; ремонт проводять не менше ніж двоє робітників; відключають електроживлення; виймають плавкі запобіжники; замикають накоротко струмоведучі дроти (після зняття напруги); струмоведучі (замкнуті накоротко проводу або частини електроустановки) заземлюють.

На розподільчих пристроях, рубильниках вивішують попереджувальний плакат "Не включати - працюють люди».

8.2 Пожежна безпека

Пожежі виникають з різних причин і в ряді випадків приносять значний матеріальний збиток, а іноді призводять до загибелі людей.

Конвеєр повітряного тверднення відноситься до категорії Б по вибухонебезпечності.

На підприємстві має бути організовано навчання всіх робітників і службовців правилами пожежної безпеки та діям на випадок виникнення пожежі. Особи, які не пройшли інструктаж про дотримання заходів пожежної безпеки, не допускають до роботи.

Для конвеєра повітряного тверднення допускається проектувати один евакуаційний вихід, якщо відстань від найбільш віддаленого робочого місця до цього виходу не перевищує 25 м і кількість працюючих у зміні не більше 50 осіб.

А при виникненні пожежі використовуються вогнегасники типів:

- ОУ-2 (вогнегасник вуглекислотний 2 літрів);

- ОП-5 (вогнегасник порошковий 5 літрів).

9. Розрахунок спеціальних пристроїв автоматизації

Для регулювання параметра тиску як РВ використовується кругла поворотна заслінка. Кругла поворотна заслінка встановлюється на трубопроводі діаметром рівним Dy = 120 мм. Заслінка виконана зі сталі 20ХМ, щільність сталі р = 7.85 кг / дм 3.

Для переміщення круглої поворотною заслінки необхідно виконати силовий розрахунок з метою визначення перестановочного зусилля, яке має розвивати виконавчий механізм.

Поворотна заслінка має наступні характеристики діаметр і товщину.

Діаметр заслінки d, мм, розраховується за формулою


d = 0,95 * Д y,

де Д y-діаметр трубопроводу, мм.

d = 0,95 * 120 = 114 мм = 11,4 см

Товщина заслінки δ, мм, визначається за формулою


δ = 0,02 * Д у,

δ = 0,02 * 120 = 2,4 мм = 0,24 см

Площа диска заслінки S, мм 2, визначається за формулою площі кола


S = π * R 2,

де R - радіус заслінки, см 2

S = 3,14 * 60 2 = 11304мм 2 = 113,04 см 2

Обсяг заслінки V, мм 3, визначається за формулою

V = S * δ,

V = 11304 * 2,4 = 27129,6 мм 3 = 27,13 см 3

Вага заслінки N, кг, визначається за формулою


N = V * p,

N = 0,27 * 7,85 = 2,12 кг,

N = 2,12 * 9,81 = 20,8 кгс.

На підставі ваги круглої поворотною заслінки необхідно вибрати відповідний виконавчий механізм. Для переміщення РВ вибирається ІМ типу МЕО-25/10-0.25 - механізм електричний однооборотний, що має номінальний крутний момент на вихідному валу 25 кгс * м, час повного ходу вихідного валу 10 сек, число оборотів вихідного валу 0,25.

На підставі розрахунків перевіряється умова: чи забезпечить електродвигун обраного ІМ необхідний обертаючий момент M, Нм, який визначається за формулою

,

де P дв - активна потужність електродвигуна, кВт;

n дв - число обертів електродвигуна, об / хв;

- ККД редуктора ІМ;

i - передавальне число редуктора.

Передаточне число i розраховується за формулою

,

де n ред - число оборотів вихідного валу редуктора, об / хв.

Обертаючий момент ІМ повинен забезпечувати запас, тому що при роботі електродвигуна можливий стопорний режим, коли навантаження перевищує номінальну в 2.5 рази.

Перевірочний розрахунок стопорного режиму виконується за формулою

де M н - номінальний крутний момент, Н * м.

M> M c, значить вибраний виконавчий механізм МЕО-25/10-0, 25 задовольняє вимогою для переміщення круглої поворотною заслінки.

10. Охорона навколишнього середовища на даному підприємстві

Проблема захисту навколишнього середовища, і перш за все повітряного басейну, в умовах науково-технічної революції набуває все більшої гостроти та актуальності.

У загальному балансі забруднень атмосферного повітря на частку підприємств промисловості азбестоцементних матеріалів припадає більше 8% забруднень. На цих підприємствах у великих кількостях виділяється пил при експлуатації технологічного устаткування. Багато технологічних процеси супроводжуються виділенням шкідливих газів.

Існує два інженерні методу захисту навколишнього середовища від забруднення:

1) створення безвідходної технології, що функціонує без викидів шкідливих речовин в оточуюче середовище;

2) застосування комплексу технічних засобів для локалізації джерел виділення шкідливостей і глибокого очищення відхідних газів.

Проте створення безвідходної технології - завдання дуже складне і повністю вирішена бути не може.

10.1 Технічні засоби для очищення повітря

Очищення запилених викидів в атмосферу має свої специфічні особливості. У цьому випадку міститься в повітрі пил може мати широкий діапазон розміру часток, її концентрація може бути дуже висока. Очищення його від пилу проводиться за допомогою пиловловлювачів і фільтрів.

Циклони - більш ефективні пиловловлюючі апарати, засновані на відділенні частинок пилу від повітря за рахунок відцентрових сил. Ефективність циклонів становить 80 ... 90%.

У рукавних фільтрах очищення повітря від пилу здійснюється шляхом його фільтрації через тканину, зшиту у вигляді окремих рукавів, які вбудовуються в герметичний корпус фільтра. Очищуваний повітря відсмоктується з фільтру і викидається в атмосферу. Ефективність пиловловлювання досить висока від 95 до 99%.

При невисоких концентраціях пилу в очищаються газах рукавні фільтри є єдиною щаблем очищення, а при високих концентраціях перед ними встановлюються циклони.

Мокрі пиловловлювачі - найбільш широкий клас устаткування, призначеного для очищення повітря. У цих апарат-ратах завдяки контакту рідини з пиловими частинками останні змочуються, утяжеляются і у вигляді шламу виводяться з апаратів.

У виробництві застосовується циклон з водяною плівкою. Частинки пилу, як і в звичайному сухому циклоні, відкидаються до стінок апарату під дією відцентрових сил. Тут вони захоплюються водою і несуться в бункер. Наявність водяної плівки підвищує ефективність пиловловлення таких циклонів у порівнянні з сухими циклонами і дорівнює в середньому від 99,0 до 99,5%.

Пінні пиловловлювачі мають високу ефективність пиловловлювання при очищенні повітря від змочується пилу. Ступінь очищення повітря становить від 95 до 95,99%.

Електрофільтри застосовують для очищення вентиляційних і промислових викидів в атмосферу. Принцип дії заснований на явищі іонізації газів в міжелектродному просторі. Вони мають високу ефективність до 99,9%. Електрофільтри економічні й дозволяють очищати гази при високих температурах.

Абсорбційні (адсорбційні) методи засновані на поглинанні газоподібних домішок різними рідинами (твердими поглиначами). Їх ефективність від 99,5 до 99,8%.

Методи високотемпературного спалювання (від плюс 95О до плюс 11ОО ° С) шкідливих домішок застосовують у тому випадку, коли їхня концентрація в відведених газів висока і вони мають здатність окислюватися. Спалювання газоподібних домішок найчастіше здійснюється в полум'яних печах.

Низькотемпературне каталітичне допалювання (від плюс 200 до плюс 300 ° С) застосовують при низьких концентраціях гарячих домішок. Спалювання роблять у спеціальних установках у присутності каталізатора. При цьому токсичні речовини окислюються, перетворюючись на інші, нешкідливі речовини.

Якщо застосування комплексу технологічних та санітарно - гігієнічних заходів не вдається знизити забруднення газів, що відходять до необхідних рівнів, то такі гази доводиться викидати у верхні шари атмосфери з метою їх максимального розсіювання і ослаблення шкідливого впливу на навколишнє середовище.

Висновок

Основна мета автоматизації виробничих процесів - це забезпечення економії сировинних і паливно-енергетичних ресурсів, скорочення ручних операцій, поліпшення праці обслуговуючого персоналу, поліпшення умов при управлінні агрегатами, процесами і виробництвом в цілому, тобто підвищення техніко-економічних показників технологічного переділу, цеху, підприємства. Разом тим при створенні системи автоматизації потрібно виробляти витрати на науково-дослідні, проектні робо-ти, додаткові капітальні вкладення на застосовувані средст-ва, на будівництво приміщень для розміщення обчислювального центру (ПЦ), служб КВП і засобів автоматизації. Ці витрати поса-ни бути порівнянні з можливостями підприємства по ефективності їх використання.

Автоматизація виробництва - необхідна, основна частина будь-якого технологічного процесу.

Призначення автоматизації полягає в забезпеченні випуску продукції високої якості при оптимальних техніко-економічних показниках роботи обладнання. Основний вплив при організа-ції контролю виробництва, приділяється обов'язковому використанню контрольних даних, для оперативного управління виробничими процесами.

У результаті введення в експлуатацію даної системи, досягнуто наступне: скорочення ручних операцій покращує умова праці при управлінні агрегатами, процесами і виробництвом в цілому, тобто підвищуються техніко-економічні показники цеху підприємства.

Впровадження засобів автоматизації веде до підвищення економічного ефекту, який представляє собою сукупність всіх виробничих ресурсів живого матеріалів.

Список джерел

  1. Горошків, Б.І. Автоматичне управління: Підручник для студ. Установ середовищ. проф. освіти «Академія» / Б.І Горошків. - М.: ІРПО: Видавничий центр, 2003. - 304 с.

  2. Євстаф'єв, К.Ю. Автоматичне регулювання: Підручник. / К.Ю. Євстаф'єв, І.І. Горюнов, А.А. Рульно. - М.: ИНФРА-М, 2005.-219 с. - (Середня професійна освіта).

  3. Келім, Ю.М. Типові елементи систем автоматичного управління: Навчальний посібник для студентів закладів середньої професійної освіти. - М: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2002. - 384 с.

  4. Клюєв, А.С. Проектування систем автоматизації технологічних процесів: Довідковий посібник / А.С. Клюєв, Б.В. Глазов, А.Х. Дубровський, А.А. Клюєв. - М: Енергоавтоміздат, 1990. - 464 с.

  5. Шишмарьов, В.Ю Типові елементи систем автоматичного управління: Підручник для середовищ. проф. Освіти / В.Ю. Шишмарьов. - М.: Видавничий центр «Академія», 2004.-304 с.

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Курсова
172.6кб. | скачати


Схожі роботи:
Розрахунок автоматизованої системи регулювання тиску в камері збивання
Причини тиску і стресу Способи пом`якшення тиску і стресу
Апаратура залізничної автоматики
Проектування установок пожежної автоматики
Електромагнітні реле залізничної автоматики
Пристрої автоматики на мікросхемах структури КМОП
Пристрої автоматики і СЦБ на залізничному транспорті
Методика навчання електротехніці радіотехніці та автоматики
Криві лінії і поверхні їх застосування в радіоелектроніці та автоматики
© Усі права захищені
написати до нас