4 ВЫБОР И РАСЧЁТ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ
4.1 Выбор средств измерения технологических переменных
Измерение технологических параметров — одна из основных операций при реализации систем автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами. Устройства, преобразующие контролируемую или регулируемую величину в такой вид сигнала, который наиболее удобен для воздействия на последующие элементы автоматики,
телемеханики и вычислительной техники, называют датчиками.
4.1.1 Выбор датчика величины расхода воды
Максимальная производительность насоса 100 м3/ч, поэтому для измерения расхода выбираем расходомер ЭМИС-ВИХРЬ-200 [5] с
соответствующим диапазоном.
Технические характеристики:
−измеряемая среда: жидкость, газ, пар;
−температура измеряемой среды: -40…+55 0С;
−температура окружающей среды: -40…+700С;
−допустимое давление: до 4 Мпа;
−измеряемая величина расхода: до 140 м3/ч;
−точность измерения жидкостей: 0,6% от 0,1Qmax до Qmax / 1,35% до
0,1 Qmax;
−диаметр условного прохода: 80 мм;
−выходные сигналы: частотный 0 - 1000(10000) Гц, токовый 4 - 20 мА,
цифровой RS - 485 Modbus RTU;
УО «ВГТУ» ДП.010 1-53 01 01-05 ПЗ
Изм. Лист |
№ докум. |
Подпись Дата |
Разраб. |
Поддубский Р.В. |
|
Провер. |
Науменко А.М. |
|
Реценз. |
|
|
Н. Контр. |
Самусев А.М. |
|
Утверд. |
Казаков В.Е. |
|
Выбор и расчет технических средств
Лит. |
Лист |
Листов |
УО «ВГТУ», каф. ИСАП гр. Ас-5
−пылевлагозащита: IP65;
−Напряжение питания: 12-36 В;
−потребляемый ток: 110 мА;
−код заказа: ЭВ-208-Ж-СТ-ФН-Т-1.6-180-ГП.
Общий вид на клеммную колодку представлен на рисунке 4.1.
Рисунок 4.1 - Общий вид на клеммную колодку датчика ЭМИС-ВИХРЬ
Список контактов клеммной колодки расходомеров ЭВ200
представлен в таблице 4.1.
Лист
УО «ВГТУ» ДП.010 1-53 01 01-05 ПЗ
Изм. Лист |
№ докум. |
Подпись Дата |
Таблица 4.1 - Список контактов клеммной колодки расходомеров
ЭВ200
Номер контакта |
Обозначение |
Назначение |
|
|
|
1 |
U+ |
плюс питания |
|
|
|
2 |
U- |
минус питания |
|
|
|
3 |
F+ |
плюс частотного выхода |
|
|
|
4 |
F- |
минус частотного выхода |
|
|
|
5 |
A |
контакт А цифрового выходного сигнала |
|
|
|
6 |
B |
контакт В цифрового выходного сигнала |
|
|
|
7 |
I+ |
плюс токового выхода |
|
|
|
8 |
I- |
минус токового выхода |
|
|
|
4.1.2 Выбор датчиков уровня
Принимая размер приемного резервуара (ШхГхВ) 10 м х 10м х 5 м для измерения уровня воды будем использовать датчик уровня ДНЕ-3К020-
110К22 [6].
Датчики измерения уровня серии ДНЕ имеют аналоговый выход и предназначены для непрерывного измерения уровней жидких и сыпучих сред и одновременного для контроля заданных предельных уровней в резервуарах.
Технические характеристики:
-длина чувствительного элемента: 0,2-5 м;
-диапазон рабочих напряжений: 18-36 В;
-выходной сигнал: 0-20 мА, 4-20 мА;
-потребляемый ток: 60 мА;
-степень защиты чувствительного элемента: IP68;
-рабочее давление: менее 20 атм;
-габариты корпуса: Ф104х167+ длина ЧЭ;
-код заказа: ДНЕ-3К050-110К22.
Схема подключения датчика ДНЕ-3К050-110К22 представлена на рисунке 4.2.
Лист
УО «ВГТУ» ДП.010 1-53 01 01-05 ПЗ
Изм. Лист |
№ докум. |
Подпись Дата |
Рисунок 4.2 - Схема подключения датчика ДНЕ-3К050-110К22
Габаритные размеры датчика ДНЕ-3К050-110К22 представлены на рисунке 4.3.
Рисунок 4.3 - Габаритные размеры датчика ДНЕ-3К050-110К22
4.1.3 Выбор датчиков давления
Давление воды на выходе, по заданию 6 атм., поэтому для измерения давления используем датчики ПД100-ДИ модели 1х1 фирмы ОВЕН [7].
Датчики ОВЕН ПД100-ДИ моделей 111, 171, 181 представляют собой преобразователи давления с измерительной мембраной из нержавеющей стали
AISI 316L, сенсором на основе технологии КНК и кабельным вводом стандарта EN175301-803 (DIN43650 А).
Лист
УО «ВГТУ» ДП.010 1-53 01 01-05 ПЗ
Изм. Лист |
№ докум. |
Подпись Дата |
Технические характеристики:
−выходной сигнал: 4-20 мА;
−основная приведенная погрешность: 0,5%, 1% ВПИ;
−степень защиты: IP65;
−верхний предел измерения: 1 МПа;
−напряжение питания: 12…36 В постоянного тока;
−потребляемый ток: 35 мА;
−диапазон рабочих температур: -40…100 С;
−среднее время наработки на отказ: 5000000 ч;
−вес: 0,2 кг;
−код заказа: ПД100-ДИ1-171-0.5.
Габаритные размеры датчика представлены на рисунке 4.4.
Рисунок 4.4 – Габаритные размеры датчика ПД100-ДИ
Схема подключения датчика представлены на рисунке 4.5.
Лист
УО «ВГТУ» ДП.010 1-53 01 01-05 ПЗ
Изм. Лист |
№ докум. |
Подпись Дата |
Рисунок 4.5 – Схема подключения датчика ПД100-ДИ
4.2 Выбор и расчёт исполнительных механизмов
4.2.1 Выбор насосов подачи воды
Выбор насосов будем осуществлять исходя из поддержания требуемых параметров подачи воды.
Требуемые параметры:
−Q - подача (производительность) насоса, м³/ч: 100;
−H - глубина скважин, м: 100;
Выбираем два насоса 2ЭЦВ10-120-120 [8] со следующими техническими характеристиками:
−подача: 120 м3/ч;
−напор: 120 м;
−КПД: 86%;
−мощность электродвигателя: 55 кВт;
−напряжение сети: 380 В;
−скорость вращения двигателя: 3000 об/мин;
−потребляемый ток: 125 А;
−масса: 279 кг;
−код заказа: 2ЭЦВ10-120-120.
Габаритные размеры насоса представлены на рисунке 4.6.
Лист
УО «ВГТУ» ДП.010 1-53 01 01-05 ПЗ
Изм. Лист |
№ докум. |
Подпись Дата |
Рисунок 4.6 - Габаритные размеры насоса 2ЭЦВ10-120-120:
Д – 235 мм, L – 1960 мм
Напорная характеристика насоса представлена на рисунке 4.7.
Рисунок 4.7 - Напорная характеристика насоса 2ЭЦВ10-120-120
Лист
УО «ВГТУ» ДП.010 1-53 01 01-05 ПЗ
Изм. Лист |
№ докум. |
Подпись Дата |
4.2.2 Выбор насосов подачи воды потребителям
Выбор насосов будем осуществлять исходя из поддержания требуемых параметров подачи воды.
Требуемые параметры:
−Q - подача (производительность) насоса, м³/ч: 100;
−P - рабочее давление: 6 атм. (60 м. вод. ст.);
Выбираем два насоса Calpeda NM 65/250B/A [9] со следующими техническими характеристиками:
−подача: 108 м3/ч;
−напор: 79,29 м;
−мощность электродвигателя: 30 кВт;
−напряжение сети: 380 В;
−номинальный ток: 54 А;
−масса: 195 кг;
−материал корпуса: чугун;
−температура перекачиваемой жидкости: 1 – 90 0С;
−код заказа: NM 65/250B/A.
Напорная характеристика насоса представлена на рисунке 4.8.
Лист
УО «ВГТУ» ДП.010 1-53 01 01-05 ПЗ
Изм. Лист |
№ докум. |
Подпись Дата |
Рисунок 4.8 - Напорная характеристика насоса Calpeda NM 65/250B/A
4.2.3 Выбор запорных клапанов
По заданию максимальный расход воды составляет 100 м³/ч, поэтому клапаны выбираем с соответствующей пропускной способностью.
Выбираем электромагнитный клапан SMART HF67525 [10].
Основные технические характеристики:
−условный проход: 100 мм;
−условное давление: 16 бар;
−материал корпуса: Чугун;
−серия катушки: EL-123
−напряжение питания: 220 В 50 Гц;
−потребляемая мощность: 55 Вт;
−уплотнение: PTFE;
−рабочая температура: 80 – 180 0С;
Лист
УО «ВГТУ» ДП.010 1-53 01 01-05 ПЗ
Изм. Лист |
№ докум. |
Подпись Дата |
−класс защиты: IP65;
−код заказа: HF67525.
Габаритные размеры клапана представлены на рисунке 4.9.
Рисунок 4.9 - Габаритные размеры клапана SMART HF67525:
Где А – 320 мм, H – 420 мм, D – 220 мм, E – 160 мм, G – 180 мм
4.3 Выбор управляющего устройства
В качестве промышленного логического контроллера будем использовать продукцию фирмы ОВЕН.
ОВЕН ПЛК110[М02] [11] – линейка программируемых моноблочных контроллеров с дискретными входами/выходами на борту для автоматизации средних систем.
Технические характеристики:
-количество входов: 18;
-количество выходов: 12;
Лист
УО «ВГТУ» ДП.010 1-53 01 01-05 ПЗ
Изм. Лист |
№ докум. |
Подпись Дата |