Зміст
Завдання №12-13 на курсову роботу……………………………………….4
Вступ……………………………………………………………………………..5
Завдання №12-13 на курсову роботу
Об’єкт 13: трубчаста піч
В схемі АСК тепловим режимом трубчатої печі суміщені дві схеми регулювання температури вихідного продукту за витратою палива, які вибираються при допомозі щитового перемикача ЩП на два положення (контур 1 або контур 2). Перший контур складається з регулятора температури РТ1, завдання якому коректує сигнал по температурі димових газів, що пройшов блок диференціювання Дф. Другий контур складається з регулятора температури РТ димових газів, завдання якому формує коректуючий регулятор РТ1 температури вихідного технологічного потоку. Виходи обох контурів можуть подаватися на виконавчий механізм регулюючого клапана на лінії подачі палива в залежності від положення щитового вимикача ЩП. При цьому треба забезпечити без ударний перехід з одного контура на інший. Подача повітря регулюється ручним за датчиком через контролер.
Трубчата піч
Вступ
1.Розроблення алгоритмічної структури (схеми керування)
Алгоритмічна структура алгоритму керування складається для кращого розуміння алгоритму управління, систематизації і структурування обробки інформації, а також вироблення необхідної послідовності керуючих дій для забезпечення нормального функціонування об’єкта. Алгоритмічна структура алгоритму керування є універсальним носієм інформації і не залежить від контролера, на якому цей алгоритм буде реалізований.
Оскільки даний технологічний процес є неперервним,тому доцільно провести розробку схеми керування технологічним об’єктом. Як бачимо в схемі АСК тепловим режимом трубчатої печі суміщені дві схеми регулювання температури вихідного продукту за витратою палива, які вибираються при допомозі щитового перемикача ЩП на два положення (контур 1 або контур 2). В першому контурі, сигнал з давача температури виходу (t=450°С )іде на регулятор температури РТ1. Також на цей регулятор поступає сигнал по температурі димових газів (tг=700°С) , що пройшов блок диференціювання Дф. Сигнал з давача температури виходу (t=450°С ) також надходить на коректуючий регулятор РТ1, який в свою чергу формує завдання для регулятора температури РТ2 димових газів. До РТ2 ще надходить сигнал по температурі димових газів (tг=700°С). Виходи обох контурів можуть подаватися на виконавчий механізм регулюючого клапана Кл1 на лінії подачі палива в залежності від положення щитового вимикача ЩП. Подачу повітря(степінь відкриття заслінки) регулюємо ручним за датчиком через контролер.
Схема керування технологічним об’єктом наведена на рис.1.1
Рис.1.1 – Схема керування технологічним об’єктом
2. Вибір конфігурації контролера і схем підключення
2.1 Вибір технічних засобів автоматизації
Вибір технічних засобів будемо здійснювати на основі структурної схеми автоматизації трубчатої печі. Усі регулятори реалізуємо програмно на мікропроцесорному контролері МІК-51.
Мікропроцесорний контролер МІК-51
МІК-51 - це компактний малоканальний багатофункціональний мікропроцесорний контролер, призначений для автоматичного регулювання та логічного управління технологічними процесами. Він призначений для застосування в електротехнічній, енергетичній, хімічній, металургійній, харчовій, цементній, скляній та інших галузях промисловості.
Архітектура контролера забезпечує можливість вручну або автоматично включати, відключати, перемикати і реконфігурувати контури регулювання, причому всі ці операції виконуються безударно незалежно від складності структури управління. У поєднанні з обробкою аналогових сигналів контролер МІК-51 дозволяє виконувати також логічні перетворення сигналів і виробляти не тільки аналогові або імпульсні, але і дискретні команди управління. Логічні функціональні блоки формують логічну програму крокового управління із завданням контрольного часу на кожному кроці. У поєднанні з обробкою дискретних сигналів контролер дозволяє виконувати також різноманітні функціональні перетворення аналогових сигналів і виробляти не тільки дискретні, але і аналогові керуючі сигнали.
МІК-51 містить засоби оперативного управління, розташовані на лицьовій панелі (рис. 1.1) контролера. Ці засоби дозволяють вручну змінювати режими роботи, встановлювати завдання, управляти ходом виконання програми, вручну управляти виконавчими пристроями, контролювати сигнали і показувати помилки.
Стандартні аналогові і дискретні датчики і виконавчі пристрої підключаються до контролера МІК-51 за допомогою індивідуальних кабельних зв'язків. Усередині контролера сигнали обробляються в цифровій формі.
Рис. 2.1 - Загальний вигляд контролера МІК – 51
Всі зовнішні ланцюги, крім ланцюгів електроживлення, підключаються до контролера за допомогою клемно-бл очних з'єднувачів КБЗ. Клемно-блочні з'єднувачі підключаються до контролера через роз'єм розташований на задній стінці приладу. Всі зовнішні ланцюги підключаються до контролера МІК-51 через 3 роз'єми розташованих на задній стінці приладу.
Клемно-блочні з'єднувачі призначені для монтажу на рейку DIN35x7, 5 EN50022.
Схема підключення контролера МІК-51 залежить від модифікації клемно- блочного з'єднувача.
Рис. 2.2 – Клемно-блочний з’єднувач КБЗ – 29 – 01
Контролер МІК-51 являє собою комплекс технічних засобів. До його складу входить центральний мікропроцесорний блок контролера, клемно- блочний з'єднувач та модуль розширення.
Для вибору моделі контролера і його конфігурації необхідно визначитись з переліком технічних засобів автоматизації, які будуть використовуватись для реалізації алгоритму управління. При цьому дуже важливо знати параметри сигналів від датчиків і на виконавчі механізми. На рис. 2.1 наведена спрощена функціональна схема автоматизації на якій показані датчики і виконавчі механізми, а також типи сигналів для їх підключення до мікропроцесорного контролера (МІК-51)
Рис. 2.3 - . Спрощена схема автоматизації трубчастої печі:
ВД – входи дискретні; ДВ – виходи дискретні; ВА – входи аналогові; АВ – аналогові виходи; ВІ – входи імпульсні; ІВ – імпульсні виходи
Вибір технічних засобів для реалізації алгоритму управління:
Для вимірювання температури димових газів tг=700°С (ТЕ) – термометр опору (ТСПУ-9304) з вбудованим нормуючим перетворювачем і вихідним сигналом 0 – 20 мА. Вхідний аналоговий сигнал (01)
Для вимірювання температури виходу продукту t=450°С (ТЕ) – термометр опору (ТСПУ 002-10) з вбудованим нормуючим перетворювачем і вихідним сигналом 0 – 20 мА. Вхідний аналоговий сигнал (02)
Перемикач (контура регулювання) (SА) – два вхідних дискретних сигнали: 01 – при виборі контура №1, 02 - при виборі контура №2
Клапан Кл 1 – пневматичний клапан з аналоговим електропневматичним перетворювачем. Управляючий сигнал 0 – 20мА. Аналоговий вихідний сигнал – 02
Клапан відсікаючий (заслінка) – пневматичний клапан з аналоговим електропневматичним перетворювачем. Управляючий сигнал 0 – 20 мА. Аналоговий вихідний сигнал – 01
Стисла технічна характеристика підібраних технічних засобів автоматизації
Короткі технічні характеристики термоперетворювача опору ТСПУ 002-10:
Область застосування, контрольоване середовище: вихідний сигнал: 4 ... 20 мА; рідкі та газоподібні середовища.
Межі виміру,: -50 ... +500 ° С
Довжина монтажної частини, мм - 80 ... 3150
Клас допуску - А; похибка ± 0,1% від 1вих
Показник теплової інерції, 40 с
Матеріал арматури : ст. 12Х18Н10Т
Живлення: 9 ... 40 В постійного струму
Виконання IP54
Конструкція: без штуцера; арматура d-8; 10; з штуцером М20х1, 5; d-8; 1 0; укомплектований вбудованим вимірювальним перетворювачем ПІ 01.02
Маса, кг
0,6 (монтажна довжина 1м)
ГОСТ, ТУ
ТУ 4211-005-02566817-97
№ Держреєстру, сертифіката
16971-97
Рис. 2.4 – ТСПУ 002-10
Короткі технічні характеристики термоперетворювача опору ТСПУ – 9304:
Форма подання інформації : вихідний сигнал: 4 ... 20 мА
Межі виміру : -50 ... +1000 ° С
Довжина монтажної частини: мм - 80 ... 3000
Похибка вимірювання : 0,4 ... 1,5
Живлення:12 ... 36 В
Виконання :ПМ4; кліматичне: У3.1, -50 ... +50 ° С
Конструкція: електронний блок вбудовується в головку первинного перетворювача; підключення приладу через роз'єм 2РМ14, або через клемні колодки; напруга живлення з блоку БППТ24
Рис. 2.5 – ТСПУ -9304
Короткі технічні характеристики регулюючого клапана пневматичного РК-07:
призначення: для палива.
Робоче середовище Т -30 ... +100 ° С
Діаметр умовного проходу , Ду 100 ; 150 ; 200 ; 250мм
Умовний тиск , Ру 20…100 кПа
Умовна пропускна здатність , Кv 40 , 80 , 160 , 380м3 / ч
Технічні характеристики max витрата робочого середовища: 12 ... 36Нм3 / год;
Час закриття / відкриття : 40 ... 60с
Живлення 220В ; 50Гц
Виконання загальнопромислове
Умови експлуатації -30 ... +60 ° С
Конструкція тип приводу ПВРОВ-125/60-0 , 75 ;
Герметичність в затворі - клас щільності А
Габаритні розміри , мм 1250х505х588 ( max )
Маса , кг 153 ... 248
ГОСТ , ТУ ГОСТ Р ІСО 9001-96
№ Держреєстру , сертифіката № 6300.3100/RU
Рис. 2.6 – Загальний вигляд РК-07
До цього клапана вибираємо аналоговий електропневматичний перетворювач ЕП- 0040 :
призначення: перетворення уніфікованого безперервного сигналу постійного струму в уніфікований пропорційний пневматичний безперервний сигнал
Параметри ЕП- 0040 перетворювачі електропневматичні
Робоче середовище повітря під тиском
Вхідний сигнал: 4 ... 20мА
Вихідний сигнал 20 ... 100кПа (пневматичний аналоговий )
Вхідний опір 610 ± 30 Ом ( 0 ... 5А ) ;
130 ± 15 Ом ( 0 ... 20 , 4 ... 20мА )
Похибка ± 0,25 ; ± 0,5 ; ± 1,0 %
клас точності 0,5
Технічні характеристики параметри вібрації: частота25Гц ; амплітуда 0,1 мм; витрата повітря живлення не більше 2л/мін
Живлення номінальний тиск повітря харчування 140кПа
Споживана потужність -
виконання загальнопромислове
Умови експлуатації +5 ... +60 ° С , вологість до 80 % (до 98 % тр.ісп . )
Габаритні розміри , мм 36х48х130
Маса , кг 0,4
Термін служби 10 років
ГОСТ , ТУ ТУ 25-7304-008-87
№ Держреєстру , сертифіката № Держреєстру 11051-87
Короткі технічні характеристики клапана відсікаючого ОК-30:
призначення: управління газовими потоками в автоматизованих системах управління технологічними процесами хімічних виробництв , у тому числі в установках виділення кисню з атмосферного повітря методом короткоціклоновой безнагревной адсорбції ( КБА )
Параметри ОК- 30 клапан відсікаючий
Робоче середовище Т +10 ... +40 ° С
Діаметр умовного проходу , Ду 30мм
Умовний тиск , Ру 20 ... 100 кПа
Умовна пропускна здатність , Кv 8,1 м3 / ч
Пропускна характеристика -
Технічні характеристики -
Живлення постійний струм: 24В ( ОК- 30); 48В ( ОК- 30 -01) ; 100В ( ОК- 30 -02) ; 110В ( ОК- 30 -03) ; 220В ( ОК- 30 -04) ;
змінний струм : 24В ( ОК- 30 -05) ; 100В ( ОК- 30 - 06); 220В ( ОК- 30 -07)
Споживана потужність 7ВА
Конструкція нормально закритий ;
приєднання керуючого тиску здійснюється трубками з матеріалу , стійкого до робочого і навколишнього середовищ;
вид управління - електромагнітний
Габаритні розміри , мм діаметр 124х203
Маса , кг 3,5
ГОСТ , ТУ 5Д2.507.011 ТУ
Рис. 2.7 – Загальний вигляд ОК – 30
До цього клапана вибираємо аналоговий електропневматичний перетворювач ЕП- 0030:
призначення: перетворення уніфікованого безперервного сигналу постійного струму в уніфікований пропорційний пневматичний безперервний сигнал
Параметри ЕП- 0030 перетворювачі електропневматичні
Робоче середовище повітря під тиском
Вхідний сигнал 0 ... 5 , 0 ... 20 , 4 ... 20мА
Вихідний сигнал 20 ... 100кПа (пневматичний аналоговий )
Вхідний опір 610 ± 30 Ом ( 0 ... 5А ) ;
130 ± 15 Ом ( 0 ... 20 , 4 ... 20мА )
Похибка ± 1,0 %
клас точності 1,0
Технічні характеристики параметри вібрації: частота25Гц ; амплітуда 0,35 мм;
витрата повітря живлення не більше 2л/мін
Живлення номінальний тиск повітря живлення 140кПа
Споживана потужність -
Виконання корозійностійке ;
пиловологозахищені : IP54
Умови експлуатації -50 ... +60 ° С , вологість до 95 % (до 100 % тр.ісп . )
Габаритні розміри , мм 55х105х165
Маса , кг 1,2
Термін служби 10 років
ГОСТ , ТУ ТУ 25-7304-008-87
№ Держреєстру 11051-87
Для перемикання контурів регулювання використовуємо тумблер TSM102A1
Конфіг.контактів: SPDT, 3A/250В, виводи плоскі, з отвором
Тип корпусу:
Виробник: NINIGI
Рис. 2.8 – Перемикач (тумблер) TSM102A1