7 Разработка принципиальной

электрической схемы

Принципиальная электрическая схема проекта автоматизации составляется в соответствии с функциональной схемой, в целом, и с учетом выбранного контура регулирования. Основным назначением электрической принципиальной

схемы является отражение с достаточной полнотой и наглядностью принципа действия узлов схемы, взаимной связи приборов и средств автоматизации, а также вспомогательной аппаратуры управления. В дальнейшем схема служит для разработки монтажно-коммутационных схем, схем внешних электрических соединений, производство наладочных работ и для эксплуатации систем.

В графической части курсового проекта (смотреть ГЧ, лист 2) изображена электрическая принципиальная схема регулирования температуры продукта на выходе из теплообменника, выполненная совмещенным способом изображения элементов схем на чертеже.

Схема работает следующим образом: В проектируемой САР температуры продукта на выходе из теплообменнике для контроля температуры продукта предлагается применить датчик ТХК-775 (поз 3.1)

Выходной сигнал с термопары нужно преобразовывать с помощью с преобразователя Ш-705 (поз 3.1 ), который предназначен для работы с термопарой ТХК

Унифицированный выходной сигнал с преобразователя поступает на вторичный прибор показывающий, регистрирующий, в качестве которого предлагается аналоговый прибор следящего уравновешивания типа А – 502 (поз 3.2)

Со вторичного прибора сигнал поступает в цепь регулятора температуры, который сравнивает действительное и заданные значение сигнала, вырабатывает на основе сигнала рассогласование управляющее воздействие на объект. В качестве регулирующего устройства предлагается выбрать регулятор РТ (поз 3.3). Регулятор выполняет масштабирование и суммирование входных сигналов, прием сигнала задание усиление и индикацию сигнала рассогласования, формирует закон регулирования. На входе регулятора формируется управляющий сигнал, который задается на регулирующем органе трубопровода теплоносителя. Сигнал управляет степенью открытия регулирующего орган. Управляющий сигнал с регулятора поступает на исполнительный механизм, в качестве которого предлагается тип МЭО 25/25 – 0,25 (поз 3.4)

8 Расчет комплексного показателя

уровня автоматизации системы

Количественная оценка показателя уровня автоматизации осуществляется с помощью показателя К, при использовании которого можно проверить анализ состояния автоматизации действующих установок. Максимальное значение показателя уровня автоматизации приравнивается Кмах=1, а нормативное значение всегда меньше единицы, т.е Кнор=0,75…0,99

Показатель уровня автоматизации рассчитывается по уравнению:

(1)

где, К_i – частный показатель уровня автоматизации отдельных функций

управления

α_i – коэффициент важности функций, определяющий относительную

значимость данной функции в общем процессе управления

1-12 – функций управления в системе.

Анализируя функциональную схему, составляем таблицу данных для расчетного показатнля уровня автоматизации системы, приведенную в таблице 6.

Таблица 6 Исходные данные

Функция управления Кi	Общее число параметров, nоб	Способ реализации функции, Кi	Число параметров способа, ni	Коэффициент важности, α
К1	7	0,2; 0,7; 1	7; 4; 3	0,9
К3	4	0,2; 0,6; 0,85	1; 3; 4	0,7
К4	1	0,2; 0,7	1; 1	1,0
К6	11	0,2; 1	11; 11	0,8
К8	1	0,6; 1	1; 1	0,8
К9	2	0,7; 0,9; 1	2; 1; 1	0,9
К12	11	0,2; 0,3; 1	11; 5; 2	0,7

Расчет:

1. Определяется частный показатель уровня автоматизации контроля технологи-

ческих параметров:

, (2)

2. Определяется частный показатель уровня автоматизации регистрации техноло-

гических параметров:

, (3)

3. Определяется частный показатель уровня автоматизации контроля состояния основного оборудования:

, (4)

4. Определяется частный показатель уровня автоматизации расчета пуска и останова оборудования:

, (5)

5. Определяется частный показатель расчета технико-экономических показателей

системы:

, (6)

6. Определяется частный показатель уровня автоматизации управления ТП:

, (7)

7. Определяется частный показатель уровня автоматизации обмена информацией с вышестоящими уровнями управления:

, (8)

8. Определяется комплексный показатель уровня автоматизации системы:

, (9)

Так как К > 1, то вводим К оптимально 0,98

Вывод: уровень автоматизации проектируемой САР процесса поддержания температуры продукта достаточен, т.к. его количественная оценка, подсчитанная с помощью комплексного показателя уровня автоматизации, лежит в пределах нормативного:

0,7 < 0,96 < 1

9 Расчёт надёжности принципиальной

электрической схемы

Надёжность управления определяется способностью её элементов выполнять заданные функции с сохранением во времени установленных значений эксплуатационных показателей. Основными эксплуатационными показателями являются: безопасность, ремонтопригодность, долговечность.

От надёжности электрической принципиальной схемы зависит надёжность системы автоматизации в целом. Расчёт надёжности основан на определении показателей безотказности схемы. Отказ–это событие, после которого схема полностью или частично перестаёт выполнять свои функции. Причин отказа много: естественные процессы изнашивания и старения элементов схемы, дефекты изготовления, монтажа, ремонта, нарушения правил и норм эксплуатации. Анализируя электрическую принципиальную схему управления механизмами дробилки, составляем таблицу данных для расчёта.

Таблица 7 данные для расчета надёжности принципиальной электрической схемы

№ элементов	Наименование элемента схемы	Кол во	Интенсивность отказов λ,	Результирующая интенсивность отказов
1	Первичный преобразователь в ТХК	1	0,46 ∙ 10-5	0,46 ∙ 10-5
2	Преобразователь Ш-705	1	1,81 ∙ 10-5	1,81 ∙ 10-5
3	Вт. прибор в регистрации А-502	1	0,721 ∙ 10-5	0,721 ∙ 10-5
4	Регулятор температуры РТ049	1	1,44 ∙ 10-5	1,44 ∙ 10-5
5	Исполнительный механизм	1	0,786 ∙ 10-5	0,786 ∙ 10-5
6	Регулирующий орган	1	2,11 ∙ 10-5	2,11 ∙ 10-5
				7,327 ∙ 10-5

Определяем результирующую интенсивность отказов всей схемы

1. Принимается срок нормальной эксплуатации схемы до первого отказа.

Т = 1000 час

2. определяем результирующую суммарную интенсивность отказов всей схемы.

, (10)

λ_pi=7,327 ∙ 10^-5 _, ч^-1

3. определяем величину наработки на отказ.

α=λ_pi·Т_, (11)

α=7,327 ∙ 10^-5 ·1000=0,073

4. определяем вероятность безотказной работы схемы.

Р = е^-α, (12)

Р = 2,78^-0,07

Р = 0,93

Вывод: вероятность безотказной работы принципиальной электрической схемы управления механизмами близка к единице, следовательно, схему можно считать надежной.

10 Оценка структурной надёжности

системы автоматизации

Структурной надежностью системы называется надежность системы в целом, оцененная по структурной схеме, с учетом надежности автоматических устройств составляющих схему и надежности объекта управления ополаскивающей машины.

В ходе оценки надежности сделаем предположение, что, все элементы схемы соединены последовательно и выход из строя какого либо элемента схемы приведет к выходу из строя всей системы. Оценка надежности системы проводится методом сравнения вероятностей безотказной работы, объекта управления и схемы САУ. Составляем расчетную структурную схему системы (см. рис. 3)

ТОУ – теплообменник

Д – Термопара ТХК

ВП – Вторичный прибор температуры регистрирующий, сигнализирующий

РР – Регулятор температуры

ИМ – Исполнительный механизм

РО – регулирующий орган

Рисунок 3 структурная схема системы

Расчет:

1. Вероятность безотказной работы автоматических устройств составляющих принципиальную электрическую схему в соответствии с проведенными ранее расчетами составляет – 0,93.

2. Из технического паспорта на дробилку выписываем вероятность безотказной работы объекта управления, который составляет – 0,65

3. Сравниваем надежность объекта управления и автоматических устройств.

4. Так как вероятность безотказной работы объекта управления меньше вероятности безотказной работы автоматических устройств, то автоматические устройства составляющие схему САР, не снизят надежности объекта управления, а средняя вероятность безотказной работы схемы в целом будет иметь следующее значение:

(13)

что лежит в пределах нормативного.

0,65<0,79<

11 Правила безопасной эксплуатации

приборов и средств автоматизации

Быстрые темпы развития производственной промышленности связаны с постоянным ростом энерговооруженности труда, значительная часть энергооборудования эксплуатируется в цехах, которые характерны неблагоприятными условиями среды.

В условиях повышенной опасности поражения электрическим током, профилактика электро-травматизма приобретает важное значение.

Проверку цепей вторичной коммутации осуществляют с помощью источника безопасного напряжения – омметра, тестера или других приборов с питанием от сухих элементов напряжения до 12 В. проверяемые цепи должны быть полностью обесточены.

Измерение сопротивления изоляции, испытание электрической прочности изоляции повышенным напряжением производится только на полностью отключенных средствах автоматизации.

В качестве мероприятий по предотвращению облучения электромагнитными излучениями (радио волнами) предусматривают использование отдельных помещений для настройки и регулировки приборов и средств автоматизации, ограждение опасных зон предупредительными знаками и надписями, включением в технологические карты ремонта указаний по применению средств индивидуальной защиты.

При наладке, монтаже, поверке и ремонте используют защитные средства, приборы, аппараты, приспособления и устройства, которые служат для защиты работающего персонала от поражения электрическим током, воздействия электроучасток дуги и продуктов ее горения. Перед применением защитного средства проверяют возможность его использования для конкретных условий и исправность.

Необходимо строго соблюдать правила пользования электрифицированным инструментом и паяльниками (в зависимости от условий их применения) с обязательным использование защитных средств: диэлектрических перчаток, калош, ковриков и других средств защиты. Работу в загазованной среде можно начинать только с разрешения лица, ответственного за технику безопасности на данном участке и с соблюдением установленных правил безопасности по газу.

Все операции, по установке и присоединению измерительных приборов следует производить осторожно, при этом во время измерений касаться включенных приборов, трансформаторов, сопротивлений и других элементов системы автоматизации запрещается.

Измерения переносными приборами, их присоединение и отсоединение в устройствах напряжением выше 1000 В осуществляется двумя наладчиками. Один из которых должен иметь квалификационную группу не ниже четвертой, а второй не ниже третьей группы по технике безопасности.

Переносные приборы располагают таким образом, чтобы можно было снимать их показания, не прикасаясь к частям находящимся под напряжением.

Работники цехов КИП и А при эксплуатации действующих установок должны знать и соблюдать допуски по значениям токов и напряжений. Безопасным напряжением в сухих помещениях считается 42 В, в сырых помещениях 36 В, в особо опасных помещения 12 В. уровни допуска по току следующие: ощутимый - 2 мА, не отпускания - 10 – 15 мА, опасный - 50 мА, смертельный - 100 мА. Необходимо также соблюдать требования, установленные при работе с ртутью, кислотами, щелочами, вредными ядовитыми и легковоспламеняющимися веществами, а также выполнять правила безопасности при проведении сварочных

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. А.С. Клюев. Техника чтения схем автоматического управления и технологического контроля – М.: Энергоатомиздат, 1991.

2. В.В. Шувалов. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности. – М.: Высшая школа, 1991

3. А.А. Шарков. Автоматическое регулирование и регуляторы. – М.: Недра, 1990

4. Н.Я. Лобанов. Экономика организация и планирование производства на горнорудной промышленности. – М.: Недра, 1986

5. ПТЭ электроустановок потребителей и ПТБ при эксплуатации электроустановок. – М.: Энергоатомиздат, 1986

6. Промышленные приборы и средства автоматизации: Справочник под редакцией Черенкова. – Л.: Машиностроение, 1987.

7. В.З. Козин. Автоматизация производственных процессов на обогатительных фабриках. – М.: Недра, 1980.

	лист
	24