1. Разработка решений по автоматизации.

Задание.

Объект автоматизации: конденсатора-холодильника паров этанола.

Тема 5, вариант 3.

Рис. 1.1 Схема технологической линии

Описание технологического процесса:

Пары этилового спирта конденсируются в кожухотрубчатом теплообменнике 1, охлаждаемом водой из сети. Далее конденсат охлаждается до 10-12 ⁰С в холодильнике 2 ледяной водой с начальной температурой 4-6 ⁰С, подаваемой из сборника 3 центробежным насосом 4. Охлажденный спирт направляется в промежуточный сборник 5, откуда откачивается центробежным насосом 6.

Необходимо обеспечить:

1. Регулирование:

• Температура конденсата (расходом воды);

• Расход ледяной воды (по расходу конденсата).

2. Регистрацию:

• Расход пара.

3. Измерение:

• Расход охлажденного спирта;

• Температура конденсата;

• Давление воды;

• Уровень в сборнике 3.

4. Сигнализацию:

• Уровень в сборнике 3;

• Давление ледяной воды.

5. Автоматическую блокировку:

• Отключение насоса 4 при нижнем Н в сборнике 3;

• Отключение пара при отключении насоса 4.

6. Управление:

• Включение и отключение насоса 4;

• Включение и отключение насоса 6.

1. Регулирование.

1.1.1 Разработка схемы автоматизации контура регулирования температуры конденсата расходом воды.

TC

1

TE

2

1.1

Рис. 1.2 Схема автоматизации регулирования температуры конденсата

1.1.2 Выбор приборов для автоматического регулирования температуры конденсата.

Регулирующий контур представляет собой совокупность объекта и измерительно-управляющей аппаратуры.

Выбираем оборудование, входящее в данный регулирующий контур:

датчик температуры ТЕ 2, регулятор температуры ТС 1, исполнительный механизм.

• Выбор датчика температуры ТЕ 2.

Выбираем датчик температуры ТСП 9201.

Назначение: для измерения температуры жидких, газообразных и твёрдых тел, не разрушающих защитную арматуру.

Табл. 1.1 Технические характеристики ТСП 9201

Технические характеристики	ТСП 9201
Диапазон изменяемых температур	см. табл. 1
Номинальная статическая характеристика	100П
Класс допуска	А, В
Время термической реакции, с	6,5; 20; 40
Степень защиты от пыли и воды	IP55
Номинальное значение а,	0,00391
Материал защитной арматуры	Ст.12Х18Н10Т Ст.Х23Ю5
Диапазон условных давлений, МПа	0,4; 6,3; 10
Устойчивость к вибрации	N3
Вид климатического использования	У2, Т2
Средняя наработка до отказа, ч	70000

Рис. 1.3 Схемы соединения

• Выбор регулятора температуры ТС 1.

Выбираем регулятор температуры ОВЕН ТРМ 202.

Рис. 1.4 Регулятор температуры ОВЕН ТРМ 202.

Назначение: рекомендуется к применению в холодильной технике, сушильных шкафах, печах, пастеризаторах и другом технологическом оборудовании. Класс точности 0,5/0,25.

Основные возможности измерителя:

• Два универсальных входа для подключения широкого спектра датчиков температуры, давления, влажности и др. Можно подключать два датчика разного типа;

• Регулирование и одновременная регистрация измеряемой величины при установке ЦАП 4...20 мА в качестве второго выходного устройства;

• Конфигурирование на ПК или с лицевой панели прибора;

• Быстрый доступ к изменению установок с лицевой панели прибора;

• Одноканальное ПИД-регулирование (с двумя разными уставками);

• Вычисление и регулирование разности измеряемых величин;

• Встроенный интерфейс RS-485 (протокол ОВЕН, Modbus ASCII/RTU*);

Входы измерителя:

Прибор имеет универсальные входы для подключения широкого спектра датчиков температуры, давления, влажности и др. К ТРМ202 возможно подключение двух датчиков разного типа.

К ТРМ 202 предусмотрено подключение следующих датчиков:

• Термопреобразователи сопротивления (термопреобразователь) ТСП 100П, 50П, Pt100; ТСМ 50М, 100М, гр.21, гр.23;

• Термопары, термопара: ТХК(L), термопреобразователь ТХА (K), ТЖК(J), ТПР(B), ТВР, ТНН(N), ТПП^®, ТПП(S), ТМК(Т);

• Датчик температуры с унифицированным токовым сигналом 0..5 мА, 0..20 мА или 4..20 мА;

• Датчик температуры с унифицированным сигналом напряжения −50..+50 мВ или 0..1 В.

• Выбор исполнительного механизма контура 1.

Регулирующим органом выбираем клапан плавного регулирования MXF-461.15-0.6P

Рис. 1.5 Клапан плавного регулирования MXF-461.15-0.6P.

Назначение:

Управляющий клапан используется в качестве смесительных или 2-ходовых клапанов. Он снабжен магнитным приводом, оборудованным электроникой, обеспечивающей управление положением и обратную связь по положению. Малое время срабатывания, высокие пределы изменений регулировок и высокое разрешение делают эти клапаны идеальными для плавного регулирования в системах охлажденной и низкотемпературной горячей воды в закрытых контурах систем отопления, вентиляции кондиционирования.

Клапан плавного регулирования MXF461.15-0.6P:

• Малое время срабатывания (< 2 s), высокое разрешение хода (1 : 1000) • Равнопроцентная или линейная характеристика расхода (выбирается пользователем) • Рабочее напряжение AC 24 V • Выбираемый управляющий сигнал DC 0/2...10 V или DC 4...20 mA • Индикация рабочего положения • Управление положением, обратная связь по положению и ручное управление • Бесконтактное индуктивное измерение хода штока • Защита при аварии: клапан закрывается при отключении питания • Низкий коэффициент трения, высокая надежность, нет необходимости в техническом обслуживании.