2598

фирмы GЕ Fanuc в «горячем» и «холодном» концах печи. ПЛК серии 90-30 и Field Control всех печей соединяются между собой по сети Genius Bus. Автоматизированные рабочие места операторов печей (ПЭВМ) соединены с контроллерами и между собой сетью Ethernet. Система предусматривает следующие контуры регулирования:

контур регулирования подачи фосфогипса в печь;

контур регулирования подачи шлама в печь;

контур регулирования расхода природного газа;

контур регулирования расхода мазута;

контур регулирования разрежения отходящих газов в «холодной» зоне печи;

контур регулирования разрежения отходящих газов в «горячей» зоне печи;

контур регулирования давления воздуха острого дутья;

контур регулирования давления воздуха общего дутья.

Рис. 2.60. Распределенная иерархическая система АСУТП «Обжиг-2»

Автоматика безопасности печей реализована на отдельных модулях контроллера. Схема автоматики безопасности разработана для существующей схемы газоснабжения печи и предусматривает

790

автоматическую отсечку топлива при любом из возможных состояний параметров:

понижении или повышении давления газа перед горелкой;

падении разрежения в пылевой камере печи;

падении разрежения перед дымососами;

падении давления воздуха общего дутья холодильника;

исчезновении напряжения питания.

Рис. 2.61. Один из экранов операторского интерфейса, созданного средствами iFIX

Управление электроприводом отсечного клапана осуществляется контактами выходного релейного модуля контроллера. В АСУТП «Обжиг- 2» используется программный пакет iFIX v7.0 на 300 точек ввода-вывода фирмы Intellution, Inc. (США). На рис. 2.61 изображен один из экранов операторского интерфейса, созданного средствами iFIX.

791

Раздел 3

АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

3. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ПРОИЗВОДСТВА БЕТОНА И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ

ИКОНСТРУКЦИЙ

3.1.Автоматизация поточно-транспортных систем

3.1.1.Характеристика транспортных средств как объектов автоматизации

На предприятиях стройиндустрии широко используются различного вида транспортные средства непрерывного и периодического действия. Транспортные средства непрерывного действия в основном применяются для перемещения сыпучих (песок, гравий, щебень, цемент и т.п.) и пластичных (бетонная смесь, растворы) материалов по определенной трассе без остановок на загрузку и разгрузку. К этим транспортным средствам относятся конвейеры, пневматические устройства и гравитационные установки.

Механизмы непрерывного транспорта промышленного предприятия группируются по участкам и трактам. Участок - это часть транспортных средств, относящихся к определенному технологическому процессу и ограниченных емкостями для хранения материалов; тракт - технологическая цепь механизмов внутри участка.

При автоматизации транспортных средств непрерывного действия необходимо обеспечить: последовательный пуск механизмов тракта в направлении, обратном потоку транспортируемого материала; избирательную связь транспортирующих механизмов с питателями, клапанами, шиберами и т. п.; отключение транспортирующих механизмов и питателей в случае остановки механизмов, предшествующих по потоку; последовательную остановку механизмов тракта в направлении потока по мере разгрузки от материала.

По логике автоматического управления механизмы непрерывного транспорта можно классифицировать как входные, выходные, промежуточные и направляющие. Входные механизмы подают требуемый материал на вход тракта транспортирования, выходные обеспечивают

792

загрузку материалом соответствующих емкостей, промежуточные транспортируют материалы от входных механизмов к выходным.

Направляющие механизмы могут быть внутренними или внешними. Внутренние направляющие механизмы подготавливают определенный тракт транспортирования, а внешние направляют материал в требуемый пункт загрузки. Внешние направляющие механизмы подразделяются на двухпозиционные и многопозиционные.

Транспортные средства периодического действия характеризуются наличием рабочего и холостого ходов, а также остановок для загрузки и разгрузки. Они применяются для перемещения грузов в одной плоскости (подъемники, перегружатели, тележки и т.п.) либо в пространстве (башенные, мостовые и другие краны).

В качестве необходимого условия автоматизации транспортных средств периодического действия предполагается наличие определенного числа фиксированных остановок рабочего органа механизмов передвижения, подъема и поворота. Основным технологическим требованием, связанным с автоматизацией процесса транспортирования грузов, является требование точной остановки рабочего органа механизма в пункте загрузки или выгрузки. При этом все рабочие циклы, отличаясь по длительности и массе перемещаемого груза, состоят из одних и тех же этапов работы электропривода: пуск, изменение положения механизма, торможение

иостановка рабочего органа с требуемой точностью.

3.1.2.Автоматический контроль и сигнализация работы конвейерного транспорта

Автоматический контроль конвейерного транспорта предусматривает контроль скорости движения, величины проскальзывания тягового органа (ленты) и его положения на роликоопорах, целости ленты и наличия материалов на ленте конвейера. Для автоматического контроля скорости движения ленты наибольшее распространение получили электрические реле скорости: индукционные, тахометрические и импульсные.

Принцип действия индукционного реле скорости (рис. 3.1) основан на преобразовании скорости вращения в пропорциональный ей момент вращения с помощью индукционного элемента вязкого трения. Вращение вала отклоняющего барабана конвейера передается через редуктор 1 постоянному магниту 2, который охвачен латунным стаканом 3.

При вращении магнита в латунном стакане наводятся токи Фуко, взаимодействие которых с постоянным магнитом создает вращающий момент, поэтому стакан поворачивается на угол, пропорциональный скорости вращения барабана. Вращающий момент уравновешивается моментом пружин 4. При повороте стакана на определенный угол

793

происходит включение контактов микровыключателей 5 с помощью кулачков 6.

Рис. 3.1. Кинематическая схема индукционного реле скорости

В тахометрических реле скорости (рис. 3.2) в качестве датчика ис-

пользуется ТГ–тахометр переменного тока, ротор которого приводится во вращение от холостой ветви ленты конвейера. Амплитуда выходного напряжения датчика пропорциональна скорости вращения приводного вала. Выпрямленный сигнал датчика скорости поступает на релейный усилитель, содержащий два реле: поляризованное РП и исполнительное РИ. Поляризованное реле обеспечивает необходимую чувствительность, а исполнительное коммутирует цепи управления конвейерной линией. Настройка схемы на заданную скорость срабатывания осуществляется потенциометром R1.

794

В импульсном реле скорости (рис. 3.3) при вращении зубчатого ферромагнитного барабана 1, связанного с роликом опоры ленточного конвейера, в обмотках 2, расположенных на постоянных магнитах, наводится ЭДС. Частота следования импульсов ЭДС пропорциональна угловой скорости.

Выпрямленные импульсы ЭДС поступают на вход полупроводникового усилителя, включающего исполнительное реле РИ, когда частота импульсов достигнет определенного значения.

Рис. 3.4. Конструкции датчиков положения и целости ленты конвейера: а - поворотный датчик положения ленты; б - нажимной датчик положения ленты; в -

роликовый датчик целости ленты

795

Автоматический контроль величины проскальзывания ленты конвейера можно осуществлять с помощью импульсного реле скорости, исполнительное реле которого имеет низкий коэффициент возврата. В этом случае исполнительное реле включается при разгоне конвейера без нагрузки, а отключается при перегрузке конвейера, в результате которой наблюдается значительное проскальзывание ленты.

Автоматический контроль положения ленты на роликоопорах производится механическими датчиками различных конструкций. На рис. 3.4, а показана конструкция поворотного датчика, состоящего из двух роликов 1, которые прижимаются к ленте конвейера противовесом 2, при смещении ленты на сторону один из роликов освобождается и поворачивается рычаг, воздействующий на контактное устройство 3.

Нажимной датчик (рис. 3.4, б) состоит из двух лыж 4, установленных в направляющих 5 по обе стороны конвейера. При смещении ленты на сторону одна из лыж перемещается, воздействуя на кнопку микровыклю-

датчиках прямого контроля происходит замыкание электрической цепи (контакта) 3 при повороте рычага 1 транспортируемым материалом или под действием его массы (рис. 3.5).

В качестве датчиков косвенного контроля применяются радиоактивные и емкостные датчики наличия материала на ленте.

Радиоактивные датчики основаны на поглощении потока у частиц ма– териалом, проходящим между источником и приемником излучения. Принцип работы емкостных датчиков основан на изменении емкости антенны или пластин за счет диэлектрической проницаемости материала, отличной от проницаемости воздуха.

796

Рис. 3.6. Емкостный датчик наличия материала на ленте конвейера

В качестве примера рассмотрим емкостный датчик (рис. 3.6), состоящий из двух металлических пластин П, электронного блока (автогенератор, усилитель) и исполнительного реле РИ. При поступлении на ленту материала изменяется емкость пластин, в результате чего нарушаются условия самовозбуждения автогенератора и происходит срыв генерации. Это приводит к увеличению постоянной составляющей тока усилителя и включению исполнительного реле, подающего сигнал о наличии материала.

Автоматическая сигнализация конвейерного транспорта в основном выполняет следующие задачи: предупреждает о предстоящем пуске (предпусковая сигнализация), информирует о готовности к пуску (ответная сигнализация), указывает положение механизмов тракта (оперативная сигнализация) и т. п. (рис. 3.7).

Рис. 3.7. Предпусковая сигнализация: а - структурная схема; б - временные диаграммы формирования сигналов

Рассмотрим принцип построения схем предпусковой и ответной сигнализации. При пуске удаленных от оператора механизмов обычно применяют принудительную предпусковую сигнализацию, при которой пуск механизма невозможно осуществить без предварительного звукового сигнала (рис. 3.8). В этом случае сигнал С (рис.3.7,б) включения элемента звуковой сигнализации Зв должен иметь длительность τ, достаточную для

797

принятия необходимых мер рабочим персоналом. Сигнал С можно формировать путем увеличения длительности импульса а от кнопки пуска

КнП:

C = Ext (a).

Пусковой сигнал Р формируется в результате выделения интервала между окончанием сигнала С и началом импульса b от кнопки стоп КнС:

P = Int [(1→ 0) C - (0→1) b].

Рис. 3.8. Ответная сигнализация: а - структурная схема; б - временные диаграммы формирования сигналов

Ответную сигнализацию выполняют так, чтобы без разрешения из определенных пунктов нельзя было осуществить централизованный пуск механизмов конвейерного транспорта (см. рис. 3.8). При этом на рабочие места подается сигнал запроса V, который может формироваться путем выделения интервала между началами импульсов а и b от кнопок КнП и КнС соответственно:

V = Int [(0→ 1) a - (1→ 0) b].

Разрешающий сигнал xi i–го пункта формируется в результате выделения интервала между началом сигнала Сi от кнопки КнРi и оконча-

нием пускового сигнала Р:

xi = Int [(0→ 1) Ci -(1→ 0) P].

798

При наличии сигнала запроса V и разрешающих сигналов х1 - х3 всех пунктов формируется пусковой сигнал

3

PV Con(xi ).

i 1

3.1.3.Автоматическое управление конвейерным транспортом

Рассмотрим конвейерную линию транспортирования материала из накопительного бункера БН в расходный бункер БР, содержащую питатель Ml, промежуточный М2

ивыходной М3 конвейеры (рис. 3.9). Состояние конвейеров контролируется датчиками скорости ДС1, ДС2

идатчиками наличия материала ДМ1, ДМ2.

При подаче пускового сигнала Р механизмы тракта последовательно включаются, начиная с выходного конвейера; после снятия сигнала Р механизмы

Наиболее эффективным является пуск конвейерной линии по скорости и остановка после

доработки материала. При таком способе управления осуществляется блокировка исполнительных механизмов с пусковым элементом, датчиками скорости и наличия материала.

Входной исполнительный механизм Ml блокируется с пусковым элементом (сигнал Р) и датчиком скорости ДС1 (сигнал с1). Промежуточный исполнительный механизм М2 блокируется с пусковым элементом, датчиком скорости ДС2 (сигнал с2) и датчиком наличия материала ДМ1 (сигнал с2). Выходной исполнительный механизм М3 блокируется с пусковым элементом и датчиком наличия материала ДМ2 - сигнал m2 (табл. 3.1).

799