Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

2598

.pdf
Скачиваний:
46
Добавлен:
07.01.2021
Размер:
28.48 Mб
Скачать

этом воспринимающий элемент должен обладать частотной характеристикой, представленной на рис. 3.66, б). Тогда чувствительность устройства контроля тока будет более высокой при медленных изменениях сигнала I.

Рис. 3.65. Управление бетоносмесителем по нагрузке электродвигателя: а структурная схема; б

временные диаграммы

Пульсации входного сигнала I с частотой f = 100 Гц (основная гармоника переменной составляющей тока при двухполупериодном выпрямлении) будут полностью скомпенсированы на выходе стабилизатора при условии

ΔI γ1kU1,

(3.43)

где γ i – коэффициент передачи воспринимающего элемента при f = 100 Гц;

k – общий коэффициент передачи усилителя и регулирующего элемента. В конце периода перемешивания компонентов бетонной смеси напряжение U2 становится меньше порога отпускания релейного элемента

РЭ, в результате чего он переключается на нуль. При этом снимается сигнал Y и формируется выходной сигнал V устройства контроля тока двигателя смесителя.

890

1

Рис. 3.66. Устройство формирования командного сигнала по производной от тока двигателя: а–структурная схема; б–частотная характеристика

3.5.4. Автоматическое регулирование вязкости (подвижности) бетонной смеси

В бетоносмесителях принудительного перемешивания для регулирования вязкости бетонной смеси можно использовать зависимость мощности, потребляемой электродвигателем смешивающего механизма, от водоцементпого соотношения: Р =f (В/Ц).

Наиболее точное математическое описание экспериментальной зависимости Р =f(B/H) дает кусочно–параболическая аппроксимация, при которой отдельные участки графика (рис. 3.67, б) заменяются параболами вида

P = a(x–b)2+c,

(3.44)

где а – коэффициент, зависящий от выбранного участка кривой; b – абсцисса вершины аппроксимирующей параболы; с – ордината вершины аппроксимирующей параболы; х – неизвестное водоцементное соотношение.

При высокой точности дозирования компонентов водоцементное соотношение бетонной смеси зависит от влажности заполнителей. Поэтому для регулирования вязкости бетонной смеси необходимо корректировать дозу воды в каждом замесе. Это можно осуществлять, контролируя содержание воды при перемешивании компонентов и определяя требуемую добавку воды для получения заданного водоцементного соотношения.

891

Рис. 3.67. Автоматическое регулирование технической вязкости бетонной смеси: а – структурная схема устройства регулирования; б – зависимость мощности двигателя смесителя от водоцементного соотношения

Если измерять мощность, потребляемую электродвигателем бетоносмесителя при трех различных значениях водоцементного соотношения, то получается следующая система уравнений:

P a(x b)2

c;

 

 

1

 

 

 

 

 

P

a(x b

1

)2

c;

(3.45)

2

 

)2

 

 

P

a(x b

 

 

2

c,

 

3

 

 

 

 

где 1 – изменение водоцементного соотношения в период между первым и вторым измерениями; 2 – то же в период между первым и третьим измерениями. Чтобы исключить коэффициент с, из второго и третьего равенств системы вычитаем первое:

P2 P1 a 2(x b) 1 1;

(3.46)

P3 P1 a 2(x b) 2 2.

Разделив почленно полученные равенства, исключаем коэффициент а:

P2 P1

 

2(x b) 1

1

.

(3.47)

 

2(x b)

 

 

 

P P

2

2

3

1

 

 

 

 

 

Из этого выражения находим

892

 

 

 

 

 

(P P) 2

(P P) 2

 

 

 

 

 

 

x b

 

3

1

 

1

 

 

2 1

2

.

 

 

 

(3.48)

 

 

2(P P)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

(P P)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1

 

 

3

1

1

 

 

 

 

 

В данном случае изменения водоцементного соотношения 1 и 2

обусловлены добавками в бетоносмеситель воды B1

и

B2

соответственно.

Поэтому,

подставив

в

выражение

значения

величин

x Â/Ö ; 1

Â1

/ Ö

и

2

Â2 / Ö ,

после

преобразования

получим

формулу, определяющую содержание воды в замесе:

 

 

 

 

 

 

 

 

(P P) B

2

(P P) B2

 

 

 

 

 

 

 

 

B

3

1

1

 

 

2

1

2

bÖ.

 

 

 

 

 

2(P

P) B (P

P) B

 

 

 

 

 

 

 

2

1

1

 

3

1

1

 

 

 

 

 

 

Таким

образом,

измеряя

величины

Pl,

P2,

Р3,

B1

и B2 ,

можно

контролировать содержание воды в замесе и корректировать ее дозу для получения заданного водоцементного соотношения или вязкости бетонной смеси. Рассмотрим работу системы автоматического регулирования вязкости бетонной смеси (рис. 3.67, а). При работающем двигателе смешивающего механизма МС в бетоносмеситель через загрузочную воронку 1 поступают дозы цемента, песка и щебня. Вода дозируется с помощью водомерного счетчика ВС, электромагнитного вентиля ЭВ и управляющего устройства УУ в соответствии с сигналом задающего устройства ЗУ. Вода подается в смеситель через сливную трубу 2.

В начале цикла в смеситель подается некоторая начальная доза воды и компоненты предварительно перемешиваются. Затем по команде программного устройства ПУ в вычислительном устройстве ВУ запоминается значение потребляемой двигателем МС мощности Р1, которая контролируется измерительным устройством ИУ, и увеличивается доза воды на величину В1, что также запоминается в ВУ. Аналогично последовательно во времени фиксируются значения Р2, Â2 , Р3 и

вычисляется содержание воды В в замесе. В результате сравнения величины В с заданным значением 3 в ЗУ определяется необходимая добавка воды Â3 3 Â для получения бетонной смеси с требуемым водоцементным соотношением.

893

3.6. Некоторые передовые технологии автоматизации (ПТА) на российских бетонных заводах

Несмотря на имеющиеся сложности в развитии экономики РФ, нам представляется, что новые передовые технологии автоматизации в строительной индустрии всё же разрабатываются и внедряются. Так, например, в статье [54] освещались передовые технологии автоматизации с 9 по 11 декабря 2003 года в Москве в Центре международной торговли во время выставки «Передовые технологии автоматизации 2003» (ПТА-2003). Рассмотрим некоторые современные разработки, которые используются на бетонных заводах с передовой технологией автоматизации и приведем их кратких технико-экономические характеристик.

Организатором выставки стала выставочная компания «Экспотроника» при официальной поддержке Российского агентства по системам управления, Российской инженерной академии, Управления по атомному машиностроению и приборостроению Минатома РФ, Российского представительства Общества приборостроения, систем и автоматики (ISA), Координационного совета по проблемам стандартизации систем промышленной автоматизации.

ПТА-2003 – это ведущая специализированная выставка оборудования и технологий для АСУ ТП и встраиваемых систем. Главной целью выставки является демонстрация передовых технических решений в области промышленной автоматизации, новинок оборудования и программного обеспечения, а также услуг по разработке и внедрению автоматизированных систем.

Среди участников ПТА-2003 были крупнейшие российские и зарубежные производители оборудования и программных средств для АСУ ТП, разработчики аппаратуры и комплексных решений автоматизации в различных отраслях промышленности, производственно-внедренческие фирмы, поставщики специализированных компьютеров и промышленной электроники.

Одновременно с выставкой в конференц-зале ЦМТ прошла Всероссийская конференция по АСУ ТП и встраиваемым системам. Вниманию слушателей конференции предлагались доклады ведущих

894

поставщиков оборудования, рассказы о новинках в области программного обеспечения SCADA и MES, о современных инструментальных средствах и методах разработки встраиваемых систем контроля и управления.

Датчик динамографа

Датчик углового положения и нагрузки стационарный «ДПН-СТ10» предназначен для контроля работы скважины со штанговым глубинным насосом в системах телемеханики (рис. 3.68).

Рис. 3.68 Датчик динамографа

Он служит для сбора данных, используемых при построении динамограммы (зависимости изменения нагрузки от перемещения полированного штока станка-качалки), и устанавливается стационарно на балансире станка-качалки, что не мешает работам по ремонту скважин.

Для построения динамограммы датчик выдает два сигнала:

положение штока (значение вертикальной координаты положения);

нагрузка на шток (значение вертикальной составляющей растягивающего усилия, действующего на шток).

Достоинства датчика можно свести к следующим характеристикам:

цифровые методы измерения положений и нагрузки;

цифровая коррекция дрейфа чувствительных элементов

датчика;

высокая чувствительность измерения;

встроенные алгоритмы обработки данных, позволяющие получить высокую точность измерений;

возможность установки на значительном удалении от контроллера;

легкость установки на станок-качалку;

компактность и отсутствие разъемных и движущихся частей;

устойчивость к перепадам температуры;

низковольтное питание датчика, малая потребляемая мощность.

895

Использование датчика в системах телемеханики необходимо для определения неисправностей насосного оборудования по форме динамограммы, что позволяет прогнозировать очередность ремонтных и профилактических работ на скважинах, формировать список аварийных скважин, оптимизировать работу скважины в целом.

Вычисление дебита по динамограмме с учетом газового фактора позволяет осуществлять текущий контроль продуктивности скважины без замеров дебита прямыми методами.

Определение срыва подачи насоса по форме динамограммы разрешает эксплуатировать малодебитные скважины в оптимальном, экономичном режиме с остановками на накопление по срыву подачи.

Автоматический расчет фактического суточного дебита скважины с учетом простоев и остановов помогает иметь четкую информацию по потерям в добыче и причинам потерь.

Суммирование дебитов и расходов по кустам, бригадам, цехам, промыслам позволяет автоматически контролировать баланс жидкости, а в случае отклонений выдавать аварийные сообщения.

Система управления производством

Этим же предприятием была разработана интересная система управления производством (рис. 3.69) [24]. Применение в качестве контроллеров с развитыми коммуникационными функциями РСсовместимых индустриальных компьютеров – это простое, экономичное и проверенное решение для автоматизации множества производств, не относящихся к высшим категориям опасности, ПО системы объединяет в себе среду настройки и среду исполнения, что позволяет оперативно вносить изменения как по ходу пусконаладочных работ, так и в течение всего срока службы системы.

Рис. 3.69. Комплект устройств системы управления

896

Простота, удобство и функциональность – вот основные достоинства, на которых строится предлагаемая АСУ ТП.

Задачи, решаемые системой, сводятся к следующим:

измерение технологических параметров;

визуализация процесса с иерархической структурой экранных

форм;

сигнализация отклонений технологических параметров посредством визуального и голосового оповещения;

управление технологическим процессом;

архивирование и документирование информации;

информационное обеспечение специалистов;

защита от несанкционированного доступа.

Рис. 3.70. Общий вид сервера ввода-вывода

«Прозрачность» информации внутри предприятия достигается использованием открытых технологий и промышленных стандартов при создании программного обеспечения сбора, обработки, хранения и обмена данными.

Полный цикл работ от разработки, поставки и монтажа до пусконаладки и сдачи системы «под ключ» исключает возможность возникновения спорных вопросов между исполнителем и заказчиком по поводу неучтенных в контракте работ, доплат, допоставок и т.д.

Центральное звено системы – «сервер ввода-вывода» (рис. 3.70) [24]. Функции «сервера» выполняют один или несколько индустриальных компьютеров в стоечном исполнении, смонтированных непосредственно в операторной или щитовой (например, насосной станции) и предназначенных для непрерывной эксплуатации в промышленных условиях, т.е. в широком диапазоне температур окружающей среды, при наличии пыли, вибраций и электромагнитных помех. Вся информация о состоянии технологического оборудования, сигналы от всех датчиков или вторичных (нормирующих) преобразователей подключаются либо напря-

897

мую к компьютеру ввода-вывода, либо через сеть распределенных контроллеров.

Технические характеристики

Наименование параметра

Значение

Количество контролируемых

 

шлейфов сигнализации

4

(информационная емкость),

 

шт.

 

 

Диапазон рабочих токов ШС,

От 0 до 60

мА

 

 

Максимальная скорость

 

обмена по последовательному

115,2

интерфейсу RS–485 ModBus

 

RTU, кбит/с

 

Диапазон напряжений

От 18 до 36

питания, В

 

Максимальная мощность

8

потребления, Вт

 

Степень защиты от внешних

 

воздействий по ГОСТ 14254,

 

обеспечиваемая оболочкой

 

сигнализатора в зависимости

 

от исполнений:

IP 67

 

МС-АП-01-1Р

 

МС-АП-01-ВЗ

IP 66

 

МС-АП-01-TS

IP 20

МС-АП-01-00

IP 00

Габаритные размеры в

 

зависимости от исполнения,

 

не более, мм:

100 x 110 x

 

МС-АП-01-00

 

МС-АП-01-1Р

351

 

МС-АП-01-TS

175 x 180 x

 

МС-АП-01-ВЗ

85

 

 

75 х 105 х 50

 

 

300 х 250 х

 

 

70

Масса в зависимости от

 

исполнения, не более, кг:

0,2

 

МС-АП-01-00

 

МС-АП-01-1Р

1,0

 

МС-АП-01-TS

0,5

МС-АП-01-ВЗ

3,0

Рабочий диапазон температур,

От –20 до

оС

 

+60

898

В компьютер устанавливается необходимое количество плат вводавывода унифицированных сигналов, соединенных с терминальными модулями, которые распределены по монтажным панелям в соседних стойках.

Компьютеры оснащаются гальванически развязанным интерфейсом промышленной сети Ethernet. С помощью этой сети реализуется общее пространство обмена данными между компьютерами системы. Физической средой передачи данных может быть витая двухпроводная или волоконнооптическая линия связи.

Визуализация технологического процесса в удобном, интуитивно понятном графическом виде осуществляется на рабочих станциях операторов – промышленных компьютерах в настольном исполнении.

Удаленные пользователи корпоративной сети могут просматривать мнемосхемы с оперативной технологической информацией посредством обычного Internet Explorer. Программное обеспечение системы следующее:

основой для написания служит специализированная среда разработки программного обеспечения АСУ ТП-SCADA-пакет GENESIS32;

ОРС серверы – драйверы устройств, поддерживающие интерфейс OLE for Process Control, служат мостом между аппаратным обеспечением вводавывода и любой современной SCADA-системой.

Адресуемый пожарный многоканальный сигнализатор МС-АП-01

Многоканальный адресуемый пожарный сигнализатор [54] предназначен для приема сигналов пожарных извещателей (ПИ), их адресации и передачи информации по последовательному интерфейсу в составе технических средств пожарной и охранно-пожарной сигнализации, аппаратуры автоматических систем пожаротушения типа АСПТ «ЭлеСи» и другого аналогичного оборудования.

Рис. 3.71. Общий вид многоканального сигнализатора МС-АП-01

899

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]