Metodichka_Raskhod

2.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Правила техники безопасности в лаборатории Системы управления химико-технологическими процессами

А. Правила техники безопасности

Студент в лаборатории СУ ХТП может быть подвержен воздействию рисков и опасностей таких, как термические ожоги, поражение электрическим током, травмирование. Соблюдение правил техники безопасности и са- нитарно-гигиенического режима в процессе выполнения лабораторного практикума по СУ ХТП – неотъемлемое условие успешного выполнения задания и сохранения здоровья и имущества, а также – элемент профессиональной подготовки будущего специалиста. Помещение лаборатории, еѐ оборудование, работающий в ней профессорско-преподавательский состав должны быть подготовлены к проведению лабораторного практикума в соответствии с нормативами и правилами вуза, инструкций по охране и по технике безопасности труда и другими нормативными актами. Далее представлены некоторые правила работы в учебной лаборатории СУ ХТП, направленные, в первую очередь, на обеспечение безопасности и охраны здоровья студентов в ходе выполнения ими лабораторного практикума по СУ ХТП.

Ответственность

Руководство кафедры несет ответственность:

●за создание безопасных условий труда и наличие безопасных методик выполнения лабораторного практикума;

●поддержание в рабочем состоянии технических средств, обеспечивающих безопасное проведение лабораторного практикума.

Профессорско-преподавательский состав, сотрудники, проводящие занятия, несут ответственность:

●за организацию работ в лабораторном практикуме СУ ХТП, соблюдение санитарно-гигиенического режима работы;

●допуск студентов к выполнению работы только после вводного инструктажа и проверки знаний студентом правил техники безопасности;

●отключение питания лабораторных стендов, персональных компьютеров, за приведение всех элементов лабораторного стенда в исходное состояние, за закрытие водопроводных кранов по завершении работы;

●оказание доврачебной медицинской помощи пострадавшим при нечастных случаях и своевременный вызов скорой медицинской помощи;

●своевременное информирование заведующего кафедрой об инцидентах, авариях и несчастных случаях, произошедших при выполнении лабораторного практикума.

В случае обнаружения неисправностей, создающих опасность, работу

влаборатории не проводить вплоть до полного их устранения.

Студенты, выполняющие лабораторные работы, несут ответственность:

●за безопасное выполнение лабораторных работ в соответствии с методическими указаниями по их выполнению;

●выполнение требований преподавателей, ведущих лабораторный практикум, по безопасному выполнению лабораторных работ;

●сохранение лабораторных стендов и их использование по назначению в соответствии с полученным заданием;

●поддержание чистоты и своевременную уборку рабочих мест;

●своевременное информирование преподавателя, ведущего занятия, о неисправностях лабораторных стендов.

Студенты, не соблюдающие правила по технике безопасности и сани- тарно-гигиенического режима, отстраняются от выполнения задания и могут быть допущены к работе в лаборатории после повторной проверки знаний норм внутреннего распорядка и правил охраны и безопасности труда.

Б.Общие требования безопасности

1. Студенты получают допуск к работе после инструктажа по технике безопасности и проверки.

2.Студенты должны ознакомиться с конструкцией лабораторного стенда и принципом его работы.

3. При выполнении лабораторного практикума студенты должны соблюдать максимальную осторожность, помня о том, что неаккуратность, по-

спешность, невнимательность, неправильное обращение с лабораторным стендом может привести к несчастным случаям и повреждению стенда.

4. Запрещается оставлять работающий лабораторный стенд без присмотра.

5.Запрещается проводить любые эксперименты, не предусмотренные заданием, выданным преподавателем.

6.Запрещается принимать пищу, класть продукты на лабораторные стенды.

7.Запрещается присутствие в лаборатории СУ ХТП посторонних лиц.

Требования электробезопасности на лабораторных стендах в лаборатории СУ ХТП

Во избежание поражения электрическим током категорически запрещается касаться руками клемм и прикасаться к токоведущим проводам.

По окончании эксперимента лабораторные стенды должны быть полностью отключены от электросети (включение и отключение лабораторных стендов производит обслуживающий персонал, в отсутствие оного – преподаватель).

2.1 Описание лабораторного стенда

Назначение

Лабораторный стенд «Система автоматического регулирования расхода» приведен на рис. 2.1.

Стенд позволяет исследовать статические и динамические характеристики:

●промышленных датчиков расхода различного типа;

●системы автоматического регулирования расхода.

Стенд позволяет также определить оптимальные параметры настройки ПИД-регулятора, реализованного на ПЛК Delta DVP-10SX, ознакомиться с измерением расхода, техническими характеристиками и функциями программируемого контроллера Delta DVP-10SX.

Рис. 2.1. Внешний вид стенда «Система автоматического регулирования

расхода»

Состав стенда

Лицевая сторона лабораторного стенда показана на рис. 2.2. Лабораторный стенд состоит из следующих элементов:

●лабораторного стола (1);

●гидравлической системы труб (2) с врезанными в неѐ расходоме-

рами (5) и (6);

●насосного агрегата (3);

●регулирующей задвижки с электроприводом (4);

●ультразвукового расходомера (преобразователя расхода) (5);

●вихреакустического расходомера (преобразователя расхода) (6);

●блока регулирования (7);

●персонального компьютера (8).

Рис. 2.2. Лицевая сторона лабораторного стенда «Система автоматического регулирования расхода»

Функциональная схема лабораторного стенда

Функциональная схема лабораторного стенда представлена на рис. 2.3.

Рис. 2.3. Функциональная схема лабораторного стенда

Лабораторный стенд состоит из двух систем – гидравлической и электрической.

В гидравлическую систему стенда входят следующие элементы

(рис.2.3):

●ПБ – питательный бак;

●МБ – мерный бак;

●Н – центробежный насос Grundfoss cо встроенным преобразователем частоты (ПЧ) (см. Приложение 1);

●Р1 – вихреакустический расходомер МЕТРАН-300ПР (см. Приложе-

ние 2);

●Р2 – ультразвуковой расходомер US-800 (см. Приложение 3);

●Задв. – задвижка с электроприводом Danfoss (см. Приложение 4);

●ОК – обратный клапан;

●К1 – шаровой кран;

●К2 – шаровой кран для слива жидкости

Описание гидравлической системы

В питательном баке ПБ и гидравлической системе труб 2 (рис.2.3) находится рабочая жидкость (вода). Перемещение жидкости по трубопроводу обеспечивает центробежный насос Grundfoss. В трубопроводе последовательно установлены два промышленных датчика (расходомера): вихреакустический Р1 и ультразвуковой Р2. Для регулирования расхода и создания возмущающего воздействия в системе имеется задвижка Задв. с электроприводом. Для защиты от обратного поступления воды в трубопровод предусмотрен обратный клапан ОК. Рабочая жидкость после прохождения трубопровода попадает обратно в питательный бак ПБ.

При необходимости слива жидкости при выключенном электропитании стенда требуется открыть шаровой кран К2, предварительно подставив под него емкость достаточного объема.

Электрическая система состоит из следующих компонентов (рис. 2.3):

●ПЛК – программируемый логический контроллер Delta DVP-SX;

●ПО – панель оператора (сенсорная) Delta DOP-B;

●Modbus-USB – (преобразователь интерфейсов Modbus-USB); шлюз (преобразователь протокола) для Modbus – тип интерфейса RS 485 – USB;

●ПК– персональный компьютер.

В целях ознакомления с современными протоколами обмена данными промышленные датчики (преобразователи расхода – расходомеры) имеют разные протоколы. Так:

● вихреакустический расходомер Р1 оснащен аналоговым токовым выходом, а ультразвуковой расходомер Р2 использует преобразователь интерфейсов Modbus-USB, тип интерфейса RS 485 – USB, тип протокола: Modbus.

Функции ПЛК Delta: сбор данных, их обработка и управление устройствами стенда (например, на ПЛК поступает аналоговый сигнал с расходомера Р1, поступает информация с персонального компьютера (ПК).

ПЛК управляет скоростью центробежного насоса Grundfoss, подавая аналоговый сигнал управления на преобразователь частоты, задвижкой с электроприводом.

Описание электрической системы

На преобразователь интерфейсов Modbus-USB (коммуникационный шлюз для Modbus – тип интерфейса RS 485 – USB) поступает сигнал с ультразвукового расходомера Р2. Таким образом, информация с расходомера Р2 преобразуется (в сигнал USB) и передается на персональный компьютер ПК, который при помощи Scada-системы обрабатывает эту информацию и передает на ПЛК.

Для расширения функциональных возможностей стенда и облегчения работы с ним в блок регулирования 7 (рис.2.2) вмонтирована сенсорная панель оператора (ПО), соединенная с ПЛК Delta.

Примечание. Рассматриваемая система автоматического регулирования расхода построена на промышленном оборудовании фирм Delta electronics, МЕТРАН, AC Electronix, Grundfoss. В качестве программного обеспечения используется лицензионное программное обеспечение фирмы Delta electronics, AC Electronix и Adastra Research, с помощью которого можно создавать свои алгоритмы управления, а в режиме мониторинга получать данные о расходе, измеряемые промышленными расходомерами.

Блок автоматической системы регулирования

Всѐ необходимое электрическое оборудование стенда расположено в модуле «Блок автоматической системы регулирования» (позиция 7, рис.2.2.). Внешний вид модуля представлен на рис.2.4, на лицевой панели которого располагаются:

●автоматический выключатель QF1 для подачи напряжения ~220В на элементы стенда и светодиодный индикатор наличия напряжения после автоматического выключателя;

●клавишный выключатель «Питание контроллера», отвечающий за подачу напряжения источника вторичного электропитания на ПЛК Delta;

●блок программируемого контроллера Delta DVP-10SX, содержащий, помимо самого контроллера, модуль питания ПЛК и 3 модуля расширения;

Примечание. Подробное описание блока программируемого логического контроллера Delta DVP-10SX представлено в Приложении 5.

● панель оператора Delta DOP-B05S101;

Примечание. Подробное описание панели оператора представлено в Приложении 6.

Рис. 2.4. Лицевая сторона блока автоматической системы регулирования расхода.

● блок дискретных входов/выходов программируемого логического

ных к аналоговым входам СН3, СН4 модуля расширения DVP-06XA, и два цифровых индикатора напряжения PV1, PV2, подключенных к аналоговым выходам CH5, CH6 модуля расширения DVP-06XA.

●блок управления центробежный насосом Н Grundfoss и задвижкой с электроприводом Danfoss. В режиме «АВТ» (автоматическом) сигналы управления преобразователем частоты (ПЧ) насоса и задвижкой задаются от ПЛК.

В режиме «РУЧ» (ручном) управление осуществляется при помощи соответствующих потенциометров «Насос» и «Задвижка»;

●блок управления ультразвукового расходомера US-800.

С тыльной стороны блока автоматической системы регулирования расхода (рис. 2.5) располагаются разъемы для подключения оборудования стенда:

●преобразователя частоты (ПЧ) центробежного насоса Grundfoss;

●задвижки с электроприводом Danfoss;

●промышленных расходомеров: ультразвукового US-800, вихреакустического МЕТРАН-300ПР;

●преобразователя интерфейсов Modbus-USB для подключения к персональному компьютеру;

●для подключения к персональному компьютеру сенсорной панели оператора (ПО);

●кабеля электропитания от сети ~220-230 В, 50 Гц.