книги из ГПНТБ / Артимович П.В. Автоматизация производственных процессов на хлебоприемных и зерноперерабатывающих предприятиях

Задатчики типа ЗРУ-24, ЗРУ-174, ПЗВ используют в схемах измерительных блоков электронных регулято­ ров системы МЗТА как выносные задатчики ручного уп­ равления. Все модификации регуляторов комплектуются задатчиками ЗРУ-24, кроме регуляторов РПИК-М, РПИБ-М и КПИ-М, в измерительных схемах которых

Задатчик ПЗВ применяют для программного регу­ лирования параметра или соотношения параметров. Из­ менение электрического сигнала по любой непрерывной программе осуществляется индуктивным датчиком. Диск задатчика может делать 1, 2, 3 и 100 оборотов в сутки. Схема прибора обеспечивает запуск задатчика нажати­ ем кнопки и выключение его после окончания рабочего цикла.

Возможны следующие продолжительности рабочего цикла при установке: однопрограммного диска—15 мин, 8, 12 и 24 ч; двухпрограммного диска — 7, 5 мин, 4, 6 и 12 ч, четырехпрограммного диска — 3, 5, 2, 3 и 6 ч. Ми­ нимально допустимое время перерыва между циклами должно быть не менее 2% от продолжительности рабо­ чего цикла. При увеличении промежутка между цикла­ ми в пределах от 3,5 мин до 24 ч можно осуществить любое время цикла.

Для контроля за положением плунжера датчика в приборе предусмотрен указатель положения и стабили­ затор напряжения типа С-0,16.

Указатель положения позволяет следить за положе­ нием вала исполнительного механизма. Он имеет шкалу от 0 до 100%.

Система автоматического регулирования технологических процессов

Электронные системы автоматического регулирова­ ния находят широкое применение, их даже начинают применять там, где раньше использовались системы дру­ гого типа. Это обусловлено широким внедрением ком­ плексной автоматизации, которая сопровождается ус­ ложнением систем управления и повышением требова­ ний к точности их работы, что приводит к повсеместно-

125

му использованию унифицированного сигнала связи для передачи информации.

При расширении области применения автоматики, в том числе и на задачи контроля работы агрегатов и ее анализа, а также на задачи управления комплексами агрегатов, возникает необходимость в многократном ис­ пользовании однородной информации. В этом случае отсутствие унифицированного сигнала вызывает значи­ тельное увеличение количества источников информации (первичных приборов), что существенно усложняет схе­ мы автоматизации. Характеризующий значение того или иного параметра унифицированный сигнал может быть использован многократно в схемах автоматизации для контроля, авторегулирования, управления, защиты и в других случаях.

В качестве унифицированного сигнала в СССР в си­ стемах постоянного тока принят токовый сигнал 0—5 и О—20 мВ. В основу построения центральной части элек­ трической аналоговой ветви Государственной системы приборов (ГСП) положена унификация. Такого типа регуляторы применяют все шире. У нас в стране рас­ пространены системы с сигналами групповой унифика­ ции от дифференциально-трансформаторных датчиков (ДТД), термопар, термометров сопротивления и др. Поэтому на период перехода от сигналов с групповой унификацией к сигналам со сквозной унификацией це­ лесообразно иметь такую систему, которая, отражая новейшие достижения техники электронного приборо­ строения, допускала бы использование как тех, так и других источников информации. Это и было взято в основу при построении системы РИТМ — нового ком­ плекса приборов для авторегулирования технологичес­ ких процессов. Система РИТМ призвана заменить се­ рийно выпускаемую в настоящее время группу приборов на базе регулятора РПИБ . Новые приборы обладают более высокой статической и динамической точностью, надежностью, универсальностью, они взаимозаменяемы

иудобны в эксплуатации.

Всистему РИТМ входят в основном следующие при­ боры: релейный регулирующий прибор типа Р-211, ана­ логовый регулирующий прибор типа Р-121, дифферен­ циатор типа Ф-102, ограничитель типа Ф-202, набор вы­

лей, при помощи которых регуляторы связаны с раз­ личными первичными приборами. Система РИТМ уком­ плектована также электрическими исполнительными механизмами и тиристорными пускателями к ним, до­ полнительными приборами и устройствами, коробкой холодных спаев, узлом динамической связи, суммато­ ром, размножителем, согласующим устройством для работы релейного регулирующего прибора с индуктив­ ной нагрузкой и др.

В случае применения в системе управления унифи­ цированного сигнала постоянного тока, регулирующие приборы системы РИТМ могут работать самостоятель­ но, т. е. без измерительных блоков. При использовании датчиков с групповой унификацией регуляторы дополня­ ются измерительными блоками, в которых суммируются сигналы различных датчиков друг с другом и с сигналом задатчика, предварительное усиление напряжения раз­ баланса и преобразование его в постоянное напряже­ ние.

В связи с тем что сигнал задания вводится непосред­ ственно на вход измерительных блоков, их усилительдемодулятор необязательно охватывать обратными свя­

полагается, что регуляторы используются в пропорци­ онально-интегральном или пропорционально-интеграль­ но-дифференциальном режиме либо в пропорциональ­ ном режиме с большим коэффициентом усиления, т. е. малым статизмом). Важнейшими отличительными осо­ бенностями системы РИТМ, определяющими ее высокую техническую характеристику, является следующее.

Статическая точность регуляторов повышена, что до­ стигнуто в результате применения новых, более ста­ бильных варикапно-транзисторных усилителей постоян­ ного тока вместо ламповых и лампово-транзисторных. Временной и температурный дрейф нуля в новой серии усилителей на два порядка меньше, а также не нужна периодическая балансировка приборов. Предлагаемые усилители характеризуются большим коэффициентом усиления, что позволило уменьшить зону нечувствитель­ ности релейных регуляторов и «паразитный» статизм аналоговых регуляторов.

Повышение точности регулирования связано с пере­ водом питания дифференциально-трансформаторных

127

датчиков (ДТД) и термометров сопротивления на пита­ ние от стабилизатора, встроенного в измерительные бло­ ки. Питание ДТ-датчика в системе РИТМ, кроме того, осуществляется от высокочастотных источников. Это также способствует уменьшению погрешности при из­ мерении, так как при этом возрастает крутизна преоб­ разования датчиков и их фазовые характеристики улуч­ шаются.

Измерительные блоки новой системы обладают боль­ шим входным сопротивлением, что позволяет увеличить входное сопротивление по каналу каждого ДТ-датчика и тем самым снизить погрешности при изменении сопро­ тивления измерительной линии. Повышена точность ре­ гулирования температуры благодаря хорошей стаби­ лизации э. д. с. задатчиков и применению в измеритель­ ных блоках, работающих в комплекте с термопарами и термометрами сопротивления, новых высокостабильных магнитных модуляторов.

Обеспечивается более высокая динамическая точ­ ность регулирования. Это в основном достигнуто путем стабилизации параметров релейного регулирующего при­ бора, определяющего динамические характеристики: скорость обратной связи, гистерезиса, длительности включений. Применение повышенной частоты преобра­ зования сигналов обеспечивает также увеличение дина­ мической точности в результате расширения полосы пропускания усилителей измерительных блоков и регу­ лирующих приборов. Существенно улучшена импульс­ ная характеристика исполнительных механизмов и уменьшена зависимость эффективной скорости переме­ щения выходного вала сервомотора, работающего в пульсирующем режиме, от напряжения сети. Это достиг­ нуто благодаря использованию тиристорного пускателя вместо магнитного усилителя и эффективной системы торможения. Динамические характеристики релейного регулятора также благодаря этому стабилизированы.

Система РИТМ высокоуниверсальна, что определя­

ностью суммирования сигналов от этих датчиков в раз­

вать сигналы от трех ДТ-датчиков, четырех ДТ-датчи- ков, термопары, термопары и двух ДТ-датчиков одно-

128

временно, одного термометра сопротивления, двух тер­ мометров сопротивления.

На каждый измерительный блок при этом может быть также подан унифицированный сигнал постоянного тока 0—5 или 0—20 мВ. Введение сигнала задания от встроенного или выносного задатчика, а также изменения коэффициента передачи по каналу каждого датчика предусмотрены во всех измерительных блоках.

Система РИТМ также универсальна и в отношении динамики благодаря наличию ПИ — релейного, ПИД — аналогового регулятора и дифференциатора и широким диапазонам настроек, возможности введения перекрест­ ных связей между приборами (как статических, так и исчезающих). Благодаря этому самые сложные процес­ сы могут быть автоматизированы при помощи системы РИТМ.

Достигнута полная взаимозаменяемость приборов системы РИТМ за счет тарировки всех настроечных па­ раметров: зоны нечувствительности, гистерезиса, ско­ рости связи, времени изодрома, времени предварения, коэффициента пропорциональности, величины заданного значения параметра, а также настройки и стабилизации коэффициента усиления измерительных блоков.

Существенно возросла надежность аппаратуры

регулятора, тиристорного пускателя для управления электрическим исполнительным механизмом с асинхрон­ ным трехфазным двигателем. Этому способствовало то, что отпала необходимость во внешнем феррорезонансном стабилизаторе напряжения. Высокая степень мо­ дульности аппаратуры и широкое использование печат­ ного монтажа способствуют уменьшению числа отказов, что повышает надежность системы.

9. П. В. Артимович

Р А З Д Е Л II

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ ЗЕРНОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИИ

Г л а в а 3

ПРИБОРЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ МЕЛЬНИЦЫ

Приборы для автоматического контроля расхода зерна

Д ля контроля количественных показателей техноло­ гического процесса на мельницах применяют автомати­ ческие весы и расходомеры, которые устанавливают на различных этапах переработки зерна.

Автоматические весы. Чаще всего устанавливают пе­ ред подачей зерна на размол, в потоках муки всех сор­ тов и отрубей. При правильном обслуживании они обес­ печивают достаточно высокую точность взвешивания, а также возможность дистанционного контроля. Для это­ го применяют системы дистанционной передачи инфор­ мации о срабатывании весов при помощи электрических датчиков. Их включают в цепь электромагнитных счет­ чиков, дублирующих показания счетчиков весов на об­ щем щите.

Для регистрации срабатываний весов во времени применяют электрические самопишущие приборы. Их включают в цепь электрических датчиков (чаще всего конечных выключателей), установленных на весах и за­ мыкающих электрическую цепь при их опорожнении.

Автоматические весы позволяют получить суммарные величины и по ним судить о результатах работы мель­ ницы за прошедший период времени. Однако при опре­ делении часовой производительности трудно учесть ко­ личество продукта в подвесовом бункере, в ковше весов, точно выдержать интервалы времени между двумя от­ счетами и т. д.

Расходомеры. Контроль расхода при помощи авто­ матических расходомеров дает возможность по стрелке вторичного прибора определять производительность по-

130

тока в каждый момент времени и регистрировать его на диаграмме; кроме того, по счетчику интегратора, имею­ щегося на вторичном приборе, можно получать данные об общем количестве переработанного зерна или про­ дукции.

Следовательно, есть средства, обеспечивающие внед­ рение систем автоматического контроля расхода зерна и продуктов его переработки.

Основными требованиями, предъявляемыми к расхо­ домерам зерноперерабатывающих предприятий, являют­ ся простота и надежность конструкции, достаточно вы­ сокая точность и стабильность показаний, возможность использования в системах автоматического управления.

Для автоматического контроля расхода зерна в по­ токе во ВНИИЗ разработан вибролотковый расходомер (рис. 24), который предназначен для автоматического дистанционного измерения весового расхода зерна, по­ даваемого в вальцовый станок. Прибор позволяет по показанию стрелки контролировать загрузку каждой половины вальцового станка, по счетчику интегратора определять суммарное количество переработанного зер­ на и по записи на диаграмме судить о стабильности про­ цесса за какой-либо отрезок времени. Конструкция вйбролоткового расходомера обеспечивает также возмож­ ность установки отдельно каждой половины Датчика.

чика продуктом расходомер дает правильные показа­ ния. На точность показаний расходомера не влияют коле­ бания напряжения электрической сети питания в пре­ делах ±10%.

Вибролотковый расходомер используется как прибор для контроля и как датчик в системе автоматического регулирования весового расхода в сочетании с регуля­ тором. В последнем случае следует иметь в виду, что датчик расходомера представляет собой колебательное

звено с постоянной времени Р/2—2 с.

Возникающие вследствие этого колебания уменьша­ ют силу трения потока зерна о вибролоток и способст­ вуют самоочистке вибролотка от пыли. Жесткость урав­ новешивающих пружин можно регулировать. Для этого служит зажим, при перемещении которого от конца пружины к ее середине уменьшается жесткость пружин­ ной системы. Щиток сердечника индукционной катушки прикреплен' к концу кронштейна, имеющего продолго­

его ограничивается контргайкой. Измерительное устрой­ ство защищается от зерна и пыли при помощи уплотнительной диафрагмы.

Для регулирования количества подаваемого зерна служат секторные поворотные заслонки, управляют ко­ торыми при помощи рычагов. Секторные заслонки мо­ гут быть закреплены в положении «Закрыто» или уда­ лены, если не требуется регулировать поток зерна, а только контролировать его. Для измерения линейных, перемещений вибролотка, происходящих под действием давления потока зерна, предназначен индуктивный пре­ образователь, состоящий из индукционной катушки, сердечника, штока, подставки, стакана, пружины, шай­ бы и крышки. При помощи резьбы крышка может на­ винчиваться на стакан, сжимая пружину и перемещая внутри стакана индукционную катушку. Это позволяет устанавливать катушку в необходимом положении по отношению к находящемуся внутри нее сердечнику. Сер­

к плите — подставка.

Для автоматического дистанционного контроля рас­ хода продуктов переработки зерна применяют центро-

133

ка; /У — ш к а л а .

бежные расходомеры конструкции ВНИИЗ . Их можно также использовать для оперативного контроля произ­ водительности различных машин и потоков сыпучих продуктов, а также в качестве датчиков в системах автоматического регулирования.

Центробежные расходомеры имеют демпферы, что позволяет применять их для контроля неравномерных потоков при условии, что амплитуда колебания расхода не превышает 10% измеряемой величины, а частота ко­ лебания не менее 1 Гц.

Во время прохождения продукта через крыльчатку 1 статор 2 под действием момента реактивных сил пово­ рачивается на некоторый угол вокруг вертикальной оси 3 (рис. 25). Соединенный рычагом 4 со статором элек­

с напряжением на выходе вторичной обмотки индукци­ онной катушки датчика вторичного прибора 6.

В электронный усилитель 7 подается сигнал разба­ ланса. В результате этого профильный кулачок 9 при помощи электродвигателя 8 перемещает сердечник ин­ дукционной катушки до положения, при котором сигнал разбаланса будет равен нулю. По шкале 11 перемеща-

134