Санкт-Петербургский Государственный Технологический Институт (Технический Университет)

Кафедра автоматизации процессов химической промышленности

Факультет: 4

Курс: 4

Группа: 4892

Учебная дисциплина: Системы комплексной механизации

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Тема: Расчет частотно-импульсного дозатора с пневматическим управлением

Руководитель: Соколов М.В.

Студент: Максимов А.Ю.

Санкт-Петербург

2012

Задание

Вариант №13

Объем дозы – V_Д = 50 см3

Тип усилителя – РУП.1М

Диаметр трассы – d_тр = 4 мм

Длина трассы – L_тр = 100 м

P_Д = 0,05 Мпа

P₃ = 0,04 Мпа

Проводимость дросселя – прямая

Содержание

Введение……………………………………………………………………………

1. Описание структурной и принципиальной схем………………………….

2. Расчет динамических характеристик канала управления дозатором…….

3. Расчет частоты колебаний генератора импульсов………………………

4. Согласование параметров генератора с параметрами ЧИД………………

5. Описание конструктивного решения………………………………………

Выводы по работе…………………………………………………………...

Список литературы…………………………………………………………………

Приложения………………………………………………………………………...

Введение

При повышенных требованиях к точности регулирования среднего расхода жидкости вместо систем автоматического регулирования, включающих регуляторы и стандартные исполнительные устройства типа регулирующие клапаны, находят применение системы частотно-импульсного дозирования ЧИД, в состав которых входят аналого-частотный преобразователь АЧП и объемный дозатор Д. Дозатор, в свою очередь, состоит из мерной емкости МЕ, привода П и клапанов К, которые могут иметь как электрическое так и пневматическое управление. В последнем случае требуется преобразование выходного сигнала управляющего устройства Ру, представленного в аналоговой форме, в последовательность низкочастотных пневматических импульсов с помощью пневматического аналого-цифрового преобразователя ПАЧП. Структурная схема системы частотно-импульсного дозирования, включающая ПАЧП и Д, приведена на рисунке 1.

1. Описание структурной и принципиальной схемы

Регулирующее воздействие от управляющего устройства в виде унифицированного пневматического сигнала Р_у=(0.02-0.1) МПа подается на вход управляемого генератора импульсов УГИ пневматического аналого-частотного преобразователя ПАЧП, где преобразуется в частоту f пневматических импульсов. Необходимая длительность импульсов УГИ формируется импульсатором ИМП, усиливается усилителем мощности УМ и по импульсной трассе ИТ передается на дозатор Д. Дозатор преобразует импульсы командного давления Р_к в фиксированные объемы доз.

Диапазон частот ПАЧП определяется регламентом технологического процесса и свойствами объекта управления и обычно лежит в диапазоне от 1 до 0.01 Гц.

Производительность Q дозатора определяется из выражения:

Q=k V f,

где f – частота управляющих импульсов, V – объем дозы, k – периодичность дозатора (k=1 для однополупериодного дозатора и k=2 для двухполупериодного дозатора).

Период следования управляющих импульсов T=1/f должен удовлетворять условию:

Tt_вд +t_зд,

где t_д – время выдачи дозы, t_з – время заполнения мерной емкости дозатора.

При производительности дозатора выше 10 дм³/ч на выходе ПАЧП устанавливается усилитель мощности.

Время выдачи каждой дозы, определяемое параметрами ЧИД, должно быть меньше длительности командных импульсов Р_к, формируемых ПАЧП.

Рис.1 Структурная схема ЧИД

В качестве ПАЧП может применяться простейший управляемый генератор импульсов

Рис. 2 Принципиальная схема простейшего генератора импульсов

Простейший генератор пневматических импульсов может быть построен на основе мембранного пневмореле П1Р.1 системы УСЭППА и апериодического звена, состоящего из переменного дросселя Rп и пневмоемкости V, включенного в линию обратной связи реле. Принципиальная схема генератора представлена на рисунке 2.

Работает генератор следующим образом. В пневмокамеру В реле подается давление подпора Рп. В начальный момент времени, под действием давления подпора в камере В, подвижный мембранный блок реле опускается вниз при этом закрывается сопло в камере А и открывается сопло в камере Г, через которое воздух питания давлением Ро поступает на выход генератора, где сигнал Рвых становится равным логической 1. Сигнал Рвых поступает на вход апериодического звена и в камере Б давление начинает возрастать. Далее, когда давление в камере Б Р_б=Р_ср реле срабатывает, мембранный блок поднимается вверх, сопло в камере А открывается, а в камере Г закрывается. На выходе генератора сигнал становится равным логическому 0, при этом через камеру А начинает опорожняться камера Б и емкость V. Давление Р_б уменьшается и при Р_б=Р_отп реле отпускает. Мембранный блок вновь опускается вниз. Ввиду того, что время опорожнения пневмоемкости всегда несколько больше времени ее наполнения, длительность паузы t_п всегда несколько больше длительности импульса t_им.