В.А. Старовойтов Установка подготовки сжатого воздуха с автоматическим управлением

10

Начавши работать, компрессор поднимает давление воздуха в ресивере от нулевого значения до минимального заданного (Pmin), устанавливаемого оператором (студентом) для данного процесса.

При достижении показывающей стрелкой ЭКМ стрелки задания Рmin происходит размыкание контакта ЭКМ (min), питание обмотки магнитного пускателя МП осуществляется по шунтирующей цепи 3.

При достижении показывающей стрелкой ЭКМ стрелки задания максимального давления происходит замыкание контакта ЭКМ (max) и, как следствие, протекание тока через обмотку реле Р2. Срабатывание реле Р2 вызывает размыкание его контакта в цепи 3 питания обмотки МП. Обесточивание последнего ведёт к размыканию всех контактов МП, что в свою очередь вызывает остановку электродвигателя.

Так как компрессор прекратил работу, а расход воздуха из ресивера происходит постоянно, то давление в нем начинает падать. Показывающая стрелка ЭКМ, естественно, реагирует на это и начинает это перемещение эквивалентно размыканию контакта ЭКМ (max), т.е. разрыву цепи питания катушки реле Р2. Обесточивание катушки реле Р2 вызывает замыкание ранее разомкнутого контакта Р2 в цепи питания (3) катушки магнитного пускателя М2.

Давление продолжает падать до тех пор, пока указательная стрелка не дойдет до стрелки задания минимального давления. При этом контакт ЭКМ (min) замыкается, и разрывы в цепи питания катушки МП отсутствуют. Магнитный пускатель МП срабатывает, и электродвигатель компрессора снова запускается. Компрессор поднимает давление уже от минимального значения, а не от нулевого, как это было изначально, до максимального. Цикл повторяется без вмешательства оператора, время цикла зависит от расхода воздуха в системе: чем он больше, тем чаще включение и выключение. Таким образом, осуществляется автоматическое регулирование давления воздуха на выходе из ресивера.

Сужение диапазона между Рmin и Рmax также вызывает частые срабатывания электромеханических устройств (реле и магнитного пускателя), что существенно снижает срок их эксплуатации.

В любом случае имеют место заметные пульсации давления на выходе из ресивера. Для снижения этих пульсаций используется стабилизатор давления воздуха СДВ-6, имеющий следующие характеристики:

1)максимальный расход воздуха, м3/ч – 6;

2)допускаемое давление на входе, МПа (кгс/см2) – 0,35÷0,8 (3,5÷8);

11

3) предел регулирования давления на выходе, МПа (кгс/см2) – 0,02÷0,3. Стабилизатор представляет собой мембранной регулятор, узлы и

детали которого (рис. 7) образуют следующие камеры: А – камера входного давления;

В– камера выходного давления, состоящая из двух частей: верхней – под мембраной 9; и нижней – под мембранной коробкой 5;

В– полость между мембранами мембранной коробки, сообщающаяся с атмосферой через отверстия в диске 3;

Г – усилительная камера.

Во время работы стабилизатора равновесное состояние его деталей нарушается в двух основных разрозненных или действующих одновременно случаях:

-при изменении давления воздуха на входе;

-при изменении потребления воздуха из стабилизатора.

Стабилизация выходного давления при этом происходит следующим образом.

Если давление в камере В возросло (уменьшилось потребление воздуха или увеличилось давление на входе), мембрана прогибается вверх, в связи с чем увеличивается зазор между заслонкой и соплом, и в камере Г давление понижается. Жесткий центр перемещается вверх, и клапан прикрывает отверстие в основании 1 до момента уравновешивания силы сжатия силовой пружины.

Если давление в камере В упало (возросло потребление воздуха или уменьшилось давление на входе), стабилизация выходного давления происходит аналогично, но в обратном направлении.

При резком аварийном возрастании давления на выходе, сопровождаемом чрезмерным прогибом мембраны (9), аварийный клапан (10) отделяется от керна (11), задерживаемого ограничителем (7), и камера выходного давления сообщается с атмосферой через отверстия в аварийном клапане (10) и крышке (18).

12

Рис. 7. Стабилизатор давления воздуха СДВ-6

Для очистки сжатого воздуха от пыли, влаги и масла используется воздушный фильтр, конструкция которого представлена на рис. 8.

13

Рис. 8. Фильтр воздушный

При поступлении воздуха через штуцер (4) во внутреннюю полость корпуса 1 скорость его снижается, вследствие чего частицы пыли и влаги оседают на дно корпуса фильтра. Дополнительно пыль и влага задерживаются фильтрующими фетровыми прокладками (3). Выходящий воздух отводится через штуцер (2). Вентиль (5) служит для спуска выделяющейся влаги. Фильтр рассчитан на максимальное статическое давление подводимого воздуха 9,8·105 Н/м2 (10 кгс/см2).

Для транспортировки воздуха от компрессора до технологических установок (лабораторные стенды) используются медные, латунные, пластмассовые и алюминиевые трубки. Эти трубки стойки против коррозии, которая возможна в случае появления влаги в транспортируемом воздухе. Проходные сечения трубок рассчитываются по специальным методам, учитывающим постоянную времени Т линии передачи.

14

Органы управления установки и световые индикаторы сигнализации размещены на лицевой стороне шунта в соответствии с рис. 9.

Рис. 9. Расположение аппаратуры управления и сигнализации на шунте:

1 – кнопка “стоп”; 2 – кнопка “пуск”; 3 – светодиод нижний границы давления “мало”; 4 – светодиод нормального давления “норма”; 5 – светодиод верней границы давления “много”; 6 – манометр электроконтактный типа ЭКМ-1У; 7 – орган установочного задания; 8 – переключатель сетевого напряжения

5. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

Ознакомиться с настоящими методическими указаниями, определить местонахождение оборудования и технических средств автоматизации установки.

Получить у преподавателя задание на установку пределов диапазона регулируемого давления и, используя отвертку, с помощью органа 7 реализовать его на электроконтактном манометре 6. С разрешения преподавателя запустить установку, для чего сначала необходимо подать питание на электрическую схему (см. рис. 6). Это осуществляется

15

нажатием переключателя 8 в верхнюю его часть с индексом “1”. При этом должна загореться подсветка переключения.

После этого нажатием кнопки “пуск” установка приводится в действие.

Начиная с этого момента следует внимательно следить за перемещением показывающей стрелки ЭКМ, которая при возрастании давления воздуха, подаваемого работающим компрессором, должна остановиться на верхнем значении заданного диапазона давления, при достижении этого давления компрессор должен остановиться, и показывающая стрелка ЭКМ после этого начнет двигаться обратно, т.к. давление в ресивере будет падать из-за наличия расхода воздуха, необходимого для питания пневмоприборов.

При достижении стрелкой нижней границы заданного давления произойдет автоматический запуск компрессора, и давление будет возрастать опять до верхней границы заданного диапазона давления. Затем произойдет отклонение компрессора, потом снова включение и т.д.

Таким образом, автоматическое включение и отключение компрессора в соответствии с заданным диапазоном давления будет осуществляться весь период времени, необходимый для производственных (учебных) нужд. Чтобы убедиться в работоспособности системы автоматизации, достаточно осуществить наблюдения за 4–5 циклами типа “включено – отключено”, отмечая их продолжительность, а затем независимо от показаний ЭКМ отключить систему управления, нажав кнопку 1 “стоп”.

Дождавшись падения давления в ресивере до нуля “0”, измените задание системе, установив на ЭКМ более узкий диапазон регулируемого давления. Запустите систему, нажав кнопку 2 “пуск”. Наблюдайте работу установки также в течение 4-5 циклов и отметив их продолжительность, постарайтесь сделать соответствующие выводы.

Отключите установку, нажав кнопку 1 “Стоп”, а затем переключатель 8 в нижней его части (подсветка должна погаснуть).

В любом из режимов работы необходимо вести наблюдения за световой сигнализацией (светодиоды 3-5). При этом желательно отмечать согласованность зажигания (угасания) светодиодов с моментами включения (отключения) компрессора.

16

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Какие машины и аппараты входят в технологическую установку подготовки сжатого воздуха?

2.На основе каких элементов выполнено управляющее устройство системы автоматического управления установкой?

3.Для чего предназначен и каким образом работает воздушный фильтр?

4.Какого типа командный сигнал формируется ЭКМ: аналоговый или дискретный?

5.Объясните последовательность работы элементов автоматики в системе управления установкой.

6.Каким образом осуществляется стабилизация давления сжатого воздуха в СДВ-6?

7.Объясните принцип действия электроконтактного манометра.

8.Изобразите конструктивные схемы электромагнитного реле и магнитного пускателя. Объясните их принцип действия.

9.Что является исполнительным устройством в автоматической системе управления давления сжатого воздуха?

10.К чему ведет чрезмерное изменение диапазона регулируемого давления?

11.Можно ли с помощью только одного ЭКМ (без использования промежуточных реле) организовать систему автоматического управления давления в ресивере?

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.Промышленные приборы и средства автоматизации: Справ. / Под общ. ред. В. В. Черенкова. – Л.: Машиностроение, 1987. – 552 с.

2.Кулаков М. В. Технологические измерения и приборы для химических производств. – М.: Машиностроение, 1983. – 423 с.

17

Составители

ВЛАДИМИР АЛЕКСЕЕВИЧ СТАРОВОЙТОВ НАДЕЖДА МИХАЙЛОВНА ШАУЛЕВА

УСТАНОВКА ПОДГОТОВКИ СЖАТОГО ВОЗДУХА С АВТОМАТИЧЕСКИМ УПРАВЛЕНИЕМ

Методические указания к лабораторной работе по курсу “ Машины и установки типовых технологических

процессов “ для студентов специальности 180400

“Электропривод и автоматика промышленных установок

итехнологических комплексов “

икурсу “ Управление техническими системами “ для студентов специальности 170100

“ Горные машины и оборудование “ всех форм обучения

Редактор Е.Л. Наркевич

ИД№ 06536 от 16.01.02

Подписано в печать 29.03.02. Формат 60х84/16. Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Уч.-изд. л. 1,0 . Тираж 50 экз. Заказ

ГУ Кузбасский государственный технический университет. 650026, Кемерово, ул. Весенняя, 28.

Типография ГУ Кузбасский государственный технический университет. 650099, Кемерово, ул. Д. Бедного, 4А.