1. 1 Описание схемотехнического решения

1. Функциональная схема системы автоматического управления технологическим процессом электрохимических ванн

Система автоматического управления технологическим процессом электрохимических ванн состоит из следующих элементов:

1. микропроцессора, выполняющего функции задатчика, сравнивающего устройства, корректирующего устройства,

2. двигателя, использующегося в качестве элемента управления,

3. насоса, или исполнительного механизма,

4. измерительного органа – концентратомера

5. рабочей емкости

6. клапана

Регулирование концентрации кислоты в рабочей емкости производится следующим образом: посредством микропроцессора устанавливается требуемое значение регулируемой величины – концентрации кислоты. Сведения о действительном значении концентрации кислоты в рабочей емкости получают от специального измерительного органа – концентратомера. Информация о заданном и фактическом значении концентрации кислоты преобразуется в пропорциональное значение напряжения электрического тока. Оба соответствующие заданному и фактическому значениям напряжения сравниваются между собой в микропроцессоре. Микропроцессор посылает команду элементу управления (двигателю), а тот, в свою очередь включает исполнительный механизм (насос), который закачивает серную кислоту, на время, пока рассогласование не будет ликвидировано, то есть пока концентрация не достигнет требуемого уровня.

Функциональная схема САУ технологическим процессом электрохимических ванн представлена на рисунке 1.

Целью исследуемой системы является подержание заданного уровня концентрации кислоты.

1 – микропроцессор;

2 – двигатель;

3 – насос;

4 – концентратомер

5 – емкость

6 - клапан

Рисунок 1. Функциональная схема системы автоматического управления технологическим процессом электрохимических ванн

2 Выбор элементов локальной системы автоматики и расчет их передаточных функций

2.1 Выбор микропроцессора

Из всего многообразия выпускаемых промышленностью технических средств выберем микропроцессорное программируемое цикловое устройство (МЦПУ), предназначенное для циклового двухпозиционного управления манипуляторами и технологическим оборудованием, так как особенностью наиболее эффективного применения МПЦУ является управление автоматическими линиями при автоматизации технологических процессов. В нашей системе автоматизируется процесс регулирования концентрации кислоты в рабочей емкости, и по выполняемым функциям МПЦУ как нельзя лучше подходит к исследуемой САУ

МПЦУ рассчитано на эксплуатацию в закрытом помещении при температуре от +5 до +40⁰С, относительной влажности воздуха от 40 до 80% при 25⁰С и атмосферном давлении от 83,5 до 106 кПа (от 630 до 800 мм ртутного столба).

Технические характеристики МПЦУ:

МПЦУ изготовлено в соответствии с ТУ 37.002.0423-87 и комплектом КД 64.10.002.00.00.000 и по устойчивости к климатическим воздействиям должно соответствовать исполнению группы 5 по ГОСП 21552-84.

Тип управления: цикловой, программно логический.

Программируемые функции:

управление выходами на исполнительные устройства,

1. прием информации, поступающей от датчиков состояния оборудования,

2. формирование выдержек времени,

3. обращение к программам,

4. организация условных и безусловных переходов по программе.

Режим работы:

1) под управлением программы, записанной в память рабочих программ (автоматическое управление),

2) пошаговое выполнение программы,

3) запись команд в память рабочих программ (программирование),

5. просмотр программы (вывод на индикацию содержимого памяти рабочих программ).

Ввод и отладка программ, управление режимами работы с клавиатуры строенного пульта управления. Отображение информации на однострочном дисплее и светодиодных индикаторах пульта управления. [1, стр. 4]

Число клавиш для ввода информации……………………………………….17

Тактовая частота, МГц……………………………………………………….1,8

Система счисления при вводе информации с клавиатуры пульта управления и вывода ее на дисплей………………………………………...16-ричная

Период дискретности, с………………………………………………………..8

Наработка на отказ, ч……………………………………………не менее 5000

Средний срок службы до списания, лет…………………………..не менее 10

Среднее время восстановления,ч…………………………………не более 0,5

Напряжение питающей сети, В……………………………………………..220

Габаритные размеры, мм не более

Длина………………………………………………………………………..483

Ширина……………………………………………………………………...387

Высота………………………………………………………………………202

Масса, кг…………………………………………………………….не более 18