Диплом 2. Автоматическое регулирование
 Скачать 145.41 Kb.
|
|
- 2450 предназначен для работы в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами и обеспечивает непрерывное преобразование значения измеряемого параметра - избыточного давления нейтральных и агрессивных сред в унифицированный токовый выходной сигнал дистанционной передачи. Принцип действия дифманометра Сапфир-22 ДД - 2450 основан на явлении тензоэффекта, т.е. способность материалов при их механической деформации изменять свое электрическое сопротивление. Чувствительным элементом тензопреобразователя является пластина из монокристаллического сапфира с кремниевыми пленочными тензорезисторами (тензомодуль). Тензомодуль состоит из сапфировой мембраны (подложки), на которую наклеивается или напыляется тонкая пленка монокристаллического кремния, пронизанная тензорезисторами, соединенными в мостовую схему. [6] 3.4 Термоэлектрический термопреобразователь ТП-2088/1 В качестве первичного прибора для измерения температуры выбрали термоэлектрический термопреобразователь ТП-2088/1 с чувствительным элементом хромель-алюмель с диапазоном измерения от -40 до +850оС. Термоэлектрический термопреобразователь ТП-2088/1 предназначен для измерения температуры жидких и газообразных сред в различных отраслях промышленности. В качестве вторичных приборов работающими с термоэлектрическими термопреобразователями используются милливольтметры и потенциометры. Принцип действия основан на свойстве металлов и сплавов создавать термоэлектродвижущую силу, которая заключается в том, что в замкнутом контуре, состоящем из двух разнородных проводников, непрерывно течёт электрический ток, если места соединения проводников имеют разную температуры. Защитный чехол термометра представляет закрытую с одного конца трубку, предохраняющую термоэлектроды от воздействия внешней среды. Чехлы изготавливают из стали 12Х18Н10Т. Термоэлектроды термометра от спая до зажимов тщательно изолируются. В качестве изоляции применяются двухканальные бусы из фарфора. Головка термометра, закрытая съёмной крышкой и имеющая водозащитное исполнение, изготавливается из бакелита и жёстко соединяется с открытым концом защитного чехла. На поверхности головки закреплена металлическая табличка, на которой указаны технические характеристики. Для ввода в головку внешних соединительных проводов служит штуцер с уплотнением. [7] 3.5 Автоматический потенциометр КСП4 – 001 В качестве вторичного прибора для термоэлектрического термопреобразователя ТП-2088/1 используется потенциометр типа КСП4 - 001. Автоматический потенциометр типа КСП4 - 001 является прибором, предназначенным для измерения, регистрации и регулирования (при наличие регулирующего устройства) температуры и других величин, изменение значений которых может быть преобразовано в изменение напряжения постоянного тока. При отклонении температуры измеряемой среды на вход электронного усилителя подаётся напряжение постоянного тока, вызванное разбалансом измерительной схемы. Это напряжение преобразуется в усилителе в напряжение переменного тока и усиливается до достаточного значения для работы реверсивного двигателя. Последний при помощи кинематической системы перемещается влево или вправо, в зависимости от понижения или повышения измеряемой температуры, подвижную каретку отсчётного устройства с закрепленными на ней токосъёмным движком реохорда, указательной стрелкой и пером. Показания потенциометра отсчитываются в оС по линейно шкале и записываются на диаграммной ленте. Реверсивный двигатель находится в работе до тех пор, пока не наступит новое состояние равновесия измерительной схемы. Длина линейно шкалы и ширина диаграммной ленты 250 мм. Основная погрешность показаний прибора ±0.25 и записи ± 0.5%. 3.6 Трубчато-пружинный манометр типа МПЭ с ММП В дипломном проекте для измерения давления используем трубчато-пружинный манометр типа МПЭ, с диапазоном измерения 2,5 – 60 МПа. Электрический трубчато-пружинный манометр типа МПЭ относится к числу магнитомодуляционных преобразователей давления. Класс точности прибора 1. Прибор предназначен для измерения избыточного, абсолютного и вакуумметрического давлений газа или жидкости, а также для измерения перепада давления среды. Принцип действия манометров типа МПЭ заключается в следующем. Измеряемое давление воздействует на трубчатую пружину, которая деформируясь, приводит к перемещению по вертикали сидящего на ней небольшого постоянного магнита, называемого плунжером. При своём движении плунжер оказывает влияние на магнитомодуляционный преобразователь (ММП), выходной сигнал которого после усиления в усилительном устройстве поступает в виде сигнала постоянного тока на вторичный прибор. Манометр типа МПЭ содержит трубчатую пружину, закрепленную в держателе с помощью втулки. К свободному концу пружины подвешен на рычаге магнитный плунжер, расположенный в сидящем на держателе магнитомодуляционном преобразователе. Рядом с последним на откидном кронштейне закреплено усилительное устройство. Прибор заключен в стальной корпус с защитным кожухом, приспособленный для утопленного монтажа. Подключение соединительных проводов осуществляется посредством коробки зажимов. Трубчато-пружинный манометр типа МПЭ обладают рядом достоинств: возможностью подключения нескольких вторичных приборов к одному преобразователю, достаточно высокой виброустойчивостью и надёжностью, обладают высокой чувствительностью и быстродействием, пригоден для работы при наличии в нём пыли и водяных брызг. На электрической схеме изображены элементы усилительного устройства и магнитомодуляционного преобразователя (ММП). Магнитомодуляционный преобразователь ММП имеет сердечники (магнитопроводы) Ι и ΙΙ, на которых сидят катушки. Каждая катушка состоит из двух обмоток – возбуждения (правая) и обратной связи (левая). Обмотки возбуждения с подключенными к ним выпрямительными диодами Д1 и Д2 образуют два плеча неуравновешенного моста, другими плечами служат резисторы R1 и R2. К одной диагонали моста подводится напряжение питания через стабилитрон Д3 и ограничивающий резистор R3 от силового трансформатора Tp усилительного устройства, с другой стороны снимается напряжение разбаланса постоянного тока. Между катушками преобразователя находится магнитный плунжер П, жестко связанный с чувствительным элементом манометра. Магнитный поток плунжера всегда противоположен магнитному потоку обмотку обратной связи и может совпадать или быть противоположным магнитному потоку обмоток возбуждения в зависимости от фазы питающего напряжения. При среднем положении плунжера относительно катушек токи в обеих цепях обмоток возбуждения одинаковы и разность потенциалов на фильтрующем конденсаторе С1 равна нулю. Смещение плунжера вверх или вниз под влиянием измеряемого давления нарушает состояние равновесия моста и вызывает появление на выходе преобразователя постоянного напряжения. Знак этого напряжения определяется знаком разности воздействий на обмотки возбуждения магнитного поля плунжера и обмоток обратной связи, значение определяется значением этой разности. Усиление сигнала от преобразователя производится в полупроводниковом усилительном устройстве, содержащем усилитель постоянного тока Т1, выполненный на интегральной микросхеме, усилитель мощности Т2, выполненный на транзисторе и источник питания. Защита усилителя Т1 от перегрузки осуществляется ограничительным резистором R4, улучшение работы усилителя Т2 осуществляется резистором обратной связи R5 в эмитерной цепи транзистора. Конденсатор C2 предназначен для сглаживания пульсаций выходного сигнала, резистор R6 предназначен для получения в выходной цепи манометра небольшого начального противотока с целью обеспечения регулировки электрического нуля вторичного прибора. Резистор R7 определяет коэффициент обратной связи и диапазон показаний манометра. Добавочный резистор R8 уменьшает погрешность манометра при измерении сопротивления обмоток обратной связи под влиянием температуры окружающего воздуха. Питание усилительного устройства осуществляется от силового трансформатора посредством двухполупериодного выпрямителя на диодах Д4-Д7, фильтрующей цепочки С3, R3 и R10, ограничивающего резистора R11 и стабилитронов Д8-Д12. Стабилитроны Д8-Д12 служат в качестве делителей напряжения для питания усилителей Т1 и Т2. Диапазон изменения выходного сигнала манометра 0 – 5 мА постоянного тока и допустимая нагрузка внешней цепи 2,5 кОм. Манометр присоединяется к сети переменного тока напряжением 220 В, частотой 50 Гц. Потребляемая прибором мощность 5 В·А. [8] 3.7 Тахометр ИП – 114 Тахометр ИП-114 - предназначен для бесконтактного измерения частоты вращения вала турбины из хромоникелевых ферромагнитных сталей с индикацией в цифровой форме, преобразования частоты вращения в унифицированный сигнал постоянного тока и сигнализации при достижении заданного значения. Тахометр выдает сигнал останова турбины, имеет режим запоминания максимума частоты вращения и режим измерения зазора датчика относительно вала турбины, имеет установку на понижение частоты вращения и быструю установку. Применяется для любых типов турбин или подобного оборудования. Характеристики тахометра: а) диапазон измерения частоты вращения, об/мин - 0…10000; б) дискретность измерения - 1 об/мин; в) длина кабеля датчика, м - 5±0,1; г) абсолютная погрешность измерения частоты, об/мин - не более ± 1; д) основная приведенная погрешность унифицированного сигнала, % - не более ± 1; е) средний срок службы, лет – 10. [9] 3.8 Регулирующий прибор Ремиконт – Р130 Использование вычислительной техники в качестве или в составе регулирующих блоков позволяет значительно улучшить работу регулирующей аппаратуры. Это связано с множеством положительных качестве вычислительной техники: высокое быстродействие, возможность перепрограммирования, большой объем памяти, в которой можно запоминать множество алгоритмов управления, малая зависимость от качества источников питания и нагрузки. Особенно выявляются преимущества вычислительной техники в связи с использованием микроконтроллеров, основные достоинства которых связаны с их огромной вычислительной способностью при минимальных размерах, чаще всего это одна интегральная микросхема. Однако микроконтроллеры, как и вся вычислительная техника, обладают и недостатком, ограничивающим их применение: для их программирования необходима достаточно высокая профессиональная подготовка. Выход из этого противоречия заключается в специализации микроконтроллеров для решения определенных задач. В таких микроконтроллерах профессиональная часть, требующая знания микроконтроллера, выполняется программистами в виде самостоятельных блоков и записывается в постоянную память. Взаимосвязь между блоками и приспособление их к конкретным условиям осуществляется пользователями путем задания с пультов управления необходимых данных. Таким образом, пользователь должен знать небольшое количество правил для задания необходимого процесса. Для автоматического регулирования тепловых энергетических процессов разработана регулирующая модель микроконтроллера Ремиконт – Р130, блочно – модульная структура которого позволяет конструктору проводить компоновку оборудования в соответствии с функциональными требованиями замкнутой системы объект – регулятор. Блок контроллера является основным блоком. Он имеет множество модификаций и предназначен для преобразования, обработки и контроля поступающей информации в соответствии с требуемыми алгоритмами. На лицевой панели блока контроллера имеется необходимая клавиатура и индикация. В блок контроллера с помощью разъемов вставляются модуль процессора и модуль контроля и программирования. В модуль процессора записывается постоянная информация, стереть которую можно только с использованием блока стирания. Для стирания информации модуль процессора извлекается из блока контроллера и помещается в блок стирания. Так как ОЗУ контроллера является энергозависимой памятью динамического типа, для безаварийной работы (при отключении внешнего напряжения) к модулю стабилизированного напряжения контроллера присоединена аккумуляторная батарея, как резервный источник питания. Пульт настройки служит для технологической настройки и программирования контроллера. С помощью кабеля он присоединяется к разъему на лицевой панели контроллера. После выполнения указанных операций пульт может быть отключен. Контроллер содержит обширную библиотеку алгоритмов, достаточную для того, чтобы решать сложные задачи автоматического регулирования, а также статические, математические, аналого-дискретные и дискретно-аналоговые преобразования. Алгоритмы содержатся в ПЗУ. Контроллер содержит до 99 алгоритмических блоков (алгоблоков), в каждый из которых может быть занесен любой из алгоритмов. Только занесенный в алгоблок алгоритм может работать в системе регулирования. Каждый алгоритм имеет входы: настроечные, которые изменяют его параметры настройки, и сигнальные, которые обрабатываются в соответствии с назначением алгоритма. На настроечный вход может подаваться, например, постоянная времени, коэффициент усиления; на сигнальный вход может поступать сигнал с датчика, с предыдущего блока. Выходы алгоритма, являющиеся результатом работы алгоритма в соответствии с входными сигналами, предназначены для связи с другими алгоритмами (конфигурирования). Однако бывают входы и выходы, имеющие специальное назначение. Они не предназначены для конфигурирования, недоступны для программирования. Но такие входы и выходы при помещении алгоритма в алгоблок автоматически подключаются с аппаратурой, которую они призваны обслуживать. Обслуживание алгоритмов осуществляется в том порядке, в каком они запрограммированы. Время цикла программируется. Запрограммированное время должно быть больше времени выполнения программы. Если программа выполнена ранее запрограммированного цикла, оставшееся время используется на самодиагностику контроллера. Программа, записанная в контроллере, в процессе работы может корректироваться, подвергаться оперативному управлению. Для этого используется лицевая панель контроллера или имеющиеся блоки ручного управления, ручные задатчики. В контроллере имеются следующие модули приема и выдачи внешних сигналов: аналоговых сигналов; дискретных сигналов; аналогово –дискретных сигналов. Ремиконт имеет три модификации, каждая из которых преимущественно предназначена для осуществления функций, определяемых названием этих моделей: регулирующая модель (в основе аналоговое регулирование); логическая модель (в основе логическое управление), непрерывно-дискретная модель (оба вида регулирования, но в усеченном виде). Наличие программ (алгоритмов) в каждой модели определяется техническими условиями на каждую из моделей. Каждый из алгоритмов имеет свой код, который используется для перемещения алгоритма из библиотеки в алгоблок. Данный микроконтроллер работает по пропорционально-интегральному закону регулирования. [10] 3.9 Блок управления БУ-21 Блок управления релейного регулятора БУ-21 предназначен для ручного переключения управления с нагрузкой релейного регулирующего блока с автоматической А на ручное Р или внешнее В и для коммутации цепей ручного управления. Блок управления БУ-21 рассчитан для эксплуатации в закрытых взрывобезопасных помещениях при отсутствии агрессивных примесей в окружающем воздухе при следующих условиях: а) рабочая температура воздуха при эксплуатации - от 5 до 50; б) верхнее значение относительной влажности воздуха, % - 80 при 35°С и более низких температурах без конденсации влаги; в) атмосферное давлении, кПа - от 10 до 84; г) агрессивные и взрывоопасные компоненты в окружающем воздухе должны отсутствовать; д) монтаж щитовой, утопленный. Допустимые электрические нагрузки переключателя управления и кнопочного переключателя блока должны находится в пределах, указанных в технической документации. Световая сигнализация напряжения постоянного или переменного тока величиной до 35В осуществляется двумя светодиодами с кнопкой индикации И. Вероятность безотказной работы блока 0,98 за 2000 ч. [11] 3.10 Пускатель бесконтактный реверсивный ПБР-3 Пускатель ПБР-3 предназначен для бесконтактного реверсивного управления электрическими исполнительными механизмами, в приводе которых использованы трехфазные электродвигатели. Пускатель ПБР-3 обеспечивает пуск и реверс трехфазного синхронного электродвигателя. Электрическое питание пускателя ПБР — трехфазная сеть переменного тока с номинальным напряжением 220-380В частотой 50Гц. Допустимое отклонение напряжения питания от номинального — от минус 15 до плюс 10%. Динамические характеристики пускателя: быстродействие (время запаздывания выходного тока при подаче и снятии управляющего сигнала) — не более 25 мс; разница между длительностями входного и выходного сигнала — не более 20 мс. Мощность, потребляемая пускателем — не более 5 Вт. Напряжение источника питания цепей управления 18-30В (среднее значение двухполупериодного выпрямленного тока). Источник допускает также подключение внешней нагрузки между клеммами 8 и 10. Максимальный ток, потребляемый нагрузкой, не должен быть не более 100мА. Пускатель ПБР-3 состоит из платы, кожуха и передней панели. На передней панели расположены клеммные колодки для подключения пускателя к внешним цепям, а также винт заземления. Клеммные колодки закрываются крышками. На плате устанавливаются элементы схемы пускателя. Плата вставляется в кожух и закрепляется двумя винтами. Пускатель рассчитан на установку на вертикальной или горизонтальной плоскости. Положение в пространстве — любое. Крепление пускателя осуществляется двумя болтами М6, которые установлены на задней стенке кожуха. [12] 3.11 Исполнительный механизм электрический однооборотный МЭО-630/63-0,25 Назначение: а) для перемещения регулирующих органов в системах автоматического регулирования технологическими процессами в соответствии с командными сигналами, поступающими от регулирующих и управляющих устройств; б) может применяться в различных отраслях народного хозяйства: в газовой, нефтяной, металлургической, пищевой промышленности, в жилищно-коммунальном хозяйстве и других. Принцип работы заключается в преобразовании электрического сигнала, поступающего от регулирующего или управляющего устройства, во вращательное перемещение выходного вала. Функциональные особенности МЭО-630/63-0,25: а) управление механизмом как бесконтактное, так и контактное; б) механизм обеспечивает фиксацию положения выходного вала при отсутствии напряжения питания; в) является восстанавливаемым, ремонтируемым, однофункциональным изделием; г) механизм допускает установку с любым пространственным расположением выходного вала непосредственно на регулировочном органе или на промежуточных конструкциях. Краткие технические характеристики МЭО: а) номинальный полный ход выходного вала 63 оборота; б) номинальный крутящийся момент на выходном валу- 630 оборотов; в) питание 360-380В. [13] 3.12 Задатчик ручного управления РЗД-22 Задатчик ручной РЗД-22 относится к изделиям Государственной системы промышленных приборов и средств автоматизации и рассчитан на применение в автоматизированных системах управления технологическими процессами (АСУТП) и предназначен для ручной установка сигналов задания для стабилизирующих регуляторов и регуляторов соотношения, преобразования одного вида унифицированного сигнала постоянного тока или напряжения в другой. Условия эксплуатации: а) температура от плюс 5 до плюс 50°С; б) относительная влажность при температуре 35°С от 30 до 80 %; в) вибрация: частота - до 25 Гц; амплитуда-до 0,1мм; г) магнитные поля постоянные или переменные 50 Гц, до 400 А/м. Задатчик РЗД-22 конструктивно состоит из сборного каркаса, имеющего переднюю и заднюю панели, соединенные боковинами. Задатчик защищен кожухом и рассчитан на установку на пульте или щите. Крепление к щиту (пульту) осуществляется со стороны передней панели при помощи двух винтов. На передней панели задатчика расположена ручка установки задания, шкала на 50 делений, табличка для нанесения надписей. Ручка насажена на ось потенциометра, закрепленного на панели. К передней панели крепятся также подстроечные резисторы, доступ к которым осуществляется через отверстие с соответствующими надписями, находящимися под табличкой. Остальные элементы схемы расположены на печатной плате, которая крепится к боковинам с помощью винтов. Соединение задатчика с внешними цепями осуществляется при помощи разъема, расположенного на задней панели. На задней панели имеется винт для заземления задатчика. Технические характеристики: а) выходной сигнал 0-4 мА при входном сопротивлении не более 100 Ом; б) выходной сигнал 4-20 мА при сопротивлении нагрузки 1 кОм; в) питание осуществляется переменным однофазным током с напряжением 220, 240 или 24 В при отклонении от минус 15 до плюс 10 % и частотой 50 или 60 Гц; г) погрешность преобразования входных сигналов в пределах ±1,5 % от максимального значения выходного сигнала; д) пульсация выходного сигнала задатчика РЗД-22 не превышает ±0,3 % от максимального значения выходного сигнала; е) мощность, не превышает 4 В·А. Специального технического обслуживания данный задатчик не требует. Для обеспечения нормальной работы рекомендуется выполнять в установленные сроки следующие мероприятия: а) проверить правильность действия в составе средств автоматического регулирования по показаниям контрольно-измерительных приборов, фиксирующих протекание технологического процесса; б) при работе задатчикв в условиях повышенной запыленности сдувать сухим чистым сжатым воздухом пыль с внешнего контактного разъема; в) Один раз в год, а также в период капитального ремонта основного оборудования и после ремонта задатчиков производить проверку технического состояния и функционирования. [14] 5 Разработка специального задания Преобразователь разности давления Сапфир-22 ДД |