Схема 25. Позиционное регулирование уровня жидкости в емкости Е1, сигнализация.
Уровень жидкости в емкости будет всегда в интервале (1-2) м за счет включения и выключения электромагнитного клапана (25-4) на линии подачи жидкости.
Уровнемер APEX (25-1) подает сигнал (4-20) мА о текущем значении уровня на вторичный прибор (25-2), где уровень фиксируется, регистрируется, сигнализируется отклонение уровня от крайний значения 1м и 2м. Погрешность канала измерения составляет:
ε =  = 0,502%
Так же сигнал (4-20) мА поступает на контроллер РСУ, где высвечивается измеренное значение уровня. Если величина уровня выходит за установленные границы, то контроллер выдает дискретный сигнал. В результате магнитный пускатель (25-3) срабатывает и включает (выключает) электромагнитный клапан (25-4) на линии подачи жидкости. Контур от ЭВМ работает аналогично.
Схема 26. Регулирование уровня жидкости в емкости Е2.
Уровень жидкости регулируется сливом. Уровнемер буйковый (26-1) измеряет текущее значение уровня. Заданное значение 3 м. Пневмосигнал с (26-1) преобразуется в токовый (4-20) мА. Погрешность канала измерения составляет:
ε =  = 1,8%
Контроллер РСУ высвечивает значение уровня. При наличии сигнала рассогласования контроллер вырабатывает регулирующее воздействие (4-20) мА, которое изменяет положение затвора клапана (26-3). Таким образом, поддерживается величина уровня 3 м.
ЭВМ воспринимает текущее значение уровня, регистрирует его в виде графика и выдает регулирующее воздействие.
Схема 27. Контроль объемной доли компонента бинарной газовой смеси (СО), сигнализация, включение аварийной вентиляции.
При превышении в атмосфере цеха концентрации СО величины ПДК – 0,5% включается аварийная вентиляция.
Газоанализатор (27-1) воспринимает текущее значение концентрации СО в атмосфере цеха. Вторичный прибор (27-2) фиксирует, регистрирует значение концентрации и сигнализирует его превышение. Погрешность канала измерения составляет:
ε =  = 1,12%
С прибора (27-2) сигнал (4-20) мА поступает на контроллер ПАЗ. При значении концентрации СО выше ПДК контроллер вырабатывает дискретный сигнал. Включается магнитный пускатель (27-3), который в свою очередь, включает электродвигатель М4 вентилятора. Контур от ЭВМ работает аналогично.
Схема 28. Регулирование относительной влажности воздуха в помещении цеха.
Заданное значение относительной влажности 60% воздуха в помещении достигается изменением подачи пара в атмосферу цеха.
Измерительный преобразователь относительной влажности (28-1) преобразует значение измеренной величины в сигнал (4-20) мА, который фиксируется, регистрируется и сигнализируется прибором (28-2). Погрешность канала измерения составляет:
ε =  = 2,06%
Токовый сигнал поступает на контроллер РСУ, где высвечивается. При наличии рассогласования контроллер вырабатывает регулирующее воздействие в виде (4-20) мА, которое перемещает затвор клапана (28-3), стабилизируя подачей пара влажность в помещении 60%. Контур от ЭВМ работает аналогично.
Схема 29. Регулирование pH среды.
Достижение pH=7 осуществляется изменением подачи раствора щёлочи. Датчик рH-метра (29-1) фиксирует текущее значение кислотности, которое показывается и регистрируется вторичным прибором (29-3). Погрешность канала измерения составляет:
ε =  = 0,51%
Токовый сигнал (4-20) мА поступает на контроллер РСУ, где высвечивается текущее значение pH. При наличии рассогласования контроллер РСУ вырабатывает регулирующее воздействие (4-20) мА, которое, воздействуя на клапан (29-4), перемещает затвор. В результате pH среды стабилизируется на уровне 7. Контур от ЭВМ работает аналогично.
Схема 30. Контроль плотности жидкой среды.
Плотномер (30-1), установленный по месту, фиксирует значение плотности среды. Нормирующий преобразователь (30-2) преобразует входной сигнал (0-10) мВ в (4-20) мА. Этот токовый сигнал фиксируется, регистрируется прибором (30-3). Погрешность канала измерения составляет:
ε =  = 1,22%
Токовый сигнал (4-20) мА поступает на контроллер РСУ, где высвечивается. Также этот сигнал по адресу В30 поступает в ЭВМ, где он регистрируется в виде графиков.
Схема 31. Программное управление периодическим (циклическим) процессом.
Программное управление осуществляется своевременным включением и выключением исполнительных устройств (клапанов и электродвигателя).
Необходимо осуществить управление четырьмя операциями: влив компонента А (клапан (31-1)); влив компонента Б (клапан (31-2)); перемешивание (электродвигатель М5); слив (клапан (31-4)). Контроллер APACS+ может управлять функционированием как непрерывных, так и периодических процессов. Контроллер по программе включает таймер на время начала каждой операции и на её продолжительность. В результате последовательно на определенные интервалы времени включаются и выключаются клапана (31-1), (31-2), (31-4) от токовых сигналов (4-20) мА. Двигатель М5 включается магнитным пускателем (31-3) от дискретного сигнала. Процесс управляется аналогично и от ЭВМ. ЭВМ регистрирует циклограмму периодического процесса в виде графика.
Студент при описании данной схемы должен привести в записке циклограмму.
Схема 32. Регулирование соотношения расходов компонент (топливо, воздух) на входе в топку с коррекцией расхода воздуха по температуре продуктов сгорания.
Необходимо обеспечить температуру продуктов сгорания 800 0С. Эту температуру можно обеспечить, поддерживая определенное соотношение расходов топлива и воздуха на входе в данный газогенератор. Но топливо может оказаться не той калорийности, что указана в документе и Т = 800 0С не будет достигнута. Поэтому регулирование осуществляется по факту, т.е. по фактической температуре продуктов сгорания. С этой целью вводится корректирующий контур по температуре (датчик температуры (32-5), вторичный прибор (32-6)). Погрешность измерения температуры корректирующим контуром составляет:
ε =  = 0,71%
Если температура не достигает 800 0С, то контроллер РСУ вырабатывает регулирующее воздействие (4-20) мА на клапан (32-7) установленный на линии подачи воздуха. В результате величина заданного соотношения расходов изменяется за счет изменения расхода воздуха и температура продуктов сгорания достигает нужного значения 800 0С.
Контроллер РСУ высвечивает значения температуры продуктов сгорания и соответствующее ей соотношение расходов. Контур ЭВМ работает аналогично. Изменение температуры продуктов сгорания и соотношения расходов ЭВМ регистрирует в виде графиков.
Схема 33. Контроль количества водного раствора, подаваемого по трубопроводу.
Преобразователь расхода (33-1), установленный на трубопроводе, имеет токовый выход (4-20) мА. Этот сигнал поступает на счетчик (33-2), кторый фиксирует количество вещества. Погрешность канала измерения количества водного раствора составляет:
ε =  = 2,69%
Контроллер РСУ высвечивает величину количества раствора. ЭВМ регистрирует количество в виде графиков.
Схема 34. Контроль количества газа, подаваемого по трубопроводу.
На трубопроводе подачи газа установлен счетчик газа (34-1), который фиксирует количество газа.
Схема 35. Контроль температуры газа в сборнике Сб1 .
Манометрический термометр (35-1) передает измеренную величину Т на преобразователь (35-2), токовый сигнал (4-20) mА с которого поступает на вторичный прибор (35-3), где температура в Сб1 показывается и регистрируется. Погрешность канала измерения составляет:
ε =  = 1,5%
Температура в Сб1 в токовом виде (4-20) mА поступает на контроллер РСУ, где ее величина высвечивается, а так же на вход ЭВМ, где температура регистрируется в виде графика.
Литература.
Автоматические приборы, регуляторы и вычислительные системы: Справочные пособие. Изд. 3-е перераб. и доп. Под редакцией Б.Д. Кошарского. Л., “Машиностроение”, 1976,- 488 с.
Полоцкий Л.М. Лапшенков Г.И. Автоматизация химических производств. Теория, расчет и проектирование систем автоматизации. –М.: Химия., 1982 – (серия “Автоматизации химических производств”). - 296 с.
Кулаков М.В. Технологические измерения и приборы для химических производств. 3-е изд. – М.: Машиностроение, 1983. - 424с.
Голубятников В.А., Шувалов В.В. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности: Учеб. Для сред. спец. учеб. заведений. -2-е изд., перераб. и доп. – М.: Химия, 1985. - 350с.: ил.
Автоматическое управление в химической промышленности: Учеб. для вузов/Под ред. Е.Г. Дудникова.- М.: Химия, 1987. - 368с.
Промышленные приборы и средства автоматизации: Справочник/ В.Я. Базанов, Т.Х. Безоновская; В.А. Бек и др. Под общ. Ред. В.В. Черенкова. Л.: Машиностроение. 1987 - 847 с.
Изаков Ф.Я., Казадаев В.Р., Ройтман А.Х., Шмаков Б.В.. Курсовое и дипломное проектирование по автоматизации технологических процессов. Учебник и учебное пособие для студентов высших учебных заведений. – М.: Химия., Агропромиздат., 1988, - 183 с.
Лапшенков Г.И., Полоцкий Л.М. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности. Технические средства и лабораторные работы. 3-е изд., перераб. и доп.- М.: Химия, 1988. – 288с.
Клюев А.С., Глазов Б.В., Дубровский А.Х., Клюев А.А. . Проектирование систем автоматизации технологических процессов.: Справочное пособие, перераб. и доп.- М.: Энергоатомиздат., 1990, - 464 с .
Шувалов В.В., Огаджанов Г.А., Голубятников В.А. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности. Учебник для техникумов. – М.: Химия., 1991 - 480 с .
APACS. Advanset Control Module. “Moore” product information, 1996.
APACS. I/O Module. “Moore” product information, 1996.
APACS. Standart Analog Module. “Moore” product information, 1996.
Номенклатурный каталог технических средств автоматизации. ЗАО “Промышленная группа Метран”, г. Челябинск, 2004, - 386 с.
Приложение
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ
ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ
Спецификация технических средств автоматизации (ТСА)
Номер позиции на функциональной схеме
|
Наименование параметра среды и места отбора импульс
|
Предел. Рабочее значение параметра
|
Место установки
|
Наименование и характеристика
|
Тип и модель
|
Количество
|
Завод изготовитель или поставщик
|
Примечание
|
На один аппарат
|
На все аппараты
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
|
|
|
по месту
|
Интеллектуальный датчик избыточного давления k = 0.25, выход (4-20) mA, пределы измерения до (25, 40, 60, 100) МПа
|
Сапфир-22М-ДИ-ВН
модель
2171
|
|
|
ЗАО «ПГ Метран»
г. Челябинск
|
Метран, Номен. каталог 2001,
стр. 106
|
|
|
|
по месту
|
Интеллектуальный датчик избыточного давления. Выход (4-20) mA. Пределы измерений (0-0,1) МПа. Исполнение взрывозащиты ЕЕxiaIICT4, k = 0.25
|
Метран-100-ДИ-Ех,
модель
1141
|
|
|
ЗАО «ПГ Метран»
г. Челябинск
|
Метран, Номен. каталог 2004
|
|
|
|
по месту
|
Интеллектуальный датчик избыточного давления. Выход (4-20) mA Пределы измерений (0-4,0) МПа, k = 0.25
|
Метран-100-ДИ-Ех,
модель
1160
|
|
|
ЗАО «ПГ Метран»
г. Челябинск
|
Метран, Номен. каталог 2004
|
|
|
|
по месту
|
Интеллектуальный датчик избыточного давления. Выход (4-20) mA. Пределы измерений (0-1,0) МПа. k = 0.25%
|
Метран-100-ДИ-Ех,
модель
1150
|
|
|
ЗАО «ПГ Метран»
г. Челябинск
|
Метран, Номен. каталог 2004
|
|
|
|
по месту
|
Интеллектуальный датчик гидростатического давления. Выход (4-20) mA. Пределы измерений (0-10) КПа. Допустимое избыточное давление 1,0 МПа. Исполнение взрывозащиты: EExiaIICT4
51
|
Метран-100-ДГ-Ех,
модель
1533
|
|
|
ЗАО «ПГ Метран»
г. Челябинск
|
Метран, Номен. справ.
2004
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
|
|
|
по месту
|
Интеллектуальный датчик гидростатического давления. Выход (4-20)mA. Пределы измерений (0-16) КПа. Допустимое избыточное давление 2,5МПа. k = 0.25
|
Метран-100-ДГ-Ех,
модель
1531
|
|
|
ЗАО «ПГ Метран»
г. Челябинск
|
Метран, Номен. каталог
2004
|
|
|
|
по месту
|
Интеллектуальный датчик гидростатического давления. Выход (4-20) mA. Пределы измерений (0-25) КПа. Допустимое избыточное давление 1,0 МПа. k = 0.25. Исполнение по взрывозащите EExifIICT4.
|
Метран-100-ДГ-Ех,
модель
1532
|
|
|
ЗАО «ПГ Метран»
г. Челябинск
|
Метран, Номен. каталог
2004
|
|
|
|
по месту
|
Интеллектуальный датчик разности давлений. Выход (4-20) mA. Предел измерений (0-0,63) КПа. k = 0.25 исполнение по взрывозащите EexifIICT4. Допустимое избыточное давление 1 МПа
|
Метран-100-ДД-Ех,
модель
1411
|
|
|
ЗАО «ПГ Метран»
г. Челябинск
|
Метран, Номен. каталог
2004
|
|
|
|
по месту
|
Ителектуальный датчик разности. Выход (4-20) mA. Предел измерений (0-2,5) КПа. k = 0.25. исполнение по взрывозащите EexiaIICT4. Допустимое избыточное давление 10 МПа.
|
Метран-100-ДД-Ех,
модель
1420
|
|
|
ЗАО «ПГ Метран»
г. Челябинск
|
Метран, Номен. каталог
2004
|
|
|
|
по месту
|
Интеллектуальный датчик разности давлений; диапазон измерения до 630 КПа; k = 0.25. Предельно дополнительное давление до 16 МПа; Выход (4-20) mA; Температура измеряемой среды (40-120) оС
|
Метран-100-ДД-Вн,
модель
44-40
|
|
|
ЗАО «ПГ Метран»
г. Челябинск
|
Метран, Номен. каталог
2001,
стр. 43
|
|
Измерение напряженности поля
|
|
по месту
|
Для контроля пожарно-взрывоопасных диэлектрических дисперсных материалов, перерабатываемых в технологических аппаратах. Диапазон измерений (0-25) В/см, Выход: (200-300) mB. Погрешность ±10%, исполнение взрывозащищенное
|
ИНП-2
|
|
|
ДНИХТИ
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
|
Измерение степени электризации
|
|
по месту
|
Для непрерывного автоматизированного дистанционного измерения и регистрации напряженности поля статического электричества на материалах при их переработке. Пределы измерений (0-0,2); (0-2); кв/м10-2; k = 4.0; исполнение взрывозащищенное
|
ПЗСЭ-М
|
|
|
КНЧЧХП
|
|
|
Обнаружение электрических потенциалов заряженных объектов
|
|
по месту
|
Напряжение срабатывания не менее 900 В, время срабатывания -2 сек; диаметр 20 мм, высота 78 мм
|
ПИНЧ-1
|
|
|
КНЧЧМ
|
|
|
Обнаружение и автоматическое удаление металлических включений
|
|
по месту
|
Электронный металлоискатель. Чувствительность (минимальная масса металлического включения, обнаружение при прохождении через датчик со скоростью 2,5 м/с – для черных металлов-0,5г; для цветных-0,8г. Быстродействие -60 мс. Диаметр проходного сечения датчика – 150мм. Максимальная длина соединительных кабелей не более 200м; пропускная способность – 2 кг/с исполнение взрывозащищенное)
|
ЭМО 200-1
|
|
|
Новочер-
касский, политехнический институт
|
|
|
Контроль наличия вибрации
|
|
по месту
|
Датчик наличия вибрации. Для контроля работы технологического оборудования во взрывоопасных помещениях. Придел измерения (амплитуды вибрации) (0,5-2) мм; исполнение - искробезопасные. Условия работы: (0-45) оС; 750 мм рт. ст. Влажность – до 80%
|
ДНВ-1
|
|
|
АНИИХТ
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
|
Контроль уровня шума
|
|
по месту
|
Чувствительность – 20 мВ;
диапазон частот – (5-3000) Гц;
расстояние от электродинамического преобразователя (датчика) до вторичного прибора – не более 10 м.
|
ДСИ
|
|
|
|
|
|
Контроль плотности жидких агрессивных сред
|
|
по месту
|
Плотномер поплавковый компенсационный. Пределы измерения (1,5-3,0) г/см3 (1,1-1,55) г/см3. Погрешность ±5%. Выходной сигнал с электронного блока (0-10) мВ. Исполнение взрывозащищенное, герметичное.
|
ППК-3
(ППК-4)
|
|
|
ДНИХТИ
|
|
|
Контроль электропровод. растворов
|
|
по месту
|
Датчик кондуктометрический. Диапазон измерения (0,7÷2,65)*10 ом; погрешность 4%; выходной сигнал (0-10) мВ. Исполнение искробезопасное.
|
ДКК
1-1
|
|
|
|
|
|
Контроль расхода сыпучих материалов (непрерывное измерение расхода сыпучих материалов)
|
|
по месту
|
Расходомер ленточный; диапазон (3-50) кг/час; погрешность 1,5%; выходной сигнал (0-50) мВ; (0-5) мА. Исполнение взрывозащищенное.
|
РЛ-50
|
|
|
|
|
по месту
|
Расходомер ленточный (величина гранул не более 5 мм.); диапазон (100÷1200) кг/час. Погрешность 1,5% Выходной сигнал (0-50) мВ; (0-5) мА. Исполнение взрывозащищенное
|
РЛ - 300
|
|
|
ДНИХТИ
|
|
|
Контроль и регулирование температуры вальцуемых материалов (бесконтактным способом)
|
|
по месту
|
Радиационные пирометры РПН-1М1, РПН-2М, РПН-3М. Диапазон измерений (50÷150)˚С, (30÷80)˚С, (80÷250)˚С; основная погрешность 2%. Расстояние от корпуса телескопа до контролир. поверхности – 20 мм; диаметр контролируемой поверхности – 50 мм; исполнение РПН-1М1 - искробезопасное. Вторичный прибор – КСМ-4.
|
РПН
|
|
|
НПХТИ
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
|
Контроль уровня жидкости
|
|
по месту
|
Измерительный преобразователь уровня, буйковый; пределы измерения (0-800) мм; k =0.5; выход (4-20) мА. Искробезопасный.
Исполнение OExiaПСТ6
|
Сапфир 22-ДУ-Ex 2620 0,5/1000
|
|
|
|
|
|
Состав кубового остатка; содержние этил-бензола; стирона
|
≤1,5%
≥98,5 %
|
по месту
|
Газовый хромотограф;
объект измерения: газ или жидкость;
количество измеряемых потоков: 2;
электропитание (100…120) В;
вход: 1) аналоговый ток (4…20) мА;
2) контатный (сухой контакт)
выход: 1) аналоговый ток (4…20) мА;
2) контактный;
|
GC 1000S
|
|
|
|
|
|
Контроль концентрации углеводородов
|
25%
|
по месту
|
Хроматограф плазменный. Предел измерения (0-100)%. Максимальная температура разделительных колонок 5000С. Компоненты хроматографа: анализатор YO 9573-18; контроллер быстрой связи НСС 833Internal. Газ носитель – азот. Выходной сигнал (4-20)mA
|
Модель
833/002А
|
|
|
Combustion
Engineering
г. Левисбург,
США
|
|
|
на щите
|
Автоматический миллиамперметр показывающий, регистрирующий. k = 0.5. Быстродействие 1с. Входной сигнал (4-20)mA
|
А-542-049
|
|
|
«Тизприбор»
г. Москва
|
|
Ившин Валерий Петрович
Хайрутдинов Айрат Ильдусович
РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СХЕМ КОНТРОЛЯ И
РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ В КУРСОВЫХ И ДИПЛОМНЫХ ПРОЕКТАХ
Печатается в авторской редакции
2006
|
Скачать 2.95 Mb.