Автоматизация строительных процессов. Курсовая работа по дисциплине Автоматизация строительных процессов
 Скачать 1.43 Mb.
|
|
МИНИСТЕРСВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Московский архитектурно-строительный институт Кафедра строительcтво и городское хозяйство Курсовая работа по дисциплине «Автоматизация строительных процессов» Студент: Агамирзаев А.М : Содержание Нормативные ссылки Определения Обозначения и сокращения Введение . Автоматизация производственных процессов на предприятиях строительной промышленности .1 Автоматизация контроля процесса ТВО 1.1.1 Централизованное дистанционное управление .1.2 Автоматическое регулирование и управление 1.1.3 Регулирование температуры при тепловлажностной обработке железобетонных изделий 1.1.4 Аппаратура для измерения давлений и разрежений .2 Устройство контроля расхода .3 Устройство контроля расхода топливной смеси .4 Устройство контроля мощности (тока) 1.5 Устройство контроля температуры воздуха . Устройство контроля расхода воздуха .1 Автоматическое регулирование .1.1 Регулирование расхода воздуха . Дистанционное управление . Сигнализация .1 Коммутационная аппаратура, сигнальные устройства .2 Сигнализаторы давления . Расчет шнекового смесителя .1 Выбор электродвигателя .2 Срок службы шнекового смесителя Заключение Список литературы Нормативные ссылки 1. СНиП 3.05.07-85 Системы автоматизации 1986-07-01 СНиП 111-34-74 Проектно монтажная автоматика . 2. СНиП 3.05 03-85 Тепловые сети 1986-07-01 СНиП 111-30-74 Оргэнергострой . . СНиП 2.04.14-88 Тепловая изоляция оборудования и теплопроводов 1990-01-01 Раздел 8.и крил. 12-19 ВНиПИ СНиП 2.04.07-86. Теплопроект раздел 13 и прил 6-8 СНиП 11-35-76 СН 542-81 раздел 7СН 572-80 раздел 6 СН 550-82 П. 1.5 СНиП 2.04.05-86 Определения Автомат - устройство, которое по заданной программе без участия человека выполняет операции производственного цикла по получению, передаче, преобразованию и использовании энергии материала, информацию и нуждается лишь в контроле и наладке человеком. Полная автоматизация - это высшая ступень автоматизации, предусматривается передача всех функций управления производством и контроля над ними. Тензодатчик - это измерительный преобразователь в виде тензорезистора, сопротивление которого изменяется под слиянием деформации тела, на которое закреплен тензорезистор. Счетчик - прибор, измеряющий количество вещества или суммарный расход (л, м, кг, т). Расходомер- прибор, измеряющий количество вещества, протекающего по трубопроводу в заданный момент времени. Обозначения и сокращения Тв.в - температура вторичного воздуха; Ст - расход общего воздуха; Р1 - регулятор общего расхода воздуха; Р2- регулятор скорости движения решетки; Р4-регулятор аспирационного отбора; ИМ - исполнительный механизм; Г - генератор; М - двигатель. Т - температура; Р - давление; Н - уровень; ρ - плотность;число оборотов в минуту; - вязкость;- скорость; А - разность значений двух величин. Введение На реконструируемых действующих предприятиях и новых заводах внедряются современные высокопроизводительные машины и механизмы, полностью механизируются основные технологические процессы. Транспорт материалов полностью механизирован путем применения для кусковых материалов ленточных пластинчатых и скребковых транспортеров, для порошкообразных материалов - пневмовинтовых и камерных насосов, для транспорта шлама - мощных центробежных насосов. Автоматизация основных производственных процессов обеспечит дальнейший рост производительности труда, позволит уменьшить расход топлива и электроэнергии, повысить однородность и качество цемента. Последнему обстоятельству уделяется особое внимание. Ориентировочные подсчеты показывают, что стабилизация технологических процессов, достигаемая путем автоматизации, позволит на ряде заводов повысить качество. 1. Автоматизация производственных процессов на предприятиях строительной промышленности дистанционный электропривод коммутационный сигнальный Автоматизация производственных процессов на предприятиях строительной промышленности развивается в следующих основных направлениях. .1 Автоматизация контроля процесса ТВО Автоматический технологический контроль - наиболее распространенный вид автоматизации. Наряду с такими величинами, главным образом физическими, как давление жидкостей и газов, расход кусковых материалов, жидкостей и газов, уровень жидкостей, температура жидкостей и газов и др., контроль которых обеспечивается приборами общепромышленного назначения, имеется ряд величин, требующих особых методов измерения и создания специальных автоматических приборов. В зависимости от характера и значения контролируемых величин применяются только показывающие или одновременно показывающие и регистрирующие (или интегрирующие) приборы. Приборы, контролирующие главнейшие технологические параметры устанавливаются на центральных щитах соответствующих агрегатов, на которых смонтированы также органы дистанционного управления, позволяющие устранять возникшие отклонения этих параметров. Приборы, контролирующие вспомогательные параметры, устанавливаются обычно по месту измерения. Они снабжаются контактными устройствами, подающими на центральный пост сигнал (световой и звуковой) о возникшем ненормальном отклонении контролируемого параметра от заданного значения. Автоматическая сигнализация отклонения от заданных величин применяется часто и для тех параметров, контроль за которыми вынесен на центральный щит. 1.1.1 Централизованное дистанционное управление Централизованное дистанционное управление электроприводами основных, вспомогательных и транспортных механизмов, а также регулирующими и переключающими органами (дроссельными заслонками и шиберами на газоходах, переключателями на пневмопроводах, шламовыми задвижками, переключателями на течках, сбрасывающими ножами на транспортерах и т. п.) Сюда могут быть отнесены также простейшие устройства релейной автоматики, например автоматическое включение резервных маслонасосов или резервных транспортеров. Неотъемлемыми частями централизованного управления являются автоматическая предпусковая сигнализация, электрическая блокировка взаимосвязанных механизмов, фиксирующая очередность их пуска и остановки и автоматическая аварийная сигнализация. Последняя сигнализирует о самопроизвольной остановке механизмов и ненормальностях, возникших в схеме управления; Она, как правило, объединяется с сигнализацией отклонений технологических параметров в единую систему с общим устройством для снятия звукового сигнала. На центральных щитах, где сосредоточены органы управления, монтируется также автоматическая сигнализация, фиксирующая состояние отдельных механизмов (включен или отключен), положение переключающих органов (открыт или закрыт) и степень открытия регулирующих органов. .1.2 Автоматическое регулирование и управление Автоматическое регулирование и управление являются важнейшими видами автоматизации. На отдельных производственных участках, в местах, удобных для визуального наблюдения за работой основных механизмов, располагаются центральные посты управления, на которых устанавливаются приборы автоматического контроля, управления и регулирования соответствующего участка. Общий контроль и управление производственным процессом, в целом часто осуществляются главным диспетчером завода. Диспетчерский пункт оснащается автоматической сигнализацией, контролирующей состояние главнейших механизмов, и счетчиками числа часов их работы, а также регистрирующими приборами контроля важнейших технологических параметров. 1.1.3 Регулирование температуры при тепловлажностной обработке железобетонных изделий Тепловлажностная обработка деталей производится в пропарочных камерах, автоклавах, туннельных камерах и кассетах. В некоторых случаях применяют электрический прогрев деталей, подключая напряжение к арматуре и форме и пропуская ток через бетонную массу. Схема прибора ЭРП-61 с подключённым термометром сопротивления Rt и исполнительным механизмом ИМ. Измерительная схема представляет собой автоматически уравновешивающийся мост. Верхняя часть моста содержит сопротивление термометра с подгоночным сопротивлением RД, сопротивление R1, реохорд с шунтом Rш и добавочным сопротивлением (для настройки прибора) Rп2. Нижняя часть моста состоит из дополнительного мостика, составленного из сопротивлений R2, R3, Rk1, Rk, регулировочных сопротивлений Rп1 , R* и переменного сопротивления R4, включённого в диагональ дополнительного мостика. Измерительная схема питается переменным током от обмотки III силового трансформатора при напряжении 1,3 в (вершины С - С). Сигнал измерительной схемы, снимаемый с точек М и Д, представляет собой сумму двух э. д. с.: небаланса основного моста (э. д. с. между точками М и Д) и дополнительного мостика (между точками N и Д). Сопротивления Rk1 и Rk намотаны медным проводом и имеют электрические нагреватели Rн1 и Rн2, подключаемые к обмотке VI силового трансформатора одновременно с исполнительным механизмом ИМ. Если температура датчика равна заданной, т. е. соответствует положению движка М на реохорде Rр, то оба моста сбалансированы и напряжение, подаваемое на вход усилителя, равно нулю. Когда температура датчика отклонится от заданной (например, увеличится), на вход усилителя поступит сигнал UMD, вызывающий срабатывание реле 1Р. Реле 1Р включит одновременно исполнительный механизм и нагреватель Rн1. В результате нагрева сопротивления Rk1 на измерительной диагонали дополнительного мостика появляется напряжение UND. Это напряжение направлено встречно напряжению UMD. Следовательно, при равенстве UND и UMD напряжение на входе усилителя станет равным нулю и исполнительный механизм ИМ остановится раньше, чем температура датчика примет заданное значение. Если после остывания сопротивления Rk1 температура датчика будет отличаться от заданной, цикл повторяется. Таким образом, дополнительный мостик вводит в процесс регулирования предварение. Сопротивления Rk1 и Rk2 с нагревателями являются электрическими (тепловыми) изодромными устройствами. Степень воздействия дополнительного мостика можно менять, передвигая движок сопротивления R4. При перемещении движка в точку Д степень воздействия дополнительного мостика равна нулю. При перемещении движка сопротивления R4 в другое крайнее положение (точка F) компенсируется небаланс основного моста в пределах до 15% диапазона регулирования. Осуществление заданной программы производится движком реохорда Rр, который приводится в движение с помощью кулачка-лекала ПД от двигателя ДВ. Усилительный тракт состоит из четырёх каскадов усиления по напряжению, собранных по обычной схеме усилителя на сопротивлениях с ёмкостными связями и выходного фазочувствительного каскада усиления мощности. Сигнал, снимаемый с анода третьего каскада, подаётся на сетку четвёртого каскада усилителя напряжения через делитель R1 3, который выполняет функцию регулятора чувствительности. Переменная составляющая анодного тока 4-го каскада через конденсатор С6 поступает на сетки (соединённые накоротко) выходного каскада мощности. Анодные цепи обеих половин лампы выходного каскада питаются переменным напряжением от обмотки IV силового трансформатора и находятся в противофазе. В цепи анодов включены обмотки выходных реле, зашунтированные конденсаторами. На сетки выходной лампы подаётся напряжение смещения от обмотки V силового трансформатора через диоды Д3. Это смещение обеспечивает запирание обоих половин ламп при отсутствии сигнала. При поступлении входного сигнала сработает та половина лампы фазы анодного напряжения, который будет совпадать с фазой сигнала. Работа остальных элементов регулятора ясна из схемы. Схема контроля и авторегулирования тепловых процессов в кассетах. При регулировании температуры в пропарочных камерах и кассетах приходится измерять температуру и воздействовать на регулирующие органы одновременно во многих объектах, так как на заводе железобетонных изделий может находится в работе несколько десятков камер и кассет. Пропарочные камеры и кассеты обладают, как уже указывалось, большой тепловой инерцией, т. е. изменения температуры не могут протекать быстро. Поэтому в данном случае нет надобности вести измерения непрерывно, а достаточно периодически производить измерения и регулирующее воздействие. В этом случае большое число камер и кассет может быть обслужено одним регулятором при условии, что он имеет обегающее устройство, которое поочерёдно подсоединяет к нему камеры и кассеты. В настоящее время в промышленности внедряются управляющие машины с обегающими устройствами. Эти машины могут производить периодические импульсное регулирование параметров, а также периодическую регистрацию значений параметров на пишущей машинке. Аналогичные машины начинают предусматриваться и для работы на заводах строительной индустрии. Выпускаются управляющие машины различных типов и ёмкостей. Наиболее простой и малоёмкой (25 точек) является система МИР (многоканального импульсного регулирования). Эта система может быть приспособлена для управления тепловыми процессами в камерах и кассетах при тепловлажностной обработке железобетонных изделий. Система МИР должна питаться стабилизированным напряжением 120 в. Система состоит из отдельно выполненных блоков: одного обегающего устройства, одного электронного усилителя и 25 измерительных блоков с датчиками, пульта управления и указателей положения выходных валов исполнительных механизмов. Обегающее устройство представляет собой блок размером 300Ч175Ч410 мм, весом 14 кг. Обегающее устройство обеспечивает последовательное подключение к регулятору до 25 отдельных измерителей. Диапазон цикла облегания может быть изменён в пределах от 2,5 до 25 мин, т. е. диапазон времени связи системы с каждым каналом регулирования может изменяться в пределах от 6 до 60 сек. Так как связь усилителя с исполнительным механизмом должна устанавливаться только после того, как измерительное устройство и усилитель войдут в установившийся режим после подключения, то в обегающем устройстве есть элементы времени, позволяющие по каждому каналу устанавливать от руки диапазон воздействия на исполнительный механизм в пределах от 0,5 до 40±20% сек, а также вводит автоматическую коррекцию времени воздействия в зависимости от величины отклонения параметра в пределах от 0 до 60±20% сек. .1.4 Аппаратура для измерения давлений и разрежений На современных заводах наряду с приборами для измерения температур широко применяются приборы для измерения давлений и разрежений, перепадов (разности) давлений (разрежений). Эти приборы контролируют: а) давления и разрежения воздушных и газовых потоков в обжигательных печах, угольных, сырьевых (при сухом способе производства) и цементных мельницах, сушильных агрегатах, котельных установках, аспирационных устройствах; б) давления в системах сжатого воздуха и пневматического транспорта; в) давление воды для приготовления сырьевой смеси; г) давление масла в смазочных системах. Приборы для измерения давления или перепадов используются также при измерении расхода газов и жидкостей и уровня в емкостях, котлах, резервуарах для воды, мазута и т. д. Для местного контроля и сигнализации предельных значений давления широко применяются электроконтактные манометры: отечественные (ЭКМ-1), а также импортные, поставляемые комплектно с оборудованием. Эти приборы отличаются от обычных технических манометров наличием электроконтактного устройства, контакты которого, связанные с двумя указателями, могут быть установлены посредством ключа на два любых заданных значения в пределах всей шкалы. Контакты включаются в цепи автоматизированного управления электроприводами и в цепи сигнализации (рис. 1). При резко изменяющихся пульсирующих давлениях, а также при толчках и вибрации в месте установки контактного манометра устройство применять нельзя, ибо вибрация корпуса и стрелки прибора может привести к ложным срабатываниям контактов и к их подгоранию. В импортных манометрах, предназначенных для работы при наличии вибраций, используется устройство, снабженное постоянным магнитом. Последний укреплен на указателе и после замыкания удерживает сообщенный со стрелкой контакт в замкнутом положении, противодействуя вибрации контактов при сотрясениях корпуса и стрелки. При этом, однако, несколько уменьшается чувствительность манометра к изменениям давления. Контактные манометры могут иметь любую из четырех контактов. Контактные манометры используются для контроля и сигнализации давления в системах смазки агрегатов, в системах подачи сжатого воздуха к пневмовинтовым насосам, для автоматического управления работой камерных насосов и т. п. Мембранные тягомеры и напоромеры с круговой шкалой типа ТМК, профильные с горизонтальной шкалой типа ТМ-890, НМ-890 и ТНМ-890 широко применяются для измерения разрежений и напоров во всех цехах цементных заводов и, но принципу действия мало отличаются друг от друга. Чувствительными элементами приборов служат мембранные коробки, внутрь которых подводится разрежение или давление. Сжатие или расширение коробки при изменении давления измеряемой среды передается плоской пружине и вызывает перемещение кинематически связанной с ней стрелки прибора. Чувствительным элементом одного из таких приборов являются мембраны; между ними помещена металлическая подушка, профиль которой соответствует профилю мембраны. Пространство между мембранами и подушкой заполнено дистиллированной водой (через капилляр). Давления Р1 и Р2 разность которых измеряется, подводятся в камеры, образовавшиеся между мембранами и крышками. Под воздействием разности давлений нижняя мембрана перемещается по направлению к подушке, и жидкость через отверстия в подушке перетекает под верхнюю мембрану, перемещая ее вверх. Перемещение верхней мембраны посредством передаточного механизма, состоящего из системы тяг и рычагов, передается стрелке или перу прибора. Если расчетный перепад давлений превышен, мембрана прижимается к подушке и этим предотвращает поломку измерительного устройства. Шкала показывающих и диаграмма записывающих приборов - круглые, привод диаграммы - от синхронного электродвигателя или от часового механизма; приборы могут быть снабжены интегратором или электрическим датчиком для дистанционной передачи показаний. В настоящее время все более широкое распространение находят сильфонные манометры, имеющие в качестве измерительного элемента гармониковую мембрану (сильфон), жестко закрепленную4 с одного конца. Гармониковая мембрана под действием давления, подведенного в корпус, легко деформируется в осевом направлении (рис.2). С помощью рычажного механизма перемещение сильфона системой штоков и тяг преобразуется в поворот стрелки показывающего прибора и в перемещение сердечника индукционной катушки для дистанционной передачи показаний. Уравновешивание усилия, создаваемого давлением среды внутри сильфона, и возврат системы в исходное положение осуществляются пружиной. Манометры и вакуумметры с гармониковой мембраной служат как для измерения и записи давления жидкостей, паров и газов, так и в качестве вторичных приборов в системах, снабженных устройством для пневматической передачи показаний на расстояние.  Рис.1 .Контактные устройства электроконтактных манометров: а)- контактное устройство; б)- возможные комбинации контактов (залитые части окружностей соответствуют замкнутому контакту): 1-указатель; 2-стрелка; 3-штифт из изоляционного материала; 4-контактные рычаги; 5-спиральные пружины; 6-контакты  Рис.2. Сильфонное измерительное устройство -сильфон; 2-шток; 3-тяга; 4-пружина; 5-корпус .2 Устройство контроля расхода Контроль расхода с помощью расходомера РМ-400, установленного после дискового питателя перед пневмоподъемником, имел ряд недостатков. Так, номинальная погрешность измерения расхода (2,5%) в ряде случаев превышалась из-за износа ходовой части расходомера, подпора давления со стороны пневмоподъемника, несвободного падения материала на импеллер расходомера вследствие обрушения материала в сырьевом бункере. Разработанное устройство основано на известном принципе зависимости давления в вертикальной транспортирующей трубе от количества материала в аэросмеси (воздух - сырьевая мука). Колебания давления в трубе при постоянном давлении воздуха перед пневмоподъемником характеризуют колебания расхода сырья, непосредственно поступающего в печь. Таким образом, исключается отрицательное влияние промежуточной ёмкости пневмоподъемника на результаты контроля расхода сырьевой муки. .3 Устройство контроля расхода топливной смеси Серийно изготавливаемые расходомеры для контроля поступления такой смеси отсутствуют. Поэтому было разработано устройство для косвенного контроля расхода топлива по изменению мощности генератора, питающего двигатели шнековых транспортеров, подающих топливо к форсунке. Схема контроля представлена на рис. 5. В устройстве контроля расхода топливной смеси предусмотрено использование двух потенциометров. Потенциометр 1 измеряет ток, потребляемый двигателями шнеков (I). Реостатный промежуточный преобразователь потенциометра 2 подключен через делитель 3 в схему измерения напряжения генератора II. Напряжение, снимаемое с движка реостатного промежуточного преобразователя и с одного из его концов, подается на вход второго потенциометра 4, который измеряет сигнал, пропорциональный произведению тока на напряжение, т. е. мощности генератора. Шкала этого потенциометра может быть отградуирована в единицах расхода топлива. В схеме использован ЯС-фильтр 5 для сглаживания высокочастотных колебаний тока и резистор 6.  Рис. 5. Схема косвенного контроля расхода топлива. , 4 - потенциометр, 2 - преобразователь потенциометра, 3 - делитель, 5 - КС-фильтр. 1.4 Устройство контроля мощности (тока) В тех случаях, когда контроль температуры в зоне спекания с помощью пирометров исключен ввиду предельной и постоянной запыленности зоны, в качестве косвенных параметров состояния материала в горячих зонах используются такие характеристики работы электропривода печи, как ток статора, мощность и момент на валу. Мощность, потребляемая двигателем печи, пропорциональна моменту М на его валу: = ω М, гдеω- угловая скорость вращения печи. В настоящее время все шахтные печи снабжены амперметрами для контроля нагрузки двигателей приводов.  Рис. 6. Структурная схема устройства контроля нагрузки двигателей приводов Однако использовать непосредственно эти показания для целей управления не представляется возможным из-за наличия в сигнале тока существенных высокочастотных помех в результате малой амплитуды изменения низкочастотной части сигнала относительно среднего значения. Разработано устройство, блок-схема которого представлена на рис. 6. Оно предусматривает детектирование и фильтрацию высокочастотных составляющих тока, а также регулируемую компенсацию постоянной составляющей колебаний тока, обеспечивающую возможность сдвигать положение записи на самопишущем приборе, что необходимо для компенсации изменения трения в опорных роликах, а также больших изменений расхода сырья, которые вызывают изменение тока нагрузки. .5 Устройство контроля температуры воздуха Одним из наиболее важных показателей работы является температура воздуха. Трудность измерения этой температуры объясняется наличием помех от посторонних излучателей (раскаленный клинкер на обрезе печи, раскаленная футеровка печи, запыленность вторичного воздуха). Контроль температуры вторичного воздуха производителя с помощью отсасывающего термоэлектрического преобразователя. Принцип его работы состоит в следующем. Воздух из шахты холодильника просасывается со скоростью 50-70 м/с мимо спая электродов. Двойное экранирование спая от излучателя и большая скорость просасывания воздуха практически исключают влияние лучистого теплового потока на сигналы термоэлектрического преобразователя. Конструкция разработанного устройства приведена на рис. 7. Как видно из рисунка, термоэлектроды |