Автоматизация редукционно–охладительной установки

Таблица 4-Техническая характеристика термопары ТХА

Параметры прибора	Величина прибора
Предел измерения, ?С	-50…600
Градуировка	ХА
Конструкция головки	Защитная арматура без штуцера материал сталь ОХВ17. Материал головки алюминиевый сплав.
Длина монтажной части, мм	300 - 2000
Масса, кг	3 - 5

В качестве вторичного прибора используется компенсатор самопишущий с потенциометрической схемой КСП-2. Принцип действия основан на развитии термопарой ТЭДС которая компенсируется равным по величине, но обратным по знаку напряжения. Компенсатор состоит: 1 контур источник постоянного тока, резистор, сопротивление и реохорд; 2 контур нормальный элемент, нуль прибор; 3 контур термопара, нуль прибор, реохорд.

Таблица 5-Техническая характеристика КСП-2

Параметры прибора	Величина прибора
Предел измерения, ?С	0 - 600
Градуировка	ХА
Класс точности	0,5
Питание, В	220
Параметры прибора	Величина прибора
Условия эксплуатации:
Влажность, %	30 - 80
Температура окружающей среды	20±2
Масса, кг	не более 10
Габариты, мм	320х240х400

3.1.3 Контроль давления редуцированного пара

В качестве первичного прибора для контроля давления редуцированного пара используется тензопреобразователь «Сапфир 22 М-ДИ», со шкалой от 0 до 50 кгс/смІ, описание тензопреобразователя находится в пункте 3.1.1. Описание технических характеристик прибора находится в таблице 2.

В качестве вторичного прибора используется компенсатор самопишущий с унифицированным сигналом КСУ-1, со шкалой от 0 до 50 кгс/смІ, описание компенсатора находится в пункте 3.1.1. Описание технических характеристик прибора находится в таблице 3.

3.1.4 Контроль расхода редуцированного пара

В качестве первичного прибора для контроля расхода редуцированного пара применяется сужающее устройство диафрагма камерная ДК-100 на которой создаётся перепад давления. Принцип действия основан на измерении разности до и после сужающего устройства и по этой разности определяется расход пара, проходящего по паропроводу.

Таблица 6 Техническая характеристика сужающего устройства ДК 100

Параметры прибора	Величина прибора
Условное давление, кгс/смІ	150
Внешний диаметр, мм	50
Внутренний диаметр, мм	35
Материал	Сталь Х17

Уравнительные сосуды предназначены для поддержания постоянства уровней конденсата в обеих импульсных трубках. Применяются для измерения расходов жидких, парообразных сред с температурой - 350 С. Нужны для поддержания равенства уровня конденсата в импульсных трубках. Обозначаются СКМ - малые, предназначены для работы с сильфонными, мембранными дифманометрами. Цифры в обозначении указывают на допустимое условное давление.

Таблица 7- Техническая характеристика СКМ-150-5

Параметры прибора	Величина прибора
Наружный диаметр, мм	13
Внутренний диаметр, мм	10
Толщина, мм	4
Давление, кгс/смІ	150
Тип	СКМ-150-5

В комплекте с сужающим устройством работает дифманометр, который присоединяется к нему при помощи импульсных трубок, которые предназначены для передачи давления от сужающего устройства к дифманометру.

Таблица 8 - Техническая характеристика импульсных трубок

Параметры прибора	Величина прибора
Материал	Сталь Х17
Толщина стенки, мм	2
Диаметр, мм	8

В комплекте с сужающим устройством работает дифманометр - расходомер типа ДМ 3583М применяемый для непрерывного измерения расхода пара по перепаду давления в сужающем устройстве. Дифманометр имеет встроенный дифференциально - трансформаторный преобразователь. Дифманометры, измеряющие разности давлений до и после сужающего устройства, и по этой разности, определяющие расход газа, пара или жидкости называются дифманометрами - расходомерами.

Таблица 9 - Техническая характеристика дифманометра ДМ 3583М

Параметры прибора	Величина прибора
Диапазон измерения, кгс/смІ	0 - 150
Питание, В	220
Потребляемая мощность, ВА	8
Класс точности	1,5
Масса, кг	18

В качестве вторичного прибора используется компенсатор самопишущий с дифференциально-трансформаторным преобразователем КСД-1, который предназначен для автоматического контроля расхода. Представляющий собой показывающий прибор с регистрацией на ленточной диаграмме. Состоит из ряда унифицированных блоков и модулей. Отдельные блоки соединяются при помощи штепсельных разъёмов.

Таблица 10 - Техническая характеристика КСД-1

Параметры прибора	Величина прибора
Диапазон измерения, т/ч	0 - 20
Питание, В	220
Класс точности	1
Потребляемая мощность, ВА	35
Условия эксплуатации:
Влажность, %	30 - 80
Температура окружающей среды, ?С	20±2
Масса. кг	не более 8
Габариты, мм	200х160х420

3.1.5 Контроль температуры редуцированного пара

В качестве первичного прибора для контроля температуры редуцированного пара используется термопара ТХК, описание термопреобразователя находится в пункте 3.1.2. Описание технических характеристик прибора находится в таблице 4.

В качестве вторичного прибора используется компенсатор самопишущий с потенциометрической схемой КСП-2, со шкалой от 0 до 400?С, описание компенсатора находится в пункте 3.1.2. Описание технических характеристик прибора находится в таблице 5.

3.2 Свойство системы регулирования и выбор регуляторов

Эффективность систем автоматического регулирования (САР) зависит от правильного выбора автоматического регулятора.

Приступая к проектированию САР , необходимо знать особенности технологического процесса, устройство, возмущения и управляющие воздействия, с помощью которых можно изменить значения регулируемых величин.

3.2.1 Объект регулирования - одноёмкостный, регулируемая величина-температура

Необходимые показатели качества регулирования:

- Максимальное динамическое отклонения регулируемой величины.

t, ?С = 20?С

- Время регулирования tp = 10с

- Система регулирования должна обеспечить апериодический переходный процесс

Для выбора автоматического регулятора необходимо знать статические и динамические характеристики объекта. Статической характеристикой объекта называется зависимость регулируемой величины от регулирующего воздействия в различных установившихся режимах.

Рисунок 1- Статическая характеристика

Рисунок 2 - Статическая характеристика

ф=2 с,

ф/Т= 2/2,5=0,8 ,

К об.=?t/?М=20/5=4

На основании отклонения ф/Т=0,8 принимается регулятор непрерывного действия.

По графикам характеризующим процесс выбора закона управления по динамическим параметрам определяем динамический коэффициент Rд который характеризует степень воздействия регулятора на стабилизацию технологического параметра.

При ф/Т=0,8 по таблицам определяем Rд и рассчитываем расчётное время регулирования.

Расчётное время регулирования не превышает требуемого времени, следовательно для данного объекта управления применяется пропорциональный закон управления имеющий Rд =0,85 и tp/ ф =8 (с) т.к он обеспечивает оптимальное время 10 сек.

Расчет параметров настройки Кр по приближённой формуле

Кр = 0,3*Т/Коб* ф =0,3*2,5/4*2 =0,09

Кр проверяется по графическим зависимостям

Кр=Кс/Коб =0,35/4 =0,087

С помощью уравнения проверяется устойчивость системы управления с использованием критериев Гурвица и Михайлова.

Система автоматического управления описана дифференциальным уравнением.

Критерий Гурвица

35р3+14р2+18,5р+1=0

а1=35а2=14 а3=18,5а4=1

?1=а1=35>0,

?2=а1*а2+0*а3=35*14=490>0,

?3=а1*а2*а3+0*а1*0+а4*0*а3+0*а2*0+а4*а1*а1+а3*0*а3=35*14*18,5=9065>0

Согласно условию критерия Гурвица система устойчива.

Критерий устойчивости Михайлова.

35р3+14р2+18,5р+1=0,

p= iщ,

35iщ+14iщ-18,5iщ+1=0,

-35iщ3-14iщ2+18,5iщ+1=0

Исходное уравнение делится на два равенства действительное и мнимое.

U(щ)=-14iщ2+1=0,

V(щ)=-35iщ3-18,5iщ=0

Придавая щ значение щ=0; 0,25; 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2; результаты расчета действительной и мнимой частей сводится в таблицу 11.

Таблица 11 - Таблица действительных и мнимых значений

щ	0	0,25	0,5	0,75	1	1,5	2
U(щ)	1	-0,875	-2,5	-6,875	-13	-20,875	-55
V(щ)	0	5,165	4,875	0,885	-16,25	-45,714	-243

Рисунок 3 -Гадогроф

Согласно условию Михайлова система устойчива

3.2.2 Объект регулирования-одноёмкостный, регулируемая величина-давление

Необходимые показатели качества регулирования:

- Максимальное динамическое отклонения регулируемой величины.

t, ?С = 2 кгс/смІ

- Время регулирования tp = 15с

- Система регулирования должна обеспечить апериодический переходный процесс

Рисунок 4 - Статическая характеристика

Рисунок 5 - Кривая разгона

ф=1 с,

ф/Т= 1/2,6=0,38 ,

К об.=?Р/?М=2/5=0,4

На основании отклонения ф/Т=0,38 принимается регулятор непрерывного действия.

По графикам характеризующим процесс выбора закона управления по динамическим параметрам определяем динамический коэффициент Rд который характеризует степень воздействия регулятора на стабилизацию технологического параметра.

При ф/Т=0,38 по таблицам определяем Rд и рассчитываем расчётное время регулирования.

Расчётное время регулирования не превышает требуемого времени, следовательно для данного объекта управления применяется пропорционально-интегральный закон управления имеющий Rд =0,54 и tp/ ф =8 (с) т.к он обеспечивает оптимальное время 10 сек.

Расчет параметров настройки Кр,Ти по приближённым формулам

Кр = 0,6*Т/Коб* ф =0,6*2,6/0,4*1 =3,9,

Ти=0,8* ф+0,5*Т=0,8*1+0,5*2,6=2,1

Кр,Ти проверяется по графическим зависимостям

Кр=Кс/Коб =1,4/0,4 =3,5,

Ти=(Ти/ ф)* ф=2,3*1=2,3

В соответствии с выборным законом управления выбирается регулирующий прибор «Ремиконт Р-130».

Общие сведения прибора.

Микроконтроллер «Ремиконт Р-130» обладает полным набором функций, необходимых для современного цифрового регулятора.

«Ремиконт Р-130» предназначен для формирования управляющего сигнала по законам регулирования П, ПИ.

В настоящее время контроллер Ремиконт - 130 выпускается со следующими новшествами:

1) Блок -шлюза поставляется с новым модулем процессора ПРЦ; полностью взаимозаменяем с ранее выпускаемым модулем ПРЦ - новой версии программного обеспечения, позволяющий:

-устранять причины «зависания» блока-шлюза, возникающие при помещении в абонентском канале;

- устанавливать скорость обмена поинтерфейной связи абонентского канала на 4,8 и 9,6 Кбит/с.

2) Микросхемы памяти установлены в специальные высоконадежные, позволяющие производить их оперативность.

3) Для сохранения информации, при отключении питания вместо аккумулятора типа Д-0,06 на модуле ПРЦ-10М1 установлена специальная импортная литиевая батарея, со сроком службы и времени хранения информации до 10 лет и более.

4) Устранены причины сбоя конфигурации программ пользователя, хранящихся в ОЗУ, при выключении питания и длительном хранении.

5) Внедрен техпроцесс для проверки изделий при предельных значениях климатических условий эксплуатации.

Таблица 12 - Техническая характеристика Ремиконт Р-130

Параметры прибора	Величина прибора
Тип	Ремиконт Р-130
Унифицированный аналоговый сигнал, mА	4 - 20
Напряжение питания, В	220 - 240
Выходной сигнал с термопары	ТХК
Влажность, %	До 80
Температура, ?С	от 1 до 45
Время цикла, сек	от 0,2 до 2

С помощью уравнения проверяется устойчивость системы управления с использованием критериев Гурвица и Михайлова.

Система автоматического управления описана дифференциальным уравнением.

Критерий устойчивости Михайлова.

3,5р3+5,5р2+17,6р+7=0,

p= iщ,

3,5iщ+5,5iщ+17,6iщ+7=0,

-3,5iщ3-5,5iщ2+17,6iщ+7=0

Исходное уравнение делится на два равенства действительное и мнимое.

U(щ)=-5,5iщ2+7=0,

V(щ)=-3,5iщ3-17,6iщ=0

Придавая щ значение щ=0; 0,25; 0,5; 1; 1,5; 2; 3; результаты расчета действительной и мнимой частей сводится в таблицу 13.

Таблица 13 - Таблица действительных и мнимых значений

щ	0	0,25	0,5	1	1,5	2	3
U(щ)	7	6,65	5,62	1,5	-5,37	-15	-42,5
V(щ)	0	4,35	8,37	14,1	14,59	7,2	-41,7

Рисунок -Годограф

Согласно условию Михайлова система устойчива

3.3 Выбор средств автоматизации, электроаппаратуры

3.3.1 Автоматический выключатель

Автоматический выключатель используется в качестве защиты аппаратов от коротких замыканий и перегрузок, а также для нечастых оперативных отключений электрических цепей и отдельных электроприемников при нормальных режимах работы. Таким образом, автоматы выполняют функции рубильников, предохранителей.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5