Автоматизация сушильно-промывной линии ЛПС-120

Уровнемер Rousemount 3300 - интеллектуальный прибор, построенный на основе волновой технологии и обеспечивает непрерывное измерение уровня жидкостей в сложных условиях эксплуатации.

2.1.4. Выбор измерителя влажности

Для измерения влажности ткани на выходе из сушильной машины применяется инфракрасный влагомассомер АКВАР-1207. Влагомассомер АКВАР-1207 состоит из микропроцессорного блока обработки сигналов, блока инфракрасного излучателя, блока приёмника и блока питания.

Излучатель и приёмник устанавливаются на сканирующем устройстве ввода на полотно с противоположных сторон ткани.

Контроль параметров ткани осуществляется путем измерения коэффициентов пропускания инфракрасного излучения на трех длинах волн. Микропроцессорный блок обеспечивает обработку цифровых сигналов от приёмника, вывод полученных значений на индикацию, ввод поправок в показания датчика. С целью интеграции влагомассомера с системами АСУТП он оснащён цифровым интерфейсом типа RS-232 или RS-485 (скорость обмена до 57,6 Кбод) и аналоговым интерфейсом типа токовый выход с цифровым сигналом на базе НАRТ протокола.

Таблица 2.1.4.1.

Технические характеристики АКВАР-1207.

2.1.5. Выбор регулятора

В качестве регуляторов был выбран DL05. Регуляторы DL05 представляют собой новый класс современных цифровых регуляторов непрерывного действия с аналоговым или импульсным выходом. Регуляторы применяются для управления технологическими процессами в промышленности. Регулятор DL05 позволяет обеспечить высокую точность поддержания значения измеряемого параметра.

Регулятор DL05 предназначен:

? для измерения контролируемого входного физического параметра (температура, давление, расход, уровень и т.п.), обработки, преобразования;

? регулятор формирует выходной аналоговый или импульсный сигнал управления внешним исполнительным механизмом, обеспечивая аналоговое или импульсное регулирование входного параметра по П, ПИ, или ПИД закону в соответствии с заданной пользователем логикой работы и параметрами регулирования.

Таблица 2.1.5.1.

Технические характеристики аналоговых входных сигналов

Таблица 2.1.5.2.

Технические характеристики регулятора

2.1.6. Выбор исполнительного механизма

В качестве регулирующих органов был выбран электрический регулирующий клапан типа 3213/5824. Регулирующие клапаны с диаметром условного прохода от Ду 65 до Ду 250 состоят из проходного клапана и шагового двигателя с силовым замыканием типа 5824.

Рис.2.1.6.1. Электрический регулирующий клапан типа 3213/5824

Принцип действия: среда протекает через односедельный проходной клапан в направлении указанном стрелкой. Положение штока конуса определяет сечение потока между конусом и седлом клапана.

2.1.7. Выбор операторской панели управления

Терминалы операторских интерфейсов (HMI) обеспечивают значительно большую функциональность чем традиционные механические панели управления. HMI позволяет оператору на заводе наблюдать текущие условия системы управления и, если необходимо изменять параметры системы. HMI соединяются с контроллерами обычно через серийный коммуникационный порт. HMI может быть запрограммирована для просмотра и/или изменения текущих значений сохраненных в памяти контроллера. HMI может соединяться с различными устройствами без каких-либо дополнительных настроек аппаратной части панели. Была выбрана операторская панель управления типа HMI601, технические характеристики операторской панели приведены в таблице 4.7.1.

Таблица 2.1.7.1.

Технические характеристики HMI601

Рис.2.1.7.1. Схема подключения контроллера к панели.

Рис.2.1.7.2. Схема подключения компьютера к панели.

2.2. Описание схемы принципиальной электрической

Для защиты трехфазных асинхронных двигателей линии было выбрано устройство защитного отключения трехфазного электродвигателя ОВЕН УЗОТЭ-2У. ОВЕН УЗОТЭ-2У предназначен для защиты трехфазных асинхронных электродвигателей, работающих в тяжелых производственных условиях: при перегрузках, вызванных пониженным напряжением в сети, при повышенной влажности и температуре, высокой запыленности.

Функциональная схема ОВЕН УЗОТЭ-2У представлена на Рис.6.1.

Рис.2.2.1. Функциональная схема ОВЕН УЗОТЭ-2У.

УЗОТЭ-2У включает в себя 4 блока контроля состояния электродвигателя:

- блок контроля температуры корпуса двигателя (БКТ);

- блок контроля тока утечки обмотки статора двигателя (БКУ);

- блок контроля перекоса фаз (БКФ);

- блок контроля тока, потребляемого двигателем (БКП).

Превышение уровня сигнала в любом из каналов контроля приводит к срабатыванию выходного реле и аварийному отключению электродвигателя.

2.3. Описание щита системы автоматизации

Щит системы автоматизации предназначен для размещения на нем средств контроля и управления технологическим процессом, контрольно-измерительных приборов, сигнальных устройств, аппаратуры управления, автоматического управления, защиты, блокировки, линий связи между ними.

Щит системы автоматизации соответствует ОСТ3613-76, ОСТ 36ЭД1-13-79 и руководящим материалам РМ3-82-83. Он предназначен для установки в закрытых помещениях с температурой окружающей среды от - 30 до +50 при относительной влажности не более 80% и отсутствии вибрации, агрессивных газов, паров токопроводящей пыли. Если на щите будут установлены приборы или аппаратура, рассчитанная на работу в меньшем диапазоне изменения температур или при меньшей влажности, то требования к температуре окружающей среды в месте установки щита должны определяться техническими условиями на эксплуатацию этих приборов или аппаратуры.

На щите располагаются два программируемых микроконтроллерных регулятора DL-05 и операторская панель управления HMI601. Щит имеет размеры 525*455 мм и имеет глубину 87,5мм.

2.4. Идентификация объекта управления

Объектом управления является промывная ванна ВРМ-120. Регулирование процесса подачи воды в нее осуществляется с помощью промышленного клапана.

Переходная характеристика объекта управления представлена на Рис.2.2.2.

Рис.2.2.2. Переходная характеристика объекта управления.

Запаздывание равно

? = 5 с

Время регулирования

t = 45 с

Аппроксимацию переходной характеристики проводится методом Симаю. Выполняется расчет основных коэффициентов передаточной функции:

Woy = k /(a0p2 + a1p + 1)

a0 = F1 a1 = F2

F1 = ?t{? [(1 - hi)] - 0.5 [1 - h0] }

?t = t /n = 5 с

n - число отрезков

F2 = ?t F1{? [(1 - hi) (1 - ?i)] - 0.5 [1 - h0] }

?i = i??t /F1

Таблица. Значения коэффициентов передаточной функции ОУ.

Woy = (22,58p +1) /(220.09 p2 + 31.26 p + 1)

Точность аппроксимации определяют по графику переходной характеристики, полученной при обратном преобразовании Лапласа функции ОУ:

3. Расчет регулятора давления

3.1. Снятие и аппроксимация кривой разгона

Снятие кривой разгона предусматривает нанесение на объект ступенчатого возмущения путем энергичного изменения степени открытия проходного сечения регулирующего органа; при этом отмечают величину и момент нанесения возмущения. Изменение выходной величины регистрируют до тех пор, пака объект не примет нового установившегося значения (объект устойчивый) или пока скорость изменения выходной величины не станет постоянной (объект нейтральный).

Кривые разгона определяют на действующем (находящемся в промышленной эксплуатации) объекте, изменяя его входную величину на несколько процентов. Использование такого сравнительно небольшого возмущения обусловлено тем, что реакция объекта не должна выходить за пределы ограничений, установленных технологическими соображениями.

Кривая разгона была снята при изменении управляющего воздействия, расхода греющего пара, от номинального = 0,3 т/ч до F = 0.33 т/ч. Значения для построения кривой разгона приведены в таблице 3.1.

Таблица 2.1. Значения кривой разгона.

Передаточная функция объекта управления по экспериментально снятой кривой разгона определяется следующим образом.

По приведенным в табл.2.1.1. данным, строится кривая разгона (рис.2.1.1). Из рисунка следует, что за конечное значение давления можно принять давление 1,3 кгс/см?, а полученное экспериментально время запаздывания равно = 1,2 с. Проведя касательную к точке перегиба кривой разгона, определяется = 0,6 с,= 4 c, отношение =0.15. Сравнивая это значение с данными табл. II.3 [1], объекту присваивается 2-й порядок.

Поскольку порядок объекта выше первого, определяется постоянная времени входящих в него апериодических звеньев.

Для объекта 2-го порядка вычисляется значение Т

Значение времени запаздывания

Определяется значение условного времени запаздывания

Окончательное значение времени запаздывания ?

Коэффициент усиления объекта k находится исходя из соотношения

- установившееся давление после проведения эксперимента, кгс/см?;

- температура продукта до проведения эксперимента, кгс/см?;

= 0,3 т/ч - расход греющего пара до проведения эксперимент;

= 0,33 т/ч - расход греющего пара после проведения эксперимента.

Искомая передаточная функция объекта управления определяется по

Страницы: 1, 2, 3