Выбор типовых элементов, входящих в разрабатываемую систему управления подачей воздуха

2.1.1 Выбор первичного датчика

Для регулирования расхода, в системах автоматизации применяют различные расходомеры. Рассмотрим расходомер Метран-100ДД и Метран 43 Ф-ДД.

Первичный преобразователь Метран-100ДД

Назначение

Датчики давления Метран-100 предназначены для работы в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами и обеспечивают непрерывное преобразование измеряемых величин -давления избыточного, абсолютного, разрежения, давления- разрежения, разности давлений, гидростатического давления нейтральных и агрессивных сред в унифицированный токовый выходной сигнал дистанционной передачи.

Технические характеристики

Измеряемые среды: жидкости, пар, газ, в т.ч. газообразный кислород и кислородосодержащие газовые смеси.

Диапазоны измеряемых давлений:

минимальный 0-0,04 кПа;

максимальный 0-100 МПа.

Основная погрешность измерений: до ±0,1% от диапазона.

Диапазон перенастроек пределов измерений: до 25:1.

Устройство и работа датчика

Датчик состоит из преобразователя давления (в дальнейшем сенсорный блок) и электронного преобразователя. Датчики имеют унифицированный электронный преобразователь. Измеряемая входная величина подается в камеру сенсорного блока и преобразуется в деформацию чувствительного элемента (тензопреобразователя), вызывая при этом изменение электрического сопротивления его тензорезисторов. Электронный преобразователь датчика преобразует это изменение сопротивления в токовый выходной сигнал. Чувствительным элементом тензопреобразователя является пластина из монокристаллического сапфира с кремниевыми пленочными тензорезисторами, прочно соединенная с металлической мембраной тензопреобразователя.

1-фланец, 2-корпус, 3 мембрана, 4 жесткий центр, 5 тяга, 7,6 камеры,

8 тензопреобразователь, 9 электронный преобразователь.

Рисунок 2.1 – Устройство датчика

Первичный преобразователь Метран-43-ФДД

Назначение

Предназначен для непрерывного преобразования разности давлений в стандартный токовый выходной сигнал в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами.

Технические характеристики:

Питание 36 В постоянного тока

Условия эксплуатации -40…+60⁰С

Погрешность измерения + 0,2; 0,25, 0,5%

Пределы измерения, МПа 1…630 КПа; Р допустимое избыточное 4…16 МПа

Форма представления информации выходные сигналы 0…5; 0…20, 4…20мА

Контролируемая среда газ, жидкость, пар

Устройство и работа датчика

Датчик состоит из преобразователя давления (в дальнейшем - измерительный блок) и электронного преобразователя.

Датчики различных моделей имеют унифицированный электронный преобразователь и отличаются лишь конструкцией измерительного блока.

В качестве чувствительного элемента в датчиках используются тензопреобразователи.

1-фланец, 2-корпус, 3-мембрана, 4-жесткий центр, 5-электронный преобразователь, 6,7- камеры, 8-рычаг тензопреобразователя, 9-тяга

Рисунок 2.2 - Устройство датчика

Измеряемый параметр воздействует на мембрану измерительного блока и линейно преобразуется в деформацию чувствительного элемента, вызывая при этом изменение электрического сопротивления тензорезисторов тензопреобразователя, размещенного в измерительном блоке.

Электронный преобразователь датчика преобразует это изменение сопротивления в токовый выходной сигнал.

Чувствительным элементом тензопреобразователя является пластина монокристаллического сапфира с кремниевыми пленочными тензорезисторами, прочно соединенная с металлической мембраной тензопреобразователя.

Вывод: выбираем первичный датчик Метран-100ДД. Так как данный датчик обладает простой конструкцией и широким диапазоном измерения и меньшей стоимостью.

2.1.2 Выбор регулирующего устройства

Контроллер Simatic S7-400

Назначение

Программируемые логические контроллеры (ПЛК) Siemens Simatic S7-400 - это модульные контроллеры высшего класса для решения задач автоматического управления и построения систем автоматизации среднего и высокого уровня сложности.

Устройство прибора

Система автоматизации S7-400 имеет модульную конструкцию. Она может комплектоваться широким спектром модулей, устанавливаемых в монтажных стойках в любом порядке. Система включает в свой состав:

Модули блоков питания (PS): используются для подключения SIMATIC S7-400 к источникам питания =24/ 48/ 60/ 120/ 230В или ~120/ 230В. Модули центральных процессоров (CPU): в составе контроллера могут использоваться центральные процессоры различной производительности. Все центральные процессоры оснащены встроенными интерфейсами PROFIBUS-DP. При необходимости, в базовом блоке контроллера может быть использовано до 4 центральных процессоров.

Сигнальные модули (SM): для ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов.

Коммуникационные модули (CP): для организации последовательной передачи данных по PtP интерфейсу, а также сетевого обмена данными.

Функциональные модули (FM): для решения специальных задач управления, к которым можно отнести счет, позиционирование, автоматическое регулирование и т.д.

При необходимости в составе S7-400 могут быть использованы:

Интерфейсные модули (IM): для связи базового блока контроллера со стойками расширения. К одному базовому блоку контроллера SIMATIC S7-400 может подключаться до 21 стойки расширения.

Простота конструкции S7-400 существенно повышает его эксплуатационные характеристики:

Простота установки модулей. Модули устанавливаются в свободные разъемы монтажных стоек в произвольном порядке и фиксируются в рабочих положениях винтами. Фиксированные места занимают только блоки питания, первый центральный процессор и некоторые интерфейсные модули.

Контроллер Simatic S7-300

Назначение

S7-300 находит применение для автоматизации машин специального назначения, оборудования для производства технических средств управления и электротехнического оборудования.

Устройство прибора

Программируемые контроллеры S7-300 могут включать в свой состав:

Модуль центрального процессора (CPU).

Блоки питания (PS) для питания контроллера от сети переменного или постоянного тока.

Сигнальные модули (SM), предназначенные для ввода и вывода дискретных и аналоговых сигналов.

Коммуникационные процессоры (CP) – интеллектуальные модули, выполняющие автономную обработку коммуникационных задач в промышленных сетях связи. Для организации модемной связи в составе S7-300 могут использоваться коммуникационные модули семейства SINAUT ST7.

Функциональные модули (FM) – интеллектуальные модули, оснащенные встроенным микропроцессором и способные выполнять задачи автоматического регулирования, взвешивания, позиционирования, скоростного счета, управления перемещением и т.д. Целый ряд функциональных модулей способен продолжать выполнение возложенных на них задач даже в случае остановки центрального процессора.

Интерфейсные модули (IM) для подключения стоек расширения к базовому блоку контроллера, что позволяет использовать в системе локального ввода-вывода до 32 модулей различного назначения..

Вывод: Среди рассмотренных контроллеров выбираем Simatic S7-300, т.к контроллер предназначен для построения систем автоматизации низкой степени сложности обладает меньшим количеством входов, что наиболее оптимально подходит для САУ подачей воздуха в термотравильный агрегат. Кроме того контроллер имеет меньшую цену и обладает простотой конструкции

Дата добавления: 2015-08-10