Розробка структурних схем каналів автоматичного контролю та регулювання технологічних параметрів

Метою даного розділу є розробка структурних схем каналів автоматичного контролю і регулювання по кожному технологічному параметру.

На структурній схемі відображаються в загальному виді основні рішення розроблювальної системи керування по каналах контролю і регулювання і показуються:

· точки контролю або відбору на технологічному устаткуванні;

· порядок передачі вимірювальної і командної інформації;

· технічні засоби передачі інформації,

· спосіб реєстрації інформації і її оперативне відображення.

Технічні засоби передачі вимірювальної і командної інформації повинні бути, як правило, серійними і належати системі ДСП.

При цьому використовують такі скорочення:

ПВП – первинний вимірювальний перетворювач;

НП – нормуючий перетворювач;

ПП – проміжний перетворювач;

МПК – мікропроцесорний контролер;

ПК – панель керування;

ПРІ – пристрій індикації інформації;

ПРР – пристрій реєстрації інформації;

ПРС – пристрій сигналізації інформації;

ВП – виконуючий пристрій.

Структурна схема контурів регулювання температури середовища показана на рис. 1.

Рис. 1 – Структурна схема каналу регулювання температури

Структурна схема каналів стабілізації витрати матеріальних потоків наведена нижче:

Рис. 2 – Структурна схема каналу регулювання витрати матеріальних потоків

Структурна схема каналу регулювання рівня середовища у апаратах наведена на рис. 3.

Рис. 3 – Структурна схема каналу регулювання рівня середовища

Структурна схема каналу вимірювання тиску середовища у апаратах наведена на рис. 4.

Рис. 4 – Структурна схема каналу вимірювання тиску середовища

2.4 Вибір комплексу технічних засобів (КТЗ)

Мета розділу – обґрунтування і вибір технічних засобів, що входять до складу каналів контролю і регулювання технологічних змінних.

Обґрунтування і вибір технічних засобів, що належать до складу каналів контролю і регулювання, проводиться згідно функціональної схеми по кожному технологічному параметру, а також у відповідності з номінальними значеннями вимірюваних параметрів.

Обґрунтування і вибір технічних засобів включає:

а) вибір первинного вимірювального перетворювача (датчика);

б) вибір проміжного перетворювача;

в) вибір ЕОМ.

Обраний первинний вимірювальний перетворювач (датчик) повинен задовільняти наступним вимогам:

а) діапазон вимірювання повинен відповідати діапазону зміни вимірюваного параметра,

б) умови вимірювання по технічному паспорту повинні відповідати умовам вимірювання на технологічному об'єкті;

в) похибка вимірювань не повинна перевищувати значень, заданих технологічним регламентом.

При виборі виконавчого пристрою необхідно враховувати відповідність вхідного сигналу виконавчого пристрою і вихідного сигналу попереднього технічного засобу.

Для вибору мікропроцесорного контролера (МПК) використовують наступні вихідні дані:

а) характеристики розв'язуваних задач (обсяг вхідної і вихідної інформації, коефіцієнти складності обробки вхідної інформації і т.д.);

б) вимоги до швидкодії і надійності роботи МПК;

в) перелік моделей МПК, що серійно випускаються та які можуть бути використані;

г) технічні й експлуатаційні характеристики МПК.

Метою вибору технічних засобів є визначення найбільш ефективного методу вимірювання для кожного технологічного параметру. Обраний метод вимірювання повинен задовольняти характеру середовища, бути найбільш точним та входити до системи ДСП.

Обґрунтування та вибір технічних засобів включає вибір первинного вимірювального перетворювача (датчика), проміжних перетворювачів, засобів централізованого контролю та керування, виконуючих пристроїв.

Аналіз об’єкту показав, що для керування ним необхідно окрім стабілізації окремих технологічних параметрів вирішувати задачі оптимального керування та керуючої логіки. Враховуючи вищесказане, система керування повинна бути побудована на базі керуючої обчислювальної машини (КОМ), наприклад, мікропроцесорного контролеру. В якості такого пристрою обрана одна з моделей мікропроцесорного контролера Ломіконт Л-122. Цей вибір обумовлено тим, що Ломіконт є багатоцільовим контролером загальнопромислового призначення, архітектура контролера оптимізована для вирішення задач оптимального керування технологічними процесами та для виконання операцій керуючої логіки. Контролер має в своєму складі таймери та лічильники, що дозволяє виводити технологічні повідомлення та поточні значення параметрів на монітор для спостереження за ходом технологічного процесу і на друкуючий пристрій з метою документування процесу керування.

Ломіконт може працювати як у складі великої розподіленої АСКТП, зв’язуючись з ЕОМ верхнього рівня по каналу цифрового зв’язку, так і в якості автономного технічного засобу, котрий вирішує комплекс задач оптимального і логічного керування, регулювання, відображення та документування інформації про хід процесу керування.

В даному проекті обираємо другий варіант використання процесора, тобто Ломіконт є автономним технічним засобом.

Для реалізації функцій контролю технологічного процесу обираємо алфавітно-цифровий відеотермінал ВТА-2051М, для реалізації функцій реєстрації − пристрій друку знакосинтезуючий А 521 4/6. Ці пристрої підключаються до Ломіконта по каналах цифрового зв’язку. Вони дозволяють обійтися без традиційних щитових вторинних приладів (показуючих та записуючих).

В комплекті з мікропроцесорним контролером працюють звичайні датчики та виконуючі механізми. Оскільки Ломіконт приймає синали 0 – 5 мА, перевагу будемо надавати датчикам саме з таким вихідним сигналом 0-5 мА.

Оскільки Ломіконт приймає електричні вхідні сигнали, обираємо комбіновану схему передачі інформації: датчики з електричним вихідним сигналом у вибухобезпечному виконанні, а регулююча арматура – з пневмокеруванням.

Для вимірювання температурних режимів обираємо термоперетворювач опору типу ТСМ-0879, який працює разом з нормуючим перетворювачем типу Ш703-И-01 з вихідним сигналом 0-5 мА.

Для вимірювання рівня заповнення апаратів відповідним середовищем обираємо безконтактний акустичний рівнемір типа ЕХО 3. Рівнемір складається з акустичного перетворювача типу АП-3 та перетворювача передаючого ППИ-3 з вихідним сигналом 0-5 мА.

Для вимірювання надлишкового тиску у апаратах оберемо перетворювач надлишкового тиску типу „Сапфир 22ДИ-Ех”.

Вимірювання витрат матеріальних потоків здійснюємо методом змінного перепаду тиску. В якості стандартного звужуючого пристрою вибираємо діафрагму камерну типу ДК-6, а функцію диференційного манометра буде виконувати вимірювальний перетворювач різниці тиску типу „Сапфир 22ДД-Ех”.

Вимірювальні перетворювачі типу „Сапфір 22-Ех” мають стандартний вихідний електричний сигнал постійного струму 0-5 мА та іскробезпечне виконання.

Для вимірювання значення величини рН концентрату у апараті для приготування живильного середовища обрано рН-метр типу рН-201 у промисловому виконанні. Вихідний сигнал рН-метра 0-5 мА.

Враховуючи категорію виробництва за вибухопожежобезпекою, виконуючі пристрої обрані з пневмоприводом. Обираючи регулюючий клапан, були враховані наступні фактори:

- діаметр трубопроводу, на якому буде встановлено відповідний регулюючий орган;

- характеристики середовища у трубопроводі (температура, тиск, вид середовища).

З урахуванням вищесказаного в якості виконуючого механізму, що приводить у дію регулюючий орган типу 25ч32кж, обрано пневматичний мембранний привід типа МИМ.

Для забезпечення переходу з автоматичного режиму на ручний та для виконання операції протилежної, а також для ручного керування регулюючою арматурою обираємо пневматичну панель дистанційного керування типа ПП12.2.

Так як обробка інформації у контролері відбувається у електронній формі, то вихідний сигнал контролеру повинен бути перетворений до пневматичної форми, що дасть змогу завести його до пневматичного виконуючого механізму. Для виконання поставленої задачі вибираємо перетворювач електропневматичний типу ЕПП.

Обрані за довідниками [1], [2] прилади та засоби автоматизації занесені до замовної специфікації, що приведена у додатку.

Дата добавления: 2015-08-10