Составление сметы и расчет капитальных вложений

Электрическая проводка размещается в левой части с монтажной стороны щита.

Для электрической проводки в щитах применяют провода с медными жилами сечением 1,5 мм2 с полихлорвиниловой изоляцией, прокладываемой открыто жгутами.

Прокладка проводов открытыми жгутами должна выполнятся с соблюдением требований:

1. провода в жгутах не должны быть перевиты между собой;
2. жгуты должны быть скреплены бандажами из поливинилхлоридной перфорированной ленты с кнопками или другими аналогичными способами. Шаг установки бандажей не более 200 мм;
3. жгуты проводов прокладываются горизонтально или вертикально по кратчайшим расстояниям с минимальным количеством изгибов и перекрещиваний;
4. жгуты проводов не должны закрывать доступ к контактным или клемным устройствам приборов и аппаратуры и затруднять их ревизию или демонтаж;
5. жгуты проводов допускается крепить к унифицированным монтажным конструкциям, а также к конструкциям щитов с шагом на прямых участках не более 300 мм и на расстоянии 5055 мм до и после поворота, считая от его вершины;
6. при переходе жгута проводов с неподвижной части щита на подвижную жгут должен иметь компенсатор, работающий на кручении. Дои после компенсатора жгут должен быть закреплен;
7. жгуты гибких проводов присоединенных к штемпельным разъемам, должны иметь длину, достаточную для свободного разъединения деталей разъема.

Для присоединения и ответвления проводов и жил кабелей в электрических цепях щитов используется зажим.

Для подачи напряжения приборам в электрических цепях напряжением 220 В постоянного или переменного тока, частотой 50 Гц, при номинальном токе до 10 А используется модульные выключатели типа Z.

Концы проводов, подключенные к приборам, аппарату и сборкам зажимов, должны иметь запас по длине, необходимый для двукратного возобновления концевой заделки, а также маркировку соответствующей таблице подключения щита.

 

2.5 Питание средств автоматизации

автоматизация водоподготовка котельная контроль

Показывающие приборы, регулирующие программируемые приборы и устройства, поставляемые комплектно со щитом запитываются от сети напряжением 220В. Питание датчиков осуществляется через блоки питания.

Питание щита реализуется через автоматический выключатель типа ВА 57-31, установленный на левой стенке щита. Непосредственное подключение каждого прибора осуществляется через модульные пакетные выключатели типа Z. По одному пакетному выключателю на каждый прибор. Выключатели подключаются перемычками друг с другом.

Датчики запитываются от блоков питания 36В напрямую, т. е. от блоков питания через блоки коммутационных зажимов к датчикам кабелем КРВГ 4х1,5.

Коммутация до автоматического выключателя осуществляется кабелем АКРВГ 4х2,5, после проводом ПВ1 1х1,5.

 

2.6 Установка датчиков и выбор соединительных линий

 

Основным нормативным документом, определяющим правила производства, и приемки работ по монтажу систем автоматизации являются строительные нормы и правила СниП III-34-74.

Монтаж датчиков уровня на объекте следует производить в соответствии с руководством по эксплуатации.

Датчик уровня монтируется непосредственно над технологической емкостью.

Датчик рекомендуется устанавливать так, чтобы его чувствительный элемент располагался как можно ближе к центру емкости.

Места установки датчика должны обеспечивать удобные условия для обслуживания и демонтажа.

В данной системе автоматизации в качестве первичных устройств для измерения температуры используются термопреобразователь с унифицированным выходным сигналом. Приборы принимают в монтаж после стендовой проверки, в процессе которой определяют их пригодность к монтажу. При монтаже датчиков температуры необходимо соблюдать следующие общие правила:

• чувствительную часть прибора полностью погружать в измеряемую среду в месте наибольшего соприкосновения с потоком;
• первичный прибор устанавливать там, где поток измеряемой среды не нарушается открытием близко расположенной запорной и регулирующей аппаратуры, подсосом наружного воздуха через неплотности и т.п.;
• предупреждать утечку тепла от чувствительного элемента через арматуру или лучеиспусканием и приток тепла к чувствительному элементу от более нагретых поверхностей или от пламени;
• обеспечить быстрое восприятие чувствительным элементом измеряемой температуры и подачу импульса к вторичному прибору, регулятору.

Для установки датчиков температуры на технологический трубопровод или на технологическое оборудование приваривается бобышка, имеющая резьбу для закрепления первичного датчика. С датчиками бобышки соединяются через установочные штуцера.

Трубные проводки выбирают в зависимости от их назначения, для монтажа трубных проводок для объекта автоматизации применяют трубы следующего сортимента:

• стальные водогазопроводные по ГОСТ 3262-75, обыкновенные с условным проходом 20 мм;
• стальные бесшовные по ГОСТ 8734-75, наружным диаметром 14 мм с толщиной стенке 2м.

Стальные водогазопроводные трубы используют как защитные трубы и в них прокладывают электрическую проводку.

Стальные бесшовные трубы используют как импульсные трубы для отбора давления и подключению к датчикам давления.

Трубные проводки прокладывают по кратчайшим расстояниям между соединяемыми приборами минимальным числом поворотов и пересечений в местах, обеспечивающих удобство их монтажа и обслуживания, а также свободный доступ к соединениям и опорным конструкциям. Они должны быть удалены на возможно большее расстояние от технологического и электротехнического оборудования, от мест, где возможны сотрясения и вибрации, защищены от механических повреждений и вредного воздействия окружающей среды. В местах прокладки трубных проводок не должно быть резких перепадов температуры, вызывающих температурные деформации труб.

Производственное помещение, где находится автоматизируемая установка, не относится к категории взрывопожароопасной, поэтому выбран кабель типа КВВБГ для цепей измерения сечением 1,5 мм, для цепей управления АКВВБГ - сечением 2,5 мм. Для питания щита АКВВГ 4х2,5.

Электрические проводки к приборам и средствам автоматизации прокладываются по кратчайшему расстоянию между соединенными приборами с минимальным числом поворотов параллельно стенам и перекрытиям и во избежания искажения электрического сигнала по возможности дальше от технологического оборудования, электрооборудования, силовых и осветительных линий. Места прокладки электрических проводок должны быть доступны для монтажа и обслуживания.

 

 

3. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

 

3.1 Расчет надежности системы автоматизации

 

Надежность - свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значение всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования.

Надежность систем автоматизации зависит от многих факторов. Автоматизированная система управления представляет собой единство трех частей - технических средств, программного обеспечения и обслуживающего персонала.

Основным показателем для количественной оценки безотказной работы элемента, аппаратуры, приборов является вероятность безотказной работы P(t) в заданном интервале времени наработки t. Чем меньше наработка, тем больше P(t).

Отказом называется событие, заключающееся в нарушении работоспособности.

Расчет надежности произведен по схеме функциональной автоматизации. Рассчитана вероятность безотказной работы контура наличия металла в угле (позиция 1).

 

Структурная схема этого контура выглядит следующим образом:

 

Определяем основные количественные характеристики надежности при экспоненциальном законе распределения:

 

Вероятность безотказной работы каждого элемента определяем по формуле

 

P(t)=e-l*t,

 

где l - интенсивность отказа, которая для элементов 1 - 5 равна

 

l1 = 15*10-6 1/ч

l2 = 3,5*10-6 1/ч

l3 =2*10-6 1/ч

l4 = 1,8*10-6 1/ч

l5 =4*10-6 1/ч

 

при времени наработки 10000 часов

 

P1(t)=e-15*10-6*10000=0,861

P2(t)=e-3,5*10-6*10000=0,965

P3(t)= e-2*10-6*10000=0,980

P4(t)=e-1,8*10-6*10000=0,982

P5(t)=e-4*10-6*10000=0,961

 

Вероятность безотказной работы для всей системы рассчитывается для данного контура по формуле

 

PС(t)= Р1* Р2 *Р3*Р4*Р5 = 0,861*0,965*0,980*0,982*0,961= 0,768

 

Средняя наработка до первого отказа каждого элемента определяется по формуле

 

,

 

Средняя наработка до первого отказа равна

 

Т1=1/ 15*10-6 =66,66 тыс. час

Т2=1/ 3,5*10-6 =285,71 тыс. час

Т3= 1/ 2*10-6 =500 тыс. час

Т4 =1/ 1,8*10-6 =555,55 тыс. час

Т5 =1/ 4*10-6 =250 тыс. час

 

Вывод: Из проведенных расчетов следует, что первый отказ устройства системы автоматизации может произойти через 66,66 тыс. часов. В целом вероятность безотказной работы составляет 76,8% при времени 10000 часов.

 

3.2 Расчет САР

 

Исходные данные

∆xдин=6 0С - динамическое отклонение

∆xстат=2 0С - статическая ошибка

tp=20 c. - время регулирования

∆ν0= 20% - начальное возмущение

м=1,3  - коэффициент колебательности

Коб=0,5 Н/м2/% - коэффициент регулятора

САР давления

Находим относительное значение параметра по кривой разгона, которое заносим в таблицу.

 

 

Таблица 3.1 Значение σ

σ 0	σ 1	σ 2	σ 3	σ 4	σ 5	σ 6	σ 7	σ 8	σ 9
0	0,04	0,1	0,2	0,36	0,6	0,8	0,96	0,99	0,1

 

Таблица 3.2 Данные объекта

Коб	∆t	tч	Количество σ
0,5	1	0,5	10

 

После чего составляем таблицу для частоты. Значение частоты выбирается произвольно и при необходимости корректируется.

 

Таблица 3.3 Частоты входных сигналов

W	W	W	W	W	W	W	W	W	W
0,000	0,010	0,020	0,025	0,035	0,040	0,045	0,050	0,055	0,060

 

Расчёт и построение АФХ объекта

 

Таблица 3.4 Расчёт АФХ объекта

W	DA	j
0,000	0,5000	0,00
0,010	0,4999	-30,62
0,020	0,4996	-61,25
0,025	0,4994	-76,56
0,035	0,4988	-107,19
0,040	0,4985	-122,51
0,045	0,4981	-137,83
0,050	0,4976	-153,15
0,055	0,4971	-168,47
0,060	0,4965	-183,79

 

 

Определение оптимальных параметров настройки

После построения АФХ объекта, строят АФХ разомкнутой системы, при К=1 и различных значениях Т. Для чего к каждому вектору АФХ объекта прибавляют вектор с модулем:

 

 

При  Ти1=4 с

Ти2=6 с

Ти3=8 с

Ти4=10 с

 

повёрнутым на угол 90 по часовой стрелке. Данные заносят в таблицу.

 

Таблица 3.5 Зависимость ∆А(w) от Т