Проектирования систем автоматизации технологических процессов

-  индикация режимов управления, выходного сигнала регулирующего устройства с импульсным выходным сигналом;

-  определение положения регулирующего органа по сигналу от электрического ИМ

-  входные сигналы стрелочного индикатора: унифицированные токовые 0…5 мА, 4…20 мА, напряжения 0…10 В

 

ПБР-2М основные характеристики:

- бесконтактное управление электрическими исполнительными механизмами и приводами, пуск, реверс любых синхронных и асинхронных двигателей мощностью до 1,1 кВт

- управление электрическими исполнительными механизмами и приводами с однофазными конденсаторными электродвигателями

       Выбираем  устройства оперативного управления  типа БРУ–42, выполняющий большое  количество разнообразных функций  и в вид современности модели .

Для управления МЭО выбран пускатель бесконтактный реверсивный ПБР-2М, в связи с тем что требуется управление однофазным конденсаторным электродвигателем,  предназначенный для общепромышленных условий эксплуатации и имеющий технические характеристики:

 

Таблица 4.2.2 – Технические данные ПБР-3А

	Условия эксплуатации	Исполнение - УХЛ 4.2
1	Температура,    ºС	от 5 до 50
2.	Относительная влажность,  % при	от 30 до 80
	температуре,  ºС	35
3.	Вибрация:  частота»  Нz	до 25
	амплитуда, мм	до 0,1
4.	Магнитные поля постоянные или переменные 50 Нz, напряженность, А/м	до 400

 

Для дистанционного определения  положения вала исполнительного  механизма выбран дистанционный  указатель положения типа ДУП-М.

4.3 Выбор исполнительного  механизма

       Исполнительные  механизмы являются приводной  частью регулирующего органа (клапан, задвижка, заслонка и т. п.) и  предназначены для его перемещения.  ИМ в зависимости от используемой  энергии подразделяются на следующие  виды: пневматические; гидравлические; электрические. 

       Наибольшее  распространение при автоматизации  объектов теплоэнергетики получили  электрические ИМ. В общем случае  электрический ИМ включает электропривод (электродвигатель и редуктор), блок сигнализации положения и штурвал. Штурвал предназначен для ручного перемещения выходного вала ИМ. Блок сигнализации состоит из блока концевых выключателей и датчика положения ИМ. Концевые выключатели ИМ позволяют отключать электродвигатель при достижении крайних положений выходного вала ИМ. В зависимости от назначения ИМ комплектуются различными датчиками положения: индуктивным, реостатным (диапазон 0…120 Ом), токовым (0…5 мА или 4…20 мА, или 0…20 мА). Широко распространены следующие типы электрических ИМ: механизмы электрические однооборотные (МЭО), механизмы электрические однооборотные фланцевые (МЭОФ), механизмы прямоходные постоянной скорости (МЭП), механизмы прямоходные кривошипные переменной скорости (МЭПК).

При составлении заказной спецификации был проведен расчет параметров исполнительного механизма (ИМ).

Исходные данные

Внутренний диаметр трубопровода 80 мм

В качестве ИМ был выбран механизм электрический однооборотный  – МЭО, т.к. ИМ приводит в движение регулирующий клапан.

Максимальный крутящий момент МЭО

М_max = 6,89 D_у – 338 = 6,89 80 – 338 = 213,2 Н м,

где D_у - условный диаметр трубопровода, мм.

При выборе МЭО учитывалось  условие

М_Н > М_max,

где М_Н – номинальный крутящий момент на выходном валу ИМ, Н м.

В соответствии с величиной  крутящего момента, необходимого для  перестановки регулирующего органа, выбран из списка [5] ст.8 механизм электрический однооборотный типа МЭО-250/25-0,25.

4.4 Выбор регулирующего  устройства

Контроллер предназначен для построения современных АСУ  ТП и позволяет выполнять оперативное  управление с использованием персональных ЭВМ, автоматическое регулирование, логико–программное управление, защиту и блокировку, сигнализацию и регистрацию событий. Рассмотрим из имеющегося каталога номенклатуры [5] следующие контроллеры.

   

Контроллеры	Максимальное число  аналоговых  (дискретных) входов/выходов и  шаг его изменения Dк	Основная погрешность, %	Минимальное время цикла ТП и шаг его  изменения Dц, мс	Тип объектов  автоматизации
КРОСС-500	256 (512)  Dк=1, 2, 4, 8 (8, 16)	0.2,  0.1	2   Dц=1	сложные сосредоточенные
ТРАССА-500	7648 (7648)  Dк=1, 2, 4 (1, 2, 4)	0.1	2   Dц=1	простые и сложные рассредоточенные
Микроконтроллер МК*	32 (32)  Dк=1, 2, 4 (1, 2, 4)	0.1	2   Dц=2	малые сосредоточенные
Ремиконт Р-130ISA	20 (32)  Dк=8, 10 (16)	0.3	10   Dц=2	малые сосредоточенные

ТП-технологическая программа

* Микроконтроллер МК входит  в состав контроллеров КРОСС-500 и ТРАССА-500, но может применяться  и самостоятельно.

 

Из таблицы № можно выделить 2 контроллера МК и Ремиконт Р-130ISA, которые рассчитаны на малый объект автоматизации. Так как МК имеет ни так много функции как Ремиконт, то основываясь на всех перечисленных фактах останавливаем свой выбор на Ремиконт Р-130ISA.

Контроллер Ремиконт Р–130Isa

Ремиконт Р–130Isa разработанный на базе Ремиконт Р–130 и зарекомендовавший себя как надёжный, простой в эксплуатации, с хорошо развитой технической и программной базой.

 

 

 

СОСТАВ КОНТРОЛЛЕРОВ

Контроллеры P-130 и Р-130ISa представляют собой комплекс технических средств.

В состав контроллеров входят следующие блоки:

- блок контроллера Р-130ISa - БК-1М/01 (модель -регулирующая 01),

- резисторы нормирующие  РН-1,

- блоки питания БП-1, БП-4,

- блок усилителей сигналов  низкого уровня БУТ-10,

- блок усилителей сигналов  резистивных датчиков БУС-10.

- блок усилителя мощности  БУМ-10,

- блок переключения БПР-10,

- межблочный соединитель  для приборных цепей МБС,

- клеммно-блочный соединитель КБС-0 (для размножения общих точек),

- клеммно-блочный соединитель КБС-1 (для БП-1, БУТ-10, БУС-10, БУМ-10),

- клеммно-блочный соединитель КБС-2,

- клеммно-блочный соединитель КБС-3 (для дискретных цепей ввода-вывода БК-1, БК-1М/01 и БПР-10).

 

Блоки контроллера БК-1 и  БК-1М/01 являются центральными, а остальные  — дополнительными.

Центральный блок преобразует  аналоговую и дискретную информацию в цифровую форму, ведет обработку  цифровой информации и вырабатывает управляющие воздействия.

Дополнительные блоки  используются для предварительного усиления сигналов термопар и термометров  сопротивления, формирования дискретных выходных сигналов на напряжение 220 В, организации внешних переключений и блокировок и т.п. Контроллеры P-130 и Р-130ISa имеют проектную компоновку, которая позволяет пользователю выбрать нужный набор модулей и блоков согласно числу и виду входных-выходных сигналов.

В данном курсовом проекте  используются блоки:

- блоки питания БП-1

- клеммно-блочный соединитель КБС-1

 

Заказная спецификация приборов и средств автоматизации АСР  уровня конденсата ПСВ приведена в приложении А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5  ПРОЕКТИРОВАНИЕ  ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ  АСР РАСХОДА ПАРА

      Принципиальная  электрическая схема определяет  полный состав приборов, аппаратов  и устройств (а также связей  между ними), действие которых  обеспечивает решение задач управления, регулирования, защиты, измерения  и сигнализации. Принципиальные  схемы служат основанием для  разработки других документов  проекта (монтажных таблиц щитов  и пультов, схем внешних соединений  и др.)ПЭС служат основанием для разработки других документов  проекта: монтажных таблиц щитов и пультов, схем подключения и др.

Эти схемы служат также  для изучения принципа действия системы, они необходимы при производстве наладочных работ и в эксплуатации.

В общем случае ПЭС разрабатывают  обычно в следующей последовательности:

• на основании ФС составляют четко сформулированные технические требования, предъявляемые к ПЭС;
• применительно к этим требованиям устанавливают условия и последовательность действия схемы;
• каждое из заданных условий действия схемы изображают в виде тех или иных элементарных цепей, отвечающих данному условию действия;
• элементарные цепи объединяют в общую схему;
• производят выбор аппаратуры и электрический расчет параметров отдельных элементов;
• проверяют схему с позиций возможности возникновения ложных цепей или ее неправильной работы при повреждениях элементарных цепей или контактов;
• рассматривают возможные варианты решения и принимают окончательную схему применительно к имеющейся аппаратуре.

 

На основании ФС и с  учетом последовательности и принципа действия технических средств АСР, разработана ее ПЭС, представленная на листе ФЮРА.421000.014 Э3. Спецификация на приборы и средства автоматизации АСР приведена в приложении А.

Получение информации о значениях  параметров технологического процесса происходит при помощи измерительных  преобразователей типа Метран-150-ДГ (А1). С выходов преобразователя унифицированный токовый сигнал 4…20 мА поступает на вход клеммно-блочного соединителя КБС-1, от которого поступает сигнал через вилки разъёма типа РП15-9 к блоку контроллера БК-1, где преобразуется в дискретный сигнал. Питание БК-1 идет через межблочный соединитель МБС от блока питания БП-1. В БК-1 обрабатываются данные о ходе технологического процесса и вырабатывается управляющие воздействия в соответствии с запрограммированным алгоритмом управления. Далее управляющие воздействия в виде цифрового кода преобразуются в дискретный сигнал и направляется на блок ручного управления БРУ-42 (А3). Затем дискретный сигнал 0…24 В усиливается пусковым устройством типа ПБР-2М (А4) и поступает на обмотку управления исполнительного механизма МЭО А5, после чего вал ИМ начинает вращаться, изменяя положение регулирующего органа. Унифицированный токовый сигнал    4…20 мА с датчика положения выходного вала ИМ поступает на вход блока контроллера, что обеспечивает контроль положения вала ИМ и балансировку соответствующих сигналов при переходе с одного режима управления на другой, а также он поступает на дистанционный указатель положения ДУП-М (А6).

     Маркировка  Цепей на принципиальной электрической схеме маркируются по функциональному признаку в зависимости от их назначения. Измерительные и управляющие маркируются числами от 1 до 100, цепи питания – от 101. Система автоматического регулирования имеет возможность модернизации, так как имеются свободные маркировки для подключения других технических средств.

                 Подключение технических средств  осуществлялось на основе информации, представленной в каталогах заводов  изготовителей и типовых проектных решений.

6 ПРОЕКТИРОВАНИЕ  МОНТАЖНОЙ СХЕМЫ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО  РЕГУЛИРОВАНИЯ

  Разработку монтажной  схемы проведем в два этапа.  На первом этапе рассмотрим  схему подключения внешних проводок. На втором этапе рассмотрим монтажную схему электрических проводок щита.

     На данной  схеме в верхней части чертежа  изображена таблица, отражающая  наименования измеряемых параметров, измеряемых сред, места отбора  информационного сигнала, а также  позиционное обозначение приборов, присвоенное им в соответствии  с принципиальной электрической  схемой.

      Под таблицей  с поясняющими подписями находятся  графические изображения измерительных  приборов и средств автоматизации,  установленных непосредственно  на техническом оборудовании  и трубопроводе. Исполнительный механизм МЭО-250/25-0,25 и пусковое устройство ПБР-2М изображены в виде прямоугольников, внутри которых указаны номера зажимов и показаны соединения между ними. В нижней части чертежа в виде прямоугольника изображен щит контроля и управления, внутри которого показана сборка зажимов, и подключение к клеммам колодки жил кабелей.

На монтажной схеме  электрических проводок щита устройства изображены упрощенно в виде прямоугольников. Над прямоугольниками расположены  окружности, разделенные горизонтальной чертой. Цифры в верхней части  окружности указывают порядковый номер  изделия на щите. В нижней части  – записаны позиционные обозначения, согласно функциональной схеме АСР  уровня ПСВ.

Также на чертеже изображены сборки зажимов. Над линиями, приходящими к зажимам, указаны маркировки участков цепей в соответствии с принципиальной и с монтажной схемами АСР.

Схема монтажная представлена на листе ФЮРА.421000.014 С4.

7 ВЫБОР  ПРОВОДОВ, КАБЕЛЕЙ И ИМПУЛЬСНЫХ  ТРУБ ПРОВОДОК ЩИТА И ВНЕШНИХ  ПРОВОДОК

     Электропроводки в системах автоматизации выполняют изолированными проводами и кабелями.