Технологическая Аатоматизация

Основные  характеристики вентилятора – его  тип и номер. Номер вентилятора  определяется наружным диаметром рабочего колеса, выраженным в дециметрах. Вентиляторы одного и того же типа изготовляют разных номеров при сохранении геометрического подобия, что обеспечивает широкие пределы их подачи.

В приточных  вентиляционных системах воздуховоды  служат для распределения чистого воздуха, подаваемого от приточных камер или кондиционеров в помещения, по местам воздухораздачи, а в вытяжных системах, наоборот, для сбора загрязненного воздуха в местах воздухоудаления и подачи его к вытяжному вентилятору с последующим выбросом через очистные устройства (или без них) в атмосферу. Практически почти каждая вентиляционная система имеет воздуховоды. Для промышленных зданий воздуховоды изготовляют из металла, для административных и общественных зданий - либо из металла, либо из строительных конструкций, в жилых зданиях используют только неметаллические воздуховоды.

Все многообразие конфигураций вентиляционных систем выполняется  практически из очень ограниченного ассортимента деталей. Прямые участки в среднем составляют около 70% общей площади поверхности воздуховодов, отводы 15%, узлы ответвлений (тройники) 6%, переходы 6% и нестандартные детали (коробки, зонты, отсосы, укрытия и т. д.) 3%.

В производственных зданиях при транспортировке  воздуха с температурой до 80С  и относительной влажностью до 60% для приточных систем вентиляции следует применять фальцевые  воздуховоды из оцинкованной или  черной тонколистовой стали, для вытяжных систем - из черной тонколистовой или рулонной стали с покрытием, стойким к атмосферным осадкам и транспортируемой среде. При относительной влажности более 60% можно использовать воздуховоды из алюминия. Если транспортируемая среда является агрессивной в химическом отношении и быстро коррозирует обычные воздуховоды, их защищают специальными лакокрасочными покрытиями либо изготовляют из материала, стойкого к транспортируемой среде. 

 

1.2 Описание функциональной схемы  автоматизации

 

В процессе описания задач автоматизации, которые  реализует функциональная схема  входит:

-управление  воздушной заслонкой

-регулирование  температуры приточного воздуха  изменением теплопроизводительности  калорифера;

-автоматический  прогрев воздухонагревателя перед  включением приточного вентилятора;

- контроль  и сигнализация системы

-автоматическое  подключение схемы регулирования  перед включением приточного вентилятора;

-защита воздухонагревателя  от замерзания.

Управление  воздушной заслонкой  осуществляться как дистанционно, так и автоматически.

С помощью  универсального переключателя УП-5311-С225 (на схемах обозначен SA2) можно менять режим управления. А кнопочным постом управления  ПКЕ 722-2У3 (на схемах обозначен SB4) управлять воздушной заслонкой.

Регулирование температуры приточного воздуха  осуществляется путем использования регуляторов температуры ТI2, который следит за температурой поступающей жидкости непосредственно в калорифер. Температурой воздуха можно управлять с щита автоматизации, используя трехпозиционный регулятор температуры  ПТР-3-04 (на схемах обозначен VT).

Калорифер от замораживания защищают следующим  образом. На трубопроводе после калорифера установлен датчик позиционного регулятора температуры TI4, настроенного на 70⁰С, а в воздуховоде - датчик позиционного регулятора TI3, настроенного на температуру 16⁰С. Если температура воды после калорифера  понизится до 70⁰С, а температура поступаемого воздуха  будет ниже 16⁰С, позиционный регулятор температуры ТУДЭ4 (на схемах обозначен TE3) сработает, автоматически выключится вентилятор, закроется утепленный клапан, установленный в воздуховоде, и откроется регулирующий клапан. При отключенном вентиляторе защита калориферов от замораживания осуществляется периодическим их прогревом с помощью регулятора ТУДЭ4 (на схемах обозначен TS2), управляющего исполнительным механизмом.

Контроль  над работой приточной и вытяжной систем производится специальными реле потока воздуха. Сигнализация работы системы передается на щит автоматизации ЩШМ, где установлены сигнальные лампы HL1, HL2, аварийное состояние сигнализируется красной лампой (HL2), а нормальной работы - зеленой (HL1). Там же находится кнопка съема аварийной сигнализации КЕ-011 (на схемах обозначена SB7).

Иногда, при  большой тепловой инерционности  вентилируемого помещения, возможно значительное снижение температуры приточного воздуха, что влечет за собой создание дискомфортных  условий в отдельных зонах  помещения (ветер, резкое снижение температуры). Чтобы избежать этого, в воздуховоде за вентилятором устанавливается датчик ТСП-1079 (на схемах обозначен TE2) трехпозиционного регулятора ПТР-3-04 (на схемах обозначен VT), настроенный на минимально допустимую температуру приточного воздуха. Если по команде регулирующий клапан закрывается, и температура приточного воздуха понижается до минимально допустимой, срабатывает регулятор  ПТР-3-04 (на схемах обозначен VT) и управляющий сигнал на исполнительный  механизм прерывается.

 

1.3 Описание принципиальной электрической  схемы

 

Принципиальная  электрическая схема управления и регулирования обеспечивает выполнение следующих задач:

Схема управления:

-подачу питающего  напряжения и защиту асинхронного  электродвигателя вентилятора;

-включение  электродвигателя вентилятора в  местном и дистанционном режиме;

-сигнализацию  нормальной работы вентилятора;

-ручное и  автоматическое управление исполнительным  клапаном воздушной заслонки.

Схема регулирования:

-регулирование  температуры воздуха в помещении;

-управление  клапаном  на  технологическом  трубопроводе после калорифера

-защита воздухонагревателя  от замерзания.

Напряжения  питания на электродвигатель от трехфазной сети 380/220 В подается по цепи фазы: А, В, С, контакты магнитного пускателя KM, катушки электротеплового реле KK. Статорные обмотки электродвигателя, N.

Включение электродвигателя в местном режиме, положение переключателя SA3 «M» происходит при нажатии SА1. При напряжение на катушку магнитного пускателя KM подается по цепи; фаза С, предохранитель FH, кнопка SA1, переключатель SA3  катушка магнитного пускателя KM, контакт электрического реле KK, N. Остановка двигателя производится нажатием кнопки SA1. Предусмотрена блокировка кнопки SA3 контактом магнитного пускателя KM. (фаза C, FH, SA1, KM, KK, N.)

В режиме дистанционного управления переключатель SA3 в положении  «Д», включение электродвигателя производится кнопкой SA1 при этом напряжение на катушку KM магнитного пускателя подается по цепи: фаза C, FН, SA5, SA1, SA3, KM, KK, N.

Сигнализация  нормальной работы производится сигнальной лампой HL1, которая загорается при замыкании контакта магнитного пускателя КМ как в режиме местного, так и в режиме дистанционного управления. При этом напряжении на сигнальную лампу HL1 подается по цепи: фаза C, FH, SA5,  SA1, SA3, КМ (контакт), ИМ (отключение), HL1, N.

Управление  исполнительным механизмом ИМ1 воздушной  заслонки в режиме местного управления электродвигателем вентилятора SA3 в  положении «M», обеспечивается  вручную  кнопками SB5 («открыть») и SB6 («закрыть»). При этом напряжение на обмотки электродвигателя исполнительного механизма подается по цепи; фаза C, FH, SA5, SA1, SA3, SB5(SB6), кнопки электродвигателя, K3, N.

В режиме дистанционного управления электродвигателем вентилятора, включение исполнительного механизма воздушной заслонки производится автоматически. При  срабатывании магнитного пускателя KM замыкаются его контакты в цепи питания промежуточного реле K3 и K4, которое своими контактами производит включение исполнительного механизма. При этом напряжение на электродвигатель исполнительного механизма подается по цепи: фаза C, FH, SA3, контактные реле K3 и K4, статорные обмотки электродвигателя исполнительного механизма, N. Выключатели положения B1 и B2 производят отключение электродвигателя исполнительного механизма при полностью закрытой воздушной заслонке.

Сигнализация  аварийной работы производится сигнальной лампой HL2, которая загорается при замыкании контактов универсального переключателя SA4 как в режиме местного, так и в режиме дистанционного управления. При этом напряжении на сигнальную лампу HL2 подается по цепи: фаза C, FH, SA5,  SA1, SA3, SA4, HL2, N. Отключение  аварийной сигнализации происходит путем нажатия кнопки SB7.

 

1.4 Описание используемых средств  автоматизации

 

1.4.1 В данном проекте для автоматизации  технологического процесса были  использованы исполнительные механизмы  ИМ1 (МЭО-4-63\0.63) для управления воздушной  заслонкой   и ИМ2 (ПР-1М) для управления клапаном калорифера.

Электрические исполнительные механизмы подразделяются на однооборотные и многооборотные. ИМ1 (рисунок 2) и ИМ2 (рисунок 1) являются однооборотными.  В однооборотных исполнительных механизмах выходной вал может перемещаться только в пределах одного неполного оборота. Максимальный угол поворота вала определяется конструкцией исполнительного механизма и положением конечных выключателей. В многооборотных электрических исполнительных механизмах выходной вал вращается в течении неограниченного времени при подаче на электродвигатель напряжения питания.

Механизм состоит из редуктора, электродвигателя, блока датчиков, блока конденсаторов и электромагнитного тормоза. Цифры в шифре модификации соответственно обозначают: номинальный крутящий момент на выходном валу (Н м), номинальное время полного хода выходного вала (с), номинальный полный ход выходного вала (0,25 или 0,63 оборота). Кроме указанного в модификации в конце шрифта дается буква Р для механизмов с реостатным датчиком БДР-П или буква И для механизма с индукционным дадчиком БДИ-6.

Исполнительный  механизм (МЭО-40/63-0.63) имеет  следующие технические характеристики: крутящий момент 40Н м, Время полного хода выходного вала 63 с, номинальный ход(угол поворота) вала 0,63 оборота. Блок реостатных датчиков БДР-П отличается от блока БДИ-6 только тем, что вместо индукционных датчиков имеет два реостата с токосъемниками и контактными кольцами.

Механизм  применяется для работы в повторно-кратковременном  реверсивном режиме с числом включений  до 300 в час и ПВ до 25% при нагрузке на выходном валу от номинальной противодействующей до 0,5 номинального значения сопутствующей. При этом механизм допускает работу в течении 1 ч в повторно-кратковременном реверсивном режиме с числом включений до 630 в час и ПВ до 25% со следующем повторением не раньше чем через 3 ч. Интервал между выключением и включением на обратное направление не менее 50 мс. Максимальная продолжительность непрерывной работы механизма в реверсивном режиме не должна превышать 10 мин. Управление исполнительным механизмом осуществляется или от регулирующего устройства или от блока ручного управления.

Движение  от электродвигателя передается на выходной вал механизмами через зубчатую и червячную передачи. Ручное управление механизмом осуществляется с помощью ручного привода. Привод к блоку датчиков осуществляется непосредственно от выходного вала. При повороте выходного вала механизма профильный кулачок действует на качающийся  рычаг, который, в свою очередь действует на сердечники индуктивных датчиков. Профильный кулачок выполнен по спирали Архимеда в диапазонах 0-90  и 0-240 . Все кулачки могут устанавливаться в любом положении независимо один от другого.

Электрические микровыключатели, установленные в  блоке сигнализации положения, служат для ограничения перемещения выходного вала, а так же для блокировки и сигнализации. Для подключения внешних электрических цепей в механизме применен разъем типа РП-10-30. Внешние электрические соединения механизмов осуществляются с помощью медных проводов сечением не более 1 мм  через штепсельный разъем.

1.4.2 В вентиляционных  системах  широко применяют регуляторы  температуры - прямого     (непосредственного)     действия,     использующие манометрические    измерительные   устройства. В качестве регулятора температуры приточного воздуха используется регулятор температуры ПТР. Полупроводниковый регулятор ПТР-3-04 предназначен для регулирования и сигнализации температуры газообразных и жидких сред. Датчиком регулятора ПТР является термопреобразователь сопротивления, чувствительным элементом которого является термосопротивления типа ММТ или ДВС. У термосопротивления при повышении температуры электрическое сопротивление уменьшается. В основу прибора ПТР положен мостовой метод измерения сопротивления. Датчик включается в одно из плеч измерительного моста переменного тока. При равенстве температуры задания и температуры регулируемого объекта мост уравновешен и сигнал на выходе моста равен нулю. При отклонении температуры объекта от заданной изменяется сопротивление датчика, мост расбаллансируется и на выходе его возникает сигнал, пропорциональный величине отклонения температуры, а фаза сигнала определяется знаком указанного отклонения температуры («больше заданной» или «меньше заданной»). В качестве выходного устройства прибора служит электромагнитное реле, которое управляет исполнительным механизмом.

Регуляторы приборного типа часто  рассматриваются как вторичные  приборы для измерения каких-либо параметров технологических процессов, которые дополнительно реализуют функции сигнализации и регулирования. В регуляторах приборного типа реализуются простейшие законы управления. В большинстве случаев это двухпозиционные или трехпозиционные законы управления.