Технологическая Аатоматизация

 

ВВЕДЕНИЕ

Монтаж и наладка автоматизации  производственных процессов – один из наиболее важных видов монтажных  работ, от правильного и качественного выполнения которых во многом зависит безотказная работа приборов и систем автоматизации на технологических установках и сдаваемых объектах в целом.

Под автоматизацией понимается осуществление  производственных процессов без  непосредственного участия человека.

Автоматизация управления производственными процессами может быть частичной, если автоматизированы только отдельные операции, отдельные машины и агрегаты, участвующие в производственном процессе. Основным вопросом, рассматриваемым в этом случае, является задача автоматического регулирования производственным процессом.

Более высокой  степенью автоматизации является комплексная  автоматизация. При этом виде автоматизации  технологическими процессами участок, цех, завод выполняют свои функции без непосредственного участия человека в процессе управления ими. При комплексной автоматизации производства автоматами выполняются как простые, так и сложные функции управления, связанные с необходимостью принятия тех или иных самостоятельных решений. Кроме двух ранее перечисленных видов автоматизации существует еще и третий - полная автоматизация.

Современная теория автоматического регулирования  является основной частью теории управления. Система автоматического регулирования  состоит из регулируемого объекта и элементов управления, которые воздействуют на объект при изменении одной или нескольких регулируемых переменных. Под влиянием входных сигналов (управления или возмущения), изменяются регулируемые  переменные.  Цель  же  регулирования заключается  в формировании таких законов, при которых выходные регулируемые переменные мало отличались бы от требуемых значений.

Технологический процесс - это процесс, в результате которого из сырья и материалов получают продукт или изделие с наперед заданными свойствами, определяемыми нормативной документацией.

Автоматизация производства выполняет следующие  функции:

-функция  управления техническими аппаратами  и установками;

-функция  контроля и измерения технических  параметров;

-функция  автоматического регулирования;

-функция  защитной сигнализации блокировки  технических устройств, технических аппаратов и т. д.;

-функция  управления технологическими процессами. Системы, обеспечивающие управление технологическими процессами, называются автоматизированными системами управления технологическими процессами (АСУТП). АСУТП реализует функции, как сбора информации, так и принятия самостоятельных решений в измерении технологических процессов;

-функция  автоматического управления производством,  которую реализует автоматическая система управления производством (АСУП).

Электронные средства монтируют как  самостоятельные системы, а также в комплексах с пневматическими, гидравлическими, механическими, комбинированными приборами и устройствами.

Главную роль в системах контроля и автоматизации  при передаче различных команд, сигналов, информации, источников энергии на расстояние, от датчика к вторичному прибору регулирующему органу, исполнительному механизму и т.д. выполняют ПЛС и ЭЛС. Они являются связывающим звеном в системах автоматизации технологических процессов. С каждым годом  монтируют все больше систем автоматизации с применением электронно-вычислительных машин и микропроцессорной техники и большим количеством различных линий связи.

В данном дипломном  проекте будет рассмотрена автоматизация  приточной системы для 9-ти этажного жилого дома. В составе проекта  графическая часть, которая содержит: функциональную схему, электрическую  принципиальную схему регулирования и управления, общий вид щита, план расположения оборудования и внешней проводки.

 

1ТЕХНИЧЕСКАЯ  ЧАСТЬ

1.1Краткое описание автоматизируемого  технологического процесса

Для поддержания  в помещениях нормальных условий  воздушной среды, соответствующих санитарно-гигиеническим и технологическим требованиям - устраивают вентиляцию, которая создает организованный воздухообмен - удаляет загрязненный воздух и подает вместо него обработанный ( нагретый или охлажденный увлажненный или осушенный) свежий и чистый воздух. Массы удаляемого воздуха и воздуха, подаваемого либо проникаемого в помещение через неплотности строительных конструкций, всегда равны.

Вентиляционная  система - это совокупность устройств  для обработки, подачи или удаления воздуха; она является также средством  для создания воздухообмена в помещении.

Вентиляционные  системы по назначению делятся на:

-приточные,  осуществляющие подачу свежего  воздуха в помещении;

-вытяжные, удаляющие  из помещений загрязненный воздух;

-воздушные  (воздушно-тепловые завесы), предотвращающие  проникание холодного воздуха через открытые проемы производственных зданий или двери общественных зданий в холодный период года.

В данном проекте  применяется приточная система  вентиляции, осуществляющая подачу свежего, нагретого воздуха в помещение.

В состав технологического оборудования входят:  

    - воздушная заслонка;  

    - фильтр воздушный; 

    - калорифер;

    - приточный вентилятор;

    - воздуховод.

Заслонки  воздушные круглого и прямоугольного сечения с автоматическим,  дистанционным  управлением (дроссель - клапаны) используются как для регулирования, так и для отключения участков сети воздуховодов. Однако регулировка вентиляционных систем путем изменения положения полотна заслонки ненадежна и может быть легко нарушена, если рукоятка управления, хотя бы одной заслонки будет повернута либо сбита. Поэтому регулировку вентиляционных систем предпочтительно осуществлять диафрагмами, а заслонкам отводить роль отключающих устройств. Часто бывает затруднительно приблизиться к воздушной заслонке с ручным приводом, в таких случаях применяют воздушные заслонки с электрическим или пневматическим дистанционным приводом. 

Воздух, используемый для приточных вентиляционных систем, забирается, как правило, в наименее запыленных местах, но и в этом случае в нем содержится достаточно большое  количество пыли и других механических примесей, особенно на территориях промышленных предприятий. Прежде чем подавать такой воздух в цех, его необходимо очистить.  Технологические процессы различных производств, являются основным источником промышленной пыли и других вредных выделений. Воздух вытяжных вентиляционных систем перед выбросом в атмосферу в ряде случаев должен быть очищен как с целью охраны окружающей среды, так и для улавливания ценных отходов производства.

Для очистки  приточного и рециркуляционного  воздуха применяют воздушные  фильтры. Для очистки воздуха, выбрасываемого вытяжными вентиляционными системами, используют пылеуловители. Воздушные  фильтры с пылеуловителями характеризуются эффективностью очистки, которая определяется отношением массы осажденной в них пыли ко всей ее массе, поступившей в фильтр или пылеуловитель за тот же период времени.

Воздушные фильтры  по эффективности подразделяются на три класса:

1 Класс –  очистка пыли всех размеров

2 Класс –  более 1 мкм

3 Класс –  от 10 до 50 мкм

В данном проекте  используется фильтр 2 класса очистки. По конструкции воздушные фильтры для приточных систем вентиляции могут быть пористыми, в которых воздух проходит через слой фильтрующего материала, и электрическими, основанными на электризации пылевых частиц при прохождении их через электростатическое поле. Воздушные фильтры, предназначенные для очистки приточного воздуха, рассчитаны на среднегодовую его запыленность до 1 мг/м  и кратковременную запыленность до 10 мг/м . Пористые воздушные фильтры, обычно относятся к 3 классу, подразделяются на сухие ( с фильтрующим слоем из синтетических нетканых материалов), и смоченные (с заполнением металлическими или полимерными промасленными сетками).

Для нагревания воздуха в приточных вентиляционных установках, системах воздушного отопления, сушильных установках, установках кондиционирования  воздуха применяют специальное  оборудование – калориферы (воздухонагреватели). В качестве теплоносителя для калориферов используют высокотемпературную воду или пар. При теплоносителе - воде калориферы имеют маркировку КВ, при паре – КП.

 В данном  проекте используется калорифер  КВБ12 (водный калорифер, большой модели, с возможностью нагрева площади №12).

В зависимости  от числа трубок, последовательно  расположенных по ходу движения воздуха, по которым проходит теплоноситель, калориферы делятся на пять моделей: самая малая (СМ), малая (М), средняя (С), большая (Б), самая большая (СБ). Наибольшее распространение имеют калориферы моделей С и Б. Каждая модель подразделяется на 12 номеров, которые определяют габаритные и присоединительные размеры и площадь поверхности нагрева.

Калориферы, предназначены для работы с теплоносителем паром, изготавливают одноходовыми, с теплоносителем водой – как одноходовыми, так и многоходовыми. В одноходовых калориферах теплоноситель проходит через весь пучок трубок одновременно от одного коллектора до другого, а в многоходовых коллекторы распределены внутренними перегородками, которые неоднократно изменяют направление движения теплоносителя, что способствует увеличению скорости движения воды по трубкам и, как следствие, увеличение теплоотдачи калорифера. Присоединение штуцеров в одноходовых калориферах – диагональное, а в многоходовых – одностороннее.

В индексе  калорифера обычно указывают вид  теплоносителя (вода – В, пар –  П), его модель и номер калорифера. Так, калорифер для теплоносителя  воды большой модели номер 12 имеет  индекс: КВБ12 (кроме спирально-накатных биметаллических калориферов, у  которых вместо модели указывается  число последовательно расположенных  по ходу движения воздуха трубок - три  или четыре).

Расположение  трубок с теплоносителем может быть последовательным по направлению движения воздуха (коридорное), шахматное и коридорно-смещенное (наиболее эффективное). Сами трубки могут быть как круглого, так и плоско - овального сечения.

Калориферы  часто группируют по несколько штук как с параллельной установкой по воздуху, так и с последовательной или комбинированной. Если теплоносителем является пар, то калориферы устанавливают с вертикальным расположением трубок и подводом пара к верхнему патрубку; если теплоноситель – вода, то положение трубок должно быть горизонтальным, что обеспечивает удаление воздуха при наполнении калориферов водой и слив воды из него при прекращении работы системы.

Одним из основных элементов систем механической вентиляции и кондиционирования воздуха является вентилятор. Вентилятор - это устройство для перемещения воздуха или других газов, создающие разность давлений воздуха между входными и выходными патрубками до 15 КПа.

По направлению  движения воздуха в рабочем колесе вентиляторы  общего назначения подразделяются на радиальные (центробежные) и осевые. К вентиляторам общего назначения относятся также крышные вентиляторы.

В зависимости  от физико-химических свойств перемещаемой среды вентиляторы изготавливают:

а) обычного исполнения – для перемещения  неагрессивных сред;

б) коррозионностойкие – для перемещения воздуха, загрязненного  агрессивными примесями;

в) искрозащищенные  – для перемещения некоторых  газопаровоздушных смесей;

г)  пылевые  – для перемещения воздуха, содержащего  пылевидные примеси.

Наибольшее  распространение получили вентиляторы  общего назначения обычного исполнения, предназначенные для перемещения воздуха и других газов, агрессивность которых по отношению к углеродистым сталям обыкновенного воздуха, а содержание пыли и других примесей без липких и волокнистых материалов не более 100 мг/м  (10 мг/м  для осевых вентиляторов). Температура перемещаемой среды не должна превышать +80°С для радиальных вентиляторов и +40°С для осевых. Материал, из которого изготавливают вентиляторы общего назначения, - углеродистая конструкционная тонко- и толстолистовая и сортовая сталь.

В функциональной схеме представлен радиальный вентилятор, который состоит из четырех основных частей: спирального кожуха (улитки), лопаточного рабочего колеса, основания или рамы и электродвигателя. Спиральный кожух имеет круглый входной патрубок и выходной парубок обычно прямоугольного сечения. Лопаточное рабочее колесо (ротор) турбинного типа соединено с электродвигателем, приводящим его в движение. При вращении рабочего колеса воздух из входного патрубка поступает в каналы между лопатками колеса и под действием центробежной силы проходит по этим каналам, собирается спиральным кожухом и поступает в выходной патрубок. Лопатки рабочего колеса закреплены между сплошным задним диском, в центре которого находится ступица, и передним диском в виде кольца. Ступица предназначена для крепления рабочего колеса к валу вентилятора. В пылевых вентиляторах отсутствуют задний и передний диски и лопатки крепятся непосредственно к ступице.

Радиальные  вентиляторы бывают правого вращения, у которых рабочее колесо вращается  по часовой стрелке, если смотреть со стороны входного патрубка, и левого вращения, если против часовой стрелки.