Основы автоматики и автоматизация производственных процессов

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Министерство Образования Республики Беларусь

Белорусский Государственный Университет Транспорта

Кафедра «Строительное производство»

Курсовая работа

по предмету «Основы автоматики и автоматизация производственных процессов»

Выполнил: Проверила:

Студент гр. ПК-41 преподаватель

Тишкунец В.П. Осмоловская М.Г.

Гомель 2014

Введение

автоматизация пропаривание температура топливный

На реконструируемых действующих предприятиях и новых заводах внедряются современные высокопроизводительные машины и механизмы, полностью механизируются основные технологические процессы. Транспорт материалов полностью механизирован путем применения для кусковых материалов ленточных пластинчатых и скребковых транспортеров, для порошкообразных материалов -- пневмовинтовых и камерных насосов, для транспорта шлама-- мощных центробежных насосов.

Автоматизация основных производственных процессов обеспечит дальнейший рост производительности труда, позволит уменьшить расход топлива и электроэнергии, повысить однородность и качество цемента. Последнему обстоятельству уделяется особое внимание.

Ориентировочные подсчеты показывают, что стабилизация технологических процессов, достигаемая путем автоматизации, позволит на ряде заводов повысить качество.

Автоматизация производственных процессов на предприятиях строительной промышленности развивается в следующих основных направлениях:

1.Автоматический технологический контроль

- наиболее распространенный вид автоматизации. Наряду с такими величинами, главным образом физическими, как давление жидкостей и газов, расход кусковых материалов, жидкостей и газов, уровень жидкостей, температура жидкостей и газов и др., контроль которых обеспечивается приборами общепромышленного назначения, имеется ряд величин, требующих особых методов измерения и создания специальных автоматических приборов.

В зависимости от характера и значения контролируемых величин применяются только показывающие или одновременно показывающие и регистрирующие (или интегрирующие) приборы. Приборы, контролирующие главнейшие технологические параметры устанавливаются на центральных щитах соответствующих агрегатов, на которых смонтированы также органы дистанционного управления, позволяющие устранять возникшие отклонения этих параметров. Приборы, контролирующие вспомогательные параметры, устанавливаются обычно по месту измерения. Они снабжаются контактными устройствами, подающими на центральный пост сигнал (световой и звуковой) о возникшем ненормальном отклонении контролируемого параметра от заданного значения. Автоматическая сигнализация отклонения от заданных величин применяется часто и для тех параметров, контроль за которыми вынесен на центральный щит.

2.Централизованное дистанционное управление электроприводами основных, вспомогательных и транспортных механизмов, а также регулирующими и переключающими органами (дроссельными заслонками и шиберами на газоходах, переключателями на пневмопроводах,шламовыми задвижками, переключателями на течках, сбрасывающими ножами на транспортерах и т. п.)

Сюда могут быть отнесены также простейшие устройства релейной автоматики, например автоматическое включение резервных маслонасосов или резервных транспортеров. Неотъемлемыми частями централизованного управления являются автоматическая предпусковая сигнализация, электрическая блокировка взаимосвязанных механизмов, фиксирующая очередность их пуска и остановки и автоматическая аварийная сигнализация. Последняя сигнализирует о самопроизвольной остановке механизмов и ненормальностях, возникших в схеме управления; Она, как правило, объединяется с сигнализацией отклонений технологических параметров в единую систему с общим устройством для снятия звукового сигнала. На центральных щитах, где сосредоточены органы управления, монтируется также автоматическая сигнализация, фиксирующая состояние отдельных механизмов (включен или отключен), положение переключающих органов (открыт или закрыт) и степень открытия регулирующих органов.

3. Автоматическое регулирование и управление являющиеся важнейшими видами автоматизации.

На отдельных производственных участках, в местах, удобных для визуального наблюдения за работой основных механизмов, располагаются центральные посты управления, на которых устанавливаются приборы автоматического контроля, управления и регулирования соответствующего участка. Общий контроль и управление производственным процессом, в целом часто осуществляются главным диспетчером завода. Диспетчерский пункт оснащается автоматической сигнализацией, контролирующей состояние главнейших механизмов, и счетчиками числа часов их работы, а также регистрирующими приборами контроля важнейших технологических параметров.

Нормативные ссылки

1. Цементы. Общие технологические условия. 30515-85.

2. Портландцементы и шлакопортландцементы. Технологические условия. 10178-85.

3. Цементы глиноземистые и высокоглиноземистые. Технологические

условия. 969-91.

4. Цемент глиноземистый расширяющийся. 11052-74.

5. Цементы сульфатостойкие. Технологические условия. 22266-94.

6. Цементы для строительных растворов. Технологические условия.

24640-91.

7. Цементы. Методы испытания. Общие положения. 310.0-76.

8. Цементы. Методы определения тонкости помола. 310.2-76.

9.Цементы. Методы определения нормальной густоты, сроков

схватывания и равномерности изменения объема. 3 10.3-76.

10.Цементы. Методы определения предела прочности при изгибе и сжатии. 310.4-81.

Определения

Автомат - устройство, которое по заданной программе без участия человека выполняет операции производственного цикла по получению, передаче, преобразованию и использовании энергии материала, информацию и нуждается лишь в контроле и наладке человеком.

Полная автоматизация - это высшая ступень автоматизации, предусматривается передача всех функций управления производством и контроля над ними.

Тензодатчик - это измерительный преобразователь в виде тензорезистора сопротивление которого изменяется под слиянием деформации тела на которое закреплен тензорезистор.

Счетчик - прибор, измеряющий количество вещества или суммарный расход( л, м, кг, т).

Расходомер - прибор, измеряющий количество вещества, протекающего по трубопроводу в заданный момент времени.

1.1Автоматизация режима пропаривания в ямной камере.

На рис.1 приведена схема контроля и авторегулирования температуры в ямной камере. Из этой схемы видно, какими характеристиками должно обладать оборудование этой установки и какие должны быть предусмотрены функциональные зависимости между отдельными элементами.

Как видно из рис.1., нагрев ямной камеры с деталями производится впуском пара через трубу, расположенную на дне камеры. Подачей пара управляет моторный исполнительный механизм 1ИМ, получающий импульсы от астатического программного регулятора 1ЭР. Измеритель температуры (датчик) расположен в ямной камере.

Прежде чем попасть в ямную камеру, пар проходит через измерительную диафрагму ДН с конденсационным сосудом. К диафрагме подключен измерительный регистрирующий прибор ДП - расходомер с интегратором. Вслед за диафрагмой расходомера установлен регулятор давления прямого действия «после себя», а затем прибор, показывающий и сигнализирующий давление, т.е. контактный манометр, дающий сигналы: норма, выше, ниже.

Камера имеет шибер с ручным приводом, который открывается при охлаждении камеры, соединяя её с каналом, из которого отсасывается воздух вентилятором охлаждения.

На щите установлен многополюсный переключатель ПЩ, при помощи которого можно поочерёдно во всех камерах, управляемых с данного щита, отключить датчики от регулятора и подключить их прибору ЛГ, показывающему температуру (в данном случае к логометру).

НА рис. Указано, что на щите должна быть сигнализация: величина давления пара - лампы ЛП, ЛП, ЛД, которые включаются контактным манометром, протекание процесса «Охлаждение» и «Цикл окончен» - лампы 1ЛСО и 1Ло, которые включаются регулятором, включение соответственно контактами универсального переключателя и магнитного пускателя.

На щите также установлены кнопки управления и универсальный переключатель.

Остальные приборы: магнитный пускатель с переключателем ПД (деблокировки), звуковой сигнал, расходомер с интегратором, регулятор давления и манометр стоят около камеры в местах отбора контролируемых величин Как видно из рис.1, для регулирования температуры применён астатический программный регулятор. Выбран серийный регулятор типа ЭРП - 61.

Рис.1. Схема контроля и регулирования температуры в камере ямного типа.

1.2 Регулирование температуры при тепловлажностной обработке железобетонных изделий

На рис.2 дана схема прибора ЭРП-61 с подключённым термометром сопротивления Rt и исполнительным механизмом ИМ.

Измерительная схема представляет собой автоматически уравновешивающийся мост.

Верхняя часть моста содержит сопротивление термометра с подгоночным сопротивлением RД, сопротивление R1, реохорд с шунтом Rш и добавочным сопротивлением (для настройки прибора) Rп2.

Нижняя часть моста состоит из дополнительного мостика, составленного из сопротивлений R2, R3, Rk1, Rk, регулировочных сопротивлений Rп1 , R* и переменного сопротивления R4, включённого в диагональ дополнительного мостика.

Измерительная схема питается переменным током от обмотки III силового трансформатора при напряжении 1,3 в (вершины С - С).

Сигнал измерительной схемы, снимаемый с точек М и Д, представляет собой сумму двух э. д. с.: небаланса основного моста (э. д. с. между точками М и Д) и дополнительного мостика (между точками N и Д).

Сопротивления Rk1 и Rk намотаны медным проводом и имеют электрические нагреватели Rн1 и Rн2, подключаемые к обмотке VI силового трансформатора одновременно с исполнительным механизмом ИМ.

Если температура датчика равна заданной, т. е. соответствует положению движка М на реохорде Rр, то оба моста сбалансированы и напряжение, подаваемое на вход усилителя, равно нулю.

Когда температура датчика отклонится от заданной (например, увеличится), на вход усилителя поступит сигнал UMD, вызывающий срабатывание реле 1Р. Реле 1Р включит одновременно исполнительный механизм и нагреватель Rн1.

В результате нагрева сопротивления Rk1 на измерительной диагонали дополнительного мостика появляется напряжение UND. Это напряжение направлено встречно напряжению UMD. Следовательно, при равенстве UND и UMD напряжение на входе усилителя станет равным нулю и исполнительный механизм

ИМ остановится раньше, чем температура датчика примет заданное значение. Если после остывания сопротивления Rk1 температура датчика будет отличаться от заданной, цикл повторяется.

Таким образом, дополнительный мостик вводит в процесс регулирования предварение. Сопротивления Rk1 и Rk2 с нагревателями являются электрическими (тепловыми) изодромными устройствами.

Степень воздействия дополнительного мостика можно менять, передвигая движок сопротивления R4. При перемещении движка в точку Д степень воздействия дополнительного мостика равна нулю. При перемещении движка сопротивления R4 в другое крайнее положение (точка F) компенсируется небаланс основного моста в пределах до 15% диапазона регулирования.

Осуществление заданной программы производится движком реохорда Rр, который приводится в движение с помощью кулачка-лекала ПД от двигателя ДВ.

Усилительный тракт состоит из четырёх каскадов усиления по напряжению, собранных по обычной схеме усилителя на сопротивлениях с ёмкостными связями и выходного фазочувствительного каскада усиления мощности. Сигнал, снимаемый с анода третьего каскада, подаётся на сетку четвёртого каскада усилителя напряжения через делитель R1 3, который выполняет функцию регулятора чувствительности. Переменная составляющая анодного тока 4-го каскада через конденсатор С6 поступает на сетки (соединённые накоротко) выходного каскада мощности.

Анодные цепи обеих половин лампы выходного каскада питаются переменным напряжением от обмотки IV силового трансформатора и находятся в противофазе.

В цепи анодов включены обмотки выходных реле, зашунтированные конденсаторами.

На сетки выходной лампы подаётся напряжение смещения от обмотки V силового трансформатора через диоды Д3.

Это смещение обеспечивает запирание обоих половин ламп при отсутствии сигнала.

При поступлении входного сигнала сработает та половина лампы фазы анодного напряжения, который будет совпадать с фазой сигнала.

Работа остальных элементов регулятора ясна из схемы.

Схема контроля и авторегулирования тепловых процессов в кассетах.

При регулировании температуры в пропарочных камерах и кассетах приходится измерять температуру и воздействовать на регулирующие органы одновременно во многих объектах, так как на заводе железобетонных изделий может находится в работе несколько десятков камер и кассет.

Пропарочные камеры и кассеты обладают, как уже указывалось, большой тепловой инерцией, т. е. изменения температуры не могут протекать быстро. Поэтому в данном случае нет надобности вести измерения непрерывно, а достаточно периодически производить измерения и регулирующее воздействие. В этом случае большое число камер и кассет может быть обслужено одним регулятором при условии, что он имеет обегающее устройство, которое поочерёдно подсоединяет к нему камеры и кассеты.

В настоящее время в промышленности внедряются управляющие машины с обегающими устройствами. Эти машины могут производить периодические импульсное регулирование параметров, а также периодическую регистрацию значений параметров на пишущей машинке.

Аналогичные машины начинают предусматриваться и для работы на заводах строительной индустрии.

Выпускаются управляющие машины различных типов и ёмкостей. Наиболее простой и малоёмкой (25 точек) является система МИР (многоканального импульсного регулирования). Эта система может быть приспособлена для управления тепловыми процессами в камерах и кассетах при тепловлажностной обработке железобетонных изделий.

Система МИР должна питаться стабилизированным напряжением 120 в.

Система состоит из отдельно выполненных блоков: одного обегающего устройства, одного электронного усилителя и 25 измерительных блоков с датчиками, пульта управления и указателей положения выходных валов исполнительных механизмов.

Обегающее устройство представляет собой блок размером 300Ч175Ч410 мм, весом 14 кг. Обегающее устройство обеспечивает последовательное подключение к регулятору до 25 отдельных измерителей. Диапазон цикла облегания может быть изменён в пределах от 2,5 до 25 мин, т. е. диапазон времени связи системы с каждым каналом регулирования может изменяться в пределах от 6 до 60 сек. Так как связь усилителя с исполнительным механизмом должна устанавливаться только после того, как измерительное устройство и усилитель войдут в установившийся режим после подключения, то в обегающем устройстве есть элементы времени, позволяющие по каждому каналу устанавливать от руки диапазон воздействия на исполнительный механизм в пределах от 0,5 до 40±20% сек, а также вводит автоматическую коррекцию времени воздействия в зависимости от величины отклонения параметра в пределах от 0 до 60±20% сек.

Рис.2 Принципиальная схема прибора ЭРП-61

1.3 Аппаратура для измерения давлений и разрежений

На современных заводах наряду с приборами для измерения температур широко применяются приборы для измерения давлений и разрежений, перепадов (разности) давлений (разрежений). Эти приборы контролируют:

а)давления и разрежения воздушных и газовых потоков в обжигательных печах,угольных, сырьевых (при сухом способе производства) и цементных

мельницах, сушильных агрегатах, котельных установках, аспирационных

устройствах;

б)давления в системах сжатого воздуха и пневматического транспорта;

в)давление воды для приготовления сырьевой смеси;

г)давление масла в смазочных системах.

Приборы для измерения давления или перепадов используются также при измерении расхода газов и жидкостей и уровня в емкостях, котлах, резервуарах для воды, мазута и т. д.

Для местного контроля и сигнализации предельных значений давления широко применяются электроконтактные манометры: отечественные (ЭКМ-1), а также импортные, поставляемые комплектно с оборудованием. Эти приборы отличаются от обычных технических манометров наличием электроконтактного устройства, контакты которого, связанные с двумя указателями, могут быть установлены посредством ключа на два любых заданных значения в пределах всей шкалы. Контакты включаются в цепи автоматизированного управления электроприводами и в цепи сигнализации (рис.3).

1--указатель; 2--стрелка; 3--штифт из изоляционного материала; 4--контактные рычаги; 5--спиральные пружины; 6--контакты

Рис.3 .Контактные устройства электроконтактных манометров:

а)- контактное устройство; б)- возможные комбинации контактов (залитые части окружностей соответствуют замкнутому контакту)

При резко изменяющихся пульсирующих давлениях, а также при толчках и вибрации в месте установки контактного манометра устройство применять нельзя, ибо вибрация корпуса и стрелки прибора может привести к ложным срабатываниям контактов и к их подгоранию. В импортных манометрах, предназначенных для работы при наличии вибраций, используется устройство, снабженное постоянным магнитом.

Последний укреплен на указателе и после замыкания удерживает сообщенный со стрелкой контакт в замкнутом положении, противодействуя вибрации контактов при сотрясениях корпуса и стрелки. При этом, однако, несколько уменьшается чувствительность манометра к изменениям давления. Контактные манометры могут иметь любую из четырех контактов.

Контактные манометры используются для контроля и сигнализации давления в системах смазки агрегатов, в системах подачи сжатого воздуха к пневмовинтовым насосам, для автоматического управления работой камерных насосов и т. п.

Мембранные тягомеры и напоромеры с круговой шкалой типа ТМК, профильные с горизонтальной шкалой типа ТМ-890, НМ-890 и ТНМ-890 широко применяются для измерения разрежений и напоров во всех цехах цементных заводов и, но принципу действия мало отличаются друг от друга.

Чувствительными элементами приборов служат мембранные коробки, внутрь которых подводится разрежение или давление. Сжатие или расширение коробки при изменении давления измеряемой среды передается плоской пружине и вызывает перемещение кинематически связанной с ней стрелки прибора.

Чувствительным элементом одного из таких приборов являются мембраны, между ними помещена металлическая подушка, профиль которой соответствует профилю мембраны. Пространство между мембранами и подушкой. Заполнено дистиллированной водой (через капилляр). Давления Р1 и Р2 разность которых измеряется, подводятся в камеры, образовавшиеся между мембранами и крышками. Под воздействием разности давлений нижняя мембрана перемещается по направлению к подушке, и жидкость через отверстия в подушке перетекает под верхнюю мембрану, перемещая ее вверх. Перемещение верхней мембраны посредством передаточного механизма, состоящего из системы тяг и рычагов, передается стрелке или перу прибора. Если расчетный перепад давлений превышен, мембрана прижимается к подушке и этим предотвращает поломку измерительного устройства.

Шкала показывающих и диаграмма записывающих приборов -- круглые, привод диаграммы -- от синхронного электродвигателя или от часового механизма; приборы могут быть снабжены интегратором или электрическим датчиком для дистанционной передачи показаний.

Для измерения давления в пределах от 0.5 до 5.0 кГ/см2 применяются приборы имеющие в качестве упругого элемента сильфоны. На рис. 4 представлена схема работы сильфонового манометра. Основанием этого манометра служит пластина 2, имеющая присоединительный ниппель 3. Сильфон 1 представляет собой гофрированную коробку, выполненную в виде цилиндра с равномерными складками (гофрами). Нижнее основание сильфона 1 скреплено с пластиной 2. Если давление внутри сильфона будет уменьшаться, то под действием атмосферного давления сильфон будет уменьшаться по высоте. Если же давление внутри сильфона будет увеличиваться, то сильфон под действием давления будет увеличиваться по высоте.

Величина прогиба сильфона составляет приблизительно 8-10 мм.

НА верхнем основании сильфона жёстко укреплён штифт 4, связанный шарнирно с рычагом 5. Рычаги 5 и 7 жёстко соединены с осью 6. Рычаг 7 шарнирно соединён с проводком 8, приводящем сектор 9, передающий движение на стрелку 10. Упругая сила сильфона может быть увеличена за счёт пружины.

Сильфонные манометры изготавливаются также для измерения перепада давлений, т.е. дифференциальные.

Рис. 4 Сильфонный манометр.

1.4 Измерители расхода

При производстве жб изделий применяются приборы для учёта расхода воды, пара, энергии и различных сыпучих материалов. Эти приборы ведут учёт расхода материала и энергии, потребляемой цехом или заводом, необходимый для межцеховах расчётов с внешними поставщиками и дозируют материалы, чтобы выдержать заданную рецептуру составления бетонных смесей.

В соответствии с вышеуказанным эти приборы разделены на приборы учёта и дозаторы.

Приборы для учёта жидкостей, паров, и газов разделяются:

На приборы, называемые счётчиками количества, измеряющие количества вещества, т.е. суммарный объём или вес вещества, прошедший по трубопроводу за определённое время;

На приборы, измеряющие расход вещества в единицу времени, называемые расходомерами.

По принципу действия рассматриваемые приборы разделяются на:

а) на скоростные; б)объёмные проборы; в) дроссельные измерительные приборы с дифференциальным манометром.

1.5 Устройство контроля расхода топливной смеси

Серийно изготавливаемые расходомеры для контроля поступления такой смеси отсутствуют. Поэтому было разработано устройство для косвенного контроля расхода топлива по изменению мощности генератора, питающего двигатели шнековых транспортеров, подающих топливо к форсунке. Схема контроля представлена на рис. 5.

В устройстве контроля расхода топливной смеси предусмотрено использование двух потенциометров. Потенциометр 1 измеряет ток, потребляемый двигателями шнеков (I). Реостатный промежуточный преобразователь потенциометра 2 подключен через делитель 3 в схему измерения напряжения генератора II. Напряжение, снимаемое с движка реостатного промежуточного преобразователя и с одного из его концов, подается на вход второго потенциометра 4, который измеряет сигнал, пропорциональный произведению тока на напряжение, т. е. мощности генератора. Шкала этого потенциометра может быть отградуирована в единицах расхода топлива.

В схеме использован ЯС-фильтр 5 для сглаживания высокочастотных колебаний тока и резистор 6.

Рис. 5. Схема косвенного контроля расхода топлива.

1,4 - потенциометр, 2 - преобразователь потенциометра, 3 - делитель,

5 - КС-фильтр.

2.Автоматическое регулирование

Задачей автоматического регулирования является поддержание постоянства определенных величин технологического процесса, например, заданных значений температур, разрежений, расходов и т. п., либо их изменение по определенному закону в зависимости от времени или от других величин. Эту роль выполняют автоматические регуляторы. Производственную установку или ее участок, в котором происходит процесс, подлежащий автоматическому регулированию, наливают объектом регулирования. Комплекс объекта с регулятором называется системой автоматического регулирования. Физическая величина, заданное значение которой необходимо поддерживать для нормального хода технологического процесса, называется регулируемой величиной. При отклонении регулируемой величины от заданного значения необходимо изменить приток количества вещества или энергии в объект или сток последних из объекта. Физическая величина, изменением которой осуществляется воздействие на регулируемую величину, называется регулирующей величиной и ее изменение регулирующим воздействием. Для изменения регулирующей величины объект должен быть оборудован регулирующим органом.Зоной нечувствительности называют предельное изменение регулируемой величины, при которой регулятор не действует. Элемент, осуществляющий перемещение регулирующего органа называют исполнительным механизмом регулятора. Устройство, позволяющее изменять задание регулятора, называется задатчиком. Задание устанавливается человеком, а регулятор только поддерживает значение регулируемой величины. Такие системы называются системами автоматической стабилизации. Существуют системы программного регулирования, в которых задание изменяется с течением времени по определенной программе. Системы, в которых заданное значение регулируемой величины должно изменяться в зависимости от изменения других величин (характер этого изменения заранее не известен), называются следящими системами. Для упрощения анализа свойств и работы систем автоматического регулирования их принято разделять на отдельные элементы -- звенья, каждое из которых воздействует на последующее звено, в свою очередь, подвергаясь воздействию предшествующего звена. Место приложения воздействия предшествующего звена называется входом, а место подключения последующего звена .

2.1 Дистанционное управление

Для управления ходом технологического процесса в целом используется диспетчерское управление, позволяющее координировать работу отдельных цехов. Основными средствами диспетчерского управления являются в настоящее диспетчерская сигнализация и связь. С помощью сигнализации диспетчер осуществляет контроль за ходом производственного процесса.

Щиты сигнализации состоят в основном из сигнальной панели с мнемонической схемой, панели счетчиков, числа часов работы агрегатов и шкафа с аппаратурой.

Сигнальная панель (рис.6) выполняется из зеркального стекла с нанесенной на нем мнемонической схемой завода. Символы основных агрегатов, работа которых контролируется (дробилки, болтушки, сырьевые, печи, сушильные барабаны), просвечиваются зеленым, красным светом лампочками, расположенными с задней стороны панели.

Свечение символов ровным зеленым светом сигнализирует о работе, а ровным красным -- о нерабочем состоянии агрегата. При изменении состояния любого агрегата (остановку действующего или пуск стоявшего) соответствующий символ начинает светиться мигающим светом, аналогичным цвету его предыдущего состояния. Одновременно подается звуковой сигнал. При квитировании диспетчером сигнала путем нажатия кнопки «съем сигнала» звуковой сигнал прекращается, а символ агрегата переходит на свечение цветом, соответствующим его новому состоянию.

При квитировании сигнала диспетчер нажимает кнопку и включает шаговый искатель. Обегая последовательно 'все панели, рычаг искателя подпитывает обесточившееся ранее при изменении состояния одного из агрегатов реле. Последнее срабатывает, отключает через реле звонок и источник мигающего света и одновременно переключает лампочку символа на ровный свет того цвета, который соответствует новому состоянию агрегата.

Символы имеют, кроме зеленого и красного, еще и белый цвет («тихий ход»), который включается, как и остальные, соответствующим блок-контактом роторной станции печи через дополнительное реле. Если в кабинетах директора, и главного инженера завода имеются дублирующие сигнальные щиты, сигнальные лампы последних подключаются параллельно лампам основной, панели на щите диспетчера.

Счетчики числа часов работы агрегатов подключаются дополнительными контактами соответствующих реле к шинке датчика временных импульсов и отсчитывают, таким образом, время работы агрегатов. Счетчики эти устанавливаются в диспетчерской, обычно на отдельной панели. Для прямой связи диспетчера завода с цехами, в том числе с основными постами управления производственными участками, используется прямая телефонная и частично громкоговорящая связь.

Наибольшее распространение имеют диспетчерские установки, рассчитанные на включение 40 абонентских линий, двух соединительных линий с коммутатором административно-хозяйственной связи или с городской телефонной станцией и одной линии выхода на радиоузел. Коммутатор имеет два рабочих места -- для диспетчера и оператора -- и позволяет осуществлять:

а) индивидуальный разговор с усилением и без него;

б) проведение диспетчерских совещаний;

в) трансляцию телефонных передач через заводской радио узел.

В дополнение к диспетчерской установке для связи диспетчера с ограниченным числом важнейших участков иногда применяется односторонняя оперативная громкоговорящая связь. Ее оборудование состоит в основном из абонентских репродукторов и устанавливаемого на диспетчерском пункте усилителя, к которому подключается микрофон и панели коммутации. Приняв через репродуктор распоряжение диспетчера, абонент в случае необходимости отвечает диспетчеру через ближайший телефон установки.

Коммутатор и абонентские посты имеют самостоятельные источники питания (выпрямители), рассчитанные на присоединение к сети 220В неременного тока через штепсельную розетку, и отдельные усилители. Благодаря этому уровень напряжения звуковой частоты в соединительных линиях не превышает 0,5В, что позволяет использовать для диспетчерской связи, как и в диспетчерских установках комплексную слаботочную сеть завода. Отдельные элементы абонентских постов (переключающие, усилительные и вызывные устройства и релейные комплекты) выполнены в виде взаимозаменяемых выдвижных блоков. Громкоговорящая диспетчерская связь позволяет осуществлять индивидуальные переговоры с первичными и через них со вторичными абонентскими листами, а также циркулярные передачи (совещания). Наряду с этим возможна прямая громкоговорящая связь между первичными и вторичными абонентскими постами.

Рис.6 Сигнальная панель щита диспетчера.

2.2 Сигнализация

Предусматривается световая контрольная и аварийная сигнализации и звуковая аварийная.

Световая контрольная и аварийная сигнализации выполняются индивидуальными сигнальными лампами (механизм-лампа), которые отключены при неработающих механизмах, загораются ровным светом при включении механизмов и мигающим -- при аварийном отключении их.

Схемы световой сигнализации работают следующим образом. При автоматизированном режиме управления механизмами ПТС ключ устанавливается в положение А и подается питание через замыкающий контакт на шину. В результате по мере запуска механизмов и замыкания контактов выходных реле загораются ровным - светом соответствующие сигнальные лампы, например при замыкании контакта включается лампа.

Схемы включения ламп конвейера, грохотов и вентилятора аналогичны схеме включения лампы конвейера, а ламп шибера -- лампам шибера. После окончания запуска линии контакт размыкается и отключает все сигнальные лампы, кроме ламп дробилки и положения шиберов. При необходимости все отключившиеся лампы диспетчер может включить, установив ручку в положение (включено). При аварийном отключении любого из механизмов замыкаются контакты и подключаются шина и прерыватель, который подает пульсирующее напряжение на шину. В результате лампы работающих механизмов горят ровным светом, а лампы отключившихся механизмов -- мигающим. Одновременно с этим включится звонок аварийной сигнализации.

Работа схемы звуковой аварийной сигнализации происходит следующим образом. При подаче питания в схемы запуска и схемы сигнализации выключателем включается звонок, так как реле при этом обесточено и его контакт в цепи звонка замкнут. Одновременно с этим замыкается цепь разрядки конденсатора и последний разряжается на сопротивление. Диспетчер, убедившись, что аварийный звонок работает, нажатием кнопки снятия сигнала ставит под ток реле, подготавливая схему аварийной сигнализации к принятию любого аварийного сигнала.

Контроль работы ПТС осуществляется через реле, которое включается при запуске питателя и отключается при остановке питателя. Таким образом, когда заканчивается запуск всей цепочки механизмов, реле обесточивается и своими контактами размыкает цепь разрядки конденсатора и замыкает цепь зарядки. После этого, в случае аварийного отключения питателя, когда обесточивается реле, а контакт замыкается, конденсатор разряжается на сопротивление, подав при этом положительный потенциал на правый конец обмотки реле. В результате этого реле обесточивается и своим контактом включает аварийный звонок. Диспетчер кнопкой отключает звонок и приводит схему в рабочее состояние, а по световой сигнализации определяет причину аварийного отключения.

При всех остановках завода диспетчером становится под ток реле, размыкающее при этом свой контакт в цепи разрядки, и поэтому при отключении питателя и включении реле цепь разрядки не замыкается.

2.2.1 Коммутационная аппаратура, сигнальные устройства

Для коммутации цепей управления, их переключения, включения катушек электромагнитных аппаратов и сигнальных устройств служат кнопки управления, пакетные переключатели, ключи управления и выключатели. Чтобы включать катушки аппаратов, на фасадах щитов управления устанавливают одно-, двух- и трехштифтовые кнопки управления КУ-121 или кнопки К-03, К-20 и К-23 меньших габаритов. Кнопки КУ-121, состоят из стандартных элементов, каждый из которых имеет по одному мостиковому контакту. Такую же комбинацию контактов имеет кнопка К-03.

При необходимости одновременного одинакового воздействия на две независимые цепи применяются кнопки К-23 (с двумя контактами) или К-20 (с двумя контактами). Конструкция их аналогична конструкции кнопки К-03 и отличается от последней расположением контактов. Кнопки управления, устанавливаемые на импортных щитах управления, набираются из элементов, сходных с элементами кнопки КУ-121. В случае необходимости одновременного воздействия на несколько цепей элементы устанавливаются один над другим таким образом, чтобы их штифты служили как бы продолжением друг друга.

Для переключения целей управления используются обычные пакетные переключатели серии ПК в открытом (для установки на щитах и внутри шкафов) и в защищенном исполнении. Если надо переключать более трех независимых цепей, то вместо пакетных переключателей ПК используют многоцепные универсальные переключатели серии УП. Последние имеют различные схемы соединений и изготовляются как с фиксацией положения рукоятки (и контактов), так и с самовозвратом последней.

Для сигнализации работы механизмов, положения переключающих органов технологического потока, наличия или отсутствия необходимых величин давления, температуры и т.п. на щитах управления устанавливают оптические сигнальные устройства. На щитах дистанционного управления отечественного производства для оптической сигнализации применяют, как правило, сигнальные лампы в арматурах или сигнальные табло.. Для увеличения срока службы лампы и обеспечения ее включения на определенные напряжения, соответствующие напряжению цепей управления щита, в котором устанавливается лампа, в арматуру встраивается добавочное сопротивление, величина которого выбирается в зависимости от напряжения, подводимого к лампе. Лампы снабжаются стеклянными или пластмассовыми колпачками различного цвета

Арматуры сигнальных ламп АСЭ-48 и ЛС-53, предназначенные дли цилиндрических ламп с нормальным цоколем, не имеют встроенных добавочных сопротивлений, и последние устанавливаются на внутренней стороне панели щита рядом с арматурой. Величина сопротивлений, как и для арматур

АСС-ДС-38, зависит от напряжения сети, к которой подключается лампа.

В качестве устройств предупредительной оптической сигнализации устанавливаются светосигнальные арматуры СОМ-200 с красным стеклом. Для звуковой сигнализации (предпусковой, командной и аварийной) используются, как правило, звонки громкого боя в пылебрызгозащищенном исполнении, а также сирены. Звонки и сирены предназначены для включения в цепь постоянного тока и переменного.

Рис.10. Общий вид поворотного сигнализатора

2.2.2 Сигнализаторы давления

Для контроля давления масла в системах смазки, воды в трубопроводах к технологическим агрегатам и газа в газопроводах к форсункам, наряду с электроконтактными манометрами и дифманометрами с контактными устройствами применяются бесшкальные сигнализаторы давления, контакты которых включаются в схемы автоматического управления блокировки.

В чугунном корпусе с центральной расточкой помещается поршень с пружиной, сжатие которой может регулироваться гайкой. Снизу поршень опирается на мембрану, закрепленную в расточке корпуса крышкой. Реле закрыто кожухом. Над стержнем поршня установлен микропереключатель. Пружина регулируется так, чтобы зазор между стержнем и нажимным штифтом микропереключателя не превышал 0,5 мм. Контролируемое давление подводится под мембрану через нижнюю крышку. Под влиянием давления на поршень пружина сжимается, а стержень вызывает замыкание контактов микропереключателя. При падении давления пружина возвращает стержень в исходное положение, и микропереключатель размыкает свои контакты.

Для контроля давления газа применяются сигнализаторы падения давления СПДС с диапазонами настройки 0,25-- 1,5 кг/см2, 0,5--4 кг/см2, 1--6 кг/см2, 2-- 8 кг/см2 и СПДМ с различными диапазонами настройки от 20 до 800 мм вод. ст. В качестве измерительного устройства в сигнализаторах СПДМ использована плоская, а в сигнализаторах СПДС гармониковая мембрана.

Измерительное устройство воздействует на ртутный выключатель, рассчитанный на 500 Вт безындукционной нагрузки при напряжении 220В переменного тока.

Рис. 7. Конструкция реле давления С- 57-5 1 1--корпус; 2--поршень;3--пружина;4--гайка;5--мембрана;6--крышка;7--микропереключатель;8--кожух

3. Расчет ленточного конвейера

Для поднятия материала вертикально вверх или под большим углом к горизонту используются ковшевые элеваторы с тяговыми органами в виде ленты. Цепные ковшевые элеваторы применяются реже, так как шарниры их цепей быстро изнашиваются.

Однако элеватор менее надежен в эксплуатации, чем ленточный транспортер, требует сравнительно частой замены ковшей, потребляет больше энергии, особенно при поднятии сырых формовочных смесей. Поэтому по возможности применения элеваторов следует избегать.

Наиболее надежным и распространенным транспортным средством яЕ*ляется ленточный транспортер, особенно для перемещения сырых материалов. Для уменьшения просыпа материала по трассе рекомендуется выбирать ширину ленты транспортера с некоторым запасом, беря для этого расчетный коэффициент неравномерности поступления материала равным 3--4. Кроме того, следует уменьшать расстояние между роликоопорами рабочей ветви до 1 м. Все это незначительно увеличит стоимость транспортера, но улучшит и удешевит их эксплуатацию.

Обычные ленточные транспортеры имеют максимальный угол наклона к горизонту для сухих формовочных материалов 18° и для сырых -- 23°, что обычно и приводит к необходимости использования элеватора. Для увеличения угла наклона транспортеров их ленты могут иметь поперечные вертикальные ребра. Некоторые зарубежные фирмы выпускают ленты с ребрами из резины высотой 200 мм и шагом между ними 300 мм. По продольной оси ребра имеют вырез для возможности придания ленте желобчатой формы. Такой транспортер позволяет увеличить угол подъема до 75°. Холостая ветвь опирается на направляющие. Ребра могут быть сделаны и из неравнобоких уголков.

Как уже было сказано, ленточные транспортеры используются для перемещения песков, формовочных и отработанных смесей, реже для подачи кусковой воздушно-сухой глины.

При подаче горячей отработанной смеси от выбивной решетки непосредственно на обычную ленту транспортера последняя быстро выходит из строя. Замена такой ленты теплостойкой с асбестовой прокладкой, позволит увеличить стойкость ленты с 20--25 дней до 4,5 месяца.

Концевые шкивы многих ленточных транспортеров, применяемых для транспортировки отработанной смеси, обычно являются магнитными сепараторами. Однако, как правило, в цехах нет приборов, контролирующих работу электромагнитного шкивного сепаратора. При перегорании плавких вставок предохранителей, обрыве проводов, их замыкании или при перегорании обмоток катушек электромагнитов сепараторы на долго прекращают свою работу. В смеси начинают оставаться куски металла, что приводит к браку и иногда вызывает поломку оборудования. Для предотвращения этих явлений разработана и внедрена в производство автоматическая блокировка работы смесеподающего ленточного транспортера с работой магнитного сепаратора.

3.1 Выбор электродвигателя

Исходные данные:

F=2,2 кН;

V=1,1 м/с;

D=250 мм;

д=6%;

Lr=6 лет.

Общий КПД привода:

з=з1з22з3з4=0,98·0,992·0,95·0,99=0,90;

Pд=F·V=2,2·1,1=2,42кВт.

Требуемая мощность электродвигателя равна:

Ртр2,69кВт;

Угловая скорость барабана:

щ1450 рад/с;

Частота вращения барабана:

nд==43 об/мин.

Исходя из полученных данных подбираем двигатель серии 4А «4AM90L2Y3» с номинальной мощностью 3,0 кВт и номинальной частотой вращения барабана 50 об/мин.

3.2 Срок службы приводного устройств

При трехсменной работе в неделю с одним выходным днем в каждую восьмую неделю расчетное количество рабочих суток в году принимают равным - 253 рабочим дням (5 дней в неделю по 23 ч) в утреннюю и вечернюю смену по 7,5 ч с обеденным перерывом 0,5 ч и в ночную смену 7 ч без обеденного перерыва и 52 субботних дня с одной сменой по 8 ч.

Нагрузка маломеняющаяся. Принятый режим движения ленточного конвейера -реверсивный.

Lh=365·Lr·Kr·tc·Lc·Kc,

где Lr- срок службы привода (6 лет)

Kr- коэффициент годового использования;

Kr===0,693;

tc - продолжительность смены (7,5ч);

Lc- число смен (3);

Kc ==0,933.

Подставим значения:

Lh=365·6·0,693·7,5·3·3,75=128053ч.

Время простоя машинного агрегата принимаем 15% ресурса. Следовательно, рабочий ресурс привода составит:

Lh==108845ч.

Заключение

Рассмотренные средства и способы автоматизации не позволяют еще в полной мере решить задачу комплексной автоматизации, т. е. добиться такого положения, когда автоматизированы все взаимосвязанные основные участки производственного процесса. Чтобы решить эту задачу» необходимо завершить ряд опытно-конструкторских и научно-исследовательских работ по созданию новых совершенных типов автоматизированного технологического оборудования, и новых средств и систем автоматизации. Большое значение будут иметь усовершенствование транспортных устройств и перегрузочных узлов для липких и пластичных материалов и разработка высокопроизводительных износоустойчивых скребковых транспортеров для автоматической загрузки бункерных рядов.

Немалую работу предстоит выполнить по созданию средств автоматизации и систем автоматического регулирования технологических процессов. Должны быть разработаны и внедрены автоматические устройства для отбора и усреднения проб сырья, сырьевой смеси, добавок и т.д.. Необходимо создать автоматические химические анализаторы сырья непрерывного действия, в первую очередь для определения «титра» сырьевой смеси (содержания в ней СаС03). Наличие таких анализаторов и применение управляющих электронных вычислительных машин, автоматически решающих задачу составления оптимальной сырьевой смеси, позволит добиться полной автоматизации дозировки сырья перед мельницами и упростить технологический процесс за счет исключения корректирования сырьевой смеси. Одновременно должны быть разработаны надежные автоматические приборы для определения таких важнейших физических свойств перерабатываемых материалов, как тонкость помола сырьевой муки, цемента, и шлама, плотность последнего, а также влажность кусковых материалов, подвергаемых сушке.

Весьма перспективным является вопрос создания магнитных расходомеров для шлама, на базе которых может быть построен значительно более простой и точный питатель шлама, чем используемые в настоящее время ковшевые и объемные питатели. Известно, что отходящие газы течей и сушильных агрегатов, а также аспирационный воздух мельниц, несмотря на их электрическую очистку, содержат значительное количество пыли. Создание автоматического прибора для непрерывного контроля запыленности газов, как критерия для оценки работы пылеосадительных установок, должно обеспечить увеличение эффективности последних. Намечается разработка и внедрение системы автоматического регулирования процесса приготовления мелового и глиняного шламов, которая должна обеспечить получение шлама стабильной влажности, что важно для автоматического регулирования сырьевых мельниц. Имеющаяся система автоматического регулирования процесса обжига клинкера во вращающихся печах с рекуператорными холодильниками, работающими на газообразном топливе, должна быть завершена для печей, работающих на жидком и твердом топливе. Одновременно должны быть созданы и освоены системы автоматического регулирования для мощных вращающихся печей с колосниковыми холодильниками, для печей с конвейерными кальцинаторами, с циклонными теплообменниками, с «кипящим слоем», работающих на различных видах топлива. С появлением датчиков тонкости помола будет усовершенствована схема автоматического регулирования мельниц сухого помола, работающих по открытому циклу; необходимо также создать систему автоматического регулирования мельниц, работающих по замкнутому циклу.

Наряду с работами, имеющими чисто прикладной характер, намечено провести ряд теоретических исследований, которые позволят применить для автоматизации производственных процессов такое мощное средство, как электронные вычислительные машины.

Список литературы

1.Шейнблит А.Е.; «Курсовое проектирование»;

2.Бауман В.А.; «Строительные машины»; в 2-х томах; М.;1977;

3.Бессерский В.А. Теория систем автоматического регулирования. -

М.:Наука, 1975

4. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций./С.Г. Силезенок, А.А. Борщевский и др.

Размещено на Allbest.ru