В числе главных дополнительных функций регулятора ECL Comfort 300 можно назвать:

· наличие встроенного интерфейса RS 232;

· возможность поддержания температуры теплоносителя, возвращаемого в тепловую сеть в зависимости от температуры наружного воздуха путем смещения основного температурного графика

На рис.2.7.3 подключение силовых цепей периферийных устройств к регулятору ECL Comfort 300.

Рис. 2.7.3. Схема подключения контроллера ECL Comfort 300

Логика работы ECL Comfort 300 задается с помощью ряда «интеллектуальных» пластиковых карточек с микрочипом. Каждая карточка предназначена для работы с регулятором в определенной технологической схеме теплового пункта):

· карточка С60 -- для управления двумя системами отопления от общего

датчика температуры наружного воздуха с коррекцией по температурному графику температуры «сетевого» теплоносителя после первой системы и с коррекцией по температуре воздуха в помещениях, обслуживаемых каждой системой отопления;

· С66 -- для управления системой отопления и системой ГВС со скоростным

водоподогревателем;

· С67 -- для управления двумя системами отопления и ГВС с емкостным

водоподогревателем.

Кроме алгоритма перевода работы регулятора в определенной технологической схеме карточки несут информацию о заводских настройках всех параметров регулирования. На микрочип карточки также могут быть записаны персональные настройки регулятора и вместе с картой перенесены в другой регулятор, требующий аналогичных настроек.

2.8 Анализ и выбор датчиков и микропроцессорных измерительных приборов для контроля основных параметров ОУ, контроллеров и др.

Датчик температуры

Для измерения температуры может быть применен, например, один из аналоговых накладных датчиков температуры типа ESM-11 фирмы «Danfoss» (рис. 4.8.1), относящийся к малоинерционным первичным измерительным преобразователям.

Рис. 2.8.1 Общий вид датчика температуры ESM-11

Датчик представляет собой платиновый термопреобразователь сопротивления. Для обеспечения надежного контакта с трубами поверхностный датчик типа ESM-11 снабжен прижимной пружиной.

Основные характеристики:

1. Тип датчика: Pt 1000 (1000 Ом при 0 ?С);

2. Диапазон температуры: от 0 до 100 ?С;

3. Корпус: IP32;

4. Постоянная времени: 3 с.

Если трубопровод выполнен из металопластика, то тогда используется датчик типа ECMU.(Tд=32с)

Определим чувствительность датчика из графика изменения сопротивления датчика от изменения температуры среды, показанного на рис. 2.8.2.

Для построения переходной характеристики «датчик - объект управления» рассмотрим структурную схему соединения. Она представлена на рис. 2.9.1.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2.9.1. Структурная схема соединения ОУ и датчика

W_оу(р) - передаточная функция объекта управления, она имеет вид:

k_оу = 2.5% /%; Т_оу = 15 с; = 10 с.

W_дт(p) - передаточная функция накладного датчика температуры, она имеет вид апериодического звена:

k= - коэффициент передачи датчика технологического параметра;

Т_д =3с - постоянная времени датчика.

Зная передаточные функции для ОУ и датчика, можем найти передаточную функцию соединения (W_об(р)):

Соответственно получим переходную характеристику h(t):

где - изображение единичной ступенчатой функции.

Приравняем знаменатель функции h(t) к нулю и найдем корни из полученного уравнения:

P₁ = -1/ф_оу, Р₂ = -1/ ф_д, Р₃ = 0.

Так как один из корней равен нулю, а другие простые, то воспользуемся эмпирической формулой разложения Хэвисайда, для получения переходной характеристики «датчик - объект управления»

где , и , - значения полиномов числителя и знаменателя функции при условии, что и соответственно; - корни характеристического уравнения ;

- количество корней характеристического уравнения;

- значение производной при .

Подставив заданные значения k_оу, k_д, Т_оу, Т_д и получим график переходной характеристики «датчик - ОУ» (рис.2.33).

Рис. 2.9.2. График переходной характеристики «датчик - ОУ1»

Ko=2.5 To= 15c

2.10 Расчет параметров настройки регулятора с учетом их определения по динамическим характеристикам

Рассмотрим более подробно, что понимается под термином «параметр настройки» регулятора.

Постоянные коэффициенты дифференциального уравнения звена, системы или устройства в значительной мере определяют их динамические свойства. В связи с этим в автоматических регуляторах предусматривается возможность изменения некоторых коэффициентов его дифференциального уравнения, называемых параметрами настройки регуляторов. Изменяя значения этих параметров настройки регулятора, тем самым изменяют его динамические характеристики с целью обеспечения требуемого качества работы автоматической системы регулирования в целом. Значения параметров настройки регулятора, при которых достигается наилучшее качество работы системы, называются оптимальными.

Регулирующее устройство должно представлять собой ПИ-регулятор, оказывающий воздействие на регулирующий орган пропорционально отклонению и интегралу от отклонения регулируемой величины:

где k_р - коэффициент передачи, а Т_И - постоянная времени регулятора.

С учетом последовательного соединения с ИМ, имеющего вид интегрирующего звена, получаем зависимость для РУ в виде уравнения (1).

Передаточная функция РУ имеет вид:

Параметры настройки ПИ-регулятора с апериодическим процессом регулирования, вычисляются по следующим формулам (см. табл.2.10.1):

k_об=k_оу•k_д=1,2•3,7=4,44 Т_об ?Т_оу=30 с

Подставив данные k_оу, Т_оу, k_д, Т_д, , в соответствии с заданием получим:

k_р = 0,4

Т_и = 23 с

Передаточная функция ПИ - регулятора с учетом полученных значений имеет вид:

W(p) = 0,4 + 1/23p

Настроечные параметры регулирующего устройства для статических объектов представлены в табл. 2.5.

Таблица 2.5

2.11 Монтажная схема контроллера с подключением датчика и построение схемы, реализующей монтажную часть датчика

Температурный датчик устанавливается в соответствии с прилагаемыми инструкциями. Схема электрического подключения датчиков представлена на рис 2.11.1.

Риc.2.11.1. Схема электрического подключения датчиков

Описание клемм приводится в табл. 2.11.

Таблица 2.11.

Габаритные и присоединительные размеры датчика температуры ESM-11 представлены на рис.2.11.2.

Рис. 2.11.2. Габаритные и присоединительные размеры датчика температуры ESM-11

2.12 Разработка алгоритма функционирования локальной САР и его описание с учетом построения блок-схемы

Рассмотрим типовой алгоритм для локальной САР с учетом регулирования по отклонению. Алгоритм регулирования для данной САР рассмотрим в виде блок-схемы (рис.2.36).

«Ввод» - изображает, что для функционирования в контроллер необходимо ввести данные для задатчика fз(t), постоянная для регулятора k_p,T_u, Т_п и т.д.

«ВО1» - отображает что на входе пропорционального - регулятора определяется величина Дt_з=f_з(t) - f_у(t), где Дt_з отклонение, f_з(t) - программное задание значения уровня загрузки мельницы по шламу, f_у(t) данные от датчика уровня ДУ.

«Дt_з» - блок переключения определяет одно из трех значений отклонения величины от заданной. В зависимости от величины Дt_з выполняется следующее направление переходов:

1. Если Дt_з>0 то выполняется переход к блоку «ФКУ1», который отображает, что в ПИ - регуляторе формируется команда управления с учетом Дt_з>0 и закона регулирования, и поэтому контроллер формирует команду на увеличение расхода энергоносителя.

2. если Дt_з<0 то переход к «ФКУ2» который отображает, что в ПИ - регуляторе формируется команда управления с учетом Дt_з<0 и закона регулирования, и поэтому контроллер формирует команду на уменьшение расхода энергоносителя.

3. Если Дt_з=0 сигнал на выходе ПИ - регулятора равен 0 и необходимо перейти к блоку «ВЫХОД».

«УПУ1» и «УПУ2» - отображают процессы в усилительно преобразовательных устройствах контроллера;

«ИМ» и «РО» - отображают процесс преобразования электрической энергии в механическую;

«ОУ» - отображает процесс изменения температуры масла;

«ТР» - отображает процессы в таймере контроллера;

«t?t₀» - определяет больше или равен интервал времени цикла опроса датчика t заданному значению t₀;

1. если tt₀, то выполняется переход к блоку «ДТ1»;

2. если tt₀, то выполняется переход к блоку «ТР»;

«ДТ1» - отображает процесс в датчике температуры, определяется величина на входе в ОУ1, которая затем преобразуется в электрический сигнал, с последующей передачей в блок «ПЭ1».

«ПЭ1» - отображает, что в элементе блока происходит преобразование аналогового сигнала от датчика в цифровой и передача его на контроллер.

Рис. 2.12.1. Алгоритм регулирования для данной САР

2.13 Построение и описание блок-схемы автоматизации процесса измельчения в составе структуры АСДУ

Локальные САР смазки мельницы входят в состав АСДУ мельниц полусамоизмельчения, блок-схема которой показана на рис. 4.13.1, а это позволяет использовать первичную информацию от датчиков давления в системе автоматизации загрузки мельницы.

Рис. 2.13.1. Блок-схема АСДУ ММС

В структуру АСДУ с учетом распределенного объекта управления (РОУ) входят следующие системы и элементы (см. рис. 2.13.1): локальные САР1, САР2, …, САРi, включающие локальные регуляторы (контроллеры) ЛР1, ЛР2, …, ЛРi, датчики технологических параметров (Д1,…, Дn), исполнительные механизмы (ИМ1, ИМ2,…, ИМi) и регулирующие клапаны (РО1, РО2, … РОi). Кроме того, в состав АСДУ также входят промышленные контроллеры среднего уровня КСУ1, КСУ2 … КСУi, связанные на основе интерфейса RS-485 с локальными регуляторами ЛРi. Первичная информация, получаемая с датчиков давления смазки мельниц, будет доступна не только для локальных САР загрузки мельниц, но и операторам мельниц.

В связи с большим количеством мельниц, задействованных при производстве и распределённостью оборудования каждой мельницы в АСДУ используется интеграция различных сетей, например, на базе RS-485 и технологий Ethernet для локальной вычислительной сети (ЛВС). В системе управления используются HUBi - устройства, служащее для «разветвления» сигналов в сегменте сети.

Через сети Ethernet (ЛВС) главные специалисты предприятия, операторы, технологи на основе персональных компьютеров (ПК), диспетчеры на центральном пульте управления (ЦПУ), разработчики системы на базе автоматизированных рабочих мест (АРМ) получают непосредственный доступ к первичной информации от распределенных объектов. Удаленный доступ к обзору функционирования систем АСДУ также возможен с помощью сети Internet.

Верхний уровень АСДУ предназначен для наблюдения, регулирования, получения информации и архивирования данных по процессам, протекающим в распределенных системах и объектах. На этом уровне происходит взаимодействие диспетчера с различными процессами на основе человеко-машинного интерфейса, реализованного с помощью технологий SCADA-систем. На этом уровне АСДУ расположен ЦПУ на базе сервера с АРМ диспетчера, а также и другие АРМы.

Функционирование АСДУ

АСДУ мельницей обеспечивает дистанционное управление системами смазки и главными электроприводами мельницы с учетом всех необходимых блокировочных зависимостей. В процессе работы системы производится непрерывный контроль параметров и при выявлении отклонений от нормальных значений выполняются соответствующие действия:

· включается предупредительная звуковая и световая сигнализация с выводом на экран монитора текстового сообщения, а при наличии включенного принтера происходит его параллельная распечатка;

· производится переключение на резервное оборудование;

· выполняется отключение главных электроприводов мельницы для защиты оборудования от возможного повреждения.

Текстовые сообщения о событиях на объекте и действиях оператора регистрируются в файлах. По всем параметрам, представленным аналоговыми сигналами, собираются исторические тренды.

Интерфейс с персоналом построен на основе:

1)системы меню, позволяющей вызывать на экран информацию о состоянии объекта в виде мнемосхем как в обобщенном, так и в детализированном виде;

· вызывать на экран информацию о параметрах оборудования в табличной форме или в виде трендов с различными периодичностью и глубиной сбора;

· изменять значения уставок контролируемых параметров объекта и настройки системы;

· управлять включением/отключением систем смазки и главных электроприводов мельницы;

· выполнять сервисные и системные функции;

2)вывода на экран текстовых сообщений по ситуациям;

3)звуковой и световой сигнализации на дверях шкафа с контроллером;

4)управления включением/отключением систем смазки и главных электроприводов мельницы аппаратами, расположенными на дверях шкафа с контроллером.

Заключение

Эффект от внедрения систем автоматизации мельниц типа ММС заключается в экономии капитальных затрат и эксплуатационных расходов. Экономия капитальных затрат достигается уменьшением площади, занимаемой средствами АСУ мельницами. Экономия эксплуатационных расходов достигается существенным снижением трудоемкости обслуживания и затрат на расходные материалы и заменяемые элементы. При этом повышенной надежности системы АСДУ существенно уменьшаются потери от простоев мельницы, связанные с регламентными и ремонтными работами.

К настоящему времени накоплен значительный опыт использования централизованных систем смазки в транспортной технике, металлообработке, горной технике и др. Сейчас это преимущественно автоматизированные централизованные системы смазки (АЦСС): легкие, компактные, надежные, с возможностью программирования для выбора режимов подачи смазки. Среди поставщиков АЦСС необходимо отметить немецкую компанию «LINCOLN», мирового лидера в производстве АЦСС, что доказано эффективностью применения АЦСС во многих отраслях промышленности.

Список литературы

1. Автоматика и автоматизация механического оборудования и технологических процессов. Методические указания к выполнению курсового проекта для студентов специальности: 140604 - Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов (рукопись). 2013 г.

Размещено на Allbest.ru