Модернизация системы управления сушильной частью БДМ №1 ОАО "ПЗБФ" с разработкой системы управления влажностью бумажного полота

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

"Санкт-Петербургский государственный технологический университет растительных полимеров"

Факультет Заочный

Кафедра автоматизации технологических процессов и производств

К защите допустить

Зав. кафедрой

В.Н. Суриков

Пояснительная записка

к выпускной квалификационной работе

Модернизация системы управления сушильной частью БДМ №1 ОАО "ПЗБФ" с разработкой системы управления влажностью бумажного полота

Руководитель

Серебряков Н.П.

Санкт-Петербург

2014

Задание на выпускную квалификационную работу

по направлению220700 "Автоматизация технологических процессов и производств"

Студент гр. 7-538

1. Тема ВКР "Модернизация системы управления сушильной частью БДМ №1 ОАО "ПЗБФ" с разработкой системы управления влажностью бумажного полота "

Утверждена приказом по ВУЗу №769/3 от 14.11.2014 г.

2. Исходные данные по ВКР получить у руководителя ВКР

3. Перечень подлежащих разработке вопросов.

Введение.

1. Описание и анализ объекта автоматизации.

1.1 Техническая характеристика объекта автоматизации.

1.2 Описание технологического процесса и основного оборудования.

1.3 Анализ технологического процесса как объекта автоматизации.

2. Исследование системы автоматического управления параметром.

2.1 Математическое описание объекта управления.

2.2 Анализ возмущающих воздействий.

2.3 Алгоритмическая структурная схема САУ.

2.4 Моделирование и анализ системы управления.

3. Разработка системы автоматизации объектом и выбор КТС.

3.1 Разработка функциональной схемы автоматизации.

3.2 Выбор КТС системы управления.

Заключение.

Список использованных источников.

Приложение.

4. Презентация.

5. Дата выдачи задания

Срок сдачи студентом законченной ВКР

Реферат

Отчет 49 с., 17 рис., 17 табл., 11 источников, 3 приложения,

Объектом автоматизации является сушильная часть БДМ №1

Цель работы: Модернизация системы управления сушильной частью БДМ №1 заменой старых приборов новыми и внедрение ПЛК.

Была предложена структура АСУ, выбраны технические средства автоматизации входящие в систему. Разработана структура и состав ПЛК. Разработана функциональная схема автоматизации БДМ №1. В качестве технических средств автоматизации выбран ПТК фирмы MITSUBISHI FX-3U.

Внедрение предполагается на сушильной части БДМ №1 ОАО "ПЗБФ".

бумажный сушильный управление контроллер

Содержание

Введение

1. Описание и анализ объекта автоматизации

1.1 Техническая характеристика объекта автоматизации

1.2 Описание технологического процесса и основного оборудования

1.3 Анализ технологического процесса как объекта автоматизации

2. Исследование системы автоматического управления параметром

2.1 Математическое описание объекта управления

2.2 Анализ возмущающих воздействий

2.3 Алгоритмическая структурная схема САУ

2.4 Моделирование и анализ системы управления

3. Разработка системы автоматизации объектом и выбор КТС

3.1 Разработка функциональной схемы автоматизации

3.2 Выбор КТС системы управления

Заключение

Список использованных источников

Приложения

Введение

Производство бумаги на бумагоделательной машине (БДМ) состоит из нескольких технологических стадий, наиболее важным из которых является процесс сушки полотна. Режим сушки бумажного полотна определяет один из основных параметров качества готовой продукции ? влажность бумаги, и, кроме того, процесс сушки является наиболее энергоемкой стадией производства бумаги.

Процесс изготовления бумаги очень сложен. Чтобы реализовать строгое подчинение требуемым стандартам, на предприятии внедряется автоматизированная система управления. Она помогает снизить затраты на производство бумаги, а также получить высококачественный, экологически безопасный для потребителей продукт. Однако чтобы автоматизированная система работала надлежащим образом, ее следует грамотно установить и постоянно обслуживать. Регулирование параметров технологического режима и качества готовой бумаги в режиме нормальной эксплуатации осуществляется автоматически, а при обрывах полотна - оперативным персоналом (сушильщиком) в режиме ручного управления процессом сушки.

Требования к эффективности работы БДМ, а также к качеству продукции непрерывно возрастают. Наиболее эффективными в настоящее время оказались решения по автоматическому управлению качеством готовой бумаги в режиме нормальной эксплуатации. Значительно меньший прогресс достигнут в создании систем автоматического управления качеством в переходных режимах: при смене производительности, вида продукции, обрывах бумажного полотна.

Целью данной работы является: Модернизация системы управления сушильной частью БДМ.

Для достижения цели планируется провести ряд действий:

· исследование принципов работы системы и построение её функциональной схемы;

· разработка математической модели системы;

· анализ устойчивости системы;

· анализ качества.

1. Описание и анализ объекта автоматизации

1.1 Техническая характеристика объекта автоматизации

Сушильная часть БДМ предназначена для достижения бумажного полотна конечной сухости, которая составляет 91-94%, влажности 6-9%.

Основными факторами процесса сушки бумаги являются:

· давление поступающего пара;

· температура поверхности сушильных цилиндров;

· скорость бумажной машины;

· свойства окружающего воздуха и система вентиляции;

· чистота стенок сушильного цилиндра снаружи и изнутри;

· наличие в цилиндре воздуха и конденсата;

· натяжение сушильных сеток и их состояние;

· композиция бумаги и степень помола бумажной массы;

· сухость бумажного полотна после прессов;

После выхода бумажного полотна из сушильной части и обработке на продольно резательном станке бумага должна отвечать следующим свойствам:

Бумага для гофрирования по ТУ 5441-019-00278965-2010, извещение об изменении №56, №60, №61а, №071. [4]

Бумага должна изготавливаться в рулонах. Размеры рулонов указаны в Таблице 1. По согласованию с потребителем допускается изменять ширину и диаметр рулона.

Таблица 1 Размеры рулонов

Наименование размера	Размер, мм	Допустимое отклонение, мм
Ширина рулона	550 - 2450	±5
Наружный диаметр рулона	1150	±50
Внутренний диаметр гильзы	100	+3

В зависимости от показателей качества бумага должна изготавливаться следующих марок: Б-0, Б-1, Б-2, Б-3. Физико-механические показатели качества бумаги должны соответствовать нормам, указанным в Таблицах 2 и 3.

Таблица 2. Физико-механические показатели Б-0., Б-1

Наименование показателей	Марка Б - 0	Марка Б - 1	Методы испытаний
Масса 1 м 2, г	100±5	112±6	125±6	140±8	175±10	100±5	112±6	125±6	140±8	150±9	175±10	ГОСТ 13199
Абсолютное сопротивление продавливанию, кПа, не менее	300	340	380	420	450	270	320	350	380	400	410	ГОСТ 13525.8
Прочность при растяжении в машинном направлении, кН/м, не менее	6,5	7,5	8,5	9,5	11,0	6,0	7,0	8,0	9,0	9,5	10,0	ГОСТ ИСО 1924-1
Сопротивление торцевому сжатию гофрированного образца бумаги, (ССТ) кН/м, не менее	1,30	1,50	1,60	1,75	1,90	1,20	1,30	1,35	1,45	1,5	1,55	ГОСТ 28686
Сопротивление плоскостному сжатию гофрированного образца бумаги, (СМТ 0)Н, не менее: при ширине полоски 15 мм	215	260	310	350	400	210	240	280	330	335	340	ISO 9895
Сопротивление торцевому сжатию короткого образца SCTCD, кН/м	2,2	2,3	2,5	2,6	2,8	1,8	1,9	2,1	2,2	2,2	2,3	ISO 9895
Поверхностная впитываемость воды, г/м2, Кобб-30 в среднем по двум сторонам: клеёной не клеёной.	30 - 70 70	ГОСТ 12605
Влажность, %	6,0 - 9,0	6,0-9,0	ГОСТ 13525.19

Таблица 3. Физико-механические показатели Б-2., Б-3

Наименование показателей	Марка Б - 2	Марка Б - 3	Методы испытаний
Масса 1 м 2, г	90±5	100±5	112±6	125±6	140±8	150±9	90+4	100±5	112±6	125±6	140±8	175±10	ГОСТ 13199
Абсолютное сопротивление продавливанию, кПа, не менее	210	250	280	310	310	330	200	220	250	260	270	300	ГОСТ 13525.8
Прочность при растяжении в машинном направлении, кН/м, не менее	5,0	5,5	6,0	7,0	7,5	8,0	4,0	4,5	5,0	5,5	6,0	6,5	ГОСТ ИСО 1924-1
Сопротивление торцевому сжатию гофрированного образца бумаги, (ССТ) кН/м, не менее	0,90	1,10	1,15	1,20	1,30	1,35	0,8	0,90	0,95	1,10	1,15	1,20	ГОСТ 28686
Сопротивление плоскостному сжатию гофрированного образца бумаги, (СМТ 0)Н, не менее: при ширине полоски 15 мм	140	180	190	230	250	225	110	140	150	170	190	210	ГОСТ 20682
Сопротивление торцевому сжатию короткого образца SCTCD, кН/м	1,6	1,7	1,8	2,0	2,1	2,1	1,5	1,6	1,7	1,8	2,0	2,1	ISO 9895
Поверхностная впитываемость воды, г/м2, Кобб-30 в среднем по двум сторонам: клеёной не клеёной.	30 - 70 70	ГОСТ 12605
Влажность, %	6,0 - 9,0	ГОСТ 13525.19

В бумаге допускается изменение физико-механических показателей:

§ снижение нормы показателя абсолютного сопротивления продавливанию для всех марок на 10%;

§ снижение нормы показателя сопротивление плоскостному сжатию гофрированного образца для всех марок на 10%;

§ снижение нормы показателя прочности при растяжении для всех марок на 10%;

§ снижение нормы показателя сопротивление торцевому сжатию короткого образца для всех марок на 10%;

§ снижение нормы показателя сопротивления торцевому сжатию гофрированного образца на 5%;

§ изменение массы М2 до 6%

§ снижение влажности до 5%

Бумага не должна иметь складок, морщин, задиров, разрывов и посторонних включений, видимых невооруженным глазом. Допускаются малозаметные перечисленные внутри рулонные дефекты, которые не могут быть обнаружены в процессе изготовления бумаги, если показатель этих дефектов, определенный по ГОСТ 13525.5, не превышает 5%. Бумага для гофрирования на основе макулатуры должны иметь цвет естественного волокна. Количество обрывов в рулоне бумаги не должно превышать двух. Места обрывов должны быть склеены двухсторонней липкой лентой. Места склейки должны быть отмечены с торцов рулона цветными сигналами и не должны вызывать склеивания соседних слоев. Ширина склейки должна быть не менее 50 мм. Рулоны бумаги должны иметь плотную и равномерную по всей ширине рулона намотку. Торцы рулонов должны быть ровными.

Упаковка и маркировка.

Маркировка бумаги наносится на боковую и торцевую поверхность рулона.

Маркировка, наносимая на боковую поверхность рулона, выполняется на бумажном ярлыке и должна содержать:

- наименование страны-изготовителя;

- наименование предприятия, его товарный знак;

- полный юридический адрес;

- наименование продукции;

- массу бумаги площадью 1 мІ;

- порядковый номер рулона;

- формат;

- дату выработки (число, месяц, год);

- массу нетто и брутто;

- количество мІ в рулоне;

- информацию об обязательной сертификации (при наличии);

- манипуляционные знаки: "Беречь от влаги", "Крюками не брать",

- предупредительную надпись "НЕ БРОСАТЬ";

- индивидуальный код клиента (при наличии);

- штриховой код продукции (при наличии);

- штамп ОТК.

Маркировка, наносимая на торцевую поверхность рулона должна содержать:

- наименование продукции;

- массу бумаги площадью 1мІ;

- порядковый номер рулона;

- формат;

- массу нетто и брутто;

- количество мІ в рулоне;

- дату выработки (число, месяц, год);

- штамп ОТК.

Маркировка торцевой поверхности должна наноситься около гильзы.

Упаковка бумаги по ГОСТ 1641 п.2 со следующими дополнениями:

- упаковкой для бумаги в рулонах являются шесть верхних слоев бумаги;

- при обтягивании рулонов полипропиленовой упаковочной лентой, лента должна быть установлена на расстоянии 10 - 25 мм от кромки торца рулона;

- концы полотна бумаги по всей ширине рулона должны быть заклеены двухсторонней липкой лентой.

Перед отправкой готовой продукции на слад заказчика на продукцию выдается паспорт качества установленного образца. [4]

1.2 Описание технологического процесса и основного оборудования

Паро-конденсатная система, подразделяется на следующие позиции, по подаче пара представленные в таблице 4.

Таблица 4 - Позиции цилиндров

1 - 10 сушильные цилиндры	10 цилиндров ? 1500 на вторичном паре
11-18 сушильные цилиндры	8 цилиндров ? 1500 на остром паре
19 - 24 сушильные цилиндры (досушивающая группа)	6 цилиндров ? 1500 на остром паре

Пар по главному трубопроводу (Dу=150 мм) подается из котельной с давлением 13 кгс/см² и температурой 194⁰С.

На главном паропроводе перед БДМ установлены регулирующие клапана для подачи пара на БДМ давлением до 5,0 кгс/см². На регулирующих клапанах установлены байпасные линии с ручными клапанами для подачи пара на БДМ при поломке регулирующих клапанов.

После регулирующих клапанов по трубопроводу пар поступает в коллектор сушильных цилиндров 1-10 и в коллектор сушильных цилиндров 11-18; затем из указанных выше цилиндров паро-конденсатная смесь поступает во влагоотделитель ВО-1. Во влагоотделителе ВО-1 происходит процесс снижения давления паро-конденсатной смеси за счет резкого увеличения объема, в результате чего происходит вскипание смеси и образуется вторичный пар.

Вторичный пар из влагоотделителя ВО-1 по трубопроводу поступает в сушильные цилиндры 19-24, а оставшийся конденсат за счет разницы давлений из влагоотделителя ВО-1 поступает во влагоотделитель ВО-2. Уровень конденсата во влагоотделителе ВО-1 поддерживается автоматически регулирующим клапаном.

Образовавшийся вторичный пар во ВО-2 по трубопроводу поступает через теплообменник в бак сбора конденсата. На теплообменнике запорная арматура на входе и выходе должна быть открыта. Из ВО-2 конденсат конденсатными насосами м-1 или м-2 подается в бак сбора конденсата, а уровень в нем поддерживается в автоматическом режиме регулирующим клапаном.

Конденсат из бака сбора конденсата насосами подается в деаэратор котельной. Уровень конденсата в баке сбора конденсата поддерживается путем пуска/останова насосов. Обслуживание и контроль за работой паро-конденсатной системы осуществляет сушильщик 4р.

На рисунке 1 представлена технологическая схема паро-конденсатной системы.

Рисунок 1 - Технологическая схема ПКС БДМ №1

Описание основного оборудования сушильной части БДМ

Сушильная часть состоит из 24 сушильных цилиндров, которые делятся

на 3 приводные группы, включающие цилиндры в обоих рядах в следующем количестве:

- 1 группа - с 1 по 10 с., ц. (1,3,5,7,9нижние сушильные цилиндры, 2,4,6,8,10 верхние сушильные цилиндры).

- 2 группа - с 11по 18 с., ц. (11,13,15,17 нижние сушильные цилиндры,12,14,16,18 верхние сушильные цилиндры).

- 3 группа - с 19 по 24 с., ц. (19, 21, 23 нижние сушильные цилиндры, 20, 22, 24 верхние сушильные цилиндры).

На каждую группу цилиндров приходится две сушильные сетки типа АД-57 (или АД-80), одна из которых охватывает все цилиндры верхнего ряда, вторая - все цилиндры нижнего ряда, диаметр сушильного цилиндра 1500 мм, длина сушильного цилиндра 2400 мм.

На каждой сушильной группе (верх, низ) установлены сеткоправки, управление которыми может осуществляться как в ручном, так и в автоматическом режиме. Всего 6 сеткоправок. Количество сетковедущих валиков (с учетом сеткоправок, сетконатяжек) 67 шт. Диаметр сетковедущих валиков 167 мм, длина 2720 (2500) мм. Сушильные цилиндры 24 шт. - Ижтяжбуммаш. Сушка проводится контактным методом. Бумажное полотно при прохождении по бумагосушильным цилиндрам плотно прижимается к ним сушильными сетками, в процессе чего улучшаются такие свойства как механическая прочность, гладкость, объемный вес, впитывающая способность, влагопрочность, степень проклейки. Натяжка сушильных сеток осуществляется в ручном режиме.

Сушильные сетки изготавливаются с использованием 100 % гидролиз стойких полиэфирных мононитей.

Основные требования предъявляемые к сеткам: прочность, гибкость, стабильность размеров, воздухопроницаемость, пористость. Сушильная сетка облегчает заправку и транспортировку бумаги по сушильной части, а также предотвращает коробления и образование морщин.

1.3 Анализ технологического процесса как объекта автоматизации

На предприятии пока нет централизованной системы управления сушильной части на БДМ. Оно носит пока локальный характер.

Существующая система автоматизации включает следующие системы автоматики;

· САУ управления подачи пара на сушильную часть.

· САУ управления подачей пара на основные сушильные группы.

· САУ управления подачей пара на досушивающую группу.

· САУ управления уровнем во влагоотделителях.

· САУ сбора и откачки конденсата в деаэратор.

Процесс управления сушильной частью осуществляется сушильщиком 4-го разряда в полу-ручном режиме, с помощью простых регуляторов ТРМ210 и ТРМ 212 фирмы ОВЕН. Установленные преобразователи давления и температуры также фирмы ОВЕН часто выходят из строя. В качестве исполнительных механизмов используются электропневматический позиционер фирмы SAMSON серии 3767 отвечающие высокой надежностью и большим сроком эксплуатации. Система автоматизации имеет очень низкое быстродействие, не обеспечивающая хороший динамический процесс. Без визуализации данная система не дает ни малейшего представления о характере изменения динамического процесса сушки и температурного графика сушильных цилиндров. Требуется постоянный контроль работы регуляторов обслуживающим персоналом. Система не имеет возможности информировать оператора о состоянии работы исполнительных механизмов. Не имеется возможности оператору оперативно влиять на процессы сушки при переходе на различные виды продукции.

Параметры процесса сушки и способы их регулирования представлены в таблице 5.

Таблица 5 Параметры процесса сушки

№	Позиция	Контролируемый параметр	Средство (метод) и частота контроля	Контр. Лицо
1	Давление пара перед регулирующими клапанами (поз.1-2)	до (13 кгс/см2) 1,3 МРа	Манометр 0 - 1,6 МРа	Сушильщик 4 разряда
2	Давление пара после регулирующих клапанов	не более 8,0 кгс/см2	Регулятор давления пара. АРМ оператора	Сушильщик 4 разряда
3	Давление пара: - сушильные цилиндры - во влагоотделителях ВО-1 - во влагоотделителях ВО-2	не более 5,0 кгс/см2 не более 4,0 кгс/см2 не более 1,5 кгс/см2	Манометр 0 - 16 кгс/см2 и пульт управления Манометр 0 - 6 кгс/см2 Манометр 0 - 6 кгс/см2	Сушильщик 4 разряда
4	Температура пара, 0С: - после регулирующего клапана	180 - 184	На панели оператора (микровычислительное устройство МЕТРАН 334)	Сушильщик 4 разряда
	- 1 - 10 суш. цилиндры - 11 - 18 суш. цилиндры - 19 - 24 суш. цилиндры	130 - 145 150 - 158 150 - 158	На панели оператора
5	Давление в баке сбора конденсата	не более 0,5 кгс/см2	Манометр 0 - 6 кгс/см2	Сушильщик 4 разряда
6	Уровень конденсата во ВО-1, ВО-2	до ~ 300 мм	Визуально на панели оператора (программный регулятор ВО-1, ВО-2)	Сушильщик 4 разряда
7	Уровень в конденсатном баке	300 - 1000 мм водоизмерительного стекла	Визуально Через каждые 30 минут в течение всей смены	Сушильщик 4 разряда
8	Работа насосов конденсата		Визуально Через каждый час в течение всей смены	Сушильщик 4 разряда
9	Влажность бумаги (картона)	6,0 - 9,0 %	Постоянно в течение всей смены АРМ оператора	Сушильщик 4 разряда
10	Температурный график сушильных цилиндров.	таблицы	По данным лаборатории (ОТК) и самостоятельно контактным термометром цифровым ТК-5-01-20-+200 Ос	Сушильщик 4 разряда
			1 раз в смену и по необходимости Пирометром оптическим цифровым С-7-10-+200А	Контролер ЦБП 3 разр.

Температурный график сушильных цилиндров для разного граммажа представлен в приложении А. С целью поддержания физических свойств продукции в пределах, указанных техническими условиями, оператор должен предпринимать действия и вносить соответствующие изменения в работу БДМ, необходимость которых показана физическими пробами (испытаниями). Каждый выпущенный рулон имеет последовательный номер (от 00001 до 99999). Этот номер присваивается каждому рулону в начале его изготовления. По достижении рулоном-тамбуром соответствующего диаметра оператор наката снимает его с БДМ и маркирует его, проставляя на нём номера рулонов. Дальнейшей обязанностью накатчика является взятие 2 образцов с тамбура в виде полосок. Один из образцов передается оператору-машинисту, другой - контролеру качества на испытание. На обоих образцах должны быть указаны номера рулонов.

Методы испытаний

1. ГОСТ 8047-01 Бумага и картон. Отбор проб для определения среднего качества;

2. ГОСТ 7691-81 Картон. Упаковка, маркировка, транспортировка и хранение

3. ГОСТ 10711-97 Бумага и картон. Методы определения разрушающего усилия при сжатии кольца (RCT);

4. ГОСТ 12605-67 Бумага и картон. Метод определения поверхностной впитываемости воды при одностороннем смачивании (метод Кобба);

5. ГОСТ 13199-94 Полуфабрикаты волокнистые, бумага и картон. Метод определения массы продукции площадью 1 м². Для определения колебаний массы картона площадью 1 м² по ширине полотна, от отобранного рулона отрезают сплошную полосу картона по ширине рулона и из нее вырезают n образцов на равном расстояний друг от друга, длинной стороной в машинном направлении. За результат испытаний колебания массы картона площадью 1 м² по ширине рулона принимают разницу между максимальным и минимальным значением.

6. ГОСТ 13525.5-68 Бумага и картон. Методы определения внутри рулонных дефектов;

7. ГОСТ13525.8-86 Полуфабрикаты волокнистые, бумага и картон. Метод определения сопротивления продавливанию;

8. ГОСТ 13525.19-91 Бумага и картон. Определение влажности. Метод высушивания в сушильном шкафу;

9. ГОСТ 21102-97 Бумага и картон. Методы определения размеров и косины листа. Чистота обреза кромки определяется визуально;

Лабораторные измерения показателей продукции для каждого рулона представлены в приложении Б.

2. Исследование системы автоматического управления параметром

2.1 Математическое описание объекта управления

Существуют аналитические, экспериментальные и комбинированные методы получения математической модели объектов управления.

Аналитические методы базируются на использовании уравнений описывающих физико-химические и энергетические процессы, протекающие в исследуемом объекте управления.

Экспериментальные методы предполагают проведение серии экспериментов на реальном объекте управления. Обработав результаты экспериментов, оценивают параметры динамической модели объекта, задавшись предварительно ее структурой.

Наиболее эффективными оказываются комбинированные методы построения математической модели объекта, когда, используя аналитически полученную структуру объекта, ее параметры определяют в ходе натурных экспериментов.

В нашем случае мы используем экспериментальный активный метод. Активные методы предполагает подачу на вход объекта пробных тестирующих сигналов и снятие графика (кривая разгона). После обработки кривой разгона в программе выведем передаточные функции объекта регулирования. Достоинствами активных методов являются:

1. - достаточно высокая точность получения математического описания;

2. - относительно малая длительность эксперимента.

Следует учитывать, что активные методы, в той или иной степени, приводят к нарушению нормального хода технологического процесса. Поэтому проведение эксперимента должно быть тщательно спланировано. Математическое описание объекта управления представлено на рисунке 2.



Рисунок 2 - Математическое описание объекта управления

Рп (р) - давление пара в сушильной части.

Gп (р)- расход пара.

Vп (р) - скорость БДМ.

Мвхп (р) -начальная влажность перед входом в сушильную часть.

Dп (р)- поверхностная плотность (масса) полотна.

Mвыхп (р) - конечная влажность.

Рассмотрим кривые разгона для разных каналов управления.

1. Степень открытия регулирующего органа на паропроводе в досушивающую группу - давление пара.

Изменение задания: начальное положение позиционера - 60%, конечное - 65%.

Начальное давления в паропроводе - 250 кПа, конечное - 300 кПа.

Период съема данных по времени - 5 с, количество точек кривой разгона - 10.

Данные для построения кривой разгона представлены в таблице 6.

Таблица 6 Данные для кривой разгона 1

№ точки	Время / с.	Давление / кПа.
1	0	250
2	5	257
3	10	263
4	15	270
5	20	278
6	25	282
7	30	289
8	35	294
9	40	300
10	45	300

Кривая разгона для первого канала управления представлена на рисунке 3.

Рисунок 3 - Кривая разгона для первого канала управления

Была проведена идентификация разгонной кривой №1, в результате получено две передаточные функции апериодических звеньев первого и второго порядка. Было выбрано звено первого порядка, так как разница между звеньями небольшая, но звено второго порядка сложнее. Параметры передаточной функции первого объекта управления рассчитанного в программе MATLAB представлены на рисунке 4.

Рисунок 4 - Передаточная функция первого объекта

Кр - коэффициент усиления, кПа/%

Тр1 - постоянная времени, С.

Td - запаздывание. С.

2. Давление пара поступающего в досушивающую сушильную группу - влажность бумажного полотна перед накатом БДМ.

Начальное давления в паропроводе - 250 кПа, конечное - 300 кПа.

Начальное значение влажности - 8%, конечное значение влажности -6,5%

Период съема данных по времени -10 с, количество точек кривой разгона -20.

Данные для построения кривой разгона представлены в таблице 7.

Таблица 7 Данные для кривой разгона 2.

№ точки	Время / с.	Влажность /%
1	0	8
2	10	8
3	20	7,91
4	30	7,85
5	40	7,7
6	50	7,62
7	60	7,55
8	70	7,4
9	80	7,32
10	90	7,21
11	100	7,12
12	110	7
13	120	6,87
14	130	6,8
15	140	6,71
16	150	6,64
17	160	6,59
18	170	6,54
19	180	6,5
20	190	6,5

Кривая разгона для второго канала управления представлена на рисунке 5.



Рисунок - 5 кривая разгона для второго канала управления

После проведения идентификации разгонной кривой №2, мы получили передаточную функцию апериодического звена первого порядка. Параметры передаточной функции второго объекта управления рассчитанного в программе MATLAB представлены на рисунке 6.

Рисунок 6 - Передаточная функция второго объекта

Кр - коэффициент усиления, %Вл./кПа

Тр1 - постоянная времени, С.

Td - запаздывание. С.

Передаточные функции измерительного преобразователя влажности Аквар 1207

Передаточная функция измерительного преобразователя давления

Передаточная функция исполнительного механизма с позиционером:

2.2 Анализ возмущающих воздействий

Основными возмущающими воздействиями на процесс сушки бумажного полотна является изменение скорости бумагоделательной машины и изменение поверхностной плотности бумажного полотна. Скорость БДМ изменяется в незначительных пределах ± 1.5 метра в минуту, благодаря цифровому электроприводу. Так же изменение поверхностной плотности бумажного полотна регулируется САУ концентрации массы перед напускным устройством и находиться в пределах технологического регламента 6%. Изменение этих параметров незначительны, поэтому исследование системы управления относительно возмущающих воздействий в данной работе не производится.

2.3 Алгоритмическая структурная схема САУ

Система помимо основной регулируемой величины Mвых(р) имеет вспомогательную регулируемую величину Рвых(р), причем обязательным условием создания каскадной системы является гораздо меньшая инерционность вспомогательной величины по сравнению с основной. Сама идея работы подобных систем основана на том, что вспомогательная величина Рвых(p) будет гораздо быстрее реагировать на управляющие воздействия, поступающие на объект регулирования. Т.е. не дожидаясь, пока начнет изменяться основная величина Mвых(р), мы уже начнем вносить регулирующие воздействия с помощью дополнительного регулятора, находящегося во внутреннем контуре каскадной системы. Внешний регулятор вступает в работу при поступлении на его вход ошибки регулирования основной регулируемой величины Mвых(р). Но эта ошибка E2 (z) будет значительно меньшей, чем при работе простой одноконтурной системы, т.к. мы заранее начали реагировать на поступление внешних воздействий благодаря наличию быстродействующей величины Рвых(p) и внутреннего регулятора Dрег1 (z). Внешнему регулятору останется лишь скорректировать небольшие отклонение U2(z) основной регулируемой величины Mвых(р). Алгоритмическая структурная схема САУ представлена на рисунке 7.



Рисунок 7 - Алгоритмическая структурная схема цифровой САУ

M зад(р)-Заданное значение влажности.

Dрег1 (z)-Передаточная функция регулятора внутреннего контура.

Wф(р)- Передаточная функция фиксатора.

Dрег2(z)-Передаточная функция регулятора внешнего контура.

U2(z)-Корректирующее воздействие внешнего регулятора.

U1 (z); U1(р)-Сигнал управления на выходе регулятора внутреннего контура.

Wдт1(р)-Передаточная функция датчика давления.

Wдт2(р)-Передаточная функция датчика влажности.

Wоб1(р)-Передаточная функция объекта по 1 каналу управления.

Wоб2(р) - Передаточная функция объекта по 2 каналу управления.

Wим(р)-Передаточная функция исполнительного механизма.

E1(z)-Величина рассогласования внутреннего контура.

E2(z)-Величина рассогласования системы.

% откр. - Положение исполнительного механизма.

Мвых (р) - Выходная величина влажности.

Рвых (р) - Выходная величина давления.

2.4 Моделирование и анализ системы управления

Расчет каскадной САУ состоит в определении параметров настройки внутреннего и внешнего регуляторов при заданных динамических характеристиках объекта по основному и вспомогательному каналам. Поскольку настройки внешнего и внутреннего регуляторов взаимозависимы, расчет их значений проводится следующим образом.

1. Создадим модель внутреннего контура САУ в пакете Simulink программного комплекса Mat Lab, представленную на рисунке 8.

Рисунок 8 - Внутренний контур САУ влажности

Определим оптимальные параметры внутреннего регулятора точно также, как для одноконтурной САУ. При этом в качестве объекта регулирования берется передаточная функция объекта 1 Wоб1(р), а регулятором будет внутренний регулятор Wрег1(р). Р=0.015097, I=1.2246e-05. Настройки ПИ-регулятора для внутреннего контура САУ представлены на рисунке 9.

Рисунок 9 - Параметры внутреннего контура САУ

2. Создаем модель всей САУ в пакете Simulink программного комплекса Mat Lab, представленную на рисунке 10.



Рисунок 10 - Полная модель САУ влажности

После этого уже можно определить оптимальные параметры внешнего регулятора Wрег2(р) с учетом передаточной функции внутреннего контура.

Р=-2.8136, I=-0.021914. Настройки ПИ-регулятора для внешнего контура САУ представлены на рисунке 11.

Рисунок 11 - Параметры внешнего контура САУ

На рисунке 12 представлена переходная характеристика системы управления влажностью бумажного полотна, рассчитанная в программном комплексе Mat Lab.

Рисунок 12- Переходная характеристика САУ влажности

Анализ переходного процесса по заданию

Длительность переходного процесса для нашего технологического процесса не ограничена. Основным показателем качества является динамическое отклонение и время регулирования.

1. Время переходного процесса Тпер.пр.= 700 сек.

2. Время регулирования определяется заданной точностью регулируемого параметра.

Е= ± 5% = 1*0,05 =0,05

Трег.=490 сек.

3. Максимальное динамическое отклонение

?Рmax = Рmax - Р0 = 1.1-0= 1.1

4. Перерегулирование

5. Затухание за период:

Система справляется с управляющим воздействием с небольшим перерегулированием, настройки регуляторов внутреннего и внешнего контура предложенные программой являются оптимальными для данного технологического процесса и могут быть использованы на производстве, так как удовлетворяет требованиям технологического регламента.

3. Разработка системы автоматизации объектом и выбор КТС

3.1 Разработка функциональной схемы автоматизации

Функциональная схема автоматизации объекта на базе программно-технического комплекса ПТК фирмы MITSUBISHI FX-3U. (рисунок 13).

Давление пара в коллекторе каждой сушильной группы и в главном коллекторе управляется с помощью САУ (1, 4, 5, 6). Перепад давления между паровым коллектором и коллектором конденсата сушильной группы управляется изменением расхода вторичного пара, перепускаемого из водоотделителей (САУ- 3). В водоотделителях уровень управляется выходом конденсата (САУ-7, 8), (САУ -9) поддержание уровня бака конденсата.

Системы автоматического управления давлением пара в каждой сушильной группе обеспечивают температурный график сушки. В случае трех сушильных групп температурный график должен быть следующим:

1 группа - подъем температуры с 80°C до 143°С;

2 группа - температура 143-153°С;

3 группа - снижение температуры до 140°С.

Следовательно, давление пара увеличивается с 1 по 2 группу и снижается на 3 (досушивающей) группе. Соблюдение перепадов давления необходимо для более полного использования тепла греющего пара и для удаления воздуха из сушильных цилиндров, что в свою очередь повышает коэффициент теплопередачи от пара к бумажному или картонному полотну.

Управление влажностью бумажного полотна реализуется по каскадной схеме: выходной сигнал САУ влажностью (10) является заданием САУ(6) давлением пара в досушивающей группе. Поверхностная плотность бумажного полотна (11) управляется изменением расхода бумажной массы, поступающей в напускное устройство БДМ. (12) скорость БДМ. (2) - АСК расхода пара на сушильную часть БДМ. Функциональная схема системы автоматизации приведена на рисунке 13.



Рисунок 13 - Функциональная схема автоматизации

3.2 Выбор КТС системы управления

При выборе средств автоматизации необходимо учитывать такие факторы как вид используемой энергии наличие унифицированных сигналов, после подсчета сигналов, необходимо дополнительно выделить еще 15% от общего числа под резерв, область применения, климатическое исполнение, доступность, цена и др.

Модульное построение АСУ ТП позволяет наращивать количество локальных комплексов управления технологического уровня при реконструкции существующей автоматики или при вводе в эксплуатацию новых единиц основного технологического оборудования.

В данном случае предпочтительным является использование техники фирмы MITSUBISHI. Первой причиной является то, что продукция этой компании не уступает по своим техническим показателям аналоги других фирм. Второй причиной является то, что ПТК этой фирмы имеет меньшую стоимость, чем ПТК других фирм. Так же немало важной причиной является то, что работа КТС возможна и в тяжелых условиях. Предлагаемый контроллер выполняет все функции релейной автоматики, позволяет принимать унифицированные сигналы, сигналы с термопар и термо сопротивлений, осуществлять ручное управление технологическим процессом, отказаться от большого количества сигнальных ламп и кнопок управления. Так как весь технологический процесс отображается на панели управления.

Контроллер фирмы MITSUBISHI серии FX выполняют следующие функции. Собирает и обрабатывает измерительную информацию, получаемую от контролируемого процесса.

• Собирает и обрабатывает данные о состоянии исполнительных механизмов.

• Выполняет логические операции

• Аварийная обработка данных

• Отображение и распечатка текущих и аварийных трендов

• Повышение надежности и безопасности оборудования

• Автоматический пуск и останов оборудования

• Защиты и блокировки.

• Комплексная диагностика технологического оборудования и системы управления.

• Оперативный контроль и отображение технологического процесса.

ПЛК семейства FX -это программируемые контроллеры универсального назначения. Компактные контроллеры объединяют в одном корпусе дискретный ввод/вывод, центральный процессор, память и электропитание. Возможности их применения можно расширить, благодаря различным опциям, например дополнительным входам и выходам, аналоговому вводу/выводу. Контроллеры семейства FX можно подключить ко всем наиболее распространенным сетям, например, Ethernet.CC-Link, Profibus и т.д.

Модуль центрального процессора (CPU): предназначен для решения задач различного уровня сложности, и может использоваться разных типов производительности. Используя дополнительные опции аналоговых или дискретных входов/выходов, модули позиционирования, модули интерфейсов можно создать гибкую систему управления для любой задачи автоматизации.

Центральный процессор CPU FX3U предназначен для построения относительно простых систем так и сложных процессов с высоким требованием к скорости обработки информации и малым временем реакции.

На данный момент FX3U с его временем цикла 0,065 мкс на каждую логическую операцию является самым быстрым контроллером семейства FX. Входы и выходы обрабатываются с более высокой частотой, программа реагирует быстрее и пользователь выигрывает благодаря более высокой точности процесса. Память может вмещать до 64000 шагов программы.

Модуль ввода аналоговых сигналов FX2N-8AD выполняет аналого-цифровое преобразование входного аналогового сигнала и формирует цифровые значения мгновенных значений аналоговых величин. Эти значения используются центральным процессором в ходе выполнения программы.

Модуль вывода аналогового сигналаFX2N-8DA предназначен для цифро-аналогового преобразования внутренних цифровых величин контроллера в выходные аналоговые сигналы.

Аналоговый модульFX2N-8AD c 8 каналами способны определять напряжение, токи, температуру (в том числе одновременно). Разрешающая способность аналогового модуля семейства FX составляет от 8до 16 бит.

Модуль дискретного вывода FX2N-8EYR-ES/UL предназначен для управления магнитными пускателями, релейной автоматикой и сигнальными лампами.

Модуль дискретного ввода FX2N-8EX-ES/UL позволяет принимать и обрабатывать сигналы с концевых выключателей и аварийных кнопок.

Имея встроенный интерфейс для программирования и связи между контроллером и панелью оператора, дает возможность создать небольшую автоматизированную систему, а встроив дополнительный интерфейсный адаптер можно использовать его в качестве второго коммуникационного интерфейса RS485/RS422/RS232/USB для программирования или для построения коммуникационной сети.

Применение модуля интерфейса FX3U-ENET позволяет расширить функции связи ПЛК с другими ПЛК и построить систему АСУТП верхнего уровня для решения более глобальных задач автоматизации производства. Панель оператора, обеспечивающая человеко-машинный интерфейс, облегчает диалог между оператором и машиной. Панель серии G1000 -это сенсорный экран, с высоким разрешением от256 до 65536 цветов с возможностью отображать сложные графические элементы. Мультимедийные возможности позволяют использовать видеоролики в качестве подсказок для оператора (например, при неполадках). Дополнительные интерфейсы для Ethernet. Для программирования семейства GOT имеется среда программирования GT Designer2, которую можно установить на любом компьютере с операционной системой Windows.Основные функции и решаемые задачи ПТК на базе контроллера серии FX3U. [5]

1. Реализация всех систем автоматического контроля и управления, указанных в схеме автоматизации.

2. Адаптивная настройка САУ без вмешательства оператора.

3. Управление с пульта исполнительными механизмами.

4. Плавный переход системы из автоматического режима работы в ручной.

Для определения количества аналоговых и дискретных модулей необходимо посчитать количество и виды входных и выходных сигналов. Результаты подсчета аналоговых входных и выходных сигналов сведены в таблицу 8 и 9.

Таблица 8 Входные аналоговые сигналы

№п/п	Наименование технологического параметра	№позиции	Вид сигнала	Кол-во
1	Давление пара в главном коллекторе	1/1	4-20мА	1
2	Положение позиционера №1	п/1	4-20мА	1
3	Расход пара	1/2	4-20мА	1
4	Давление пара 1 сушильной группы	3/1	4-20мА	1
5	Положение позиционера №2	п/2	4-20мА	1
6	Давление пара 2 сушильной группы	3/2	4-20мА	1
7	Положение позиционера №3	п/3	4-20мА	1
8	Давление пара 3 досушивающей группы	3/3	4-20мА	1
9	Положение позиционера №4	п/4	4-20мА	1
10	Температура сушильных цилиндров 1 группы	2/1	естественный	1
11	Температура сушильных цилиндров 2 группы	2/2	естественный	1
12	Температура сушильных цилиндров досушивающей группы	2/3	естественный	1
13	Температура конденсата	8/11	естественный	1
14	Уровень в емкости конденсата	У/1	4-20мА	1
15	Ток двигателя насоса конденсата	712	0-5 мА	1
16	Уровень влагоотделителя №1	У/2	4-20мА	1
17	Уровень влагоотделителя №2	У/3	4-20мА	1
18	Плотность бумажного полотна	11/1	4-20мА	1
19	Влажность полотна	10/1	4-20 мА	1

Унифицированных сигналов -15

Естественных сигналов- 4

Таблица 9 Выходные аналоговые сигналы

№ п/п	Наименование оборудования	№ позиции	Вид сигнала	Кол-во
1	Задание давления главного коллектора	Зд1	4-20мА	1
2	Задание давления 1 группы	Зд2	4-20мА	1
3	Задание давления 2 группы	Зд3	4-20мА	1
4	Задание давления досушивающей группы	Зд4	4-20мА	1
5	Задание уровня влагоотделителя №1	Зд5	4-20мА	1
6	Задание уровня влагоотделителя №2	Зд6	4-20мА	1
7	Задание уровня в емкости конденсата	Зд7	4-20мА	1
8	Задание влажности бумажного полотна	Зд8	4-20мА	1

Унифицированных сигналов-8

Итого: Унифицированных сигналов-23

Естественных - 4

Результаты подсчета дискретных выходных и входных сигналов сведены в таблицу 10 и 11.

Таблица 10 Выходные дискретные сигналы

№ п/п	Наименование технологического параметра	№позиции	Вид сигнала	Кол-во
1	Включение вытяжного вентилятора №1	р/1	0-24 В	1
2	Включение вытяжного вентилятора №2	р/2	0-24 В	1
3	Включение насоса конденсата	р/3	0-24 В	1
4	Световая сигнализация аварии	А/3	0-24 В	1

Сигналов- 4

Таблица 11 Входные дискретные сигналы

№ п/п	Наименование технологического параметра	№позиции	Вид сигнала	Кол-во
1	Подтверждение включения вентилятора №1	п/1	0-24 В	1
2	Подтверждение включения вентилятора №1	п/2	0-24 В	1
3	Подтверждение включения насоса конденсата	п/3	0-24 В	1
4	Кнопка аварийного останова №1	А/1	0-24 В	1
5	Кнопка аварийного останова №2	А/2	0-24 В	1

Сигналов- 5

Всего сигналов- 8

Входных -5; Выходных - 4

Спецификация ПТК фирмы MITSUBISHI приведена в таблице 12.

Таблица 12 Спецификация ПТК

Наименование и техническая характеристика	Тип, марка обозначение.	Кол-во
Модуль центрального процессора	FX3U- 16 MT/ESS	1
Программное обеспечение	GX Developer	1
Модуль ввода аналоговых сигналов	FX2N-8AD	3
Модуль вывода аналогового сигнала	FX2N8DA	2
Модуль дискретного ввода	FX2N-8EX- ES/UL	1
Модуль дискретного вывода	FX2N-8EYR-ES/UL	1
Панель оператора	G1000	1
Коммутатор сети Ethernet	FX3U-ENET	1

При автоматизации тепловых процессов, таких как процесс сушки бумажного полотна необходимо использовать приборы, имеющие стандартные унифицированные сигналы. Система автоматизации должна строиться на однотипных приборах одной серии или фирмы.

Для измерения избыточного давления в главном коллекторе и сушильных группах БДМ выбираем измеритель преобразователь избыточного давления, диапазон измерения 0-2.5 Мпа, Выход 4-20 мА Метран-150TG штуцерного исполнения. Интеллектуальные преобразователи давления этой серии являются более совершенной модификацией преобразователей давления Метран-100 Ди. Метран 100 уже сняты с производства. Технические характеристики Метран-150 TG представлены в таблице 13.

Таблица 13 Технические характеристики Метран 150 TG

Наименование параметра	Значение параметра
Измеряемые среды	пар, газ, газовые смеси, жидкости.
Диапазоны измеряемых давлений	минимальный 0-0,025 кПа максимальный 0-68 Мпа.
Выходные сигналы	4-20 мА с HART-протоколом; 0-5 мА.
Основная приведенная погрешность	до ±0,075%;
температура окружающей среды	от -40 до 80°С
Гарантийный срок эксплуатации	3 года.
Меж поверочный интервал	4 года

Преобразователь давления Метран-150 штуцерного исполнения Внесены в Госреестр средств измерений под №32854-09, сертификат №34868, ТУ 4212-022-51453097-2006 и представлен на рисунке 14. В измерительных блоках моделей TG, используется тензорезистивный тензомодуль на кремниевой подложке. Чувствительным элементом тензомодуля является пластина 1 из кремния с пленочными тензорезисторами (структура КНК - кремний на кремнии). Давление через разделительную мембрану 3 и разделительную жидкость 2 передается на чувствительный элемент тензомодуля. Воздействие давления вызывает изменение положения чувствительного элемента, при этом изменяется электрическое сопротивление его тензорезисторов, что приводит к разбалансу мостовой схемы. Электрический сигнал, образующийся при разбалансе мостовой схемы, измеряется АЦП и подается в электронный преобразователь, который преобразует это изменение в выходной сигнал. [7]

Рисунок 14 - Исполнение измерительного блока датчика МЕТРАН 150 TG

Преобразователи Метран-150 имеют компактную конструкцию, обладают поворотным электронным блоком и ЖКИ. У преобразователей Метран-150 имеется отдельная внешняя кнопка установки "нуля" и диапазона. При включении датчика в процессе измерения он выполняет самодиагностику своего состояния. При исправном состоянии на выходе датчика устанавливается ток, соответствующий измеренному давлению. При возникновении неисправности преобразователь обнаруживает как информационные, так и аварийные ошибки. В случае обнаружения аварийной ошибки при запуске или в процессе работы на выходе преобразователя устанавливается постоянное значение тока минимального 3.75 мА. Или максимального 21.75мА в зависимости от настроек потребителя.

Для определения уровня во влагоотделителях №1 и №2 а так же в баке сбора конденсата используем измерительный преобразователь гидростатического давления (уровня). Диапазон измерения 0-25 кПа. Избыточное давление 0,4 МПа. Выход 4-20 мА. Преобразователи Метран-150 фланцевого исполнения (CD). Представленный на рисунке 15. Измерительный блок преобразователей этих моделей состоит из корпуса 1 и емкостной измерительной ячейки Rosemount 2. Емкостная ячейка изолирована механически, электрически и термически от измеряемой и окружающей сред. Измеряемое давление передается через разделительные мембраны 3 и разделительную жидкость 4 к измерительной мембране 5, расположенной в центре емкостной ячейки. Воздействие давления вызывает изменение положения измерительной мембраны 5, что приводит к появлению разности емкостей между измерительной мембраной и пластинами конденсатора 6, расположенным по обеим сторонам от измерительной мембраны. Разность емкостей измеряется АЦП и преобразуется электронным преобразователем в выходной сигнал. [7]

Рисунок 15 - Исполнение измерительного блока преобразователя МЕТРАН 150 CD

Для регулирования уровня во влагоотделителях 1 и 2, а также в баке сбора конденсата используем существующий электропневматический позиционер фирмы SAMSON тип 3767. Позиционер дополнительно оснащены сигнализаторами положения. Позиционер состоит из электропневматического преобразовательного модуля (I./p-преобразователь) и пневматической части, оснащенной следящим рычагом перестановки, измерительной мембраной и пневматической системой управления, включающей сопло, отражательную заслонку и усилитель. Поступающий с регулирующего устройства сигнал постоянного тока в пределах, например, 4-20мА подается на электропневматический преобразовательный модуль, где преобразуется в сигнал пропорционального управляющего давления Ре. В таблице 14 представлены технические характеристики позиционера. Датчик положения 4748 служит для сопоставления определенного положения клапана соответствующему электрическому сигналу в диапазоне от 4 до 20 мА. Оснащение датчиком положения позволяет получать информацию как о предельных положениях регулятора "Арматура закрыта" - "Арматура открыта", так и его промежуточных положениях. Т.к. показания датчика не зависят от входного сигнала позиционера, имеется возможность точного контроля мгновенной величины рабочего хода. Техническая характеристика представлена в таблице 15.

Таблица 14 Техническая характеристика позиционера.

Наименование параметра	Значение параметра
Входной аналоговый унифицированный сигнал	4 - 20 мА 0 - 20 мА
Входное сопротивление 4-20мА	Макс 200ом Ом
Входное сопротивление 0-5 мА	Макс 880 Ом
Отношение угла поворота к входному сигналу	Линейное. Отклонение характеристики при установке в фиксированной точке ? 1%
Давление питания	140 к Па - 600 кПа
Направление действия	обратимое
Температура окружающей среды	-25…+850С

Таблица 15 Техническая характеристика датчика положения 4748

Наименование параметра	Значение параметра
Питающее напряжение	минимальное напряжение на клеммах 12 V DC, макс. 45V
Выходной аналоговый унифицированный сигнал	4 - 20 мА
Входное сопротивление 4-20мА	Макс 200ом Ом
Отношение угла поворота к выходному сигналу	линейная по отношению входа, отклонение характеристики ?1%
Гистерезис	?0,6%
Температура окружающей среды	-25…+850С
Направление действия	обратимое

Регулирующий и быстрозакрывающийся клапан состоит из проходного клапана Тип -3241 и пневматического привода Тип-3277 для прямого монтажа позиционера, а также смонтированного управляющего соленоидного 3/2-ходового магнитного клапана и грязеуловителя, представленный на рисунке 16.

Рисунок 16 - Клапан 3241и привод 3277 в разрезе.

1. Номинальный диаметр DN 15 до 150

2. Номинальное давление P 1 до 4 (Мпа)

3. Температурный диапазон от -196 до +450°C

Принцип действия

Грязеуловитель и клапан пропускают поток в направлении, указанном стрелкой. Шток конуса изолирован металлическим сильфоном и дополнительным предохранительным сальником. Контрольный штуцер позволяет наблюдать за состоянием сильфона. Давление Р подается на соленоидный клапан (11).В рабочем состоянии катушка соленоидного клапана находится подтоком, и давление проходит на рабочую мембрану. При отключении электроэнергии и аварии соленоидный клапан переключается и из камеры мембраны сбрасывается давление. В приборе стандартного исполнения регулирующий клапан мгновенно закрывается. Так же есть исполнение мгновенного открытия. [8]

Счетчик пара вихревой Метран-331

Коммерческий учет насыщенного и перегретого пара Т?200°С в открытых системах (без возврата конденсата) на объектах ЖКХ и промышленности. Счетчик пара Метран-331 предназначен для измерения объемного расхода, избыточного давления и температуры пара, вычисления массового расхода и массы пара, тепловой энергии и тепловой мощности, потребленной (отпущенной) с паром в соответствии с МИ 2451-98 и "Правилами учета тепловой энергии и теплоносителя".

Сфера применения

Паровые котельные, технологические процессы различных отраслей промышленности, использующие пар низких и средних параметров. Измеряемая среда: насыщенный пар со степенью сухости 0,7-1,0; перегретый пар. Избыточное давление измеряемой среды до 1,6 Мпа. Диаметр условного прохода Dу датчика 32, 50, 80, 100, 150 мм. Пределы измерений объемного расхода 5-5200 м³/ч. Динамический диапазон по расходу 1:30. Пределы относительной погрешности измерений объема пара ±1,5%. Пределы относительной погрешности измерений массы и тепловой энергии пара ±2,5%. Связь с внешними устройствами вычислительной техники. Интервал между поверками - 3 года. Внесен в Госреестр средств измерений под №23603-04, сертификат №17382 ТУ4213-034-12580824-2001 Экспертное заключение Госэнергонадзора о возможности применения в целях коммерческого учета №285-ТС. [7]

Измерительный преобразователь влажности и массы "Аквар 1207 "

Инфракрасный влагомассомер "Аквар 1207" предназначен для непрерывного и бесконтактного измерения влажности и массы бумажного полотна в технологическом процессе производства бумаги. Прибор может работать автономно или в качестве информационно-измерительной части АСУТП.

Влагомассомер "Аквар 1207" состоит из микропроцессорного блока обработки сигналов, блока инфракрасного излучателя, блока приема и блока питания. Излучатель и приемник устанавливаются на сканирующем устройстве любого типа с противоположных сторон бумажного полотна. При отсутствии воздушного охлаждения, влагомассомер надежно работает при температуре окружающего воздуха от +5 до + 50. Контроль параметров бумажного полотна осуществляется путем измерения коэффициентов поглощения инфракрасного излучения на трех длинах волн. Микропроцессорный блок обеспечивает обработку цифровых сигналов от приемника, вывод полученных значений на индикацию, ввод поправок в показания датчика. С целью интеграции влагомассомера с системами АСУТП он оснащен цифровым интерфейсом RS-232 или RS-485 (скорость обмена 56,7 Кбод) и аналоговым интерфейсом типа токовая выход 4-20 мА. Расчет и коррекция рабочих коэффициентов осуществляется в производственных условиях по результатам лабораторных измерений контролируемых параметров. Технические характеристики приведены в таблице 16. [6]