Реализация схемы автоматизации технического процесса (стр. 1 из 3)
Задание 1
Выбрать по справочной литературе необходимые приборы для реализации информационной цепи (датчик – преобразователь – контрольно-измерительный прибор) и управляющей цепи (регулятор – преобразователь, если необходим, – исполнительный механизм – регулирующий орган).
Дать краткое описание приборов и их параметров.
Приборы в цепи должны иметь согласованные параметры входные – и выходные сигналы, соответствовать уровню технологического параметра (информационная цепь) и мощности, требуемой для перемещения регулирующего органа в цепи управления.
Если мощность выходного сигнала датчика или его преобразователя позволяет, то этот сигнал можно одновременно подать на вход контрольно-измерительного прибора (КИП) и регулятора. В обратном случае для подачи на вход регулятора информации о текущей величине регулируемого параметра необходимо установить отдельный датчик (например, двойную термопару). Обратить внимание на класс точности используемых в информационной цепи приборов и диапазон шкалы контрольно-измерительного прибора. Номинальная величина технологического параметра должна находиться в последней трети диапазона шкалы контрольно-измерительного прибора.
Составить:
1. Структурную схему автоматизации.
2. Функциональную схему автоматизации.
3. Спецификацию оборудования.
Исходные данные:
| Вариант – последняя цифра шифра | Технологический параметр и условие | Величина параметра | Регулирующий орган | Техническая характеристика рег. органа | Дополнительные требования к цепи приборов |
| 10 | ТемператураСреда щелочная | 300 0С | Поворотная заслонка | Момент равен 80 Нм | Приборы пневматические |
Датчик – преобразователь температуры.
Преобразователи температуры с пневматическим выходным сигналом 13ТД73
1. Назначение
Предназначен для преобразования в унифицированный пневматический сигнал температуры жидких и газообразных агрессивных сред, в т.ч. в условиях АЭС.
2. Технические характеристики
| 1. Верхние пределы измерения: | +100…+400; |
| 2. Длина соединительного капилляра, м | 4 |
| 3. Длина погружения термобаллона, мм | 200 |
| 4. Классы точности | 0,6 |
| 5. Давление питания, кгс/см 2 | 1,4±0,14 |
| 6. Рабочий диапазон выходных пневматических сигналов, кгс/см 2 | 0,2…1 |
| 7. Температура окружающей среды, °С | –50…+80 |
| 8. Относительная влажность, %, не более | 95 |
| 9. Давление измеряемой среды, кгс/см 2, до | 64 без защитной гильзы 250 с защитной гильзой |
| 10. Изготавливаются по | ТУ 25–7310.032–86 |
| 11. Габаритные размеры, мм | 182х140х97 |
Регулятор.
Приборы контроля пневматические с электрическим приводом диаграммы ПВ10.1
1. Назначение
Приборы контроля работают совместно с пневматическими датчиками и другими устройствами, выдающими унифицированные аналоговые сигналы в пределах 20…100 кПа. ПВ10.1Э – прибор для непрерывной записи и показания величины регулируемого параметра, указания положения контрольной точки и величины давления на исполнительном механизме.
2. Технические характеристики
| Параметры | Значение |
| Диапазон аналоговых давлений, подаваемых на вход. | 20…100 кПа |
| Питание прибора осуществляется осушенным и очищенным от пыли и масла воздухом давлением. | 40 кПа ± 14 кПа |
| Класс загрязненности сжатого воздуха питания. | 0 и 1 |
| Предел допускаемой основной погрешности по всем шкалам и диаграмме. | не превышает ± 1,0% от номинального диапазона входного сигнала |
| Нижний предел измерения приборов с расходной шкалой. | 30% верхнего предела измерения |
| Изменение показаний прибора, вызываемое отклонением давления питания в пределах. | ± 14 кПа от номинального, не превышает 0,5 абсолютного значения предела допускаемой основной погрешности. |
| Погрешность хода диаграммы. | не превышает ± 5 мин. за 24 часа |
| Длина шкал приборов и ширина поля записи диаграммы. | 100 мм |
| Шкалы приборов. | 0–100 линейные |
| Скорость движения диаграммы. | 20 мм/ч |
| Температура окружающей среды. | +5…+50 °С |
| Относительная влажность воздуха при 35 °С и более низких температурах, без конденсации влаги. | 80% |
| Синхронный двигатель привода диаграммы питается от сети переменного тока напряжением. | 220 В |
| Расход воздуха: | 6,5 л/мин |
| Масса прибора: | 8,0 кг |
Исполнительный механизм.
Механизм исполнительный пневматический МИП-П
1. Назначение
Предназначены для перемещения регулирующих и запорно-регулирующих органов в системах автоматического и дистанционного управления.
2. Технические характеристики
| Рабочая среда | Сжатый воздух |
| Ход поршня (мм) | 200 |
| Давление питания (МПа) | 0,4.. 1,0 |
| Входной сигнал (МПа) | 0,02.. 0,15 |
| Величина расхода воздуха при неподвижном штоке | 1,2 м3/ч |
| Скорость перемещения штока при отсутствиинагрузки (при давлении питания 0,6 МПа) (м / с) | 0,08 |
| Максимальные усилия, развиваемые придавлении питания 0,6 МПа (кН)толкающее:тянущее: | 4,13,1 |
| Рабочая температура окружающего воздуха (°С) | -30..+50 |
| Относительная влажность (%) | 95 |
| Габаритные размеры (мм) | 175×190×560 |
| Масса (кг) | 20 |
Регулирующий орган.
Заслонка поворотная. Nemen серия 5000
1. Назначение
Заслонки поворотные используются в качестве запорно-регулирующей трубопроводной арматуры.
2. Технические характеристики
| Диаметр | 125 мм. |
| Температура | -100 – +6000С |
| Давление | 2,0 МПа |
| Среда | агрессивные среды, щёлочи |
| Исполнение | В-сквозные отверстия Т – резьбовые отверстия |
| Возможности управления | -ручной рычаг (ручка) – гребенка на площадке заслонки обеспечивает ступенчатую регулировку через каждые 15 градусов поворота ручки – ручная червячная передача (редуктор) – плавная регулировка – электропривод – пневмопривод |
| Крутящий момент для управления заслонкой | 80 Нм |
Аппаратура воздухоподготовки.
Редуктор давления РДФ-3–1
1. Назначение
РДФ-3–1 – редукторы давления с фильтром, предназначены для регулирования и автоматического поддерживания давления воздуха, необходимого для индивидуального питания пневматических приборов и средств автоматизации, а также очистки его от пыли, масла и влаги. Применяются в машиностроении, нефтяной, сахарной, химической промышленности и других отраслях.
ТУ 25.02.1898–75.
2. Технические характеристики
| Максимальный расход воздуха. | 1,6 м³/ч |
| Допускаемое давление питания. | 0,25…0,8 МПа (кгс/см²) |
| Пределы регулирования давления на выходе. | 0,02…0,2 МПа (кгс/см²) |
| Допускаемое отклонение выходного давления при температуре окружающего воздуха (20±5) °С:· при изменении входного давления воздуха 0,25…0,8 МПа (кгс/см²);· при изменении расхода воздуха 0,15…1,6 м³/ч. | 0,008 МПа;0,01 МПа. |
| Отклонение выходного давления при изменении температуры окружающей среды на каждые 10 °С. | 0,002 МПа (кгс/см²) |
| Размер твёрдых частиц на выходе | не более 10 мкм |
| Масса | не более 0,71 кг |
| Загрязненность воздуха после редуктора, не ниже класса | 3 |
| Поз.обозначение | Обозначение | Наименование | Кол. | Примечание |
| 1 | TE | Преобразователи температуры с пневматическим выходным сигналом 13ТД73 | 1 | |
| 2 | TRC | Приборы контроля пневматические с электрическим приводом диаграммы ПВ10.1 | 1 | |
| 3 | Механизм исполнительный пневматический МИП-П | 1 | ||
| 4 | Заслонка поворотная. Nemen серия 5000 | 1 |
Дано:
ωнм = 0,37 (с-1) – Наибольшая скорость вращения исполнительного вала;
εнм = 1,48 (с-2) – Амплитуда ускорения исполнительного вала;
Mнс = 61 (Н×м) – Статистический момент на исполнительном валу;
Jн= 36,2 (кг×м2) – Момент инерции нагрузки;
η = 0,97 – КПД одной ступени редуктора;
α = 4 – Допустимый коэффициент перегрузки ДПТ.
Требуемая мощность на валу:
Ртреб = (2×Jн×εнм + Мнс) ×ωнм = (2 × 36,2 × 1,48 + 61) × 0,37 = 62.2162 (Вт).
Типоразмер ДПТ с номинальной мощностью:
Рном ≥ Ртреб = 175 (Вт) – двигатель типа СЛ – 521.
Технические данные двигателя постоянного тока серии СЛ типа 569
| Тип | Рном, Вт | Uня, В | ωня, с-1 | Iня, А | rя, Ом | Jя×10–6, кг×м2 | d, м |
| СЛ – 569 | 77 | 110 | 314 | 1,1 | 8,5 | 127 | 10-2 |
Рном= 77 (Вт) – номинальная мощность двигателя;
Uня = 110 (В) – номинальное напряжение якоря;