Система автоматики регулирования давления (стр. 1 из 5)

Введение

Совершенствование технологии и повышение производительности труда относится к важнейшим задачам технологического процесса. Эффективное решение этих задач возможно при внедрении систем автоматического управления и регулирования как отдельными объектами и процессами, так и производством в целом.

Автоматизация является качественно новым этапом в совершенствовании производства. Основные обязанности человека в этом случае – наблюдение за параметрами процесса выполнения внештатных операций. Применение средств автоматизации позволяет увеличить число агрегатов и механизмов, обслуживаемых одним человеком. Основные операции, которые выполняет человек в этом процессе – включение и отключение агрегатов, а в случае возникновения внештатных ситуаций – отключение регулятора и принятия на себя функции регулирования. Для этого он пользуется средствами дистанционного управления механизированными приводами различных регулирующих органов. Применение средств технологической защиты, блокировки и автоматического включения резервных механизмов позволяет автоматизировать и сам процесс ликвидации аварийных положений.

Современная автоматическая система должна выполнять две задачи:

1) обеспечить требуемой точностью изменение выходной величины системы в соответствии с поступающей извне входной величиной, играющей роль программы. При этом необходимо преодолеть инерцию объекта управления и других элементов системы, а также компенсировать искажение, возникающее вследствие неточного знания характеристик отдельных элементов и нестабильности их параметров. Иногда это называется управлением в узком смысле или слежением;

2) при заданном значении входной величины система должна, по возможности, нейтрализовать действие внешних возмущений, стремящихся отклонить выходную величину системы от предписываемого ей в данный момент значения. В этом смысле говорят о задаче регулирования или стабилизации.

В данное время при развитии компьютерной промышленности существенно облегчен контроль за техническими процессами на производстве. Развитие вычислительной техники привело к созданию больших автоматических систем для управления сложными производственными процессами и целыми отраслями промышленности.

1. Технологический процесс

В современной промышленности строительных материалов при производстве асбестоцементрых изделий широкое применение нашли конвейеры воздушного твердения.

В конвейерах воздушного твердения асбестоцементные трубы поступают с трубоформовочной машины.

Конвейер воздушного твердения асбестоцементных труб представляет собой цепной роликовый конвейер, имеющий 3 яруса, полотно которого является опорой для труб. Конвейер смонтирован в галерее, которая облицована теплоизоляционным материалом.

В галерею по трубопроводу попадает насыщенный пар с парового котла по трубопроводу для увлажнения воздуха, создания среды с температурой равной плюс 30⁰C и с давлением равным 0,5 мПа. Процесс предварительного твердения в конвейере совмещается с операцией по поддержанию цилиндрической формы трубы. Ролики конвейера представляют собой бесконечную цепь, которая передвигается по металлическому или деревянному настилу, вдоль конвейера, вращаясь вокруг собственной оси.

На ролики укладывается сформованная асбестоцементная труба с трубоформовочной машины, которая приводится или во вращение и передвигается при этом вдоль верхнего яруса конвейера. Дойдя до конца, труба по направляющему щиту укладывается на ролики второго яруса конвейера, движущиеся в противоположном направлении, он затем так же попадает на ролики третьего яруса.

За время прохождения конвейера, трубы набирают прочность, достаточную для дальнейшего транспортирования. Готовые трубы подвергают различным испытанием.

Основным испытанием является определение пробного гидравлического давления, при этом трубы не должны обнаруживать признаков водопроницаемости.

Предел прочности при сжатии образцов, вырезанных из асбестоцементных труб высокой плотности и выдержанных более трех месяцев, равен от 300 до 700 кг/см³, в зависимости от приложения нагрузки. Удельный вес асбестоцементных изделий составляет около 2,75 кг/м³. Их объемный вес равен от 1600 до 2200 кг/м³. Асбестоцементные трубы являются огнестойкими, отличаются малой тепло- и энергопроводимостью, значительной стойкостью к атмосферному давлению.

2. Выбор параметров

Для повышения качества выпуска асбестовых труб необходимо поддерживать стабильные технологические параметры, с этой целью осуществляется их контроль и регулирование.

Контролируемые параметры могут отклоняться от нормы, что приводит к браку изделий.

Системы автоматики предназначены для поддержания определенной температуры в конвейере. За счет этого в конвейере воздушного твердения обеспечивается твердение асбестовых труб. В случае отклонения от заданной температуры может появиться брак изделий.

Система автоматики регулирования давления предназначена для поддержания давления пара в системе регулирования. За счет этого в конвейере воздушного твердения обеспечивается испарение влаги из изделия. Эта система сушки исключает образование трещин на изделиях и их деформацию.

Регулирующий режим сушки изменяется количеством подачи пара.

В конвейере контролируются следующие параметры:

– давление пара,

– расход пара,

– влажность воздуха,

– температура пара.

От влажности температуры и давления зависит качество изделий.

Технологические параметры, подлежащие контролю и регулированию сведены в таблицу 1.

Таблица 1

Наименованиеизмеряемойвеличины	Величинапараметра	Типпреобразователя	Место отбора	Средавоздействия
Регулирование давления пара, Па	500	Преобразователь тензорезисторный Метран – 100Ди4–20мА	Паровая магистраль	Водный пар
Контроль давления пара, Па	500	Преобразователь тензорезисторный Метран – 100Ди4–20мА	Паровая магистраль	Водный пар
Контроль расхода пара, м3/ч	15	Дифманометр мембранныйДМ-3574.0–10мГн	Ввод паровой магистрали	Водный пар
Контроль температуры в камере твердения,˚С	50	Термометр сопротивления медный.Гр. 50М	Камера твердения	Водный пар
Контроль влажности воздуха в камере твердения, %	80	Термометр сопротивления платиновый.Гр. 50П	Камера твердения	Газовая среда
Контроль температуры в бассейне твердения, ˚С	60	Термометр сопротивления медный.Гр. 50М	Бассейн твердения	Газовая среда

3. Выбор первичных устройств и вторичных приборов

Для качественной работы конвейера твердения необходимо наиболее точно произвести контроль и регулирование технологических параметров.

Для этого нужно подобрать оптимальные первичные и вторичные приборы.

3.1 Регулирование и контроль давления пара

Для измерения давления пара в паровой магистрали применяют тензорезисторный преобразователь давления Метран-100, который предназначен для преобразования давления пара в унифицированный токовый сигнал. Датчик состоит из тензопреобразователя и электронного блока. Чувствительным элементом тензопреобразователя является пластина из монокристаллического сапфира с кремневыми плёночными тензопреобразователями, прочно соединенная с металлической мембраной тензопреобразователя. Электронный преобразователь датчика преобразует это изменение сопротивления в унифицированный токовый выходной сигнал.

Технические характеристики преобразователя Метран-100ДИ сведены в таблицу 2.

Таблица 2

Параметры прибора	Величина
Предел измерения, Па	от 300 до 1000
Выходной сигнал, мА	от 4 до 20
Допустимая погрешность	0,15
Условия эксплуатации,0С	от плюс 5 до плюс 70

Для работы в комплекте с первичным прибором используется вторичный прибор – КСУ2.

КСУ2 – компенсатор самопишущий с унифицированным си-гналом, малогабаритного исполнения с ленточной диаграммой. КСУ2 предназначен для измерения и записи давления. Конструктивно прибор выполнен из отдельных модулей и блоков (модуль измерительной системы, блок питания, усилительный), соединенные между собой проводами через штепсельные разъемы.

Технические параметры прибора КСУ2 сведены в таблицу 3.

Таблица 3

Параметры прибора	Величина
Пределы измерения, Па	От 0 до 1000
Класс точности, %	0,5
Быстродействие, сек	10
Габариты, мм	240 x320 x480
Питание– напряжение, В– частота, Гц	22050
Влажность, %	от 30 до 80
Температура окружающей среды, °С	плюс 20±2

3.2 Контроль расхода пара на вводе паровой магистрали

Для измерения расхода пара используют сужающее устройство (СУ) предназначенные для создания перепада давления. Принцип де-йствия основан на изменении энергии при прохождении вещества через СУ.

Пред и после СУ в трубопроводе делают отверстия и им-пульсными трубками соединяют с дифманометром который измеряет перепад давления ΔР, Па, на СУ по зависимости

ΔР = Р₁ – Р₂,

где Р₁ – давление до СУ, Па;

Р₂-давление после СУ, Па.

Технические характеристики сужающего устройства сведены в таблицу 4.

Таблица 4

Параметры прибора	Величина
Тип	ДК6-ДУ
Условное давление, кгс/см2	от 6 до 100
Внешний диаметр СУ, мм	50
Внутренний диаметр СУ, мм	35
Материал	Сталь ОХ13
Диаметр трубопровода, мм	от 50 до 500
Класс точности	2,5