Автоматика тепловых процессов (стр. 3 из 5)
| Наименование | Обозначение |
| Род сигнала: электрический пневматический гидравлический | Е Р G |
| Виды сигнала: аналоговый дискретный | А D |
Пример построения условного обозначения прибора для измерения, регистрации и автоматического регулирования перепада давления приведен на рис. 2.
Рис. 2. Пример построения условного обозначения прибора для измерения, регистрации и автоматического регулирования перепада давления
Всем приборам и преобразователям, изображенным на функциональной схеме, присваиваются позиционные обозначения, состоящие из двух частей: арабских цифр – номера функциональной группы и строчных букв русского алфавита – номера прибора и ТСА в данной функциональной группе (например, 5а, 3б и т.п.).
Буквенные обозначения присваивают каждому элементу функциональной группы в порядке алфавита в зависимости от последовательности прохождения сигнала – от устройств получения информации к устройствам воздействия на управляемый процесс (например, приемное устройство – датчик, вторичный преобразователь, задатчик, регулятор, указатель положения, исполнительный механизм, регулирующий орган).
Допускается вместо букв русского алфавита использовать арабские цифры (например, 5–1, 3–2 и т.д.).
Примеры изображения отдельных измерительных каналов приведены на рисунках 3–11
Рис. 3. Индикация и регистрация температуры (TIR).
101–1 Термоэлектрический термометр тип ТХА, гр. ХА, пределы измерения от –50 °С до 900 °С, материал корпуса Ст0Х20Н14С2, марка ТХА-0515
101–2 Преобразователь термоЭДС в стандартный токовый сигнал 0…5 мА, гр. ХА, марка Ш-72
101–3 Миллиамперметр показывающий регистрирующий на 2 параметра, марка А-54
Рис. 4. Индикация, регистрация и регулирование температуры с помощью пневматического регулятора (TIRС, пневматика).
102–1 Термоэлектрический термометр тип ТХА, гр. ХА, пределы измерения от –50 °С до 900 °С, материал корпуса Ст0Х20Н14С2, марка ТХА-0515
102–2 Преобразователь термоЭДС в стандартный токовый сигнал 0…5 мА, гр. ХА, марка Ш-72
102–3 электропневмопреобразователь, входной сигнал 0…5 мА, выходной – стандартный пневматический 0,02…0,1 МПа, марка ЭПП-63 (или ЭПП-180)
102–4 пневматический вторичный прибор на 3 параметра со станцией управления, марка ПВ 10.1Э (с электроприводом диаграммной ленты)
102–5 Пневматический ПИ-регулятор ПР 3.31
Рис. 5. Индикация и регулирование температуры с помощью микропроцессорного регулятора (TIС, эл.).
103–1 Термоэлектрический термометр тип ТХА, гр. ХА, пределы измерения от –50 °С до 900 °С, материал корпуса Ст0Х20Н14С2, марка ТХА-0515
103–2 Трехканальный микропроцессорный регулятор типа «Протерм-100»
103–3 Регулирующий клапан для неагрессивных сред, корпус из чугуна, предельная температура Т = 300 °С, давление Ру = 1,6 МПа, условный диаметр Dу = 100 мм, тип 25нч32нж
Рис. 6. Пример схемы контроля давления. Индикация давления (PI).
210–1 Манометр пружинный М-…
Рис. 7. Сигнализация давления (PA).
202–1 Пневматический первичный преобразователь давления, предел измерения 0… 1,6 МПа, выходной сигнал 0,02…0,1 МПа, марка МС-П-2 (манометр сильфонный с пневмовыходом)
202–2 Электроконтактный манометр с сигнальной лампой ЭКМ-1
202–3 Лампа сигнальная Л-1
Рис. 8. Индикация и регистрация давления (PIR, эл.).
204–1 Первичный преобразователь давления со стандартным токовым выходом 0…5 мА, марка МС-Э (или Сапфир-22ДИ и т.д.)
204–2 Миллиамперметр показывающий регистрирующий на 2 параметра, марка А-542
Рис. 9. Индикация и регулирование давления
205–1 Пневматический первичный преобразователь давления, предел измерения 0… 1,6 МПа, выходной сигнал 0,02…0,1 МПа, марка МС-П-2 (манометр сильфонный с пневмовыходом)
205–2 пневматический вторичный прибор на 3 параметра со станцией управления, марка ПВ 10.1Э (с электроприводом диаграммной ленты)
205–3 Пневматический ПИ-регулятор ПР 3.31
205–4 Регулирующий клапан для неагрессивных сред, корпус из чугуна, предельная температура Т = 300 °С, давление Ру = 1,6 МПа, условный
205–5 Электроконтактный манометр с сигнальной лампой ЭКМ-1
205–6 Лампа сигнальная Л-1
Рис. 10. Схемы контроля расхода.
Для измерения расхода жидкости первичные преобразователи устанавливаются в сечении трубопровода, поэтому на схеме их обозначения изображаются встроенным в трубопровод.
При использовании сужающих устройств, например, диафрагм, перепад давлений на них замеряется дифманометрами, поэтому схемы автоматизации аналогичны схемам контроля давления.
301–1 Диафрагма марки ДК6–50-II-а/г-2 (диафрагма камерная, давление Ру = 6 атм, диаметр Dу = 50 мм)
301–2 Дифманометр с пневмовыходом 0,02…0,1 МПа, марка ДС-П1 (для пневматики) или Сапфир-22ДД (для электрической схемы)
302–1 Ротаметр РД-П (с пневмовыходом) или РД-Э (с электрическим выходом)
5. Указания к выполнению спецификации на приборы и средства автоматизации
Спецификация на все показанные на функциональной схеме приборы и преобразователи оформляется в виде таблицы. Пример спецификации для фрагмента функциональной схемы контроля температуры приведен ниже
Форма спецификации к ФСА.
| поз. | Параметры среды, измеряемые параметры | Наименование и техническая характеристика | Марка | К-во | Приме- чание |
| 101–1 | Температура в аппарате | Термоэлектрический термометр тип ТХА, гр. ХА, пределы измерения от –50 °С до 900 °С | марка ТХА-0515 | 1 | На трубопроводе |
| 101–2 | Температура в аппарате | Преобразователь термоЭДС в стандартный токовый сигнал 0…5 мА, гр. ХА | марка Ш-72 | 1 | по месту |
| 101–3 | Температура в аппарате | Миллиамперметр показывающий регистрирующий на 2 параметра | марка А-542 | 1 | На щите |
Графы таблицы заполняются следующим образом:
в графе 1 – буквенно-цифровое обозначение прибора в соответствии с его позиционным обозначением на схеме; сначала заносятся приборы с цифровым индексом 1, т.е. приборы первого комплекта (1–1, 1–2, 1–3,…), затем – второго комплекта (2–1, 2–2,…) и т.д.;
в графе 2 – полное наименование контролируемого или регулируемого параметра, например: «уровень щелока в выпарном аппарате», «давление в коллекторе ретортного газа»;
в графе 3 – рабочее значение параметра, например: «2,5 кПа», «10 Н/м2»; для параметров, изменяющихся в большом диапазоне, в частности при программном регулировании, приводятся минимальное и максимальное значение параметра;
в графе 4 – марка (шифр) прибора;
в графе 5 – количество однотипных приборов, установленных на объекте;
в графе 6 – место установки прибора («по месту» – непосредственно у объекта, или «на щите»).
6. Выбор и расчет оптимальных настроек автоматического регулятора
Для того чтобы выбрать тип регулятора и определить его настройки необходимо знать:
1. Статические и динамические характеристики объекта управления.
2. Требования к качеству процесса регулирования.
3. Показатели качества регулирования для серийных регуляторов.
4. Характер возмущений, действующих на процесс регулирования.
6.1 Определение динамических характеристик объекта регулирования
В настоящее время при расчете настроек регуляторов локальных систем широко используются простые динамические модели промышленных объектов управления. В частности, использование моделей инерционных звеньев первого или второго порядка с запаздыванием для расчета настроек регуляторов обеспечивает в большинстве случает качественную работу реальной системы управления.
В зависимости от вида переходной характеристики (кривой разгона) задаются чаще всего одним из двух видов передаточной функции объекта управления:
- в виде передаточной функции инерционного звена первого порядка
(1)где –
коэффициент усиления, постоянная времени и запаздывание, которые должны быть определены в окрестности номинального режима работы объекта.Для объекта управления без самовыравнивания передаточная функция имеет вид
(2)По кривой разгона оценивается характер объекта управления (с самовыравниванием или без) и определяются параметры соответствующей передаточной функции. Передаточную функцию вида (1) рекомендуется применять для объектов управления с явно выраженной доминирующей постоянной времени (одноемкостный объект). Перед началом обработки кривую разгона рекомендуется пронормировать (диапазон изменения нормированной кривой 0 – 1) и выделить из ее начального участка величину чистого временного запаздывания.
Методы первого порядка
Передаточная функция и разгонная характеристика объекта регулирования
Wм(s) =
,