Автоматизована система керування заводу по виготовленню цегли (стр. 5 из 7)
Функціональна схема приладу приведена на рис.7. прилад має вхід для підключення первинних перетворювачів (датчиків), блок обробки даних, що складається з вимірювача фізичних величин, цифрового фільтру і логічного пристрою (ЛП). ЛП відповідно до запрограмованих користувачів функціональними параметрами формує сигнали управління вихідним пристроєм, який залежно від модифікації приладу може бути дискретного або аналогового типу.
Загальна схема підключення ТРМ1
Схема підключенія вимірюючих датчиків
Схема подключения ТРМ1 в DIN-рейковому корпусі
Рис10. Підключення ТРМ1 в DIN-рейковому корпусі з ЦАП
Рис.11. Підключення ТРМ1 в DIN-рейковому корпусі з ключовими пристроями
Вибір датчика
Як датчик я вибираю термопару ТХА (хромель-алюмель) з|із| діапазоном вимірювання -50... 1300ºС і роздільною здатністю 1. Діапазон вимірювання цієї термопари цілком забезпечує діапазон температур в печі по технологічних вимогах процесу випалювання|випалу| цегли (900-1100ºС|), а також ненабагато перевищує її верхню межу.
Термопари ТХК, ТХА конструктивно є двома різнорідними термоелектродами, ізольованими термостійкою ізоляцією (кремнеземна нитка, кераміка і так далі) і зварені з одного кінця в термопару.
Термоелектродні матеріали-хромель, алюмель, виготовляються відповідно до ГОСТ 1790, а термопари, виготовлені з цих матеріалів мають нормовані номінальні статичні характеристики ХК(L), ХА(К) по ГОСТ Р 50431.
Термопари виготовляються з термоелектродной дроту діаметром 0,2; 0,3; 0,5; 0,7; 1,2; 3,2 мм.
Для механічного захисту і захисту від агресивного середовища термопари поміщаються в захисні корпуси, виконані із сплавів металів різних марок.
Конструкція термоелектричних перетворювачів визначається технічними вимогами, що пред'являються до процесу вимірювання температури.Термопара (термоелектричний перетворювач) складається з двох з'єднаних на одному з кінців провідників, виготовлених із металів, що володіють різними термоелектричними властивостями.
Рис.13. Термопара(схеми)
З'єднані кінці, які звуться робочим спаєм, опускають у вимірюване середовище, а вільні кінці (холодний спай) термопари підключають до входу ТРМ. Якщо температури робочого і холодного спаїв різні, то термопара виробляє термоЕДС, яка і подається на вимірника.
Оскільки термоЕДС залежить від різниці температур двох спаїв термопари, то для отримання коректних показів необхідно знати температуру "холодного" спаю (її вільних кінців), щоб компенсувати її в подальших обчисленнях.
У приладах модифікацій ТРМ1Х-Х.ТП.Х, ТРМ1Х-Х.ТПП.Х передбачена схема автоматичної компенсації температури вільних кінців термопари. Датчиком температури "холодного" спаю служить напівпровідниковий діод, встановлений поряд з приєднувальним клемником.
Підключення термопар до приладу повинне проводитися за допомогою спеціальних компенсаційних (термоелектродних) проводів, виготовлених з тих же самих матеріалів, що і термопара (див. рис. 13). Допускається також використовувати дроти з металів з термоелектричними характеристиками, які в діапазоні температур 0...100°С аналогічні характеристикам матеріалів електродів термопари. При з'єднанні компенсаційних проводів з термопарою і приладом необхідно дотримувати полярність. При порушенні вказаних умов можуть мати місце значні погрішності при вимірюванні.
Перетворення сигналу, отриманого з датчика, в поточне цифрове значення вимірюваної величини (температури, тиск, витрати і так далі) проводиться у вимірювачі. Оскільки більшість датчиків температури мають нелінійну залежність вихідного сигналу від температури, у вимірювачах закладені таблиці корекції свідчень для всіх типів датчиків, які можуть бути підключені до приладу. При роботі з датчиками, що формують на виході уніфікований сигнал струму або напруги, передбачається довільне масштабування шкали вимірювання. Для цього у відповідних функціональних параметрах встановлюються нижня і верхня межі діапазону відображення, а також положення десяткової крапки.
Для поліпшення експлуатаційних якостей в блоці обробки вхідних сигналів введений цифровий фільтр, що дозволяє зменшити вплив випадкових перешкод на вимірювання контрольованих величин. Робота фільтру описується параметрами, що задаються при програмуванні.
Логічний пристрій працює в режимі П-регулятора. ЛП порівнює поточне значення вимірюваної величини із заданою установкою "Т" і видає на вихід сигнал 4...20 мА, пропорційний величині відхилення. Зона пропорційності при цьому задається параметром ∆. Струм 4...20 мА формується відповідно до встановленої в параметрі А1 -1 характеристикою регулятора або по прямопропорційному (нагрівач) або оберненопропорційному (охолоджувач) закону регулювання.
Аналоговим виходом є формувач струмової петлі 4-20 мА на активному навантаженні 200...800 Ом (див. рис. 14). Аналоговий вихід має гальванічну розв'язку від схеми приладу. Для роботи аналогового виходу використовується зовнішнє джерело живлення 27В±10% постійного струму.
Виконавчий механізм
У якості ВМ застосовується регулюючий пристрій РУ 16 (рисунок 15), Двигуно-виконавчий механізм, це електродвигун моделі ДСРК-30-01, реверсивний з прибудованим до нього редуктором. Такі двигуни використовуються як комплектуючі вироби в приладах і засобах промислової автоматики, побутових приладах для протипожежних і вентиляційних клапанів систем вентиляції будівель і ін. двигун працює від однофазної мережі напругою 220В і частотою 50 Гц. Режим роботи – тривалий. Кліматичного виконання – Ухл4, з верхнім граничним значенням температури навколишнього повітря 60ºС|.
Технічні характеристики:
· частота обертання – 0,5 хв-1
· номінальний обертовий момент– 30 Нм (кгс*см)
· характеристика обертання - ≤92º,
· час одного циклу – 2,5 хв
· маса -≤ 1.2 кг
· споживана потужність – 50 Вт.
За допомогою редуктора кутове переміщення вихідного валу перетвориться в лінійне переміщення замочного штока клапана (відбувається відкриття або закриття клапана).
Виконання клапана – корозійностійке із сталі Х18Н12МЗТЛ з плунжером, що забезпечує лінійну внутрішню характеристику. Клапан нормально працює при перепаді тиску на них до 5 кГ/см2, температурі навколишнього середовища від -30 до +50ºС і відносній вологості до 98%.
Регулюючий клапан з двигуно-виконавчим механізмом на РУ 16 встановлюють на трубопроводах для агресивних рідких і газоподібних середовищ при температурі до 160ºС. Призначені вони для регулювання різних параметрів технологічних процесів. Клапани встановлюються на трубопроводах у вертикальному положенні, електроприводом вгору.
Таблиця 9.
Основні габаритні і приєднувальні розміри (у мм.).
| Ду | D | D1 | D2 | D3 | D4 | f1 | f2 | H | H1 | l | L | d | B | h | G,кг |
| 50 | 160 | 125 | 102 | 72 | 88 | 3 | 4 | 570 | 141 | 298 | 230 | 4 отв. п/б М16 | 16 | 25 | 37 |
Рис.15. регулюючий клапан на РУ 16 з двигуно-виконавчим механізмом
Розрахунок електричних виконавчих пристроїв
Розрахунок проводиться з урахуванням наступних основних вимог:
а) напруга UН і номінальний струм IНапаратури повинні відповідати напрузі і тривалому струму;
б) апаратура управління повинна без пошкоджень включати і відключати пусковий струм електродвигунів: Iпуск = (7…9)Iн; Iоткл. ≥ Iпуск;
в) апаратура захисту по своїй відключаючій здатності повинна відповідати струмам короткого замикання на початку ділянки, що захищається: Iоткл. ≥ Iк.з..
Розрахунок і вибір елементів в автоматичних системах регулювання електроприводами за технічними даними регульованого двигуна здійснюється таким чином.
Напруга підсилювача потужності, що живить двигун, Uу.м.=1,05Uн.дв.
Струм підсилювача потужності, з урахуванням динамічних режимів в процесі регулювання Iу.м. = (1,15…1,25)Iн.дв., де Uн.дв., Iн.дв. – відповідно номінальні значення напруги і струму регульованого двигуна.