Техническое обеспечение автоматической системы регулирования давления в барабане котла (стр. 2 из 2)
При перемещении сердечника вверх из среднего положения значение Lx увеличивается, а L2 уменьшается. При этом изменяются величина и фаза выходного сигнала Е дифференциально-трансформаторного преобразователя.
Регулятор Т-424 представляет собой многофункциональный регулятор, используемый в самых различных отраслях промышленности для построения локальных систем измерения, контроля и регулирования температуры, давления и т.п.
Использование регулятора Т-424 совместно с приборами МЕТАКОН 514/524/534/614 и БКР или БУРМ позволяет реализовать функцию регулятора взаимоотношений, что востребовано для управления клапанами, задвижками, устройствами типа МЭО при автоматизации химических реакторов.
Эта возможность прибора часто находит применение для управления газовыми горелками в котельных и печах, обеспечивая правильное соотношение газ-воздух.
Приборы Т-424 зарегистрированы Госстандартом в Госреестре средств измерений под номером 16099-97. Сертификат № 2686 от 07.04.97.
Функции ПИД-регулятора Т-424:
· многоканальное измерение технологических параметров (до 4-х каналов);
· ПИД-алгоритм регулирования с аналоговым и ШИМ выходными сигналами управления;
· функция регулятора отношений (совместно с приборами МЕТАКОН 514/524/534/614 и БКР или БУРМ);
· масштабирование линейных сигналов, функция извлечения квадратного корня;
· три независимых программируемых компаратора (по 8 функций) с выходом на реле;
· преобразование измеренного сигнала в унифицированный токовый;
· встроенный гальванически развязанный источник 24 В;
· высокая помехоустойчивость прибора (не ниже 3 степени жёсткости);
· ручное и автоматическое управление;
· ограничение сигнала управления;
· универсальный вход;
· линеаризация НСХ термопреобразователей;
· 4-х проводная схема подключения термосопротивлений;
· программный выбор типа НСХ термопреобразователя;
· контроль обрыва входных линий и аварийных ситуаций;
· контрастная цифровая индикация (антиблик);
· цифровая фильтрация входных сигналов;
· гальваническая развязка входного и выходного сигналов;
· контрастная цифровая индикация (антиблик);
· защита паролем.
Кабель управления и контроля гибкий помехозащищенныйКУГВВЭ и КУГВЭВ предназначен для передачи электрических сигналов управления малой мощности переменным напряжением до 380 В частоты до 50 Гц или постоянным напряжением до 500 В.
Конструкция:
жила – мягкая медная проволока;
изоляция – ПВХ пластикат;
обмотка – полиамидная, лавсановая или ПВХ лента;
экран – алюминиевая фольга;
оболочка – ПВХ пластикат, в кабелях с индексом «нг» оболочка из ПВХ пластиката пониженной горючести.
Технические данные:
рабочая температура: от -50 до +60°С;
диаметр кабеля – 6 мм.
Кабели соответствуют требованиям: ТУ16505.856-75, ТУ16705.426-86.
Среднее время наработки на отказ: 90000 часов.
Электромагнитный газовый клапан «ВН 4Н-0,5К» предназначен для использования в системах дистанционного автоматического управления газогорелочных устройств, бытовых отопительных установок и в технологических трубопроводных системах управления потоком природного и сжиженного газа в качестве запорно-регулирующего органа и органа безопасности при продолжительном режиме работы.
5. Расчет надежности контура
Расчет надежности автоматической системы регулирования разрежения осуществляется по методике оценки вероятности внезапных отказов. Расчет по методике оценки постепенных отказов нецелесообразен, так как в течение всего срока службы системы проводятся периодические проверки технического состояния приборов и средств автоматизации и их метрологических характеристик.
Средняя наработка на отказ манометра электрического дистанционного (Д) – 10000ч.
Средняя наработка на отказ регулятора (Р) – 48000ч.
Средняя наработка на отказ электромагнитного клапана (ИУ) – 200000ч.
Средняя наработка на отказ соединительных линий (ЭЛС) – 90000ч.
Рассчитаем надежность нерезервированной системы, считая, что надежность элементов изменяется по экспоненциальному закону. При последовательном соединении надежность системы меньше, чем надежность каждого элемента в отдельности. Вероятность безотказной работы элемента вычисляется по формуле:
,где
– средняя частота отказа (интенсивность отказа). Учтем также надежность линий связи.Среднее время наработки на отказ (t) для каждого из компонентов схемы равны:
| Наименование технического средства | Количество, шт. | Среднее время наработки на отказ, час. | lн |
| Датчик | 1 | 10000 | 100*10-6 |
| Регулятор | 1 | 48000 | 21*10-6 |
| ИУ | 1 | 200000 | 5*10-6 |
| Линия связи | 1 | 90000 | 11,1*10-6 |
lн – интенсивность отказов прибора в нормальных условиях эксплуатации прибора.
Система состоит из основных элементов, следовательно, является безызбыточной.
н,следовательно, для нашей системы:
lс = (100+21+5+11,1)*10-6=0,0001371 час-1.
Найдем время наработки на отказ всей системы:
tс= ≈ 1/0,0001371≈ 7294 часов ≈ 304 суток.
Вероятность безотказной работы в течение 1000 часов, не менее:
Р = е(-1000/7294) = 0,87.
Вероятность отказа в течение 1000 часов, не более:
Q = 1 – 0,87= 0,13.
6. Расчет надёжности контура с резервированием
Для повышения надежности используем дополнительный датчик разрежения. Используем «теплое» резервирование с применением точно такой же модели прибора. Выбор резервирования именно датчик разрежения обусловлен тем, что этот прибор является неотъемлемой частью контроля, кроме того, он является наиболее сложно технически устроенным прибором в нашей системе регулирования, что делает невозможным замену прибора в случае выхода его из строя в сжатые сроки.
Рассчитаем надежность полученной системы.
Интенсивность отказов параллельного соединения датчиков уровня равна:
.Тогда
.По результатам расчёта интенсивность отказов системы с теплым резервом в рабочих условиях эксплуатации:
lн = (50+21+5+11,1)*10-6 = 0,000087час-1.
Среднее время безотказной работы:
tср = 1/0,000087 = 11494 часов.
Вероятность безотказной работы в течение 1000 часов, не менее:
Р = е(-1000/11494) = 0,92.
Вероятность отказа в течение 1000 часов, не более:
Q = 1 – 0,92 = 0,08.
Итак, путем применения нагруженного резервирования срок работы системы увеличился в
раза. Дальнейшее резервирование является неэффективным, т.к. с каждым дополнительным элементом цена увеличивается пропорционально их количеству, а надежность увеличивается незначительно.Заключение
В ходе курсовой работы было произведено техническое обеспечение автоматической системы регулирования давления пара в барабане котла. Были выбраны средства контроля и регулирования, и был обоснован их выбор. Был произведен расчет надежности контура регулирования и предложена схема для резервирования.
Список использованной литературы
1. Е.П. Стефани, Основы построения АСУТП. – М.: Энергоиздат, 1982.
2. Лысенко Э.В. Проектирование автоматизированных систем управления технологическими процессами. – М.: Радио и связь, 1987.
3. Веб-сайт «Котлоагрегаты и другие объекты автоматизации» http://www.superheater.ru/