Система регулирования печи
1. Опис об’єкту автоматизації з табличних
параметрів
автоматизация печь
микропроцессорный контроллер
Объектом автоматизации является печь для сжигания
органических отходов. Как видно из рисунка 1, в топку печи через регулирующие
органы подаются отходы, воздух и газ. Причем наносить управляющие воздействия
можно при помощи регулирующих органов, изменяя расход газа либо воздуха. Отходы
в свою очередь подаются с постоянным расходом в 600 т/ч.
Через топочную камеру проходит трубопровод, в котором течет
теплоноситель (вода).
) регистрирующего аналогового прибора КСП;
) 3-х вольтметров типа М900;
) 3-х миллиамперметров типа М906;
) измерительных и нормирующих преобразователей;
) регулирующего органа и исполнительного механизма
типа МЭО;
) передающего устройства БУЭР;
) информационно-вычислительной системы (ЭВМ);
) объекта управления (в качестве 2-х операционных
усилителей;
) блока управления электродвигателем типа БУ21;
) задающего устройства типа ЗУ11;
) устройства рассогласования сигналов.
) регулирующего прибора типа MaxyCon Flexy.
Вольтметры и амперметры служат для контроля напряжения и тока
в различных местах цепи АСР. Аналоговый регистратор типа КСП необходим как для
контроля так и для регистрации напряжения и тока в различных местах цепи АСР;
для «снятия» кривых разгона объекта управления так и переходных процессов
регулирования. Устройство рассогласования сигналов служит как датчик хода
исполнительного механизма.
Блок управления электродвигателем типа БУ21 служит для задания
режима работы исполнительного механизма (может работать в ручном, т.е.
исполнительный механизм работает от нажатия кнопок Больше / Меньше;
автоматическом - работой исполнительного механизма управляет регулятор; внешнем
режиме - управляющие воздействия передаются извне).
Регулирующий прибор типа MaxyCon Flexy служит для управления
технологическим объектом, который по данным выхода объекта и задания
вырабатывает через заданный закон регулирования управляющее воздействия для
подавления возмущений. Регулятор является свободно программируемым, т.е. есть
возможность реализовать различные типы регуляторов, по мимо стандартных
П/ПИ/ПИД.
Для создания учебного стенда необходимо контролировать и регистрировать
следующие технологические параметры: миллиамперы и вольты. Постоянный контроль
над этими параметрами обеспечивает нормальное протекание технологического
процесса и предотвращает возможный выход объекта в аварийное состояние.
Рассмотрим более детально каждый из параметров.
Контроль миллиамперов будем осуществлять на следующих
объектах, которые входят в участок замкнутой системы:
на выходе из регулирующего органа;
на входе в объект управления;
на выходе из объекта;
на выходе из нормирующего преобразователя;
Контроль вольтов будем осуществлять на следующих объектах,
которые входят в участок замкнутой системы:
на выходе из регулирующего органа;
на входе в объект управления;
на выходе из объекта;
на выходе из нормирующего преобразователя;
Контроль обеспечивает нормальный процесс протекания процесса
регулирования.
. Выбор и обоснование методов измерения
технологических переменных
В курсовой работе используются такие датчики измерения
технологических переменных, как миллиамперметры типа М906 и вольтметры типа
М900.
Возникает вопрос: «Почему необходимо использовать именно эти
датчики?»
Попросту в качестве контроллера используется «MaxyCon Flexy», который имеет
аналоговые входы, а также по напряжению 0-10 В.
Ведь ту же самую величину можно измерить цифровыми датчиками.
Главное достоинство аналоговых датчиков - это стоимость и
доступность покупки. Тем более такие средства реже выходят из строя, из за
большой наработки на отказ.
4. Выбор средств измерительной техники и
автоматики
Для измерения миллиампер используется миллиамперметр типа
М906. Выполненный в соответствии ГОСТ 8711-60 и имеет класс точности 1,0.
В качестве П-регулятора выбран контроллер MaxyCon Flexy.
Основные
функции^
· Управление различными
инженерными системами по записанной пользователем программе.
· Возможность доустановки к
базовому модулю MaxyCon Flexy дополнительных модулей MC ADAD, MC ADxD, MC ADxx
для подключения необходимого в данной инженерной системе количества входных и
выходных сигналов.
· Цветной графический OLED
дисплей.
· Наличие различных
интерфейсов для подключение к системе диспетчеризации:
o RS-485 (протоколы
MODBUS-RTU или ЮНИВЕРС);
o LonWorks;
o ETHERNET;
· Использование SD-card для
программирования контроллера и снятия с него данных.
Таблица №1 - Технические характеристики MaxyCon Flexy
В качестве исполнительного механизма выбран МЭО -16/25-0,25.
Для управления 1-фазным исполнительным механизмом выбран блок
управления электродвигателем реверсивный (БУЭР) 1-30-02. Данный блок
предназначен для бесконтактного управления ЭИМ с однофазным электродвигателем
(по резервированному каналу RS-485). Блок выполняет самодиагностику, пуск,
реверс, останов электродвигателя и диагностику ЭИМ.
Рисунок 1. - Внешний вид и габаритно-установочные размеры
БУЭР
Для выполнения функций архивирования и записи текущих
значений настроек, переходных процессов, текущих значений объекта и т.п.
выбрана рабочая станция (ЭВМ), которая будет принимать информацию по сетевому
протоколу TCP/IP.
Состав рабочей станции приведен ниже:
Таблица №2 - Состав компьютера рабочей станции
CPU
AMD Sempron™ 3000+, 64bit, 1800MHz, FSB 400MHz, 0.09m, 128Kb cache, Palermo,
socket 754, BOX
|
DIMM
1024Mb DDR PC-400 (PC3200) Samsung ORIG
|
HDD
80Gb Western Digital Caviar®SE WD800JD, 7200 rpm, 8Mb cache, 2disk/4head,
Serial ATA I 150 Мбайт/с, SecureConnect™, FlexPower™, WhisperDrive™, Soft
Seek™, Data Lifeguard™, Data Lifeguard Tools™, Shock Guard™
|
DVD±R/RW
Asus DRW-1608P3S, Черный, Retail
|
Inno3D
AGP8x GeForce 7300GT (128-bit, 256Mb DDR2, DVI+D-Sub TV, Fan) (GPU/Memory
Clock - 400/667MHz, NVIDIA® CineFX™ 4.0 engine, NVIDIA® Intellisample™ 4.0,
NVIDIA® UltraShadow™ II, NVIDIA® PureVideo™, NVIDIA® ForceWare™, NVIDIA®
nView™)
|
Fax/modem
D-Link DFM-562I 56K PCI (V92 56k Int Hardware Modem)
|
Корпус
FOXCONN™ TLA-487, ATX Midi Tower, 350W PSU / 80mm fan (rear) / 2xUSB2.0 / 2хСОМ/ Audio+Phone / 3G Fan Duct (Intel
approved) / Tool-less chassis design
|
Блок
питания Gembird CCC-PSU10 350W (ATX / CE), шнур питания
|
Клавиатура
Logitech Value Keyboard PS/2 OEM укр. раскладка
|
Мышь
Logitech M-SBF90 Value Wheel Mouse (черная) 3-х кн.+scroll PS/2 OEM
(953819-0000)
|
Коврик
для мыши GEMBIRD MP-A1B1 (тканевый 220x250 mm h=4mm)
|
17»
LG Flatron Ez T717B (Белый); Размер зерна: щелевая маска 0,20 мм,
1280x1024@66Hz, 110Hz max, Soft touch OSD, TCO-99
|
ASUS
K8N, NVIDIA nForce3, Socket 754, audio 8ch ALC650, ATA 133, 2-x S-ATA, 8-X
USB 2.0, 2хСОМ, LAN 10/100, AGP 8x, ATX
|
5. Описание принципиально электрической схемы
соединений
Регулирующий прибор MaxyCon Flexy имеет 6 контактов и 1
выходной интерфейс RS485. Первые 2 контакта (1 и 2) подключены к блоку питания на 24 В
(3 и 4 контакты), который в свою очередь подключен через свои контакты 1 и 2 к
цепи электропитания на 220В. Контакты 3, 4, 5, 6 регулятора служат для
управления механическим электродвигателем, причем контакты 3,5 подключены к
«минусу» (4 контакту) блока питания на 24 В. Контакты 4 и 6 регулятора
подключены напрямую к электродвигателю (контактами 6 и 10). Также MaxyCon Flexy имеет выходной интерфейс
RS485, который
непосредственно подключен к рабочей станции.
Блок управления электродвигателем имеет 2 клеммника X1.1 и X1.2. Первый клеммник
имеет 5 контактов. 1 и 2 контакты подключены к цепи электропитания на 220В
через автоматический выключатель SF1. Контакты 3, 4, 5 необходимы для управления электродвигателем
(выходы Больше, Среднее, Меньше), которые напрямую подключены к контактам 1,2,3
электродвигателя. Второй клеммник имеет 4 контакта. Контакты 7, 8 необходимы
для управления электродвигателем (выходы Меньше, Больше), которые напрямую
подключены к контактам 5,9 электродвигателя. Контакты 8 и 10 не используются.
Контур цепи замкнутой системы с объектом управления и
возмущения, подключен к цени электропитания на 220В через клеммник XT1 (контакты 1 и 2).
Контакты 3, 6 служат для подключения миллиамперметра. Контакты 5,4 - для
подключения вольтметра.
6. Описание лицевой панели управления учебного
стенда
Лицевая панель управления учебным стендом разделена на 6
панелей.
На первой панели расположены КСП-4 и три миллиамперметра.
Данная панель служит исключительно для регистрации и контроля миллиамперов
замкнутой системы. При помощи КСП-4 можно также регистрировать и вольты.
На четвертой панели расположены выключатели приборов и три
вольтметра. Данная панель также служит исключительно для контроля вольтов
замкнутой системы.
На второй и пятой панелях расположен контур замкнутой системы
управления. А именно на второй панели расположены объект управления с 2-мя
входами и 2-мя выходами, 2 измерительных преобразователя и 2 нормирующих
преобразователя. Также 2 ручки для подачи возмущения и 2 выхода с объекта
управления, регулирующий орган и его выход, устройство рассогласования, которое
имеет вход по вольтам и вход по амперам. На пятой панели расположен
исполнительный механизм и передающие устройство, блок управления
электродвигателем и задающие устройство.
Заключение
В ходе выполнения курсовой работы был разработан учебный
стенд по дисциплине «АСУТП» для обучения, приобретения умений и навыков в
области управлением технологическим процессом.
В содержании данной работы было выполнено описание
технологического участка и сокращенная техническая характеристика оборудования,
проведен выбор и обоснование технологических переменных, которые контролируются
и подлежат регулированию, подбор средств измерений и автоматизации, а также
была разработана принципиально электрическая схема соединений и схема лицевой
панели учебного стенда с подробным описанием.
Литература
1. Техника чтения схем автоматического управления
и технологического контроля/ А.С. Клюев, Б.В. Глазов, М.Б. Миндин, С.А. Клюев;
Под ред. А.С. Клюева - 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1991. -
432 с.: ил.
. Проектирование систем автоматизации
технологических процессов: Справочное пособие/ А.С. Клюев, Б.В. Глазов, А.Х.
Дубровский, А.А. Клюев; Под ред. А.С. Клюева - 2-е изд. перераб. и доп. - М.:
Энергоатомиздат, 1990. - 464 с.: ил.
3. Методические указания по применению условных
обозначений приборов и средств автоматизации в схемах. Одесса 1985.
4. Методические указания по применению стандартов
в курсовом и дипломном проектировании. Одесса 1987
. Беглов К.В. Методические указания по разработке
курсовой работы