Разработка системы автоматизации

Для реализации узлов регулирования используются технические средства системы «Каскад 2», выпускаемые московским заводом тепловой автоматики, который обеспечивается Пи-законом регулирования.

Блоки оперативного управления системы «Каскад2»:

1) Устройство задающее потенциометрическое ЗУ-11. Предназначено для оперативного изменения значения регулируемой величины с пульта управления. Представляет собой переменный резистор со шкалой. Применяется в том случае, если не требуется распределения сигнала задания нескольким потребителям.

2) Блок управления релейного регулятора БУ-21. Блок позволяет реализовывать следующие функции:

- переключение цепей управления исполнительным механизмом постоянной скорости;

- ручное дистанционное управление исполнительным механизмом;

- световую сигнализацию срабатывания релейного регулирующего блока двумя индукторными блоками.

3) Регулирующий блок Р-27 входит в состав «Каскад2». Блок при совместной работе с реверсивным исполнительным механизмом постоянной скорости реализует закон ПИД-регулирования с передаточной функцией:

(7.1)

где k_п – постоянная передачи, с/%;

Т_им – постоянная времени исполнительного механизма, с;

Т_из – постоянная времени изодрома, с;

Т_пвр – постоянная времени предварения, с;

Т_дфр – постоянная времени демпфирования, с.

Дополнительно на регуляторе имеются следующие органы установки:

Dнч – зона нечувствительности;

Dt_имп – длительность импульсов.

Требуемый коэффициент передачи регулятора k_р %, устанавливается путем изменения коэффициента передачи k_п блока Р27.

(7.2)

Регулятор состоит из трех модулей: измерительного модуля ИОО1.1; регулирующего модуля Р027.1. Входные аналоговые сигналы поступают на измерительный модуль. Назначение модуля – формирование сигнала согласования И_S. Регулирующий модуль Р027.1 формирует последовательность импульсов включения исполнительного механизма, обеспечивающую закон ПИД-регулирования.

6.2.1 Разработка функциональной схемы автоматизации

Схема автоматизации печи приведена на чертеже (лист 5).

В соответствии с технологическим заданием выбрана система теплового контроля и автоматического регулирования, которая выполняет следующие функции: технологический контроль; автоматическое регулирование; технологическую сигнализацию; технологическую защиту. Она разработана в соответствии с ГСП (государственная система промышленных приборов) и предусматривает контроль и регулирование следующих параметров: температуры, давления, расхода.

Технологический контроль включает в себя измерение следующих параметров:

а) давление природного газа и воздуха на горение с помощью электроконтактных манометров ЭКМу (поз. 10, 9);

б) температура в печи – термопарой ТХА (поз. 1а) в комплекте с нормирующим преобразователем Ш-78 (поз. 1б) и самопищущим миллиамперметром РП-160 (поз. 1в).

Принцип действия термопары основан на зависимости термо-ЭДС от температуры.

В) расходы газа, воздуха - методом переменного перепада давления (камерная диафрагма с сильфонным дифманометром и самопищущим миллиамперметром РП-160);

г) Температура дымовых газов и воздуха, идущего на сушило – термопарой ТХА и пирометрическим милливольтметром Ш4501.

Регулирование температуры в печи осуществляется следующим образом: токовый сигнал по температуре от нормирующего преобразователя Ш-78 (поз.1б) подается в регулирующий блок РУ5-02М (поз.1г), предназначенный для регулирования расхода газа по заданной программе и являющейся программным задатчиком; далее на регулятор Р-27 (поз.1д), блок управления БУ-21 (поз.1ж), через усилитель мощности У-23 (поз.1е), который включает исполнительный механизм МЭОБ (поз.1з) для перемещения регулирующего клапана; изменяющего расход газа на горелки.

Регулирование расходов воздуха на охлаждение и сушку осуществляется на базе электронного агрегатного комплекса устройств автоматического регулирования «Каскад 2». Замеренный расход сравнивается с требуемым, который задается через задатчик. Сигнал рассогласовывается между заданным и измеренным расходом воздуха, усиливается в усилителе и передается исполнительному механизму, переворачивающему заслонку поворотного шибера на трубопроводе подачи воздуха.

Аналогично регулируется соотношение газ-воздух.

Разработанная технологическая сигнализация и защита позволяет обеспечить обслуживающий персонал информацией о возникновении аварийных ситуаций и предотвратить их. Сигнализация бывает предупредительной и аварийной.

Технологическая сигнализация и автоматическая защита предусматривает срабатывание в следующих случаях:

- при повышении или понижении давления газа;

- при повышении или понижении давления воздуха.

Предложенная система должна обеспечить защиту и блокировку в указанных случаях. При срабатывании сигнализации появляется световой или звуковой сигнал. Защита должна обеспечить отключение подачи газа и воздуха.

Понижение или повышение давления газа или воздуха контролируется электроконтактным манометром ЭКМ 1у (поз.9 и 10). Одновременно с сигнализацией срабатывает технологическая защита, осуществляющая отсечку газа к горелкам с помощью электромагнитных клапанов (поз.11в)

Заказная спецификация

№ п/п	Наименование параметра и место отбора импульса	Предельное значение параметра	Место установки	Наименование и характеристика аппаратуры	Тип	Количество	Изготовитель	Приме-чание
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1а	Температура в печи	а) 600⁰С б) 930⁰С в) 980⁰С	По месту	Термопара хромель-алюмель а) (0…800⁰С) б) (0…1000⁰С) в) (0…1200⁰С)	ТХА 0806	3	«Теплоприбор» г.Челябинск
1б	Температура в печи	а) 600⁰С б) 930⁰С в) 980⁰С	На щите	Нормирующий преобразователь гр.ПП68 а) (0…800⁰С) б) (0…1000⁰С) в) (0…1200⁰С)	Ш-78	3	Львовприбор
1в	Температура в печи	а) 600⁰С б) 930⁰С в) 980⁰С	На щите	Показывающий самопишущий миллиамперметр (0…1000⁰С) класс точности 0,5	РП-160	3	«Теплоприбор»
1г	Температура в печи		На щите	Задатчик программный	РУ5-02М	3	Львовприбор
1д	Температура в печи		На щите	Регулятор	Р-27	3	МЗТА
1е	Температура в печи		На щите	Усилитель мощности	У-23	3	МЗТА
1ж	Температура в печи		На щите	Блок управления	БУ-21	3	МЗТА
1з	Температура в печи		На щите	Исполнительный механизм	МЭОБ-25/100	3	МЗТА
2а	Соотношение газ-воздух	2358 м³/ч	Воздухопровод	Диафрагма камерная	ДК-6-100	14	«Манометр» г.Москва
2б	Соотношение газ-воздух		По месту	Дифманометр сильфонный, DР по расчету СУ	«Сапфир» ДСРЭ	14	«Теплоприбор»
2в	Соотношение газ-воздух		На щите	Блок вычисления корня	БИК-1	14	МЗТА
1	2	3	4	5	6	7	8	9
2г	Соотношение газ-воздух		На щите	Миллиамперметр показывающий самопишущий	РП-160	14	МЗТА
2д	Соотношение газ-воздух		На щите	Блок деления		14	МЗТА
2е	Соотношение газ-воздух		На щите	Задатчик токовый	ЗУ-11	14	МЗТА
2ж	Соотношение газ-воздух		На щите	Регулятор	Р-27	14	МЗТА
2з	Соотношение газ-воздух		На щите	Блок управления	БУ-21	14	МЗТА
2и	Соотношение газ-воздух		По месту	Трехпозиционный тиристорный усилитель	У-21	14	МЗТА
2к	Соотношение газ-воздух		По месту	Исполнительный механиз электрический	МЭО-630	14	МЗТА
2л	Соотношение газ-воздух		Воздухопровод	Поворотно-регулирующая задвижка	ЗД-3	14	МЗТА
3а	Расход природного газа	206,6 м³/ч	Газопровод	Диафрагма камерная	ДК-6-200	14	«Манометр»
3б	Расход природного газа		По месту	Дифманометр сильфонный	«Сапфир» ДСРЭ	14	«Теплоприбор»
3в	Расход природного газа		На щите	Блок вычисления корня	БИК-1	14	МЗТА
3г	Расход природного газа		На щите	Миллиамперметр показывающий самопишущий, 0-630 нм³/ч, класс точности 0,5	РП-160	14	МЗТА
4а	Расход воздуха на зону охлаждения	6552 м³/ч	Воздухопровод	Диафрагма камерная	ДК-6-300	1	«Манометр»
4б	Расход воздуха на зону охлаждения		По месту	Дифманометр сильфонный	«Сапфир» ДСРЭ	1	«Теплоприбор»
4в	Расход воздуха на зону охлаждения		По месту	Миллиамперметр показывающий самопишущий, 0-32000 м³/ч	РП-160	1	«Автоматика»
4г	Расход воздуха на зону охлаждения		На щите	Регулятор	Р-27	1	МЗТА
4д	Расход воздуха на зону охлаждения		На щите	Блок управления	БУ-21	1	МЗТА
4е	Расход воздуха на зону охлаждения		На щите	Задатчик токовый	ЗУ-11	1	МЗТА
4ж	Расход воздуха на зону охлаждения		По месту	Блок вычисления корня	БИК-1	1	МЗТА
4з	Расход воздуха на зону охлаждения		По месту	Трехпозиционный тиристорный усилитель	У-21	1	МЗТА
4и	Расход воздуха на зону охлаждения		По месту	Исполнительный механизм электрический	МЭО-630	1	МЗТА
4к	Расход воздуха на зону охлаждения		По месту	Поворотно-регулирующая задвижка	ЗД-1	1	МЗТА
5а	Расход воздуха на сушило	10764 м³/ч	Воздухопровод	Диафрагма камерная	ДК-6-300	1	«Манометр»
5б	Расход воздуха на сушило		По месту	Дифманометр сильфонный	«Сапфир» ДСРЭ	1	«Теплоприбор»
5в	Расход воздуха на сушило		На щите	Миллиамперметр показывающий самопишущий 0-32000 м³/ч	РП-160	1	«Автоматика»
5г	Расход воздуха на сушило		На щите	Регулятор	Р-27	1	МЗТА
5д	Расход воздуха на сушило		На щите	Блок управления	БУ-21	1	МЗТА
5е	Расход воздуха на сушило		На щите	Задатчик токовый	ЗУ-11	1	МЗТА
5ж	Расход воздуха на сушило		На щите	Блок вычисления корня	БИК-1	1	МЗТА
5з	Расход воздуха на сушило		По месту	Трехпозиционный тиристорный усилитель	У-21	1	МЗТА
5и	Расход воздуха на сушило		По месту	Исполнительный механизм электрический	МЭО-630	1	МЗТА
5к	Расход воздуха на сушило		По месту	Поворотно-регулирующая задвижка	ЗД-1	1	МЗТА
6а	Температура воздуха, отбираемого в сушило	250⁰С	По месту	Термоэлектрический термометр (0…600⁰С)	ТХА 0806	1	«Теплоприбор»
6б	Температура воздуха, отбираемого в сушило		На щите	Пирометрический милливольтметр (0…600⁰С)	Ш4501	1	Завод измерительных приборов г.Ереван
7а	Расход продуктов горения	10063 м³/ч	По месту	Диафрагма камерная	ДК-6-300	1	«Манометр»
7б	Расход продуктов горения		По месту	Дифманометр сильфонный	«Сапфир» ДСРЭ	1	«Теплоприбор»
7в	Расход продуктов горения		На щите	Миллиамперметр показывающий самопишущий, 0…32000 м³/ч	РП-160	1	МЗТА
8а	Температура дымовых газов	150⁰С	По месту	Термопара хромель-алюмель (0…600⁰С)	ТХА 0806	1	«Теплоприбор»
8б	Температура дымовых газов		По месту	Пирометрический милливольтметр (0…600⁰С), класс точности 1	Ш4501	1	Завод измерительных приборов г.Ереван
9	Давление природного газа	1 кПа	По месту	Электроконтактный манометр 0…0,1 МПа	ЭКМ 1у	1	МЗТА
10	Давление воздуха на горение	0,45 кПа	По месту	Электроконтактный манометр 0…0,1 МПа	ЭКМ 1у	1	МЗТА
11а	Отсечка газа и воздуха на горелки		На щите	Блок управления	БУ-21	1	Завод средств автоматики, г.Смоленск
11б	Отсечка газа и воздуха на горелки		По месту	Трехпозиционный тиристорный усилитель	У-21	1	МЗТА
11в	Отсечка газа и воздуха на горелки		По месту	Электромагнитные клапаны		2

7. БЕЗОПАСНОСТЬ ОБСЛУЖИВАНИЯ ТУННЕЛЬНОЙ ПЕЧИ

7.1 Выявление воздействий на производственный персонал и их характеристика

Печное отделение кирпичного цеха представлено техногенной системой. В таблице 8.1 описаны воздействия на производственный персонал в данной техногенной системе.

Таблица 7.1 Воздействия в техногенной системе «Печное отделение»

№ п/п	Наименование компонента	Назначение	Функциональные показатели	Процесс	Детерминированное воздействие	Происшествие	Стохастические воздействия
1	Помещение	¾	¾	¾	¾	¾	¾
1.1	Ограждения помещения с дверными проемами	Защита от воздействий окружающей среды	Выполнен из негорючего материала	¾	¾	¾	¾
1.2	Пол	Для размещения оборудования	Нетокопроводящий, выполненный из негорючего материала	¾	¾	¾	¾
1.4	Воздушная среда	Для обеспечения жизнедеятельности	15-25⁰С	Тепломассообмен Дыхание	Тепловое воздействие микроклимата Ингаляционное	¾	¾
2	Комплекс техногенных устройств	¾	¾	¾	¾	¾	¾
2.1	Две туннельные печи	Обжиг керамического кирпича	Производительность печи 10 млн.шт в год	¾	¾	¾	¾
2.1.1	Кладка печи	Свести к минимуму потери в окружающую среду	Материал: красный кирпич, шамот, засыпка шлаком	Тепловое излучение	Тепловое воздействие, связанное с инфракрасным излучением	Соприкосновение с нагретой поверхностью	Тепловое воздействие при соприкосновении с нагретыми поверхностями
2.1.2	Газовая обвязка печи	Поступление топлива в печь	Газопровод низкого давления	Движение газа	Акустическое воздействие	Утечка газа, образование взрывоопасной смеси	Взрывное воздействие, ингаляционное
2.1.3	Горелки	Сжигание топлива	Горелка газовая типа по проекту п/я Г-4316	Горение топлива, движение газа	Акустическое воздействие	Погасание факела, образование взрывоопасной смеси	Взрывное воздействие
2.1.4	Система воздухоснабжения	Поступление холодного воздуха на охлаждение садки	Мощность 4 кВт	Движение воздуха	Акустическое воздействие	Косвенное прикосновение	Электрическое воздействие переменного тока
2.1.5	Система загрузки-выгрузки	Загрузка и выгрузка вагонеток с кирпичом	Частота толканий 58 минут	Тепловое излучение	Тепловое воздействие, вызванное инфракрасным излучением	Соприкосновение с нагретой поверхностью изделий	Тепловое воздействие при соприкосновении с нагретой поверхностью
2.1.5.1	Вагонетки	Для размещения садки кирпича	¾	¾	¾	¾	¾
2.1.5.2	Толкатели	Продвижение вагонеток в печи	Гидравлический толкатель	¾	¾	Косвенное прикосновение	Электрическое воздействие переменного тока
2.1.5.3	Электропередаточная тележка с лебедкой	Выгрузка вагонеток из печи	Грузоподъемность до 12 т	¾	¾	Косвенное прикосновение Срыв лебедки с вагонетки	Электрическое воздействие Механическое воздействие
2.1.6	Система дымоудаления	Удаление продуктов сгорания из печи	Температура на выходе из печи 150°С	Выбивание газов	Ингаляционное воздействие	Разрушение дымоходов	Ингаляционное воздействие
2.1.7	Рабочее пространство печи	Обжиг кирпича	Размеры рабочего пространства	¾	¾	¾	¾
2.1.7.1	Загрузочный материал	Полуфабрикат	Температура выходящих изделий 300°С	Выгрузка изделий	Тепловое воздействие, вызванное инфракрасным излучением	Завал садки	Тепловое воздействие при соприкосновении с нагретой садкой
2.1.7.2	Продукты сгорания	Прогрев садки в зоне подогрева печи	Прогрев садки до температуры 600°С	Выбивание газов	Ингаляционное воздействие	¾	¾
2.2	Система газоснабжения	Подача газа к печам	Газопровод низкого давления	Движение газа	Акустическое воздействие	Утечка газа, образование взрывоопасной смеси	Взрывоопасное воздействие
2.3	Система электроснабжения	Снабжение цеха электроэнергией	Напряжение: 380/220	Передача электрической энергии	Электромагнитное воздействие	Прямое и косвенное прикосновение	Электрическое воздействие переменного тока
2.4	Система освещения	Освещение рабочих мест	Сеть с напряжением 220 В	Перенос потока световой энергии	Световое воздействие	Косвенное прикосновение	Электрическое воздействие переменного тока
3	Производственный персонал	¾	¾	¾	¾	¾	¾
3.1	обжигальщик	Розжиг горелок, слежение за показаниями приборов автоматики, поддержание температурного режима обжига	Разряд 3	¾	¾	¾	¾
3.2	Два загрузчика - выгрузчика	Заталкивание и выгрузка вагонеток с кирпичом	Знания правил безопасности в объеме инструкции по охране труда	¾	¾	¾	¾
4	Окружающая среда	¾	¾	¾	¾	¾	¾
4.1	Население соседней селитебной зоны	Работники предприятия	500 человек	¾	¾	¾	¾

Из общего перечня воздействий были выбраны наиболее значимые для объекта проектирования и способные приводить к опасным эффектам в организме человека. Данные о воздействиях сведены в таблицу 8.2.

Таблица 8.2 Характеристика воздействий

№	Полное название воздействия	Эффекты воздействия	Фактор или параметры воздействия	Оптимальное значение	Предельно допустимое значение	Номер ссылки на нормативный документ
1	Тепловое воздействие при соприкосновении с нагретыми поверхностями	Ожоги различной степени тяжести	Температура поверхности контакта	36,5⁰С	При Т_вн<100°С Т_пов ≤ 35°С При Т_вн>100°С Т_пов ≤ 45°С	ГОСТ 12.1.005-88
2	Воздействие взрыва при утечке природного газа	Нарушение целостности кожных покровов, ушибы, переломы, черепно-мозговые травмы	Избыточное давление Р_s	0	10⁴ Па - порог поражения органов слуха	[ ]

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

1 2 3 4 5 6 7

Соотношение законности и правопорядка

Раннее средневековье. Апологетика. Патристика. Схоластика

Технология приготовления заправочных супов

Язык как общественное явление

Социальная поддержка и социальное обслуживание население

Желе, муссы, самбуки. Технология приготовления. Правила подачи. Ассортимент

Самый сильный аргумент, почему эволюция человека не могла быть