Общая характеристика объекта управления и классификация переменных величин

2. Общая характеристика объекта управления и классификация переменных величин

Парогенератор представляет собой теплотехнологическое устройство, преобразующее воду в пар заданных параметров с помощью теплоты сгорания топлива.

Объектом управления является процесс преобразования воды в пар, характеризуемый входными и выходными параметрами:

Входные:

Y₁-производительность котла по воде;

Y₂-температура воды;

Y₃ – уровень воды в барабане;

Y₄-давление в газовой магистрали;

Y₅-расход воздуха на горение;

Y₆-температура воздуха;

Y₇-давление воды;

Y₈-расход отходящих газов;

Y₉-давление в барабане.

Выходные:

X₁-производительность котла по пару;

X₂-температура отходящих газов;

X₃-температура факела;

X₄-расход газа.

3. Функциональная схема системы стабилизации разрежения газов в топке котла

 

Датчик РЕ измеряет величину давления в топке котла. Выходной сигнал датчика давления РЕ подается на вторичный прибор PR, который установлен по месту. Далее сигнал передается на регулятор PIC, который сравнивает его с сигналом задатчика Н при равенстве нулю этих сигналов, выходной сигнал от регулятора отсутствует. При расхождении регулятор PIC вырабатывает сигнал, который в электронных блоках регулятора усиливается и преобразуется. Далее сигнал подается на ключ SA1, предназначенный для переключения режимов управления «автоматический – полуавтоматический». «Выходной сигнал с ключа SA1 подается на усилитель мощности NS». Усиленный сигнал поступает на исполнительный механизм М1, состоящий из размещенных в одном корпусе электродвигателя и редуктора. Исполнительный механизм М1 изменяет положение газового клапана это приводит к изменению расхода газа. При этом давление пара в парогенераторе изменяется до тех пор пока парогенератор не выйдет на заданный режим давления. Кнопочный переключатель SB1 предназначен для установленного включения электродвигателя исполнительного механизма М1 в ручном режиме управления.

4. Подбор приборов и средств автоматизации

 

Преобразователь измерительный разности давлений Сапфир-22М-ДВ (модель 2240):

– наибольшее отклонение действительной характеристики от номинальной статической характеристики – ±γ=0,25%;

– предел допускаемой основной погрешности – ±γ=0,5%.

α=0,716- исходный коэффициент расхода стандартных диафрагм в зависимости от m

ρ=0,6679

0,111744 кгс/см²=11 кПА

Датчик избыточного давления Сапфир – 22-ДД (модель 2434).

При измерении избыточного давления, абсолютного давления, давления-разрежения датчиками Сапфир-22 (ДИ, ДА, ДИВ) давление рабочей среды подается в камеру «+», при этом камера «–» сообщается с атмосферой. При измерении разрежения (ДВ) убывающее давление перемещает мембрану в сторону, противоположную от избыточного давления.

При измерении разности давлений (ДД) положительное и отрицательное давления подаются в камеры «+» и «–» соответственно.

Давление (разность давлений) рабочей среды воздействует на мембраны (мембраны соединены между собой центральным штоком, который связан с концом рычага тензопреобразователя) и через жидкость воздействует на мембрану тензопреобразователя.

В датчиках Метран-22 моделей 2151, 2161, 2171, 2351, 2051, 2061 давление рабочей среды воздействует непосредственно на мембрану тензопреобразователя.

Чувствительный элемент – пластина монокристаллического сапфира с кремниевыми пленочными тензорезисторами (структура КНС), соединенная с металлической мембраной тензопреобразователя. Тензорезисторы соединены в мостовую схему. Деформация измерительной мембраны (деформация мембраны тензопреобразователя) приводит к пропорциональному изменению сопротивления тензорезисторов и разбалансу мостовой схемы. Электрический сигнал с выхода мостовой схемы датчиков с АП поступает в электронный блок, где преобразуется в унифицированный токовый сигнал.

Микропроцессорный электронный преобразователь датчиков с МП, МП1 принимает аналоговый сигнал от преобразователя давления и преобразовывает его в цифровой код.

Микроконтроллер принимает цифровой сигнал, производит коррекцию и линеаризацию характеристики преобразователя давления, передает цифровой сигнал в цифро-аналоговый преобразователь, который преобразует его в выходной токовый.

Энергонезависимая память АЦП предназначена для хранения коэффициентов коррекции характеристик преобразователя давления.

Блок регулирования и установки параметров предназначен для изменения параметров датчика.

Применение микропроцессорной электроники обеспечило возможность самодиагностики, контроля и настройки параметров датчиков непосредственно на месте эксплуатации.

Контроль и настройка параметров датчика осуществляются с помощью трехкнопочного переключателя и индикаторного устройства (жидкокристаллический индикатор ЖКИ).

Кнопки 1 и 2 переключателя используются для:

– контроля настройки параметров датчика;

– установки нуля;

– настройки единиц измерения;

– настройки времени установления выходного сигнала (демпфирования).

Кнопка 3 используется при:

– настройке диапазона измерений;

– установке «смещенного» начального значения выходного сигнала;

– выборе прямой или инверсной характеристики;

– выборе системы единиц измерения;

– калибровке датчика.

Измеритель-регулятор микропроцессорный программируемый типа ТРМ12-PIC совместно с датчиком предназначен для измерения входного параметра и импульсного управления электроприводом запорно-регулирующих и трехходовых клапанов по пропорционально-интегрально-дифференциальному (ПИД) закону. Прибор позволяет обеспечить высокую точность поддержания значения измеряемого параметра для объектов с большой инерционностью и с малым запаздыванием.

Прибор, оснащенный по желанию заказчика платой расширения ПР-01, формирует стандартный ток, пропорциональный измеряемому значению для регистрирующего устройства, например самописца, а также обеспечивает работу под управлением ЭВМ с регистрацией на ней измеряемого значения. Подключение прибора к ЭВМ производится через адаптер сети АС2, выпускаемого предприятием-изготовителем данного прибора.

Прибор предназначен для автоматизации систем отопления, горячего водоснабжения, а также управления технологическими процессами в пищевой и медицинской промышленности, сельском и коммунальном хозяйстве.

 

Технические характеристики

Напряжение питания		220 В 50 Гц
Допустимое отклонение напряжения питания		-15…+10%
Потребляемая мощность		не более 6 ВА
Диапазон контроля при использовании на входе прибора (в скобках указана разрешающая способность) ТСМ		-50…+200 °С (0,1 °С)
Предел допустимой основной приведенной погрешности измерения входного параметра (без учета погрешности датчика)		±0,25 или ±0,5% в зависимости от класса точности прибора
Максимально допустимый ток нагрузки	электромагнитных реле	8 А при напряжении 220 В и cos ф>0,4
	транзисторных n-p-n ключей	0,2 А при напряжении +30 В
Длительность шага регулирования		4 сек
Число шагов s, при котором длительность регулирующих импульсов остается неизменной		1…99
Способ отображения контролируемой величины		цифровой
Количество разрядов цифрового индикатора		4
Интерфейс связи с ЭВМ через адаптер сети *		RS-232
Длина линии связи прибора с адаптером сети *		не более 1000 м
Диапазон тока регистрации на нагрузке 200…1000 Ом*		4…20 мА или 0…20 мА
Предельно-допустимая основная приведенная погрешность сигнала регистрации на нагрузке 400 Ом относительно измеренного значения		не более 0,5%
Допустимая температура воздуха, окружающего корпус прибора		+5… +50 °С
Атмосферное давление		86…107 кПа
Относительная влажность воздуха		30…80%
Степень защиты корпуса (щитовой / настенный)		IP20/IP44
Габаритные размеры прибора (щитовой / настенный)		96х96х160 мм/105х115х65 мм
Масса прибора не более		1,2 кг