Підвищення економічної ефективності виробничої діяльності котельної установки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Зміст

Вступ

Розділ 1. Техніко-економічне обґрунтування проекту

Розділ 2. Технічна характеристика об'єкту

2.1 Котельні установки. загальні положення

2.2 Опис технологічної схеми котельні

2.3 Тепловий баланс котельного агрегату

2.4 Номінальні значення параметрів

Розділ 3. Система автоматизації

3.1 Статичні та динамічні характеристики котла

3.2 Опис схеми теплового контролю, автоматизації роботи та захисту котла

3.3 Розрахунок САР

3.4 Технічні засоби автоматизації і контролю

3.5 Вибір щитів, пультів, засобів автоматизації та їх монтаж

3.6 Конфігурування і програмування ТЗА

3.6.1 Застосування програмного забезпечення “Помприлад 2005”

3.6.2 Конфігурування вимірювача-регулятора ТРЦ 02-Універсал

3.6.3 Програмування програмованого реле Zelio2

3.6.4 Конфігурування частотного перетворювача Altivar21

Розділ 4. Економічний розрахунок

4.1 Розрахунок капітальних затрат на модернізацію системи автоматизації

4.2 Розрахунок економічної ефективності модернізації системи керування

Розділ 5. Охорона праці та техніки безпеки

5.1 Організація охорони праці при модернізації котельної установки

5.2 Вибір і обґрунтування заходів для створення безпечних умов праці

5.3 Правила з охорони праці, при монтажі й експлуатації системи

5.4 Пожежна безпека

5.5 Розрахунок захисного заземлення

5.6 Розрахунок блискавкозахисту будівлі котельні

5.7 Розрахунок освітлення приміщення щитової

Висновок

Література

Вступ

Теплообмінні і інші термодинамічні процеси знаходять достатньо широке розповсюдження в різних областях народного господарства, зокрема в легкій, харчовій, целюлозно-паперовій, деревообробній і інших галузях промисловості. Основою теплових процесів є передача тепловій енергії. яка відбувається між тілами з різною температурою. Рушійною силою теплообміну є різниця температури між різно нагрітими теплоносіями, що знаходяться в теплообмінних апаратах. Передача теплоти відбувається за допомогою теплопровідності, конвекції і теплового випромінювання. Практично ж цей процес здійснюється комбінованим шляхом, тобто використовуються декілька видів передачі теплоти.

Залежно від способу передачі теплоти теплообмінні апарати підрозділяються на дві великі групи: 1) апарати, в яких відбувається безпосередній контакт гарячого і холодного теплоносіїв; 2) апарати, в яких теплопередача відбувається через стінки, що розділяють теплоносії. До апаратів першої групи відносяться більшість сушильних установок, хлібопекарські печі і т. п., до апаратів другої групи -- котельні установки, холодильники, калорифери, випарники і ін.

Основними параметрами теплових процесів, що підлягають автоматизації, є значення витрат гарячого і холодного теплоносіїв, що виходять з рівнянь теплових балансів процесів теплопередачі, їх температури, втрати теплоти і ін.

Котельні установки застосовуються для виробництва заданої кількості пари необхідних параметрів, передбачених різними технологічними процесами (варка, випаровування, сушка, підігрів). Крім того, котельні установки виробляють для технологічних і опалювальних потреб гарячу воду з певними параметрами, для чого призначені водогрійні котельні установки.

Принцип роботи котельної установки полягає в передачі теплоти, що утворилася при згоранні палива, воді і парі. Відповідно до цього призначення установки є основні елементи -- один або декілька котельних агрегатів з топковими пристроями, а також допоміжні пристрої, необхідні для подачі палива і живильної води, для видалення продуктів горіння і осередкових залишків (золи і шлаку).

Розділ 1. Техніко-економічне обґрунтування проекту

Для підвищення економічної ефективності виробничої діяльності котельної установки, слід провести такі техніко-економічні заходи:

зменшити питомі втрати сировини та електроенергії на одиницю продукції;

мінімізувати втрати продукції;

підвищити точність керування технологічними параметрами;

забезпечити розрахунок та підтримку оптимального температурного режиму;

забезпечити стійкий режим роботи.

Існуюча система автоматизації процесу передбачає, ручне і автоматичне керування технологічними параметрами. Котельна установка введена в дію 1968р.. Обладнання і засоби автоматизації, що використовуються для керування процесом вичерпали свій експлуатаційний ресурс і не відповідають сучасним вимогам.

Введення автоматичної системи керування технологічним процесом (АСКТП) з використанням сучасної мікропроцесорної техніки дозволить:

підвищити точність керування технологічними параметрами;

підвищити якість продукції;

підвищити продуктивність котельної установки;

зменшити втрати енергоносіїв;

збільшити надійність керування;

зменшити кількість шкідливих викидів в атмосферу;

зменшити енерговитрати;

зменшити тривалість вимушених простоїв цехового обладнання;

збільшити термін служби обладнання;

покращити умови праці обслуговуючого персоналу;

підвищити продуктивність праці;

зменшити витрати на непланові ремонти;

зменшити собівартість продукції.

Сервер для створення архівів даних про хід технологічного процесу доцільно розмістити у вибухобезпечній зоні, що дозволить проаналізувати технологічні дані за певний період часу при виникненні такої необхідності.

При проектуванні системи автоматизації доцільно використовувати існуючі технічні рішення - зовнішні трубні та електричні проводки, наявні давачі.

При виборі керуючого пристрою враховуються такі фактори, як точність регулювання вихідних параметрів, надійність, стійкість до збоїв, можливість подальшого нарощування системи та програмної зміни її архітектури, підключення до керуючого обчислювального комплексу для створення верхнього рівня АСУТП.

Задачею дипломного проекту є проведення модернізації існуючої системи керування шляхом впровадження сучасних засобів автоматизації.

Розділ 2. Технічні характеристики об'єкту

2.1 Котельні установки. Загальні положення

Котлом називається пристрій, в якому вода перетворюється в пару.

Паровий котел разом з допоміжними пристроями, які являють собою різноманітні апарати, призначені для перетворення хімічної енергії палива в теплову енергію пару, називається котлоагрегатом.

Декілька котлоагрегатів, об'єднаних в загальному приміщенні, утворюють котельну установку.

Котельна установка може складатись і з одного котлоагрегата.

Котельні установки в промисловості призначаються для виробітку пару, який використовується в парових двигунах (парових машинах і парових турбінах) і при різних технологічних процесах (сушка, випаровування та ін.), а також для обігрівання, вентиляції і побутових потреб.

Тому в залежності від призначення розрізняють наступні види котельних установок:

енергетичні - вироблення пару для парових двигунів;

виробничо-нагрівальні - вироблення пару для потреб виробництва, обігрівання і вентиляції;

обігрівальні - вироблення пару для опалення промислових і жилих приміщень;

змішаного призначення - вироблення пару для забезпечення одночасно живлення парових двигунів, технологічних потреб і опалювально-вентиляційних установок.

Основними елементами котлоагрегату являються котел, топка, паронагрівач, економайзер, повітрянагрівач, а також обмуровка і каркас.

Для керування роботою котельного агрегату і забезпечення нормальної і безпечної експлуатації він оснащується контрольно-вимірювальними приладами, автоматами і арматурою. Сюди відносяться: манометри, запобіжні клапани і пристрої, лічильники води, вентилі і заслінки, які служать для підключення або відключення котлоагрегатів від парових, живильних і спускних трубопроводів.

Топка і газоходи котла забезпечуються гарнітурою, в склад якої входять: фронтові дверці, пристрій для спостереження, лази і шибери в газоходах, люки для продувки котлоагрегату від сажі і золи, вибухові запобіжні клапани.

Допоміжними пристроями котлоагрегату є: живильні трубопроводи, повітряпроводи, живильні насоси і баки, обладнання водопідготовки, вентилятори і димососи, золовловлювачі, димова труба, склади для палива, пристрої для подачі палива, видалення золи і шлаків.

Робочими тілами, що приймають участь в процесі отримання гарячої води або пару для виробничо-технічних потреб і опалення, служать вода, паливо і повітря.

Паровий котел являється основним елементом котлоагрегату, він являє собою теплообмінний пристрій, через металеві стінки якого йде передача тепла від гарячих продуктів горіння палива до води для отримання пару.

Паропродуктивність котельної установки або її потужність являє собою суму паровиробничих окремих агрегатів, що входять в її склад.

Паропродуктивність котлоагрегату визначається кількістю кілограмів або тон пару, що виробляється їм за годину.

Топковий пристрій котлоагрегату служить для спалювання палива і перетворення його хімічної енергії в тепло найбільш економічними способом.

Пароперегрівач призначений для перегріву пару, отриманого в котлі за рахунок передачі йому тепла димових газів.

Водний економайзер служить для підігріву живильної води, що надходить в котел, теплом вихідних із котла газів.

Повітрянагрівач призначений для підігріву повітря, що надходить в топковий пристій, теплом вихідних газів.

Пристрій для підготовки живильної води складається із апаратів і засобів, які забезпечують очистку води від механічних домішок і розчинених в ній некип'ятоутворюючих солей, а також витіснення з неї газів.

Живильна установка складається із живильних насосів для подачі води в котел під тиском, а також відповідних трубопроводів.

Тягонагнітальний пристрій складається із нагнітальних вентиляторів, системи газоповітряводів, димососу і димової труби, які забезпечують подачу необхідну кількість повітря в топковий пристрій, рух продуктів згоряння по газоходам і видалення продуктів згорання за межі котлоагрегату.

Пристій теплового контролю і автоматичного управління складається із контрольно-вимірювальних пристроїв і автоматів, що забезпечують безперебійну і злагоджену роботу окремих пристроїв котельної установки для виробітку необхідної кількості пару певної температури і тиску. []

2.2 Опис технологічної схеми котельні

Газ з магістрального трубопроводу надходить в газорегуляторний пункт (ГРП) котельної. Газорегуляторний пункт призначений для зниження й підтримки тиску газу, що надходить з мережі, в заданих межах, а також для повного автоматичного вимикання газу в потрібних випадках. Після ГРП газ розподіляється на котли.

Газорегулюючий пункт обладнується:

фільтр -- для очищення газу від механічних домішок;

запобіжний запірний клапан -- для повного автоматичного вимикання газу при підвищенні чи зниженні тиску газу за регулятором;

регулятор тиску -- для автоматичного зниження тиску газу і підтримання його на певному рівні незалежно від зміни витрат газу на котли й коливань тиску вхідному газопроводі;

обліковий пристрій -- для реєстрації витрат газу;

запобіжний скидний пристрій -- для скидання певного об'єму газу в атмосферу при можливих короткочасних підвищеннях його тиску за регулятором;

обвідний газопровід (байпас) -- для пропускання в необхідних випадках газу поза устаткуванням;

манометри -- для вимірювання тиску газу у вхідному та вихідному газопроводах, до і після фільтру, в обвідному газопроводі;

запірні пристрої.

Безпосереднє спалювання газу здійснюється пальниками. Пальники також проводять підготовку газоповітряної суміші для спалювання.

Для забезпечення нормальної роботи котла треба подавати необхідний об'єм повітря на горіння, створювати певну швидкість руху газового потоку, видаляти з топки продукти горіння. Рух повітря і димових газів трактами котельного агрегату здійснюється внаслідок природньої тяги або тягодуттєвими пристроями -- вентиляторами та димососами, які створюють штучну тягу. Дуттьовий вентилятор подає в топку повітря, долаючи опір повітропроводів. Димососи висмоктують продукти згоряння з газоходів і подають у димову трубу.

Повітря для горіння забирають безпосередньо з котельної або з зовні, щоб у приміщенні не створювалося розрідження. Для покращення процесу горіння повітря попередньо підігрівають в повітропідігрівниках.

У топці відбувається спалювання палива і передавання частини теплоти, одержаної при цьому, воді або пароводяній суміші. Теплота в топці передається випромінюванням від факела.

Співвідношення між паливом і повітрям є строго визначеним. Теоретично необхідний об'єм повітря для згорання -- це мінімальний об'єм повітря , при якому можливе повне згорання маси або об'єму палива. Теоретично необхідний об'єм повітря залежить від складу палива. Для повного згорання 1м3 природного газу такий об'єм становить 9.5, 1кг мазуту--10, 1кг антрациту--7м3.

Якщо в процесі горіння бере участь більше повітря, ніж теоретично потрібно, в продуктах згорання залишається кисень і азот надлишкового, яке не брало участь в горінні, а також водяна пара, що міститься у газовому паливі та повітрі.

Практично для горіння подається більше повітря ніж теоретично необхідно, оскільки в пальникових пристроях і топках не вдається створити ідеальні умови для змішування палива з повітрям. Щоб спалити все паливо, подають надлишок повітря, який у процесі горіння участі не бере й виводиться з топки з продуктами згорання. Реальна витрата повітря на 1кг(м3) палива:

, (2.1)

де -- коефіцієнт надлишку повітря.

Потрібний надлишок повітря залежить від виду палива способу його спалювання та конструкції топки. Чим нижчий коефіцієнт надлишку повітря, тим економніше протікає процес горіння. Залежно від конструкції котельного агрегату коефіцієнт надлишку повітря може змінюватися в міру піднімання газів по тракту до димаря. Це пояснюється нещільностями в конструкції котла, наявності розрідження або надлишкового тиску в газоході. Коефіцієнт надлишку повітря вибирають залежно від виду палива й типу пальникового пристрою. Для різних котлоагрегатів оптимальні значення коефіцієнта знаходяться в межах 1,05..1,25.

Вода для котлів проходить спеціальну підготовку. Від якості підживлюючої та мережевої води залежить надійність роботи поверхонь нагрівання котельних агрегатів та системи теплопостачання. Показниками якості води є: прозорість, тобто вміст речовин, які легко видаляються при механічному фільтруванні; сухий залишок -- вміст мінеральних та органічних домішок після випарювання; жорсткість -- вміст солей кальцію та магнію; лужність -- вміст у воді аніонів HCO-3 (бікарбонатів) CO2- (карбонатів) та ОН- (гідратів); вміст агресивних газів (О2 СО2). Основним завданням підготовки води в котельних є боротьба з корозією та накипом. Корозія поверхонь нагрівання котлів, підігрівачів та трубопроводів теплових мереж викликається киснем та вуглекислотою, які проникають в систему разом з підживлюючою водою. Вимоги щодо води яка використовується в парових водогрійних котельнях різні, так як в парових котлах вода випаровується, а водогрійних лише нагрівається.

Джерелами водопостачання котелень можуть бути поверхневі води рік, озер, штучних водосховищ, а також підземні води артезіанських скважин.

Вибір методу обробки води для теплових мереж визначається вимогами до якості підживлюючої води і залежить від системи теплопостачання - закрита або відкрита і від якості вихідної води. При підігріві мережевої води в водогрійних котлах для відкритих або закритих систем теплопостачання необхідно знизити карбонатну жорсткість підживлюючої води до 0,7 мг-екв/кг.

Для забезпечення надійності роботи котельних обов'язковим є видалення із води розчинених в ній корозійно-активних газів - кисню та вільної вуглекислоти. Ці гази викликають корозію поверхонь нагрівання і трубопроводів котельних і теплових мереж. Нормами встановлено, що вміст кисню в мережевій воді не повинен перевищувати 0,05 мг/кг. Деаерація води ґрунтується на підвищенні її температури до кипіння, при якому проходить виділення газів з води. [5]

Теплова схема

Вода із зворотної лінії теплових мереж з невеликим напором (20-40 мм.вод.ст.) надходить до мережевих насосів 2. Туди ж підводиться вода від підживлюючих насосів 5, яка компенсує втрати води в теплових мережах. До насосів 1та 2 подається і гаряча мережева вода, теплота якої частково використана в теплообмінниках для підігріву хімічно очищеної 8 та сирої води 7.

Для забезпечення температури води перед котлами, що задана по умовам попередження корозії, в трубопровід за мережевим насосом 2 подають необхідну кількість гарячої води, яка вийшла із водогрійних котлів 1. Лінію, по якій подають гарячу воду, називають рециркуляційною. Вода подається рециркуляційним насосом 3, що перекачує нагріту воду. При всіх режимах роботи теплової мережі, окрім максимального зимового, частина води із зворотної лінії після мережевих насосів 2, минаючи котли, подають по лінії перепуску в кількості в постачальну магістраль, де вода, змішуючись з гарячою водою із котлів, забезпечує задану розрахункову температуру в постачальній магістралі теплових мереж. Добавка хімічно очищеної води підігрівається в теплообмінниках 9, 8 і 11 та деаерується в деаераторі 10. Воду для підживлення теплових мереж із баків 6 забирає підживлюючий насос 5 і подає у зворотну лінію хімічно очищеної води;

Размещено на http://www.allbest.ru/



	пряма вода
	зворотна вода
	холодна вода

Рис.2.1 Принципова теплова схема котельної з водогрійними котлами: 1 - котел водогрійний; 2 - насос мережевий; 3 - насос рециркуляційний; 4- насос сирої води; 5 - насос підживлюючої води; 6 - бак підживлюючої води; 7 - підігрівач сирої води; 8 - підігрівач хімічно очищеної води; 9 - охолоджувач підживлюючої води; 10 - деаератор; 11 - охолоджувач випару

Розрахунок теплової схеми. Котельна призначена для постачання гарячою водою житлових та інших споруд для потреб опалення, вентиляції і гарячого водопостачання. Теплові навантаження котельної з врахуванням втрат в зовнішніх мережах при максимально зимовому режимі наступні: на опалення та вентиляцію 45Гкал/год; на гаряче водопостачання 15 Гкал/год. Теплові мережі працюють по температурному графіку 150-70 0С. Розрахункова мінімальна температура зовнішнього повітря -260С. Підігрів сирої води перед хімводоочисткою прийнятий до 200С - від 50С зимою і 15 0С літом. Деаерація води проходить в деаераторі при атмосферному тиску.

Відпуск теплоти на опалення і вентиляцію

Відпуск теплоти на гаряче водопостачання

,

що дає загальну теплопродуктивність котельної

.

Розрахункова витрата води з мережі для потреб опалення і вентиляції складе

. (2.2)

Розрахункова годинна витрата води для потреб гарячого водопостачання

.(2.3)

При застосуванні в абонентів змішаної схеми підігріву води для гарячого водопостачання використовується теплота зворотної мережевої води після систем опалення та вентиляції. Розрахунком перевіряється температура зворотної мережевої води після місцевих теплообмінників гарячого водопостачання, яка рівна:

.(2.4)

Сумарна розрахункова погодинна витрата мережевої води:

.(2.5)

Витрата води на підживлення при втратах 2% в теплових мережах:

Температура хімічно очищеної води після теплообмінника -- охолоджувача води підживлення 9, що встановлений після деаратора 10:

,(2.6)

де =10 т/год -- попередньо прийнята витрата хімічно очищеної води; св = 1 ккал/год;

.

Задаючись витратою гріючої води

і температурою на виході з підігрівача наступної ланки підігріву хімічно очищеної води 0С, визначають температуру води, що надходить в деаератор [5]:

.

З врахуванням підрахованих величин, температура сирої води перед хімводоочищенням:

.

Витрата гарячої води на деаераторну установку визначається із рівняння теплового балансу:

;(2.7)

.

При складанні балансу кількості води в котельній установці величину необхідно враховувати при визначенні витрати води на підживлення теплових мереж. Витрата хімічно очищеної води на підживлення буде:

Втрати води в охолоджувачі випару незначні і при складанні балансу ними можна знехтувати. При прийнятій температурі води на вході в котли 70 0С, на виході з них 150 0С витрата води через котли складе:

.(2.8)

При температурі зворотної води 0С для отримання температури на виході 70 0С потрібна така витрата води на рецеркуляцію:

.

Для режиму максимальної теплопродуктивності витрата води в перепускну лінію відсутня:

.

Для перевірки вірності виконаного розрахунку теплової схеми потрібно скласти баланс кількості води для всієї котельної установки.

Витрата води через зворотній трубопровід мережевої води:

,(2.9)

а розрахункова витрата води через котли буде:

. (2.10)

Оскільки частина гарячої води після котлів йде на підігрівачі, в деаератор і на рециркуляцію, витрата води на виході із котельної:

. (2.11)

Різниця між знайденими раніше та уточненими витратами води через котли незначна (<0,5%) тому даний розрахунок є закінченим [5].

2.3 Тепловий баланс котельного агрегату

Це рівність між кількістю теплової енергії, що надходить в агрегат, та сумою корисно використаної теплоти та теплових втрат.

Загальне рівняння теплового балансу:

;(2.12)

- кількість наявної теплоти;

- кількість корисно використаної теплоти;

- втрати теплоти з вихідними газами;

- втрати теплоти через хімічну неповноту згоряння;

- втрати через механічну неповноту згоряння;

- втрати від зовнішнього охолодження котельного агрегату;

- втрати із винесенням шлаку.

Зазвичай втрати виражають у вигляді частки від наявної теплоти:

; і т.д.

При використанні газового палива немає втрат через механічну неповноту згорання і втрат із винесенням шлаку . Правильна організація процесу горіння й грамотна експлуатація котельного агрегату, що працює на газовому паливі, обумовлюють відсутність втрат теплоти через хімічну неповноту згоряння . В котлоагрегатах, що працюють на газовому паливі відбуваються лише втрати з відхідними газами та від зовнішнього охолодження , причому переважають втрати . Втрати обумовлюються об'ємом і температурою продуктів згоряння. При зниженні цих параметрів зменшуються втрати теплоти з відхідними газами. Об'єм і температуру відхідних газів можна знизити внаслідок здійснення таких заходів: організації процесу горіння з оптимальним коефіцієнтом надлишку повітря; зниження об'єму засмоктування холодного повітря; запобігання забрудненню зовнішніх та внутрішніх поверхонь нагрівання; підтримання нормального режиму навантаження агрегату; інтенсифікація роботи конвективних поверхонь нагрівання розвитку хвостових поверхонь нагрівання в економічно виправданих розмірах.

Практично втрати теплоти з вихідними газами залежить від роботи кожного елементу котельного агрегату і загальної конструкції [1].

Коефіцієнт корисної дії агрегату брутто:

, або .(2.13)

Дійсні витрати палива:

.(2.14)

2.4 Номінальні значення параметрів

При роботі котла контролюються такі параметри [8]:

№ п/п	Найменування параметру	Значення параметру та допустимі відхилення	Регулювання	Контроль	Сигналізація	Блокування
1.	Витрата води через котел	Основний режим 440 т/год Піковий режим 500 т/год		+	+	+
2.	Температура прямої води	Основний режим 1040С Піковий режим 1500С	+	+	+	+
3.	Температура зворотної води	Піковий режим 1040С Основний режим 700С		+
4.	Витрата газу	5110 м3/год	+	+	+	+
5.	Витрата повітря	63720 м3/год	+	+
6.	Розрідження в топці	-255 Па	+	+	+	+
7.	Температура відхідних газів	110 0С		+
8.	Концентрація О2 (СО) у відхідних газах (%)	1-1,5		+
9.	Тиск води	Мінімальний 0,8 МПа Максимальний 2 МПа		+	+	+
10.	Наявність полум'я			+	+	+

Розділ 3. Система автоматизації

3.1 Статичні і динамічні характеристики котлa

Як об'єкт регулювання котел є ланкою з трьома входами і одним виходом. Входами вважаються температура зворотної води, витрата води через котел і витрата палива. Виходом є температура гарячої води, що виходить з котла.

Будемо вважати котли лінійними об'єктами, тобто будемо вважати, що переробка інформації в них описується лінійними диференціальними рівняннями з постійними коефіцієнтами.

До лінійних об'єктів застосовується принцип суперпозиції, отже, отримавши незалежні характеристики по кожному входу котла і додавши їх, отримаємо повну характеристику котла. При цьому котел можна розглядати як три самостійні ланки з одним виходом (рис.3.1).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 3.1 Структурна схема котла. - температура зворотної води; Gв - витрата води через котел; Gт - витрата палива; - температура гарячої води



Gв

Gт

Статичні характеристики котлів складаються з характеристик безпосередньо котлів і характеристик топки.

Статична характеристика топки може бути представлена як залежність виділеного з топки тепла від кількості палива, що подається в топку, тобто

(3.1)

- кількість реально виділеного тепла в топці, Дж/сек;

- нижча теплотворна здатність палива, Дж/кг;

- витрата палива, кг/сек;

- коефіцієнт, що характеризує роботу топки і показує, яка кількість теоретично можливого тепла перейде в реальне тепло, що виділиться (тобто, к.к.д. топки).

Кількість роботи поверхні нагріву котла можна охарактеризувати деяким коефіцієнтом n, який показує, яка кількість виділеного в топці тепла йде на підігрів води:

(3.2)

- перепад температури води на вході і виході з котла, ?С;

- витрата води через котел, кг/сек;

- коефіцієнт, що характеризує якість роботи поверхонь нагріву котла (тобто, к.к.д. котла);

- теплоємність води .

Виключаючи з рівнянь (3.1) і (3.2) отримаємо

(3.3)

Це рівняння є статичною характеристикою котла по всім трьом входах. Як бачимо з рівняння: зі зміною температури зворотної води на деяку величину на таку ж величину змінюється температура гарячої води (при постійній витраті палива і повітря); температура гарячої води прямо пропорційна втраті палива і обернено пропорційна витраті води (при постійній температурі зворотної води).

Динамічні характеристики котлів можна розглядати по кожному входу незалежно один від одного.

Задамо малий стрибкоподібний приріст кожного вхідного параметру і розглянемо в загальному вигляді зміни приросту вихідного параметра котла. Для цього знайдемо повний диференціал функції

(3.4)

де t - час,

тобто (3.5)

Диференціюючи рівняння (3.3), отримаємо

(3.6)

де і - базові значення витрат води і палива.

Переходячи до кінцевих приростів, отримаємо

(3.7)

Знак мінус перед третім членом в правій частині (3.7) вказує на те, що з додатнім приростом витрати води має місце від'ємний приріст температури гарячої води.

Нехтуючи конвективною циркуляцією в котлі і розглядаючи його як посудину повного витіснення, то очевидно, що температура води на виході з котла буде слідкувати за температурою води на вході в котел з врахуванням часу чистого запізнення.

Отже, динамічну залежність від можна записати рівнянням

(3.8)

де - час чистого запізнення, яке можна знайти як час перебування елемента води в котлі:

(3.9)

де - водяний об'єм котла, м3;

- витрата води через котел, м3/год.

Передаточна функція ланки (3.8), як відомо, має вигляд

(3.10)

Динамічні характеристики котла по входу “температура зворотної води” для перевірки проведеного розрахунку і рівняння (3.8) визначались експериментально.

Динамічні характеристики котла по витраті води і витраті палива розрахунковим шляхом визначити досить важко; тому вони визначаються експериментально.

Перехідні функції котлів по входу “витрата палива” описуються рівнянням

(3.11)

де

- коефіцієнт передачі котла по входу “витрата палива” при базовій витраті води через котел, рівній

; і - сталі часу.

Провівши перетворення Лапласа - Карсона рівняння (3.11), отримаємо

 (3.12)

де

передаточна функція котла по входу “витрата палива”.

Перехідну функцію котлів по входу “витрата води”, можна представити експонентою, тобто, розв'язком лінійного диференціального рівняння першого порядку.

(3.13)

де - стала часу котла по входу “витрата води”;

- коефіцієнт передачі котла по входу “витрата води”.

Коефіцієнт передачі та стала часу залежать від вхідного впливу.

Передаточна функція котла по входу “витрата води” має вигляд

(3.14)

Загальне рівняння руху температури води на виході з котла за деякий проміжок часу отримаємо, застосувавши принцип суперпозиції з рівнянь (3.8), (3.11) і (3.13).

 (3.15)

Повне рівняння статики і динаміки котла отримаємо додавши (3.3) і (3.15)

(3.16)

Передаточна функція котла для приросту температури води на виході з котла по всім трьом входах отримується з (3.10), (3.14) і (3.16)

(3.17)

3.2 Опис схеми теплового контролю, автоматизації роботи та захисту котла

Параметри, що підлягають обліку при роботі котла розділені на такі групи:

параметри, спостереження за якими необхідно для правильного ведення встановлених режимів( показуючи прилади);

параметри, зміна яких може привести до аварійного стану (сигналізація);

параметри, облік яких необхідний для господарських розрахунків та аналізу роботи обладнання (реєструючи прилади).

Для правильного ведення технологічного процесу передбачені прилади, що фіксують:

температуру: вихідних газів; води, що надходить в котел; води, що входить в теплову мережу;

тиск: газу; повітря від вентилятора; води перед котлом; мережевої води за котлом; повітря перед пальниками;

наявність тяги;

розрідження перед димососом і в топці;

витрата води через котел;

рівень СО в димових газах.

Для безпечної роботи котла передбачені сигналізуючи прилади, які спрацьовують при:

збільшенні або зменшенні тиску газу;

відхилення тиску мережевої води за котлом;

зменшення витрати води через котел;

підвищення температури мережевої води;

погасання факела;

порушення тяги;

зниження тиску повітря;

аварійна зупинка димососу.

При аварійному відхиленні одного з цих параметрів припиняється подача газу до котла. Як відсікаючий клапан застосований запобіжний клапан ПКН з електромагнітом, що забезпечує припинення подачі газу при зникненні електроживлення.

Автоматизація роботи котла передбачає застосування регуляторів витрати газу, співвідношення між витратою газу та повітря, розрідження в топці.

Регулятор витрати газу є регулятором навантаження котла. Він змінює подачу газу до котла в залежності від температури води в мережі (задається оператором по графіку навантаження). Температура води на виході котла підтримується таким чином, щоб температура на вході в котел була на рівні 50°С. Як давачі температур використані термометри опору (ТСП). Схема регулятора температури в прямій лінії мережевої води з корекцією по температурі зовнішнього повітря себе не виправдала, через те що датчик температури зовнішнього повітря не здатний врахувати вплив напрямку вітру, його силу, інтенсивність сонячної радіації, температуру приміщення різних будівель, що під'єднані до тепломережі, та ряду інших факторів, які впливають на теплоємність опалювальних приміщень. Тому необхідна температура води, яку повинен підтримувати регулятор, визначається оператором по опалювальному графіку і задається в ручну (як правило, це середня температура за минулі 0,5 доби.

Регулятор розрідження підтримує стале розрідження в топці котла. Стабілізація розрідження здійснюється шляхом зміни частоти обертання двигуна димососу. Зміна частоти обертання двигуна проводиться перетворювачем частоти ALTIVAR 21, компанії Schieder Eleсtric. Створення стійкого розрідження повинно здійснюватися автоматично і підтримуватися в межах від -20 до -30 Па (від -2 до -3 кгс/м2). В зв'язку з тим, що топка котла є об'єктом із значним самовирівнюванням, регулювання може здійснюватися і астатичним регулятором (П-регулятор).

Теплові навантаження водогрійних котелень в основному складаються з змінних навантажень опалення та вентиляції і майже незмінного навантаження гарячого водопостачання. Сумарне споживання теплоти від котельної може змінюватися в межах від 15 до 20% номінального(розрахункового). Для забезпечення найбільш оптимальних умов роботи конвективних поверхонь нагрівання при корозії з газової сторони кількість працюючих котлів на протязі всього опалювального сезону залишається постійною незалежно від загального теплового навантаження, що призводить до широкого діапазону зміни навантаження окремих водогрійних котлів і, відповідно, тягодуттєвих машин.

В таких умовах застосовуваний спосіб регулювання лише направляючими апаратами димотягу і вентилятора є недостатньо економічним, так як при глибокому регулюванні тягодуттєвих машин різко падає ККД. Такий спосіб регулювання призводить до великих перевитрат електроенергії на привод.

Важливе економічне значення має правильний підбір частот обертання роторів тягодуттєвих машин.

Шляхом розрахунків визначені витрати електроенергії на привод тягодуттєвих машин в умовах роботи водогрійних котлів згідно навантаження. Річна розрахункова економія на привод тягодуттєвих машин від застосування регульованого приводу в залежності від відношення частот обертання показано на приведеному графіку (рис.3.2)

Рис.3.2 Графік річної економії енергії на привід тягодуттєвих машин Крива 1 - економія при використанні високо сірковмісних палив (мазут) 2 - економія при використанні низько сірковмісних палив(газ)

Регулятор співвідношення підтримує сталим відношення між витратою газу та витратою повітря. Це співвідношення підтримується шляхом зміни частоти обертання двигуна дуттєвого вентилятора. Крім того, регулятор співвідношення отримує сигнал корекції від аналізатора димових газів про повноту згоряння газів в топці.

3.3 Розрахунок системи автоматичного регулювання

Процес прогрівання вод у котлоагрегатах можна представити у вигляді трьох послідовних процесів: згорання палива, нагрівання металевої арматури і нагрівання води. Їх можна зобразити наступним чином (рис. 3.3.).

Рис. 3.3

У першому процесі уся теплота згорання палива іде на створення температури факелу (Тф) та на втрати (димові гази, що виходять у димохід мають певну енергію, яка і характеризує втрати). Рівняння критичного балансу запишеться на тупни чином

де - маса газу, який спалили за певний проміжок часу

- теплота згорання палива

На другому етапі відбувається передача енергії шляхом випромінювання від факелу до поверхні нагріву, як самої металевої арматури () так і поверхні топкового агрегату (). На останньому етапі відбувається передача енергії від металу до води шляхом теплопередачі.

Для спрощення виведення математичної моделі котлоагрегату по каналу керування витрата паливного газу - температура води необхідно допустити ряд спрощень: вся теплота згорання палива яка іде на нагрівання води не змінює свій агрегатний стан.

Рівняння динаміки буде мати наступний вигляд

(3.18)

де - теплоємність води 4200

- маса води

- масова витрата газу

- питома теплота згорання палива

- масова втрата води

- температура води

- поточна температура води.

Рівняння статики

(3.19)

так як канал керування

- збурення

(3.20)

(3.21)

Використавши перетворення Лапласа одержимо функцію об'єкта

(3.22)

де

(3.23)

(3.24)

(3.25)

Інформаційна схема об'єкта (Рис. 3.4.):

Рис. 3.4 Інформаційна схема об'єкта.

Збуренням є:

витрата води ;

початкова температура води ;

температура пістря, яке нагнітається ;

теплоємність води змінюється в залежності від температури .

Об'єкт має також транспортне запізнення, яке складається з

(3.26)

Для даного типу котла складає приблизно 5 сек.

Масова витрата води

(3.27)

(3.28)

Питома теплота згорання природного газу складає

теплоємність води

Тоді коефіцієнт передачі об'єкта

.(3.29)

Для моделювання процесу нагрівання води у водогрійному котлі за каналом регулювання в системі MatLab необхідно скласти наступну структурну схему (Рис. 3.5.)

Рис. 3.5 Структурна схема каналу регулювання

Для визначення оптимальних настроювань регулятора необхідно використати блок оптимізації NCD Outport (Рис. 3.6.). В даному блоці необхідно зазначити по яким саме параметрам здійснюється оптимізація (коефіцієнти передачі пропорційної, інтегральної і диференціюючої складової регулятора). Визначальними критеріями оптимальності перехідного процесу є перерегулювання та час регулювання. Тому в діалоговому вікні блоку NCD Outport є можливість задати саме ці параметри.



Рис.3.6 Діалогове вікно блоку NCD Outport.

Перед початком оптимізації необхідно задати початкові настроювання ПІД-регулятора (Kp=0,1, Ki=0,1, Kd=0,1). Перехідний процес, який відповідає цим настроюванням регулятора зображений на рисунку білою лінією. Далі в меню блоку (рис. 3.7.) Optimization->Parameters необхідно заповнити діалогове вікно наступним чином:

Рис.3.7 Діалогове вікно блоку Optimization->Parameters.

Для коректної оптимізації необхідно зазначити нижню межу коефіцієнтів передачі (Lower bounds). Змінити час регулювання і перерегулювання можна шляхом переміщення червоних ліній у діалоговому вікні блоку.

Після проведення оптимізації отримали наступні коефіцієнти регулятора

Кр=2,83

Кі=0,03

Кд=4,53.

Перехідна характеристика за каналом регулювання (рис. 3.8.) при стрибкоподібній зміні завдання температури на 1?С буде мати наступний вигляд:

Рис. 3.8 Діалогове вікно Scope.

Показники якості перехідного процесу:

Перерегулювання



час регулювання

усталена помилка

3.4 Технічні засоби автоматизації і контролю

В умовах бурхливого розвитку мікропроцесорної техніки і засобів автоматики стара система контрольно-вимірювальних приладів починає втрачати свою актуальність.

Це обумовлено тим, що сучасні, з низьким рівнем енергоспоживання, невеликі за габаритними розмірами і вагою, прилади забезпечують високий клас точності вимірювання різного роду параметрів, якість її обробки, а також надійність і довговічність в роботі.

Старі прилади КВПіА, в умовах експлуатації поступово погіршують свої технічні характеристики, що впливає на якість вимірювання і обробки технологічних параметрів та збільшує затрати на їх обслуговування (ремонт, повірку та ін.)

Все це, на відміну сучасних засобів автоматики, значно знижує економічні показники, значення яких залежить від якості обробки інформації тих чи інших параметрів на виробництві.

SA-60 Промислове джерело живлення змінного струму, вихід +24В/2А

Основні характеристики промислового джерела живлення:

Тип перетворення AC-DC імпульсне

Вихідна потужність: 50Вт

Вихідні напруги: +24В



Тип джерела живлення	Змінного струму
Конструкція	Сталевий корпус
Вхід
Змінна напруга	Діапазон	85..264В
	Частота	47..62Гц
	Струм	0.6А (230В)
Вихід
Вихідна потужність	50 Вт
Вихідна напруга	24 В
Максимальне навантаження	2А
Номінальне навантаження	1.7А
Пульсації і шуми	240мВ
Стабільність від входу	-1..+1%
Стабільність від виходу	-1..+1%
Захист від перенапруги	26..31В
Паралельне вмикання виходів	Немає
Час вимикання	20мс
ККД	70%
Охолодження	Конвекція
Час наробітку до відмови	362220годин
Умови експлуатації	Температура	-20..+70°C
	Висота	0..10000фут
	Вібрація	2G 10...55Гц
	Удар	10G
Умови зберігання	Температура	-40..+85°C
Розміри, вага	Ширина	100мм
	Висота	40мм
	Глибина	161мм
	Вага	0.682кг
Сертифікати	Безпеки	UL 1950; CSA 22.2 No.234; TUV EN 60950
	EMI	FCC docket 20780 curve B; EN55022 class B
	EMS	EN 50082-2; IEC 801-2 8k; IEC 801-3 3V/M; IEC 801-4 2k; IEC 801-5 2k

Прилад цифровий для вимірювання і регулювання

ТРЦ 02 Універсал

Призначення

Прилад (Рис. 3.10.) призначений для перетворення і обробки вхідних сигналів від термоперетворювачів опору (ТС), перетворювачів термоелектричних (ТП), від інших давчів і приладів, які видають уніфікований сигнали: 0-10В, 4-20мА, 0-20мА, 0-5мА. Після обробки прилад видає сигнал позиційного або аналогового П, ПД, ПІ та ПІД регулювання. Прилад має можливість підключення до ЕОМ через інтерфейс RS-485 по протоколу ModBus, працює в мережі реєстрації параметрів технологічних процесів. Прилад використовується для регулювання параметрів технологічних процесів в різних галузях промисловості.

Умови експлуатації:

температура навколишнього середовища від 5 до 40 ?С;

відносна вологість повітря 80% при температурі 25 ?С;

Умови зберігання і транспортування:

температура повітря навколишнього середовища від мінус 50 до 50 ?С;

відносна вологість повітря 98% при температурі 35 ?С;

синусоїдальна вібрація в діапазоні частот від 10 до 55 Гц, амплітудою до 0,35 мм;

транспортна тряска з прискоренням 30 м/с частоті від 80 до 120 ударів на хвилину.

Ступінь захисту приладу ІР40 за ГОСТ 14254.

Технічні характеристики

Прилад забезпечує можливість його сумісної роботи:

з двома ТС типів ТСП або ТСМ за ДСТУ 2858;

з двома ПТ типу ТХК, ТХА, ТПП за ДСТУ;

двома уніфікованими сигналами 0-10В, 4-20мА, 0-20мА, 0-5мА;

або одночасну роботу входів налаштованих на два різні типи сигналу.

ТС підключається до приладу по двохдротовій схемі. Усунення похибки вимірювання, що виникає в наслідок опору ліній, здійснюється в ручну с клавіатури приладу. Опір з'єднувальних провідників не повинен перевищувати 5 Ом.

Умовні позначення номінальних статичних характеристик (НСХ) ТС і ПТ, діапазони перетворень для конкретних градуювань приладу відповідають таблиці1 і таблиці2.

Таблиця 1

Тип ТС	Умовний номер градуювання приладу	Умовне позначення НСХ (номінальний опір ТС, Ом)	Діапазон перетворення температури, ?С (опір, Ом)
			Початкове значення	Кінцеве значення
ТСП	1	50П (50)	-40 (42,00)	640 (164,95)
ТСМ	2	50М (50)	-45 (40,33)	195 (91,70)
ТСП	3	100П (100)	-40 (84,01)	640 (329,89)
ТСМ	4	100М (100)	-45 (80,65)	195 (183,44)
ТСП	5	гр.21 (46)	-40 (38,65)	640 (151,81)
ТСМ	6	гр.23 (53)	-45 (42,84)	175 (92,51)

Таблиця 2

Тип ТП	Умовний номер градуювання приладу	Умовне позначення НСХ	Діапазон перетворення температури, ?С (напруга, мВ)
			Початкове значення	Кінцеве значення
ТХК	7	ХК 68	10 (0,646)	790 (65,560)
ТХА	8	ХА 68	10 (0,397)	1290 (52,049)
ТПП	9	ПП 68	20 (0,113)	1580 (16,453)

Межа допустимої похибки приладу при перетворенні вхідних сигналів і індикації температури, приведеної до різниці між верхньою і нижньою межами вимірювання температури, складатиме 1%.

Межа допустимої точності приладу при перетворенні вхідних сигналів позиційного, П, ПІ, ПД або ПІД - регулювання, що приведена до різниці між верхньою і нижньою межею перетворення температури, складає 1%.

Час встановлення робочого режиму приладу не більше 5 хвилин.

Прилад забезпечую можливість перетворення вхідних сигналів і видачі сигналів позиційного, П, ПІ, ПД або ПИД - регулювання неперервному або періодичному режимі. Час одного перетворення сигналу ТС або ПТ в цифровий код не перевищує 0,1 с.

Діапазон установки інтервалу часу регулювання (заданий інтервал часу) від 1 хв до 9999 хв з дискретністю встановлення 1хв. Відносне відхилення заданого інтервалу часу від встановленого значення не більше 1%.

Прилад забезпечує можливість почергової індикації на цифровому відліковому пристрої (ЦВП) поточної температури і заданого інтервалу часу.

Номінальний час індикації зазначених величин:

1с при індикації температури;

1с при індикації заданого інтервалу часу.

ЦВП приладу - п'ятирозрядний з висотою знаку не менше 10 мм.

Ціна одиниці найменшого розряду ЦВП при індикації:

температури - 1 ?С;

заданого інтервалу часу - 1 хв;

Конструкція приладу передбачає наявність світлодіодної індикації про виданий сигнал позиційного, П, ПІ, ПД або ПІД - регулювання.

Параметри ПІД регулювання:

діапазони встановлення;

коефіцієнт пропорціональності (КП) - від 0 до 255;

коефіцієнт інтеграції (КІ) - від 0 до 999;

коефіцієнт диференціації (КД) - від 0 до 255;

період імпульсів 1 - 512 с;

мінімальна тривалість імпульсу 10 мс.

Живлення приладу здійснюється від мережі змінного струму напругою від 187 до 242 В і частотою 50 Гц.

Прилад споживає потужність не більше 5 Вт.

Прилад забезпечує по виходу регулювання комутацію кіл змінного суму силою до 1 А напругою до 250 В (при індуктивному навантаженні c , більше 0,7).

Габаритні розміри приладу - 96х96х70мм.

Маса приладу не більше 0,6 кг.

Влаштування і принцип роботи

Елементи електричної схеми приладу розташовані на друкованих платах і закриті в корпус із ізоляційного матеріалу. Прилад вставляється в виріз щита і кріпиться з допомогою скоби і гвинтів. На передній панелі приладу розташовані ЦВП, кнопки вибору режиму, світлодіодні індикатори виходів. На тильній стороні корпуса приладу розташований клемник для підключення первинних перетворювачів, електроживлення, об'єктів регулювання.

Принцип роботи приладу оснований на вимірюванні електричного опору ТС (ТСМ, ТСП) або напруги ПТ (ТХК, ТХА, ТПП), 0-10В, струму 4-20мА, 0-20мА, 0-5мА і перетворення отриманого значення з допомогою АЦП в цифрову форму. Цифровий сигнал обробляється мікроконтролером, значення відображається на ЦВП, порівнюється з задавачами і керує вихідними оптосемисторами. Режим неперервного регулювання або регулювання в заданому інтервалі часу встановлюється вмонтованим таймером.

Конвертер RS-232/485 S7520G

Конвертер RS-232/485 типу S7520G призначений для узгодження комп'ютера по інтерфейсу RS-232 з інтерфейсом промислової мережі RS-485

Технічні характеристики:

Вхід	інтерфейс	RS-232
	сигнал	RX, TX, RTS, CTS (КМОП-рівень)
	роз'єм	DB9F
Вихід	інтерфейс	RS-485
	сигнал	DATA+, DATA-
	роз'єм	клемна колодка
Швидкість передачі	1200...115200 бод
Керування напрямом передачі	апаратне
Гальванічна ізоляція	1000 В
Напруга живлення	+15...+36 В
Споживана потужність, не більше	1 Вт
Умови експлуатації	температура	-5...+50°С
	вологість	10...90 %
Розміри	довжина	69
	ширина	89
	висота	65

Програмоване реле Zelio 2

Логічне програмоване реле Zelio 2 призначене для автоматичних пристроїв. Використовується як в промисловій так і не в промисловій сферах.

Простота їх програмування, досягається за рахунок використання універсальних мов LADDER і FBD (схема функціональних блоків), що відповідає вимогам фахівців по автоматиці та електриків.

Компактні логічні модулі задовольняють потреби систем автоматизації, що мають до 26 входів/виходів.

Модульна система програмованих реле дозволяє при необхідності реалізувати розширення входів/виходів, а також розширення комунікаційних можливостей по мережі ModBus, на 10 - 40 входів/виходів, що забезпечує високу ефективність і гнучкість.

Програмування

Програмування можна виконувати:

автономно з допомогою клавіатури логічного модуля (мова контактів);

з допомогою персонального використовуючи програмне забезпечення “Zelio Soft”.

На персональному комп'ютері програмування можна здійснювати або на мові контактів або на мові функціональних блоків (FBD).

В даному дипломному проекті використовується модуль програмованого реле SR3 B262BD з наступними характеристиками:

напруга живлення постійного струму 24В;

дискретних входів 16, з них 10 дискретних, 6 комбінованих дискретний/аналоговий;

дискретних виходів 10, струм навантаження 0,5 А;

передбачена можливість підключення додаткових модулів розширення входів/виходів, комунікаційних модулів для роботи в мережі ModBus, аналогового або GSM модему;

програмоване реле має дисплей, і програмовані клавіатуру.

Модуль аналогових входів/виходів SR3 XT61ВD

Модуль аналогових SR3XT61ВD (рис. 3.13.) входів/виходів призначений для доповнення програмованого реле аналоговими виходами і додатковими аналоговими входами.

Основні характеристики модуля входів/виходів SR3 XT61ВD:

напруга живлення - 24 В;

кількість аналогових входів - 4;

вхідний сигнал аналогового входу - 0-10 В;

кількість аналогових виходів - 4;

вихідний сигнал на аналоговому виході - 0-10В.

Термодавачі опору Т1005 з гільзою без перетворювача (з перетворювачем)

Датчики температури на опорах Т1005 з гільзою призначені для дистанційного вимірювання температури проточних рідких і газоподібних мас у трубопроводах, резервуарах і т.п.

Переваги й особливості:

опір, що міряє, Pt100;

діапазон вимірювання від -200 до +150 оС;

клас точності А, У згідно IEC 751;

головка В згідно DIN;

ступінь захисту IP 54;

програмований перетворювач у головці датчика з вихідним сигналом від 4 до 20 мА;

індикація ушкодження встановлення датчика;

вихідна характеристика лінійно корельована або з температурним опором;

легке регулювання діапазону в процесі експлуатації (без демонтажу датчика);

датчики можуть поставлятися без або з перетворювачем від 4 до 20 мА в головці датчика.

Опис

Елементом датчика є одне чи два вимірюючих опори, розташованих у ніжці вставки, що вимірюють внутрішньою проводкою, приєднані до колодки клем у головці типу В (згідно DIN). Для одержання сигналу зміни опору в залежності від зміни температури. У датчиків з перетворювачем сигнал опору перетвориться на уніфікований лінеаризований струмовий сигнал від 4 до 20 мА. Давачі монтуються за допомогою кріпильного нарізного сполучення або прямою косою в приварний патрубок на трубопровід і т.п.

Технічні характеристики

вимірювальний опір - 1xPt100; клас точності А, У згідно IEC 751; внутрішня проводка 2xPt100; клас точності В згідно IEC 751; двухпровідникова внутрішня проводка;

діапазони вимірювання датчика - від -200 до +150 оС;

від -100 до +150 оС (із перетворювачем РТ-011, діапазон 0);

від -30 до 150 оС (із перетворювачем РТ-011, діапазон 1);

вимірювальний струм - до 5 мА;

тимчасова реакція (у воді v = 0,4м/с) - T0.5 = 25з, Т0.9 = 75з ;

використані матеріали - головка - алюмінієвий сплав; гільза - нержавіюча сталь (ГОСТ 12Ch18N10T) і жаростійка сталь (ДОСТ 12СhМ або 15СhM); внутрішня проводка - срібло;

максимальна температура головки - 150 оС (без перетворювача);

ступінь захисту - IP 54;

ЕМС (електромагнітна сумісність) - емісія згідно ЕН 50081-2,

опорність згідно ЕН50082-2;

базовий діапазон перетворювача - від -100 до +150 оС (діапазон 0); від -30 до +150 оС (діапазон 1);

вихідний сигнал - від 4 до 20 мА;

встановлення меж - мін. 20 оС; макс. 250 оС (180 оС), крок 0.1 оС;

встановлення початку - у базовому діапазоні, крок 0.1 оС;

тимчасова реакція перетворювача - регульована від 1с до 60с, крок 0.1с;

напруга джерела живлення - від 9 до 36 Впост;

вплив зміни напруги джерела живлення - (0.1% ВПБД) у цілому діапазоні напруги живлення;

обмеження вихідного струму - близько 24 мА;

індикація ушкодження датчика - регульована, >20 мА або <4мА;

погрішність аналогового виходу - < (0.1% ВПБД + 0.05% УД) [оС], де ВМБД - верхня межа базового діапазону; УД - установлений діапазон;

температура головки - від -30 до +80 оС (датчик із перетворювачем РТ-011);

швидкість протікання середовища - вода до 3м/с; пар до 25м/с; для L=510 - не декларована.

Припустиме експлуатаційне навантаження обчислюється з діаграми:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Давач тиску XMLFM01D2025

Давачі тиску типу XMLFM01D2025 (Рис. 3.17.) призначені для вимірювання тисків газів і рідин в межах від -0,08 до 600 bar. Давчі мають малі габарити, високу надійність, не велику вартість. Завдяки цьому вони ідеально підходять для більшості задач вимірювання тиску. Також прилад має світлодіодний індикатор, який розташований безпосередньо в корпусі давача, і може використовуватись, як місцевий показуючий прилад.

Технічні характеристики:

Вимірюване середовище	Мастило, повітря, прісна вода, морська вода, їдкі рідини в діапазоні температур -15...+80?С
Температур навколишнього середовища	-25...+80?С
Ступень захисту (в відповідності з МЕК60529)	ІР67
Напруга живлення	24В постійного струму (17-33В пост. струму)
Розмір ВхШхГ (мм)	113х46х58
Встановлення давача	Штекер 1/4" BSP
Електричне підключення	Роз'єм М12
Діапазон настройки	Нижній поріг , верхній поріг
Аналоговий вихід	4-20 мА
Дискретний вихід (напівпровідниковий)	200 мА

Для даного дипломного проекту обрані наступні давчі:

XMLFM01D2025 - давач з діапазоном - -0,08...-1bar для вимірювання розрідження;

XMLF002D2025 - давач з діапазоном - 0,08...1bar для вимірювання тиску повітря;

XMLF010D2025 - давач з діапазоном - 0,8...10bar для вимірювання тиску газу і мереженої води.

Частотний перетворювач Altivar 21

Серія перетворювачів Altivar21 є найбільш універсальної як з погляду функціональних можливостей, так і застосування. Знімний пульт із двадцятиклавішной панеллю керування і графічним терміналом на рідких кристалах розташовується на передній панелі і при необхідності може з'єднуватися з перетворювачем спеціальними кабелями довжиною до трьох метрів. Зручний інтерфейс користувача забезпечує роботу в діалоговому режимі. За допомогою системи випадаючого меню і меню підказки термінал дозволяє в будь-якому режимі використовувати всі його функціональні можливості: