Система автоматического управления аэродинамического режима распылительной сушилки

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ

ФГОУ СПО Дальневосточный государственный

Межрегиональный индустриально-экономический колледж

Специальность:220301 «Автоматизация технологических процессов и производств»

Система автоматического управления аэродинамического режима распылительной сушилки

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

КП.АУ.01.04.017.ПЗ

Руководители проекта:

Выполнил студент гр. АП-31:

Малунова Л.В.

Соболевский В.А.

2011 г.

ВВЕДЕНИЕ

В современном промышленном производстве все большее значение придаёт автоматизация. Усложняется оборудование и технологические процессы, повышаются требования к качеству и надёжности выпускаемой продукции. Управление технологическими комплексами вообще невозможно без средств автоматизации. Она способствует росту производительности труда.

Основным направлением развития современного строительного производства является индустриализация строительства, суть которого сводиться к поточному комплексно-механизированному производству строительно-монтажных работ с максимальным использованием изделий и конструкции заводского изготовления.

Темпы развития строительства и повышения его качества находятся в прямой связи с уровнем научно технических достижений в области автоматизации строительного производства. Автоматизация производства - одно из важнейших направлений научно технического процесса, способных коренным образом преобразовать рабочие места, сделать труд рабочих более производительным.

Автоматика и автоматизация производственных процессов в строительстве в настоящее время базируется на элементной базе, содержащей электрические, электромеханические, магнитные, гидравлические и другие. В последние десятилетия особенно интенсивное развитие получили электронные устройства автоматики. В теорию и практику автоматического управления всё шире внедряются электронно-вычислительные машины, как цифровые, так и аналоговые, что подняло на новую, более высокую стадию. На базе мини - и микро ЭВМ, микропроцессорной технике, роботов и манипуляторов стало возможным внедрение самонастраивающихся и самообучающихся автоматических систем, реализующих сложные законы управления.

Применительно к задачам автоматизации производственных процессов автоматизированное управление осуществляется с помощью автоматизированных систем управления технологическими процессами, в которых состояние технологического процесса и технологического объекта анализируется с использованием ЭВМ.

Высшая форма автоматизации в настоящее время реализуется с помощью гибких производственных систем, создающих реальные предпосылки для перехода к безлюдной технологии, для существенного повышения эффективности современного промышленного производства. Гибкая производственная система призвана обеспечить комплексную автоматизацию всего производственного процесса, повысить производительность труда и качество продукции.

1. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Распылительные сушилки находят свое применение в строительный и промышленных отраслях. Применяется для сушки пастообразных и жидких материалов. В ней высушиваемый материал распыляется в горячем газе (воздухе). Распыливание производится форсунками механическими или пневматическими. Центробежными дисками.

Форсунка состоит из корпуса , головки форсунки и диска . Насадка сменная, позволяющая изменять диаметр выходного отверстия от 0,8 до 1,5 мм. Сырье проходит через восемь отверстий диска и три тангенциальных канала диска , закручивается в центральной камере диска и через отверстие в диске выдавливается наружу. Механические форсунки отличаются высокой производительностью, бесшумностью работы, дают тонкий и равномерный распыл. Производительность форсунок при сушке до 600 кг/ч, хотя форсунка может распиливать до 4,5 т/ч продукта. Расход энергии на распыление от 2 до 10 кВт на тонну раствора. К недостаткам форсунок следует отнести невозможность регулирования производительности форсунки и быструю засоряемость выходных отверстий (0,5 мм). Эти форсунки не пригодны для обработки суспензий, паст, растворов, дающих осадки.При центробежном методе распыливания можно регулировать производительность сушилки и нетрудно ее автоматизировать. Недостатком же его является повышенная стоимость по сравнению с распыливанием при помощи сопел.Распыление за счет центробежной силы осуществляется путем подачи раствора на быстро вращающийся диск. Под действием центробежной силы раствор движется на периферию диска и при помощи лопаток или сопел выталкивается в камеру. Скорость вращения диска составляет от 4000 до 20000 об/мин. Окружная скорость диска выбирается до 200 м/с. Распыливающие диски приводятся во вращение либо от электродвигателя, либо от паровой турбинки.Работа распылительной сушилки, работающей при параллельном токе газа и частиц. Нагретый воздух поступает в верхнюю часть камеры . Здесь он встречается с каплями или кусочками материала, распыляемого вращающимся диском или другим устройством. Благодаря развитой поверхности соприкосновения материала с газом, сушка протекает очень быстро - на лету, и на дно сушилки падает уже полностью высушенный материал. Отсюда он скребками 5 подается в разгрузочный шнек или другое герметизированное разгрузочное устройство. Воздух, насыщенный паром, отсасывается вентилятором из нижней части сушилки через рукавные фильтры или другой пылеулавливающий аппарат. Параллельный ток создает возможность применять для сушки высокую температуру газа, увеличивая скорость сушки, без перегрева высушиваемого материала. Несмотря, однако, на большую скорость процесса (количество испарившейся воды в единицу времени с единицы поверхности материала), интенсивность работы распылительных сушилок (количество испарившейся воды в единицу времени в единице объема аппарата) невелика, поскольку на единицу объема аппарата одновременно приходится сравнительно небольшая масса материала. При работе распылительных сушилок наблюдается большой унос высушенного материала газами, т.к. материал в процессе сушки находится в мелко распыленном состоянии. Поэтому значительная часть продукта улавливается из газа в циклонах, рукавных фильтрах, электрофильтрах. Распылительные сушилки предпочтительное применение имеют в следующих случаях.

Материал не переносит длительного нагрева. Процесс сушки протекает

1. очень быстро (от десятых долей до нескольких секунд) и поэтому даже чувствительные к нагреву материалы, например, пищевые продукты: молоко, яичный порошок и др., не успевают разложится при высушивании. . Недопустимо окисление материала, например при сушке металлических порошков. Из-за кратковременного нагрева материал в процессе сушки не успевает окисляться.

2. Недопустимо окисление материала, например при сушке металлических порошков. Из-за кратковременного нагрева материал в процессе сушки не успевает окисляться.

3. Сушится пастообразный, залипающий материал. Сушка его на лету предотвращает залипание стенок. Распыление жидких материалов центробежным диском обуславливает разброс капель на стенки камеры. Однако, после некоторого предела повышения скорости вращения диска (4000-20000 об/мин) такое налипание прекращается. Это происходит, по-видимому, из-за очень мелкого распыления жидкости, при котором капли или не долетают до стенок, или высыхают настолько быстро, что даже долетевшие частицы не налипают. . Недопустимо окисление материала, например при сушке металлических порошков. Из-за кратковременного нагрева материал в процессе сушки не успевает окисляться.

2. ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ ПОДЛЕЖАЩИХ КОНТРОЛЮ И РЕГУЛИРОВАНИЮ

Влажность раствора может изменятся от 10% и даже менее до 99%, в зависимости от технологического процесса. Для поддержания технологического процесса в данной распылительной сушилке влажность шликера должна составлять 10%.

В нижней части сушилки температура 180°С, это обусловлено тем что пресс-порошок должен выходить определенной влажности и температуры.

Температура теплоносителя должна быть такой, чтоб при сушке величина температуры снижалась и в нижней части сушилки была определенного значения. Влажность является также одним из важнейших параметров пресс-порошка и свежесформованных изделий, особенно керамических плиток для полов и изделий строительного фарфора.

Влажность пресс-порошка существенно влияет на процесс прессования и качество обожжённых изделий.

Теплоноситель поступает в камеру равномерно, для этого необходимо подавать его под определенным давлением было стабильным в течении всего производства.

Для поддержания технологического процесса давление должно быть 0,3 МПа.

Для соблюдения технологического процесса температура в средней части сушилки должна быть не более 700°С и не менее 600°С. Для данного типа сушилки температура составляет 600°С.

Для поддержания в верхней части сушилки должно быть разряжение которое обеспечит необходимое движение капель шликера в камере, для данного типа сушилки разряжение должно составлять 40Па. Колебания температуры в секциях сушилки приводят к значительным изменения влажности плиток. Для контроля температуры используют термопары. Соответственно в верхней части сушилки, в середине её, в конусной части и на магистрали к циклону. Повышение температуры в конусе сушилки выше заданной.

Перечень технологических параметров подлежащих контролю и регулированию.

Наименование иизмеряемой ввеличины	Наименование значенияпараметров	Тип преобразователя	Место отбора.	Среда воздей ствия.
Контроль влажности пресс-порошка	10%	Психрометр ПЭ	Коллектор подачи шликера	Раствор шликера
Контроль температуры в башне	900°С	ТХА20286 ГрХА	Верхняя часть сушилки	Природный газ
Контроль расхода газа	2000м3/ч	дифманометрДи-3583 0-10 мГн	Кольцевой коллектор	Газовая среда
Контроль разряжения в башне	40Па	Тензопреобразователь «Сапфир» 22М-ДиВ 4-20 мА	Нижняя часть сушилки	Газовая среда
Контроль расхода шликера	80 Т/ч	Индукционный расходометр без контактный	расходный бассейн	Газовая среда
Регулирование разряжение в верхней части распылительной сушилки	40Па	Тензопреобразователь «Сапфир» 22М-ДиВ 4-20 мА	Верхняя часть сушилки	Газовая среда

3. ВЫБОР ПЕРВИЧНЫХ УСТРОЙСТВ И ВТОРИЧНЫХ ПРИБОРОВ

Для работы распылительной сушилки необходимо точно произвести контроль и регулирование технологических параметров. Для этого нужно правильно и точно подобрать первичные и вторичные приборы.

3.1 КОНТРОЛЬ ВЛАЖНОСТИ ПРЕСС-ПОРОШКА

Приборы для измерения влажности , в основе которого лежит психрометрический метод измерения влажности, называют психрометрам. Влажность шликера измеряется автоматическим психрометром типа ПЭ.

Технические характеристики приведены в таблице 2

Таблица 2-Влагомер

Параметры прибора	Величина
Предел измерения, %	0…100
Погрешность	1,0
Температура рабочей части, 0С	10…40
Градуировка	Гр50п
Напряжение	220В, 50Гц
Устойчивость к механическим воздействиям	Виброустройство

Влажность измеряется разностью понижений «сухого» и «влажного» термометров. В комплект психрометра входит измерительные преобразователи ТСП, КСМ с двойным мостом. В измерительном преобразователе расположены два платиновых термопреобразователя сопротивления. Влажный термопреобразователь помещается в трубопровод со шликером, влажность которого измеряется. От термопреобразователя сигнал поступает на мостовую схему. К выходу усилителя подключена управляющая обмотка реверсивного двигателя. С валом двигателя механически соединен движок реохорда и стрелка вторичного прибора. Синхронный двигатель приводит в движение диаграмму где фиксирует влажность пресс-порошка

3.2 КОНТРОЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ В РАСПЫЛИТЕЛЬНОЙ СУШИЛКИ

В качестве первичного преобразователя для измерения температуры по высоте башни 900°С используется термопары. Принцип действия которой основан на возникновении электродвижущей силы в цепи, составленной из двух разнородных проводников, при неравенстве температур в местах соединения концов проводников.Технические характеристики приведены в таблице 3

Возникновение ЭДС связано с наличием в металлах свободных электронов. Так как плотность свободных электронов в различных металлических электродах неодинакова, электроны диффундируют из электрода с большой плотностью свободных электронов в электрод с меньшей плотностью

Таблица 3-Техническая характеристика термопары ТХА 20286

Параметры прибора	Величина
Диапазон измерений,0С	0…+1000
Градуировка, гр	ХА
Класс точности	2
Показатель тепловой инерции, с	3,5мин
Устойчивость к механическим воздействиям	Вибропрочная
Длинна монтажной части, мм	80 ... 2000 мм
Материал защитной арматуры	12Х18Н10Т

В качестве вторичного прибора используют многоточечный потенциометр КСП-2. Технические характеристики приведены в таблице 4.

В основу работы положен компенсационный метод измерения напряжения создаваемого термопарой, которая преобразует температуру в ЭДС. Для сравнения неизвестного напряжения термопары с напряжением на калиброванном реохорде, последовательно с термопарой включен чувствительный нуль-индикатор.

Таблица 4-Техническая характеристика многоточечного потенциометра КСП-2.

Параметры прибора	Величина
Диапазон измерений,0С	0…+1000
Класс точности	0,5
Питание	220В, 50Гц
Влажность, %	60
Градуировка	ХК
Устойчивость к механическим воздействиям	Виброустройство
Быстродействие, с	6
Мощность, Вт	30…60

3.3 КОНТРОЛЬ РАССХОДА ГАЗА

Для измерения расхода газа перед сушилкой в трубопроводе устанавливают сужающее устройство (бескамерную диафрагму). ДК6-Ду

Внутри прямого участка трубопровода устанавливают сужающее устройство для создания перепада давления, в данном случае бескамерную диафрагму.

Таблица 5 Технические характеристики диофрагмы

Параметры прибора	Величина
Модель диска	Сталь ОХ13
Давление, кгс/м	От 6 до 100
Диаметр трубопровода, мм	От 25 до 50
Модуль диафрагмы	От 0.05 до 0.59
Класс точности	2.5

Основной частью диафрагмы является тонкий стальной диск с круглыми коническими отверстиями. Отверстия имеют со стороны входа цилиндрическую форму, с другой стороны расточено в виде конуса под углом от 30? до 45?. Стальной диск зажат между кольцом.

При помощи импульсных трубок пневматический сигнал передается к дифманометру. Импульсные трубки представляют собой бесшовные стальные трубки; внутренний диаметр не менее 8мм, наружный - 22мм и толщиной стенки 1мм.

Таблица 6. Технические характеристики импульсных трубок.

Наружный диаметр, мм	10
Толщина стенок, мм	2
Длина, м	12

Для защиты внутренних полостей дифманометра от воздействия агрессивных сред используются мембранные разделительные сосуды (устройство защищающее диафрагму), которые находятся вблизи сужающего устройства.

Таблица 7. Техническая характеристика разделительного сосуда.

Параметры приборов	Величина
Тип	СДС-63
Разделительная жидкость	этиловый спирт
Габаритные размеры, мм	4888?256?148

Дифманометр его принцип действия основан на изменении деформации чувствительного элемента (мембранного блока) при действии на него разности давлений, приводящего к перемещению сердечника дифференциально-трансформаторного преобразователя, которое преобразуется в пропорциональное значение выходного сигнала взаимной индуктивности.

Таблица 8-Техническая характеристика дифманометра со встроенным ДТП ДМ-3583.

Параметры прибора	Величина
Придел измерения, МПа	16 МПа
Питание	220В, 50Гц
Класс точности	1,5
Выходной сигнал, мГн	0…10
Габариты, диаметр, мм	180х192х302
Условия эксплутации,0С	-30...+50 °C

В качестве вторичного прибора используется компенсатор самопишущий со встроенным дифференциально-трансформаторным преобразователем КСД-2. При рассогласовании положений плунжеров сигнал рассогласования усиливается и приводит во вращение электродвигатель, который с помощью кулачка перемещает плунжер в катушке прибора, до того момента, пока разность напряжений не станет равной. Технические характеристики приведены в таблице 6.

Таблица 9-Техническая характеристика КСД-2.

Параметры прибора	Величина
Придел измерения, МПа	0…5
Питание	220В, 50Гц
Класс точности	1,5
Выходной сигнал, мГн	0…10
Быстродействие, с	10
Условия эксплутации,0С	5,50
Габариты, мм	240х320х486

3.4 КОНТРОЛЬ РАСХОДА ШЛИКЕРА

Первичным преобразователем является расходомер индукционный (без контактный) принцип действия

Принцип действия данных приборов основан на законе электромагнитной индукции Фарадея, который гласит, что в проводнике, движущемся в электромагнитном поле, возникает разность потенциалов. Роль движущегося проводника в данном случае выполняет электропроводящая жидкость, магнитное поле создается специальными катушками, а разность потенциалов, пропорциональная скорости движения жидкости, измеряется при помощи вмонтированных в стенки прибора электродов.

Вторичным прибором является компенсатор самопишущий с унифицированным сигналом КСУ-2. КСУ-2 предназначен для измерения давления, значение которого преобразовано в электрически унифицированный сигнал постоянного тока 4-20мА.

Таблица 10 Техническая характеристика КСУ-2

Параметр прибора	Величина
Предел измерения	0-100 мА
Класс точности	0.5
Потребляемая мощность	30 ВА
Быстродействие	25 с
Масса	9 кг
Габариты	240*320*480 мм
Питание	220±2 В

3.5 РЕГУЛИРОВАНИЕ РАЗРЯЖЕНИЯ В ВЕРХНЕЙ ЧАСТИ РАСПЫЛИТЕЛЬНОЙ СУШИЛКИ

В качестве первичного преобразователя используем тензометрический измерительный преобразователь САПФИР. Предназначен для непрерывного преобразования разряжения в унифицированный токовый сигнал. Состоит из унифицированных блоков и модулей, соединенных проводами через штепсельные разъемы. Чувствительным элементом прибора является сапфировая мембрана, на поверхности которой размещены тензорезисторы. Тензорезисторы нанесены в виде монокристаллической пленки кремния на пластинке сапфира. Тензорезисторы образуют мостовую измерительную схему, напряжения разбаланса который подается на вход усилителя

Таблица 11 Техническая характеристика Сапфир 22М-ДиВ

Параметры прибора	величина
Диапазон измерения, кПа	0-3
Рабочая температура, °С	1-80
Класс точности, %	0,5
Выходной сигнал, мА	4-20
Напряжение питания, В	36±0,72
Масса не более, Кг	12

Преобразователь давления "Сапфир-22М-ДиВ" работает в комплекте со вторичным прибором КСУ2, данные приведены в таблице 10, где диапазон измерения 0-10 м3/ч.

4. СВОЙСТВА ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ

Эффективность систем автоматического регулирования зависит от правильного выбора автоматического регулятора.

Приступая к проектированию, необходимо знать особенности технологического процесса, устройства агрегатов, возможные возмущения и управляющее воздействия, с помощью которых можно измерить значения регулируемых величин. Объект регулирования одноёмкостный регулируемая величина давление.

Необходимые показатели качества регулирования:

а) максимально предельное положение регулирующего органа (РО), выраженной в процентах м'1 = 50%, м'2 = 60%

б) максимально динамическое отклонение регулируемой величины (у)

P1 = 40 Па, Р2 = 45 Па

в) система регулирования должна обеспечить переходный процесс с Smin перерегулированием. Для выбора автоматического регулятора необходимо знать статические и динамические характеристики объекта.

Статическая характеристика объекта управления показывает зависимость регулируемой величины от регулирующего воздействия в установившимся режиме.

Изменение регулируемой величины зависит от свойств объекта и характера возмущения. Наихудшие условия для регулирования имеют место при скачкообразном возмущении. Поэтому параметры объекта принято определять по динамической характеристике, представляющей собой изменения регулируемой величины во времени при скачкообразном возмущении положения регулирующего органа (РО). Такая характеристика, называется кривой разгона.

T - постоянная времени, с; фч - чистое запаздывание, с,Ф = 1,5 с; фч = 1 с;

?µ=µ2- µ1=60-50=10%

?P=P2-P1=45-40=5 Па

фч = 1 с;

t=300c

Отношение времени запаздывания к постоянной времени ф/т, рассчитывается по формуле

ф / T = 0,6

где ф - транспортное (чистое) запаздывание, с;

T - постоянная времени, с.

По формуле определяется передаточный коэффициент объекта Коб

Коб = ДР/ Дм

Коб = 0,5

По графикам, характеризующим процесс выбора закона управления по динамическим параметрам, определяем динамический коэффициент Rд который характеризует степень воздействия регулятора на стабилизацию технологического процесса.

Rд

Интегральный - 0,7

Пропорциональный - 0,58

Пропорционально интегральный - 0,5

Пропорционально интегральный дифференциальный - 0,42

tp/t

Интегральный -15

Пропорциональный - 6

Пропорционально интегральный - 10,8

Пропорционально интегральный дифференциальный - 7,2

Время регулирования определяем по формуле

(tp/ф)* ф

Интегральный-(tp/ф)* ф=(25/0,6)*0,6=15

Пропорциональный-(tp/ф)* ф=(10/0,6)*0,6=6

Пропорционально интегральный -(tp/ф)* ф =(18/0,6)*0,6=10,8

Пропорционально интегральный дифференциальный-(tp/ф)* ф=(12/0,6)*0,6=7,2

Расчетное время регулирование не привышает требуемого времени следовательно для данного объекта управления применяеться пропорциональный закон управления.

Расчет параметров настройки

Кр=(0,9*Т)/(Коб* ф)= (0,9*1,5)/(0,5*1)=2,7

Кр проверяеться по формуле

(КрКо/Коб)=(1,5/0,5)=3

Расчет параметров настройки приблеженный формулам и графическим зависимостям приблезительно одинаков.

5. ВЫБОР РЕГУЛИРУЮЩЕГО ПРИБОРА

В соответствии с выбранным П-законом управления выбирается регулирующее устройство РС29.

Общие сведения о регуляторе РС29. приведены в ниже.

На основании выбранного пропорционального закона управления для регулирования параметра выбирается регулирующий прибор РС-29, который предназначен для формирования сигнала закона управления. Этот прибор предназначен для применения в системах автоматического регулирования различных технологических процессов. Все элементы прибора конструктивно объединены в блок, заключенный в металлический корпус. Корпус прибора рассчитан на щитовой утопленный монтаж на вертикальной плоскости. Крепление корпуса к щиту осуществляется рамой, которая с помощью винтов прижимает корпус к наружной стороне щита. На задней стойке размещена колодка с тридцатью коммутационными зажимами, к которым подключаются электрические соединения прибора. С помощью винта осуществляется заземление корпуса. На передней панели прибора расположены оперативные органы управления и контроля. Прибор имеет девять входов для подключения сигналов постоянного тока и напряжения. Все сигналы подаются относительно общей точки входа. Приборы рассчитаны на утопленный монтаж на вертикальной панели щита в закрытом взрывобезопасном и пожаробезопасном помещении. Окружающая среда не должна содержать агрессивных паров, газов и аэросмесей. Место установки приборов должно быть хорошо освещено и удобно для обслуживания. К расположенной на задней стенке прибора клеммной колодке должен быть обеспечен свободный доступ для монтажа. Сопротивление изоляции между отдельными жилами и между каждой жилой для внешних силовых, входных и выходных цепей должно составлять не менее сорока мегаом при испытательном напряжении пятьсот вольт. Для каждого прибора должно быть обеспечено надежное заземление шасси и корпуса.

С помощью уравнения проверяется устойчивость системы управления с использованием критериев Гурвица и Михайлова.

5.1 КРИТЕРИИ УСТОЙЧИВОСТИ ГУРВИЦА

Система автоматического управления описана уравнением

50р3 + 15,5р2 + 8р +4 = 0

Уравнение решается с помощью матрицы.

а1 0 0 а1 = 50; а2 = 15,5; а3 = 8

0 а2 0 Д1 = а1 = 50 > 0

0 0 а3 Д2 = а1• а2 - 0• а3 = 50•15,5- 0•8=775 > 0

Д3 = а1••а2 • а3 + 0 • а1 • 0 + 0 • 0 • а3 - 0 • а2 • 0 - 0 • а1 • а1 - а3• 0 • а3=50•15,5•8 + 0•0•50 + 8•0•0 - 0•15,5•0 - 50•50•0 - 24•0•24 =6200 > 0

Согласно условиям критерия Гурвица система устойчива.

5.2 КРИТЕРИЙ УСТОЙЧИВОСТИ МИХАЙЛОВА

Уравнением определяется и критерии устойчивости Михайлова

50р3 + 15,5р2 +8р + 4 = 0

-50jщ3 - 15,5щ2 + 8jщ +4 = 0

Исходное уравнение делится на два равенства действительное и мнимое.

U(щ) = - 15,5щ2 +4 = 0

V(щ) = - 50jщ3 + 8jщ = 0

Результаты расчетов сведены в таблицу 12.

Годограф изображен на рисунке 3.

Таблица 12 - Результаты расчета уравнения

щ	0	0,5	1	1,5	2
U(щ)	4	2,06	-11,5	-47,15	-220
V(щ)	0	-8,5	-42	-100,5	-188

6. ВЫБОР СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ

6.1 АВТОМАТИЧЕСКИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ

Автоматический выключатель типа АП50-2МТ, предназначен для применения в цепях переменного тока частотой 50 Гц и напряжением до 220 В. Выполняются в пластмассовом корпусе со степенью защиты IP20. Имеет двух полюсное исполнение и с комбинированным расцеплением на ток до 4 А. Технические характеристики прибора сведены в таблицу 15.

Таблица 13 - Технические характеристики выключателя АП50-2МТ

Параметры прибора	Величина
Напряжение питания, В	220
Частота, Гц	50
Предельно допустимая сила тока, А	4
Износостойкость, циклы	12500
Наибольшая рабочая отключающая способность, %	100
Условия эксплуатации
Температура окружающей среды, 0С.	от плюс 5 до плюс 50
Влажность, %	от 30 до 80

6.2 КЛЮЧ ВЫБОРА РЕЖИМА ПВ2-10

В качестве ключа выбора режима применяют переключатель типа ПВ2- 10. Переключатель состоит из валика 4, на котором насажена секция для переключения цепей. Число цепей определяется числом подводимых к переключателю электрических линий. Секции разделяют перегородками 3, из пластмассы, а по ним по всей длине переключателя положена рейка 5 на которой неподвижные контакты 1, проходящие через все платы. Поворотом рукоятки изменяют положение кулачковых шайб и следовательно контактов 2 и 5. Предназначен для коммутации электрический цепей напряжением до 220 В переменного тока и частотой 50 Гц. Технические характеристики приведены в таблице 14.

Рисунок 4 - Ключ выбора режима

Таблица 14 - Технические характеристики ключа выбора режима ПВ2-10

Параметры прибора	Величина
Напряжения питания, В	220
Частота, Гц	50
Номинальный ток контактов, А	6
Число коммутируемых цепей, ед.	от 2 до 4
Функция коммутируемых цепей	от 100 до 1200
Число независимых коммутируемых цепей, ед.	от 1 до 4

6.3 ПУСКАТЕЛЬ БЕСКОНТАКТНЫЙ РЕВЕРСИВНЫЙ ПБР - 2

Пускатель бесконтактный реверсивный типа ПБР-2 предназначен для управления асинхронным однофазным конденсаторным электродвигателем, который используется в качестве привода в исполнительном механизме типа МЭО. Принципиальная схема ПБР-2 изображена на рисунке 5.



Рисунок 5 - Схема принципиальная пускателя ПБР-2

Пускатель может управляться не только пассивными, но и активными сигналами, с помощью дополнительных тиристорных ключей, срабатывание которых происходит при подачи управляющего напряжения. Кроме того, пускатель имеет специальный вход для управления электромагнитным тормозом МЭО. Технические параметры приведены в таблице 17.

Таблица 15 - Технические параметры пускателя бесконтактного реверсивного ПБР-2

Параметры прибора	Велечины
Напряжение питание, В	220
Частота ,Гц	50
Потребляемая мошьность, Ва	88
Токовый сигнал, мА	От 4 до 20
Габариты, мм	240х320х446
Масса,кг	5,5
Быстро действие,с	10
Срок действия,г	10

6.4 ДИСТАНЦИОННЫЙ УКАЗАТЕЛЬ ПОЛОЖЕНИЯ (ДУП)

Дистанционный указатель положения, предназначен для передачи на щит оператора сведений о положении регулирующего органа в системе регулирования. Показание измерительного прибора, включенный в измерительную диагональ моста, соответствуют положению выходного вала исполнительного механизма. Питается прибор переменным напряжением 220 В при частоте в 50 Гц.

Технические характеристики прибора приведены в таблице 16.

Принципиальная схема ДУП изображена на рисунке 6.

Рисунок 6 - Принципиальная схема дистанционного указателя положения

Таблица 16 - Технические характеристики дистанционного указателя положения

Параметры прибора	Величина
Напряжение питания, В.	220
Параметры прибора	Величина
Частота, Гц.	50
Потребляемая мощность, ВА.	23
Быстродействие, с.	3
Условия эксплуатации
Температура окружающей среды, 0С.	от плюс 5 до плюс 50
Влажность, %	от 30 до 80

6.5 ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ ПП2-10/Н2

Переключатель типа ПП2-10/Н2, предназначен для коммутации электрических цепей напряжением 220 В и частотой 50 Гц переменного тока. Степень защиты IP30 с переднем присоединением. Технические параметры прибора сведены в таблицу 17.

Таблица 17 - Технические параметры блока ручного управления

Параметры прибора	Величина
Напряжение питания, В	220
Частота, Гц	50
Потребляемая мощность, ВА	2,5
Масса, кг	0,5
Срок службы, год	10
Условия эксплуатации
Температура окружающей среды, 0С.	от плюс 5 до плюс 50
Влажность, %	от 30 до 80

6.6 РЕГУЛИРУЮЩИЙ ОРГАН (РО)

В качестве регулирующего органа используется поворотная заслонка Со, выполненная из материала 8,71 кг/дм3. Она служит для регулирования потоков газов и паров в трубопроводах большого диаметра, когда допустимы небольшие потери давления.

Технические характеристики клапана приведены в таблице 18.

Таблица 18 - Технические характеристики поворотной заслонки

Наименования параметра	Значение параметра
Максимальное допустимое давление, кПа	500
Максимальная рабочая температура, °С	180
Номинальный диаметр, мм	6
Расход, м3/мин	250
Материал	Со

6.7 ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ (ИМ)

На клеммы 1 и 2 выведены концы обмоток возбуждения (ОВ), последовательно которой включаем конденсатор (С). Обмотка управления

выведена на клеммы 3 и 4, параллельно с обмоткой управления включен электромагнит (ЭМ) тормозного механизма. Принципиальная схема И.М показана на рисунке 8

При включении обмотки возбуждения, ротор двигателя начинает вращаться, и через привод управляет регулирующий орган (РО).

Технические параметры исполнительного механизма сведены в таблицу 19.

Рисунок 8 - Схема исполнительного механизма типа МЭО

Таблица 19 - Технические характеристики исполнительного механизма МЭО

Параметры прибора	Величина
Напряжения питания, В	220
Частота, Гц	50
Потребляемая мощность, ВА	415
Число оборотов в минуту, об/мин	2840
Cosoб,	0,87
Вращающий момент, Н•м	24525
КПД, %	77
Масса, кг	600

7. ОПИИАНИЕ ПРИНЯТОЙ СХЕМЫ КОНТРОЛЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ

7.1 КОНТРОЛЬ РАСХОДА ГАЗА

автоматизация аэродинамический режим распылительная сушилка

Для контроля расхода газа в качестве первичного преобразователя используют сужающее устройство ДК-ДУЗ (поз 1а). Далее разность давлений по импульсным трубкам передается на мембранный дифманометр ДМ-3583 с ДТП (поз 16), где происходит преобразование сигнала с помощью ДТП в разность потенциалов, которая передается на вторичный прибор КСД-2 (поз 1в).

7.2 КОНТРОЛЬ ВЛАЖНОСТИ ПРЕСС-ПОРОШКА

Для контроля влажности в трубопровод помещается «мокрый» термопреобразователь (поз 4а). «Сухой» термопреобразователь находится вне трубопровода. Термопреобразователи подключены в два плеча мостовой схемы (поз 46), разность температур термопреобразователей подается на усилитель. Далее сигнал подается на компенсатор самопишуший с мостовойсхемой КСМ-2 синхронный двигатель, приводящий в движение диаграмму, которая ведет регистрацию показаний.

7.3 КОНТРОЛЬ РАСХОДА ШЛИКЕРА

Для контроля расхода шликера используется индукционный расходомер ИР (поз 2а). Унифицированный сигнал с расходомера поступает на КСУ-2 (поз 4в), где происходит запись и регистрация сигналов.

7.4 КОНТРОЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ

Для контроля температуры используют термоэлектрические преобразователи ТХА (поз 5а,5б,5в), установленные в верхней, средней и нижней части распылительной сушилки. Все термопары подключены к одному автоматическому многоточечному потенциометру КСП (поз 5г).

7.5 РЕГУЛИРОВАНИЕ РАЗРЯЖЕНИЯ В ВЕРХНЕЙ ЧАСТИ СУШИЛКИ

Для регулирования разряжения в верхней части сушилки применяют тензопреобразователь «Сапфир»22М-ДиВ (поз 3а), На котором измеряемая величина преобразуется в токовый сигнал. Токовый сигнал поступает на регулятор РС29 (поз 3б). К регулятору подключен задатчик РЗД-22 (поз 3в).

Выбор ручного или автоматического регулирования осуществляется ключом выбора режима ПВ1-10 (поз 3д) На регуляторе по интегральному закону управления формируется сигнал, который подается на бесконтактный реверсивный пускатель ПБР-2 (поз 3г). Пускатель включает исполнительный механизм МЭ 4/10-0,25 (поз 3е), который приводит в действие задвижку (поз 6ж). Положение регулирующего органа показывает дистанционный показатель положения ДУП (поз 3з). В случае ручного управления в действие вступает блок ручного управления БРУ-22 (поз 3и).

8. ТЕХНИКА БЕЗОПАСТНОСТИ И ПРОТИВОПОЖАРНАЯ ТЕХНИКА В УСЛОВИЯХ ЭКСПЛОТАЦИИ СИСТЕМ

Техника безопасности включает организационные и технические мероприятия и средства, предотвращающие воздействие на работающих вредных производственных факторов.

8.1 ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ

При автоматизации колосникового холодильника возникает необходимость подключения электроустановок к электросети.

Предупреждение электротравм является важной задачей охраны труда, которая на производстве реализуется в виде системы организационных и технических мероприятий, обеспечивающих защиту людей от поражения электрическим током.

Опасность эксплуатации электроустановок определяется тем, что токо-ведущие проводники (или корпуса машин, оказавшиеся под напряжением в результате повреждения изоляции) не подают сигналов опасности, на которые реагирует человек. Реакция на электрический ток возникает после его прохождения через ткани человека.

Степень поражения человека зависит от рода и величины напряжения и тока; частоты электрического тока; пути тока через человека; продолжительности действия тока; условий внешней среды.

Как показывает практика, спасение человека возможно, если время, в течение которого человек находится под действием электрического тока, не превышает 4-5 минут.

Причинами электротравматизма является:

1) появление напряжения на частях установок и машин, не находящихся под напряжением в нормальных условиях эксплуатации (корпуса, пульты и др.)

2) появление шагового напряжения на поверхности земли, в результате замыкания токоведущих проводов на землю.

3) к прочим причинам можно отнести несогласованные и ошибочные действия персонала, оставление электроустановки под напряжением без надзора и ряд других организационных причин.

Меры электробезопасности:

Защитное заземление должно обеспечить защиту людей от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям оборудования, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции. Защитное заземление выполняют

путём преднамеренного электрического соединения (металлическими проводниками) нетоковедущих частей электроустановок с "землёй" или её эквивалентом.

Защитное отключение - это система быстродействующей защиты, автоматически (за 0,2 и менее) отключающая электроустановку при возникновении в ней опасности поражения человека электрическим током. Применяется в тех случаях, когда невозможно или трудно осуществить защитное заземление.

Защита от замыкания между обмотками трансформатора - при автоматизации колосникового холодильника используются приборы, которые потребляют пониженное напряжение. Для этого применяются понижающие трансформаторы.

В качестве средств защиты применяют заземление нейтрали вторичной обмотки трансформатора, которое выполняют в виде глухого присоединения к заземлению, либо нейтраль присоединяют к пробивному предохранителю.

Перед проведением электроремонтных работ проводят следующие мероприятия: оформляют наряд-допуск; ремонт производят не менее чем двое рабочих; отключают электропитание; вынимают плавкие предохранители; замыкают накоротко токоведущие провода (после снятия напряжения); токо-ведущие (замкнутые накоротко провода или части электроустановки) заземляют.

На распределительных устройствах, рубильниках вывешивают предупредительный плакат "Не включать -- работают люди".

8.2 ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

Пожары возникают по различным причинам и в ряде случаев приносят значительный материальный ущерб, а иногда приводят к гибели людей.

На предприятии должно быть организовано обучение всех рабочих и служащих правилами пожарной безопасности и действиям на случай возникновения пожара. Лица, не прошедшие инструктаж о соблюдении мер пожарной безопасности, не допускают к работе.

Осуществление мероприятий, направленных на обеспечение пожарной безопасности, возлагается на руководителей предприятий и на начальников цехов.

9. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА ДАННОМ ПРЕДПРИЯТИИ

Проблема защиты окружающей среды, и прежде всего воздушного бассейна, в условиях научно-технической революции приобретает всё большую остроту и актуальность.В общем балансе загрязнений атмосферного воздуха на долю предприятий промышленности строительных материалов приходится более 8% загрязнений. На этих предприятиях в больших количествах выделяется пыль при эксплуатации технологического оборудования. Многие технологические процессы сопровождаются выделением вредных газов.

Существует два инженерных метода защиты окружающей среды от загрязнения:

создание безотходной технологии, функционирующей без выбросов вредных веществ в окружающее среду.

применение комплекса технических средств для локализации источников выделения вредностей и глубокой очистки отходящих газов.

Однако создание безотходной технологии -- задача очень сложная и полностью решена быть не может.

9.1 ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА

Очистка запыленных выбросов в атмосферу имеет свои специфические особенности. В этом случае содержащаяся в воздухе пыль может иметь широкий диапазон размера частиц, ее концентрация может быть очень высока. Очистка его от пыли производится с помощью пылеуловителей и фильтров.Пылеосадительные камеры -аппараты грубой очистки воздуха. Их эффективность составляет 50-60%, причём улавливаются лишь частицы крупнее 40-50 мкм. Принцип действия основан на отделении частиц пыли от воздуха за счёт сил тяжести.

Циклоны -- более эффективные пылеулавливающие аппараты, основаны на отделении частиц пыли от воздуха за счёт центробежных сил. Эффективность циклонов составляет 80...90%.

В рукавных фильтрах очистка воздуха от пыли производится путём его фильтрации через ткань, сшитую в виде отдельных рукавов, которые встраиваются в герметичный корпус фильтра. Очищаемый воздух отсасывается из фильтра и выбрасывается в атмосферу. Эффективность пылеулавливания довольна высока 95-99%.При невысоких концентрациях пыли в очищаемых газах рукавные фильтры являются единственной ступенью очистки, а при высоких концентрациях перед ними устанавливаются циклоны.

Мокрые пылеуловители -- наиболее широкий класс оборудования, предназначенного для очистки воздуха. В этих аппаратах благодаря контакту

Жидкости с пылевыми частицами последние смачиваются, утяжеляются и в виде шлама выводятся из аппаратов.

Циклон с водяной плёнкой. Частицы пыли, как и в обычном сухом циклоне, отбрасываются к стенкам аппарата под действием центробежных сил. Здесь они увлекаются водой и уносятся в бункер. Наличие водяной плёнки повышает эффективность пылеулавливания таких циклонов по сравнению с сухими циклонами и равна в среднем 99,0-99,5%.

Пенные пылеуловители имеют высокую эффективность пылеулавливания при очистке воздуха от смачивающихся пылей. Степень очистки воздуха составляет 95...99,5%.

Электрофильтры применяют для очистки вентиляционных и промышленных выбросов в атмосферу. Принцип действия основан на явлении ионизации газов в межэлектродном пространстве. Они имеют высокую эффективность до 99,9%. Электрофильтры экономичны и позволяют очищать газы при высоких температурах.

Абсорбционные (адсорбционные) методы основаны на поглощении газообразных примесей различными жидкостями (твердыми поглотителями). Их эффективность 99,5...99,8%.

Методы высокотемпературного сжигания (950...1100°С) вредных примесей применяют в том случае, когда их концентрация в отходящих газов высока и они обладают способностью окисляться. Сжигание газообразных примесей чаще всего осуществляется в пламенных печах.

Низкотемпературное каталитическое дожигание (200...300°С) применяют при низких концентрациях горячих примесей. Дожигание производят в специальных установках в присутствии катализатора. При этом токсичные вещества окисляются, превращаясь в другие, безвредные вещества.

Если применение комплекса технологических и санитарно - гигиени ческих мероприятий не удаётся снизить загрязнение отходящих газов до требуемых уровней, то такие газы приходится выбрасывать в верхние слои атмосферы с целью их максимального рассеивания и ослабления вредного воздействия на окружающую среду.

10. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе любого производства основным требованием является соблюдение определенной технологии. Нарушение технологии может привести как к некачественной продукции, так и к разрушению объекта. Точность измерений и регулирования технологических параметров залог высококачественной продукции. К этому стремится каждый производитель. Поэтому, приобретение и эксплуатация новейших средств автоматизации является неотъемлемой частью любого производства.

Крупные предприятия имеют свои лаборатории, в которых ведется исследования и вводится в эксплуатацию все более и более точные приборы. В конечном итоге все расходы предприятий окупаются за счет спроса на их продукцию и использования средств автоматизации, а не ручного труда.

Но как бы ни было автоматизировано производство, участие человека необходимо. Это обусловлено тем, что нужно следить за показаниями приборов и в случае нарушения работы выполнять управлением

Размещено на Allbest.ru