Голубятников В.А., Шувалов В.В. Автоматизация технических процессов в химической промышленности

Подождите немного. Документ загружается.

Продолжение

№№

п. п.

Наименование схемы Обозначение*

20.

Каскадно-связанное

(многоконтурное) ре-

гулирование уровня

(регулирование рас-

хода с коррекцией по

уровню).

Комплект средств:

сужающее устройство

(ДК6-50) — поз. 1а,

передающий преобра-

зователь расхода

(13ДД11) — поз. 16,

передающий преобра-

зователь уровня

(13УБ08) — поз. 2а,

два вторичных прибо-

ра со станцией управ-

ления (ПВ10.1Э) —

поз. 1в и 26, два ре-

гулирующих блока

(ПР3.31) — поз. 1г и

2в, переключатель —

поз. 1д, мембранное

исполнительное уст-

ройство (К) — поз. 1е

Примечание. Пе-

реключатель обеспе-

чивает переход на

одноконтурное регу-

лирование уровня.

Для получения схе-

мы регулирования

расхода без коррек-

ции по уровню, а

также для ручного

регулирования ис-

пользуется станция

управления в приборе

1в (переключатель 1д

должен находиться в

положении многокон-

турного регулирова-

ния).

•f-s:

Продолжение

№№

п. п.

Наименование схемы

Обозначение*

Каскадно-связанное

регулирование темпе

ратуры (регулирова-

ние расхода пара с

коррекцией по темпе-

ратуре в реакторе).

Комплект средств:

передающий преобра-

зователь температуры

на базе манометриче

ского термометра

(13ТД73) — поз. 1а,

два вторичных при

бора со станцией уп-

равления

(ПВ10.1Э) — поз. 16

и 2в, два регулирую-

щих блока

(ПР3.31) — поз. 1в и

2г, сужающее устрой-

ство (ДК6-50) — поз.

2а, передающий пре-

образователь расхода

(13ДД11) — поз. 26,

приборы ограничения

сигнала (ПП11.1) —

поз. 2д и 2е, мем-

бранное исполнитель-

ное устройство

(МКС) — поз. 2ж.

Примечание.

Приборы (поз. 2д и

2е) ограничивают

значение пневматиче-

ского сигнала, посту-

пающего от регулято-

ра температуры к ре-

гулятору расхода, по

нижнему и верхнему

уровням в целях иск-

лючения аварийной

ситуации.

Для обеспечения воз-

можности перехода

на одноконтурное ре-

гулирование темпера-

туры в схеме должен

быть предусмотрен пе-

реключатель (см. п

20)

100

Продолжение

Наименование схемы

Обозначение"

Регулирование соот-

ношения расходов

двух потоков.

Комплект средств:

два сужающих уст-

ройства (ДК6-50) —

поз. 1а и 2а, два пе-

редающих преобразо-

вателя расхода

(13ДД11) — поз. 16 и

26, два блока для из-

влечения квадратного

корня (ПФ1.17) —

поз. 1в и 2в, вторич-

ный прибор на два

параметра со станци-

ей управления

(ПВ10.2Э) — поз. 2г,

регулирующий блок

(ПРЗ.ЗЗ) — поз. 2д,

мембранное исполни-

тельное устройство

(МКС) — поз. 2е.

Примечание.

Блоки для извлече-

ния квадратного кор-

ня (поз. 1в и 2в) да-

ют возможность обес-

печить точно задан-

ное соотношение рас-

ходов по всей шкале

регулятора.

Регулирование соот-

ношения расходов

двух потоков.

Комплект средств:

два сужающих уст-

ройства (ДК6-50) —

поз. 1а и 2а, два пе-

редающих преобразо-

вателя расхода

(13ДД11) — поз 16 и

26, два блока для из-

влечения квадратного

корня (ПФ1.17) —

поз. 1в и 2в, вторич-

ный прибор на один

параметр со станцией

управления

(ПВ10.1Э), регулиру-

ющий блок

(ПР3.31) — поз. 2е,

прибор для умноже-

ния пневматического

101

Продолжение

№№

п. п.

Наименование схемы

Обозначение'

сигнала на постоян-

ный коэффициент

(ПФ 1.9)—поз. 2г,

вторичный прибор

(ПВ4.2Э) — поз. 1г,

мембранное исполни-

тельное устройство

(КР) — поз. 2ж.

Регулирование соста-

ва газовой смеси хро-

матографом

(ХП-499): датчик —

поз. 1а, блок управ-

ления — поз. 16, вто-

ричный прибор с пнев-

мопреобразовате-

лем — поз. 1в, уст-

ройство ППХ-1 или

УВХ-8 —поз. 1г, ко-

мандный прибор

(КЭП-12у) — поз. 1д,

вторичный прибор со

станцией управления

(ПВ10.1Э) — поз. 1е,

регулирующий блок

(ПР3.31) — поз. 1ж,

мембранное исполни-

тельное устройство

(К) — поз. 1и.

Программное управ-

ление циклическим

(периодическим) про-

цессом.

Комплект средств:

командный электро-

пневматический при-

бор (КЭП-12у)— поз.

1а, кнопочный вы-

ключатель

(КУ121-1) — поз. 16,

мембранное исполни-

тельное устройство (с

двухходовым запор-

ным клапаном

22нж10п)—поз. 1в,

магнитный пускатель

(ПМЕ-011) — поз. 1г,

электромагнитное ис-

полнительное устрой-

ство (с двухходовым

запорным клапаном

(ЗСК) — поз. 1д,

мембранное исполни-

тельное устройство (с

102

Приборы находятся

операторской

Продолжение

Обозначение*

трехходовым запор-

ным клапаном

27ч5нж) — поз. 1е,

звонок электрический

(МЗ) — поз. 1ж, сиг-

нальная лампа

(СЛ) — поз. 1и

Управление элект-

родвигателем, являю-

щимся приводом цен-

тробежного насоса.

Комплект средств:

кнопочный выключа-

тель (КУ123-12) —

поз. S1, магнитный

пускатель

(ПМЕ-122) — поз.

КМ1.

Управление электро-

двигателем с двух

постов.

Комплектсредств:

два кнопочных вы-

ключателя

(КУ123-12) — поз 4а

и 46, переключатель

(УП) — поз. 4в, маг-

нитный пускатель

(ПМЕ-122)—поз. 4г.

Приборы

местные

/АЛГ\_

{

Приборы

местные

wt// 1

<ъ

Примечание. Пп. 25—27 — схемы управления циклическим процессом с

помощью командного прибора, относящегося к устройствам программного

управления, и управления электрическими двигателями, использующиеся, в

частности, при ручном регулировании параметров.

* В таблице указаны возможные марки приборов и других автоматических устройств.

равления. С помощью МЦКР получают как оперативную (цик-

лическую или по вызову), так и суммарную информацию за

определенный период. Машины осуществляют световую и звуко-

вую сигнализацию при отклонении контролируемого параметра

от установленных (верхнее или нижнее) значений. Большинство

машин обеспечивает последовательное автоматическое двухпо-

зиционное регулирование всех подключенных параметров.

В отдельных случаях машины снабжаются вычислительными

устройствами для первичной обработки информации (умноже-

ние, извлечение квадратного корня, интегрирование). Для даль-

нейшей обработки информации и использования ее при автома-

103

Сигналы 'от дат чинов и

преобразователей

Рис. 3.1. Блоь-схема МЦКР.

тическом регулировании МЦКР можно сочетать с ЭВМ или с

регуляторами.

МЦКР широко применяют для управления большим числом

однотипных простых объектов, где одна машина заменяет мно-

жество приборов (показывающих, сигнализирующих, а часто и

регулирующих). Эти машины представляют собой многоточеч-

ные измерительные приборы, обегающее устройство которых

последовательно собирает информацию от датчиков объектов

управления. Такие машины иногда называют машинами обе-

гающего контроля.

Рассмотрим блок-схему такой машины (рис. 3.1). Унифици-

рованные аналоговые сигналы от датчиков поступают к комму-

татору. В отдельных случаях для унификации сигналов между

датчиками и коммутатором устанавливают преобразователи.

Коммутатор последовательно подключает датчики к цифровому

преобразователю, в котором аналоговые сигналы преобразуются

в дискретные цифровые и поступают к блоку измерения по вы-

зову, блоку цифровой регистрации и блоку сравнения.

Блок измерения по вызову предназначен для переключения

по усмотрению оператора необходимого сигнала от датчика на

цифровой или аналоговый показывающий прибор. Блок цифро-

вой регистрации обеспечивает последовательную регистрацию

всех измеряемых параметров. Блок сравнения служит для сопо-

ставления измеряемого значения параметра с заданными пре-

104

дельными значениями (уставками)—минимальным и макси-

мальным. Если измеряемый параметр выходит за предельные

значения, на панели устройства обегающей сигнализации заго-

рается лампа. Подключение соответствующей лампы обеспечи-

вает переключатель. Одновременно сигнализируемая величина

печатается в блоке цифровой регистрации красным цветом с ука-

занием времени отклонения и номера точки. При возвращении

измеряемой величины к норме ее значение печатается черным

цветом.

Блок сравнения, кроме того, выдает через переключатель

сигналы на исполнительные механизмы, осуществляющие пози-

ционное регулирование, блокировку, аварийную защиту. Маши-

на обеспечивает возможность записи значений некоторых пара-

метров (постоянно или по вызову оператора) на аналоговом ре-

гистрирующем приборе. Программа работы блоков и переклю-

чающих устройств задается узлом программного управления, ко-

торый обеспечивает также автоматическую проверку исправно-

сти машины.

В настоящее время на промышленных предприятиях находят

применение МЦКР следующих марок: МАРС-300, МАРС-УБ,

МАРС-1, РУМБ-2, ЭЛРУ-3, «Зенит-1», «Зенит-2», «Зенит-З»,

«Цикл-2», «Сокол», «Амур-80», «Амур-ТМ», ACT, АСТ-ТС и др.).

Ниже приводится краткое описание машины типа

МАРС-200Р, получившей распространение в химической и неф-

техимической промышленности. i

Машина предназначена для контроля и позиционного регулирования тем-

пературы большого числа (до 200) однородных технологических установок

(объектов), например плит прессов для формовки и вулканизации изделий

из резины и пластмасс. Машина МАРС-200Р выполняет следующие функции:

обнаруживает выбег температуры из нормальной зоны и сигнализирует об

этом; регистрирует в цифровой форме переход температуры за границы нор-

мальной зоны; измеряет и записывает на диаграмме температуру в любом

объекте (из двухсот) по вызову оператора; ведет двухпозиционное регули-

рование.

В качестве датчиков к машине подключают термоэлектрические преоб-

разователи стандартных градуировок (ХК, ХА, ПП). Измерительная систе-

ма машины выполнена на компенсационном реохорде по типу автоматиче-

ских электронных потенциометров. Скорость обегания составляет три точки

за одну секунду. На каждом шаге обегания термоэлектрический преобразо-

ватель присоединяется к узлу обнаружения отклонений, в котором входной

сигнал сравнивается с тремя заданными значениями — нижним, номинальным

и верхним. Сравнение с номинальным значением проводится в случае пози-

ционного регулирования. Для каждой точки может быть задано свое номи-

нальное значение. При отклонении температуры от номинального значения

выдается сигнал для позиционного регулирования. Одновременно проводится

сигнализация отклонения. Для всех точек задается одна ширина зоны между

верхним и нижним значением.

Когда измеряемая температура переходит через верхнее или нижнее за-

данное значение, производится регистрация (печать) этого значения темпера-

туры, отмечается время и номер контролируемой точки. Если контролируе-

мая величина находится за верхним или нижним пределом, она печатается

красным цветом, а при возвращении в зону между этими пределами — чер-

ным.

При печати перехода обегание точек задерживается на шесть секунд. Од-

новременно осуществляется сигнализация отклонений.

105

В машине МАРС-200Р имеются устройства самопроверки, обеспечива-

ющие автоматический контроль исправности по ряду цепей и узлов машины

в каждом цикле. Таким образом проверяется правильность обегания точек,

точность узла обнаружения отклонений, точность цифровой регистрации, от-

сутствие обрыва или замыкания на землю цепей термоэлектрических преоб-

разователей и т. д. Точность цифрового измерения составляет ±1,5% (без

учета погрешности датчиков).

В новых МЦКР марок М-40

<и

М-60, входящих в состав агре-

гатного комплекса средств вычислительной техники (АСВТ-М),

использована микроэлектроника. Машины имеют улучшенные

эксплуатационные характеристики, расширены их функциональ-

ные возможности, обеспечена большая универсальность.

МЦКР семейства М-40 (включающего кроме базовой модели

машины четырех модификаций) служат для сбора, обработки и

регистрации информации, многоканального двухпозиционного

регулирования, вывода информации на цифровые индикаторы и

электронно-лучевые трубки.

Базовая модель машины М-40 осуществляет сбор информа-

ции от аналоговых датчиков, масштабирование, линеаризацию и

преобразование в цифровую форму их сигналов, прием инфор-

мации от 352 двухпозиционных датчиков, сравнение текущих

значений с уставками, сигнализацию, двухпозиционное регули-

рование, периодическую регистрацию ^и регистрацию парамет-

ров, вышедших за допускаемые значейия.

Машины М-41, М-42, М-43, М-44 реализуют часть функций,

выполняемых базовой моделью, и специализированы по отдель-

ным областям использования. Так, машина М-43 выпускается в

двух вариантах, один из которых предназначен для предприя-

тий с непрерывным и дискретным характером производства,

а второй — только для предприятий с дискретным характером

производства. Эта машина может быть использована для прие-

ма команд управления и обмена информацией с ЭВМ (М-4030,

М-400, М-6000).

Ниже приведены некоторые технические данные устройства

ввода и вывода информации (УВВ) машины М-43:

Число подключаемых аналоговых дат-

чиков

Уровень аналоговых сигналов подклю-

чаемых датчиков

Число подключаемых входных дискрет-

ных модулей

Уровень дискретных входных сигналов

из ряда 6, 12, 24, 48 В±20% . . .

Число подключаемых дискретных моду-

лей вывода

Число каналов двухпозиционного регу-

лирования

Продолжительность ввода и преобразо-

вания одного аналогового сигнала .

Максимальное удаление аналоговых дат-

чиков от УВВ

128

5 мА,

5 В

Выбирается

150

Не более

150 мкс

3 км

106

Максимальное удаление дискретных дат-

чиков от УВВ 2 км

Максимальное удаление исполнительных

механизмов от УВВ 2 км

Основная погрешность ввода и преобра-

зования аналогового сигнала ... Не более 0,4%

МЦКР марки М-60 предназначены в основном для автомати-

зированных систем управления мощными энергоблоками тепло-

вых и атомных электростанций, для которых характерен боль-

шой объехм перерабатываемой информации. Машина выполняет

сбор и обработку данных от 4096 датчиков; сигнализацию об

отклонении до 512 параметров; индикацию на приборы АСК

(аналоговые сигнализирующие контактные приборы) до 384 па-

раметров одновременно; контроль по вызову на цифровых при-

борах до 120 параметров одновременно; периодическую регист-

рацию и регистрацию параметров, вышедших за допускаемые

пределы.

2. СХЕМЫ СИГНАЛИЗАЦИИ

Технологическая сигнализация. На предприятиях находят при-

менение разнообразные схемы сигнализации, отличающиеся

числом и типом устройств, напряжением и родом тока, характе-

ром световых и звуковых сигналов. Правильно построенные схе-

мы обеспечивают четкую сигнализацию, способствуют предот-

вращению аварий и несчастных случаев.

Схема технологической сигнализации должна обеспечивать

одновременную подачу светового и звукового сигналов; съем

звукового сигнала (нажатием кнопочного выключателя); повтор-

ность срабатывания исполнительного устройства звуковой сигна-

лизации (при вторичном отклонении параметра) после его от-

ключения нажатием кнопочного выключателя; проверку испол-

нительных устройств сигнализаторов (световых и звуковых) от

одного кнопочного выключателя.

Xобъекту К объекту К объекту К объекту

Рис. 3.2. Функциональные схемы

технологической сигнализации:

а — схема местной сигнализации; б—

г — схемы дистанционной сигнализации;

1а, 26 — электроконтактные манометры;

16, ie, 2в, 2г, Зе, 3d, 4в, 4г — электри-

ческие лампы; 2а, За — манометриче-

ские термометры; 36 — двухпозицион-

ный регулятор (например, типа 11Р1.5);

Зе—пневматическая лампа; Зг — пнев-

моэлектрпчёский преобразователь (на-

пример, типа CM-1); 4а — термоэлект-

рический преобразователь; 46 — потен-

циометр сигнализирующий (с контакт-

ным устройством).

107

Рис. 3.3. Принципи-

альные схемы техно-

логической сигнализа-

ции:

а — без промежуточного

реле; б — с промежуточ-

ным реле.

Некоторые измерительные приборы имеют встроенную кон-

тактную систему, которую можно непосредственно использовать

для включения ламп, звонков и т. п. Такие приборы вместе с ис-

полнительными устройствами сигнализации (лампами, звонками

и др.) можно устанавливать около аппаратов (в особых случа-

ях те и другие должны иметь взрывозащищенное исполнение).

На рис. 3.2 представлены функциональные схемы сигнализа-

ции на один параметр, используемые на промышленных пред-

приятиях.

Ниже рассмотрены различные принципиальные электриче-

ские схемы сигнализации.

При замыкании технологического контакта Р измерительного

прибора (рис. 3.3, а) включается сигнальная лампа HL. Парал-

лельно лампе можно подключить звуковой сигнализатор (звонок

и т. п.). Недостаток такой схемы состоит в том, что звонок рабо-

тает все время, пока замкнут контакт Р. Если контакт прибора

имеет недостаточную разрывную мощность, в схему вводят про-

межуточное реле (катушка реле К на рис. 3.3,6).

В случае, когда сигнальная лампа рассчитана на напряже-

ние меньшее, чем напряжение питания схемы, последовательно

лампой устанавливают резистор. Это способствует также уве-

личению срока службы лампы (при совпадающих напряже-

ниях) .

Надежность схемы сигнализации можно повысить, использо-

вав две параллельно включенные лампы для сигнализации об

-2205

1 SB1 SS2

.JJUX .4

/с/

К1

К2

К1

i—^

НА

К2

Рис. 3.4. Схемы тех-

нологической сигнали-

зации на один пара-

метр:

а — без промежуточного

реле; б — с промежуточ-

ным реле.

108