Курсовая работа - Автоматизация стекловаренной печи
Подождите немного. Документ загружается.
- наносекундных импульсных помех
по ГОСТ Р 51317.4.4;
- электростатических разрядов по
ГОСТ Р 51317.4.2;
- радиочастотных
электромагнитных полей по ГОСТ Р
51317.4.3;
- кондуктивных помех, наведенных
радиочастотными
электромагнитными полями, по
ГОСТ Р 51317.4.6;
- динамических изменений
напряжения в сети электропитания
по ГОСТ Р 51317.4.11;
- прерывания напряжения на 100% в
сети по ГОСТ 51317.4.11 в течении
5с.
Уровень индустриальных помех
контроллера
Не превышает значений по ГОСТ Р
51318.22 для оборудования класса А
на расстоянии 10м.
Модули ввода-вывода МВВ
Модули используются в процессорной архитектуре контроллера.
Самостоятельного применения не имеют.
Модули ввода-вывода МВВ, разгружая вычислительные мощности
БЦП, выполняют следующие функции:
- Управление аппаратурой ввода-вывода;
- Аналого-цифровое и цифро-аналоговое преобразование сигналов;
- Предварительная обработка сигналов: устранение дребезга дискретных
входов, фильтрация, линеаризация и корректировка;
- Учет калибровочных коэффициентов аналоговых входов;
- Автономное управление поведением выходных каналов при включении
и в различных аварийных ситуациях;
- Непрерывная диагностика и вывод сообщений об обнаруженных
ошибках;
- Выполнение команд от БЦП, пульта настройки PN1 или программы
<<Конфигуратор>>.
Измерение давления.
Измерение давления, разрежения в печи осуществляем с помощью
интеллектуального датчика Метран-100.
Датчик предназначен для точного измерения давления жидкостей,
газов и паров в различных отраслях промышленности: газовой, нефтяной,
химической, металлургической, на объектах тепловой и атомной энергетики
и др.
Метрологические характеристики:
- В метрологии допускаемая основная приведенная погрешность ±0,1%,
±0,15, ±0,25, ±0,5
- Динамический диапазон 25:1
- Дополнительная температурная погрешность от ±0,09%/10°С
- Дополнительная погрешность от изменения статического давления (в
зависимости от модели) до ±10кПА, до ±0,04%/1 МПа
- Диапазоны измерения давления для автоматизации производства
- Диапазоны измеряемого избыточного давления от 0 до 0,04 кПа – 100 МПа
- Диапазоны измеряемой разности давления от 0…0,04 кПа – 160МПа
- Пределы статического давления до 40 МПа
- Низкопредельные датчики давления ВПИ от 0,04 кПа
- Многопредельность: стандартные по ГОСТ и нестандартные пределы
измерения
- Температура окружающего воздуха до -50°С. До -40°С сохраняется
работоспособность ЖКИ – нет аналогов в мире!
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
Дата
Лист
22
- Климатическое исполнение ТВ1 для работы в условиях влажных тропиков
(температура от 1 до 70°С).
Исполнения датчиков:
- Взрывозащищенное
- Искробезопасная электрическая цепь “Ex” – 1ExiaIICT5X, 1ExibIICT5x
- Взрывонепроницаемая оболочка “Bн” – ExdsIIBT4/H2X
- Кислородное К
- Коррозионно-стойкое (Метран-49)Д
- Ля атомной энергетики АС
- КИП датчики давления Метран-100
Виды выходного сигнала:
- унифицированный аналоговый сигнал постоянного тока 4-20 мА, 0-5 мА, 0-
20 мА
- унифицированный аналоговый сигнал постоянного тока с наложенным
цифровым 4-20 мА +HART
- цифровой сигнал по интерфейсу RS 485
Электрическое питание датчиков:
- 12-42 В (4-20 мА)
- 22-42 В (0-5 мА)
- 22-42 В (0-20 мА)
Надежность:
- Средний срок службы: 12 лет
- Средняя наработка датчиков на отказ: 150000 часов
- Межповерочный интервал: 3 года
- Гарантийные обязательства: 3 года.
Основой сенсорных блоков датчиков является пьезорезистивный
чувствительный элемент с монокристаллической структурой кремния на
сапфире. Электронное устройство датчика преобразует изменение
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
Дата
Лист
23
электрических сопротивлений в стандартный аналоговый сигнал
постоянного тока и/или в цифровой сигнал в стандарте протокола HART.
В памяти сенсорного блока хранятся в цифровом формате результаты
предварительных измерений выходных сигналов сенсора во всем рабочем
диапазоне давлений и температур. Эти данные используются
микропроцессором для расчета коэффициентов коррекции выходного
сигнала при работе датчика. Цифровой сигнал сенсорного блока вместе с
коэффициентами коррекции поступает на вход электронного
преобразователя, микропроцессор которого корректирует этот сигнал по
температуре и линеаризует его. На выходе электронного блока
скорректированный сигнал преобразуется из цифрового формата в
стандартный выходной сигнал.
Датчик «Метран – 100» с HART – протоколом обладают всеми
свойствами аналоговых датчиков, но имеют более широкий набор
дополнительных возможностей по удаленной настройке, диагностике и
конфигурированию. Дистанционное управление параметрами датчика
(диапазон, единицы измерения и т.д. ) осуществляется посредством ручного
HART – коммуникатора модели «Метран – 650» или с персонального
компьютера через модем HART / RS 232, при этом датчик может быть удален
на расстояние до 3000 м.
В датчиках «Метран – 100» реализовано 25 универсальных команд,
в частности, калибровки аналогового выхода 4-20 мА, перенастройки
диапазона, смены единиц измерения и т.д., а также 3 специальные команды:
калибровки по двум точкам ( верхний и нижний предел измерений) и
расширенной диагностики состояния датчика.
Датчики давления «Метран – 100» зарегистрированы в
государственном реестре средств измерений за № 22235 – 01 и допущены к
применению в РФ.
Измерение уровня.
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
Дата
Лист
24
Нейтронные датчики измерения уровня Метран Rosemount 5400
применяются для измерения уровня агрессивных и высокотемпературных
жидкостей.
В зависимости от выполняемых функций выпускаются в нескольких
модификациях.
Нейтронный датчик Метран Rosemount 5400:
- применяется для непрерывного измерения уровня;
- прибор работает по принципу приёма отраженного нейтронного луча от
поверхности;
- позволяет измерять уровень в аппаратах с толщиной стенки до 7,5 см;
- выходной унифицированный сигнал 4-20мА
- напряжение питания
24В постоянного тока;
- погрешность измерения
0,5%.
Измерение расхода.
Расходомер Метран – 350 (совместное производство с компанией Emerson
Process Management) предназначен для работы в системах
автоматического контроля, регулирования и управления
технологическими процессами в различных отраслях промышленности. А
также в системах коммерческого учета жидкостей пара и газов.
Основные преимущества:
- Простая установка в трубопровод через одно отверстие;
- Установка в трубопровод без остановки процесса (специальная
конструкция);
- Минимальная вероятность утечек измеряемой среды;
- Более низкие потери давления и меньшие длины прямолинейных участков
по сравнению с расходомерами на базе сужающих устройств;
- Существенное сужение стоимости монтажа и обслуживания благодаря
интегральной конструкции;
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
Дата
Лист
25
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
Дата
Лист
26
- Лёгкость взаимодействия с существующими контрольными системами или
вычислителями расхода посредством интеллектуального протокола
коммуникаций HARTRZ и Modbus;
- Простота перенастройки динамического диапазона;
- Высокая надёжность, отсутствие движущихся частей;
Основные технические характеристики Метран – 350:
Параметр Значения
Измеряемая среда Жидкость, газ, пар
Температура измеряемой среды От -40 до +400°С
Температура окружающей среды
От -40 до +70°С
Допустимое давление До 25 МПа
Диаметр трубопровода, Ду, мм
:50:1820 (для Annubar 485); 12,5:50
(для Annubar Diamond II+)
Взрывозащита EхdIICT (1C)
Пределы основной допускаемой
относительной погрешности
измерений массового (объемного)
расхода
До + 1%
Напряжение питания (DC) 24 В
Межповерочный интервал 2 года
Гарантийный срок 24 месяца
Выходные сигналы 4-20 м А + Hart
Средний срок службы 10 лет
Принцип действия Метран – 350 основан на измерении расхода и
количества среды ( жидкости, газа, пара) методом переменного перепада
давления с использованием осредняющих напорных трубок (далее сенсор)
моделей Annubar Diamond II+ (4 поколение) и Annubar 485 (5 поколение) на
которых возникает перепад давлений, пропорциональный расходу. Сенсор
устанавливается перпендикулярно направлению потока, пересекая его по
всему сечению. Сенсор Annubar Diamond II+ имеет ромбовидную форму
профиля, разделенная на две камеры, в которых расположены отверстия.
Отверстия на передних гранях и камера р1 воспринимает давление
торможения, а отверстия на противоположных гранях и камера р2
воспринимает давление разрежения. Сенсор Annubar 485 имеет Т-образную
форму профиля, что, в отличии от других сенсоров, обеспечивает более
стабильную фиксированную точку отрыва потока измеряемой среды и более
стабильную зону разрежения за сенсором. На передней поверхности
расположены щелевые пазы с камерой р1, которые осредняют скорость
измеряемой среды и воспринимают давление торможения. Отверстия на
противоположных гранях и камера р2 воспринимает давление разрежения
Измерение температуры.
Для измерения температуры в печи выбираю пирометр стационарный
высокотемпературный ПСВ-1.
Назначение - для бесконтактного измерения температуры.
Диапазон измерения 800-2000 ° С.
Приведенная погрешность – 0,5 %
Выходной сигнал – 0-5 м А.
Питание - 220 Вт; 50Гц.
Потребляемая мощность – 2,3 Вт.
Температура воздуха, окружающего головку – 90+120 ° С.
Состав: пирометрическая головка и узел преобразования с токовым выходом.
Завод изготовитель - завод «Эталон» г. Омск
Для измерения температуры воздуха в регенераторах, температуры
дымовых газов выбираю термопары типа ТПП.
ТПП/1-0679-01 ТУ4211-059-12150638-99 ЗАО НПК «Эталон»
Для измерения температуры в окислительных и нейтральных газовых
средах, не содержащих веществ, вступающих во взаимодействие с
материалом термопары.
Диапазон измеряемых температур, °С – 300-1300.
Номинальная статическая характеристика (НСХ) – ПП (S).
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
Дата
Лист
27
Класс допуска – 2.
Диапазон номинальных длин, мм – 40, 50, 60, 80, 100, 120, 160, 200,
250, 320, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600, 2000, 2500, 3150, 4000, 4500,
5000, 5600, 6300, 7100, 8000, 9000, 10000.
Показатель тепловой инерции, с- 5.
Защищенность от пыли и воды – IPOO.
Блок питания Метран-602-Ех.
Для работы каждого из преобразователей необходимы блоки питания.
Т.к. они работают, в том числе и контроллер, при напряжении 24, 36 В, то
для них возьмём блок питания Метран серии 600.
Общие характеристики блока питания Метран-602-Ех.
- Количество каналов – 1 или 2
- Светодиодная индикация включения блока питания по каждому каналу
- Защита от перегрузок и коротких замыканий
- Блоки не создают индустриальных помех
- Конструктивное исполнение: щитовое, на рейке DIN
- Блоки питания щитового монтажа конструктивно функционально заменяют
блоки питания БПД-40-Ех, 2000П-Ех.
Блок питания Метран-602-Ех предназначены для питания
стабилизированным напряжением и искрозащиты датчиков давления серии
Метран-Ех, датчиков температуры типа ТСПУ-Ех, ТСМУ-Ех, ТХАУ-Ех с
унифицированным выходным токовым сигналом 4-20 мА, а также для
преобразования этого сигнала в сигналы 0-5, 4-20, 0-20 мА.
Технические характеристики и параметры:
- Напряжение питания блока 220 В, (50
1) Гц
- Напряжение холостого хода искробезопасной цепи 24 В
- Выходные сигналы 0-5 мА (Rнагр=2,5 кОм), 0-20, 4-20 мА (Rнагр=0,75
кОм)
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
Дата
Лист
28
- Предел допускаемой основной погрешности преобразования не более
0,1% от диапазона изменения выходного сигнала
- Потребляемая мощность не более 6 ВА
- Степень защиты от пыли и воды IP30 – щитовой монтаж, IP20 – монтаж на
рейке DIN
- Масса не более 0,6 кг
Взрывозащищённость:
- Маркировка взрывозащиты: ExiallC
- Ограничение тока и напряжения до искробезопасных значений достигается
наличием в блоке встроенного барьера искрозащиты
- Ток короткого замыкания не более 100 мА при сопротивлении
ограничительного резистора не менее 240 Ом
- Сопротивление линии связи блока с датчиком не более 25 Ом
- Длина линии связи не более 1000 м
- Предельные параметры внешней искробезопасной электрической печи
блоков по ГОСТ Р51330.10-99
1. С0 = 0,1 мкФ
2. L0 = 1,5 мГн
3. U0 = 24 В
4. I0 = 100 мА
5. Р0 = 0,6 Вт
6. где С0, L0, U0, I0, Р0 – максимальная ёмкость, индуктивность,
выходное напряжение, выходная мощность соответственно.
Надежность:
- Наработка на отказ – 120‹000 ч
- Средний срок службы – 12 лет.
Датчики-реле давления.
Датчики-реле давления Д21ВМ предназначены для контроля
сигнализации и двухпозиционного регулирования величины давления,
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
Дата
Лист
29
разности давлений жидких и газообразных, не агрессивных к стали и латуни
сред.
Для приборов Д21ВМ со стальным ниппелем контролируемой средой
может быть аммиак.
Приборы предназначены для работы в холодильных установках
угольных шахт, опасных по газу (метану) или пыли, взрывоопасных зонах
всех классов помещений и наружных установках в соответствии
маркировкой взрывозащиты и гл.7.3.ПУЭ (изд.6), а также других
нормативно-технических документов, регламентирующих применение
электрооборудования во взрывоопасных зонах.
Приборы имеют взрывобезопасный уровень взрывозащиты с видом
взрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка» и маркировку «PB-1B»,
«1ExdIIBT4X» по ГОСТ 12.2.020-76.
Приборы по защищенности от воздействия пыли и воды соответствуют
исполнению IP67 и ГОСТ 14254-80.
Приборы относятся к не восстанавливаемым, не ремонтируемым.
Приборы Д21ВМ-2-05 выпускаются с зоной возврата, направленной в
сторону понижения (относительно установки) давления контролируемой
среды.
Принцип действия приборов основан на сравнении усилий,
создаваемых давлением контролируемой среды и силой упругой деформации
пружины диапазона.
Прибор состоит из следующих основных узлов: чувствительного
элемента, передаточного механизма, задатчика (пружины), узлы настройки,
переключающего устройства и вводного устройства.
Чувствительная система крепится к литому алюминиевому корпусу,
внутри которого находится передаточный механизм, задатчик и узел
настройки. Переключающее устройство крепится внутри пластмассовой
камеры, соединенной с корпусом прибора.
Изм. Лист № докум.
Подпис
ь
Дата
Лист
30