Как известно, основной качественной характеристикой слива классификатора является его крупность, а косвенным показателем крупности служит содержание твердого в сливе классификатора. Содержание твердого в сливе классификатора контролируется по показаниям плотномера.
Суть заключается в том, что САР поддерживает постоянной плотность слива классификатора за счет регулирования количества воды, подаваемой в классификатор. Плотность слива измеряется с помощью датчика плотности, установленного в корыте классификатора или в специальном пробоотборном устройстве. При отклонении плотности пульпы от заданного значения регулятор изменяет подачу воды в классификатор таким образом, чтобы восстановить заданное значение плотности слива классификатора. Этот метод весьма распространен как на отечественных, так и зарубежных фабриках.
Автоматическое регулирование плотности пульпы позволяет значительно улучшить ситовой состав измельченной руды, повысить выход готового продукта в сливе классификатора, снизить простой оборудования отделения измельчения, вызываемый перегрузками и посадками классификаторов.
Целью данного курсового проекта является подбор технических средств автоматизации для системы автоматического регулирования плотности пульпы путем изменения подачи воды в классификатор. Технические средства автоматизации должны быть точными, быстродействующими, современными, эффективными.
В данном курсовом проекте будут рассмотрены методы измерения плотности жидких сред. Из перечисленных методов будет выбран наиболее подходящий метод измерения, который будет удовлетворять условиям задания. При выборе метода измерения особое внимание стоит уделить таким показателям, как точность и погрешность измерений, точность измерения не должна зависеть от перепадов температуры окружающей среды, датчик выбранного метода не должен контактировать с пульпой, так как пульпа является средой, обладающей абразивными свойствами.
1. Анализ методов и средств измерения технологического параметра плотности пульпы слива классификатора
пульт технологический датчик
Ареометрические плотномеры
Для непрерывного автоматического контроля плотности слива на обогатительных фабриках в настоящее время применяют технические средства измерения основанные на ареометрическом методе. Ареометрические плотномеры представляют собой автоматические плотномеры обычно для непрерывного определения и регулирования плотности веществ в процессах их производства или переработки. Такие плотномеры размещают непосредственно на «потоках», т.е. в контрольных точках на технологических линиях, а также на аппаратах промышленных установок.
Плотность и единицы плотности
... Зайдельмана -- приборы для измерения плотности почвы. Плотность с, Формула нахождения плотности Плотность находится по формуле: Для вычисления плотности газов можно пользоваться формулой: где М -- молярная масса газа, V m -- молярный ... объём (при нормальных условиях равен 22,4 л/моль). В Международной системе единиц (СИ) основная единица плотности - кг/м 3 ...
Принцип действия ареометрических плотномеров основан на законе Архимеда. Здесь применяется неподвижный буек. Масса буйка изменяется всыпаемой в него дробью. Поплавок связан с преобразователем механического перемещения поплавка в электрический сигнал. Буек всегда полностью погружен в измеряемую жидкость и поэтому ее объем, вытесненный буйком, постоянный. Поэтому сила в соответствии с законом Архимеда будет изменяться только в зависимости от плотности жидкости.
Примером технической реализации этого метода является буйковый микропроцессорный плотномер «Плотномер ТМ-1», предназначенный для непрерывного измерения плотности пульпы в открытых емкостях в диапазоне 0,5 — 2,5 г/см 3. Действие прибора основано на измерении веса полностью погруженного в жидкость буйка. Плотномер ТМ-1 состоит из тензометрического датчика силы ТДС-1, буйка и преобразователя микропроцессорного ПМВ-1.
Преимущества данного плотномера заключаются в следующем:
высокая надежность конструкции;
простота настройки и проверки работоспособности;
высокая степень защиты от окружающей среды;
регулируемая отстройка от случайных высокочастотных колебаний;
отсутствие подвижных частей;
наглядное представление информации.
Недостатки буйкового плотномера состоят в том, что твердые частицы пульпы, налипая на поплавок, увеличивают погрешность измерения. Так же пульпа обладает абразивными свойствами, что приведет к уменьшению массы буйка во время эксплуатации, что привнесет в измерение дополнительную погрешность. Для того, чтобы избежать этих негативных факторов, периодически необходимо менять буек.
Весовые плотномеры
Действие весовых плотномеров основано на непрерывном взвешивании постоянного объема пульпы.
Рисунок 1. Весовой плотномер с чувствительным элементом, выполненным в виде прямого участка трубы
На рис. 1 показана упрощенная схема весового плотномера, с чувствительным элементом, выполненным в виде прямолинейного участка трубопровода 1, через который контролируемая среда непрерывно движется и свободно вытекает из него в технологический объект. Чувствительный элемент при помощи эластичной вставки (муфты) 2 крепится к неподвижному патрубку 3, который при помощи фланцевого соединения 4 подсоединяется к технологическому трубопроводу 5. С целью разгрузки эластичной вставки чувствительный элемент устанавливается при помощи фигурной оси 6 в подшипниках 7. Уравновешивание чувствительного элемента и настройка плотномера на заданный предел измерения осуществляется при помощи устройства, состоящего из оси 8, установленной в опоре 9, Г-образного рычага 10, закрепленного на оси 8, контргруза 11, перемещающегося (с возможностью закрепления) на горизонтальном участке рычага 10. Рычаг 10 соединен с неподвижной опорой 12 при помощи калиброванной пружины 13. На рычаге закреплен плунжер 14, свободно перемещающийся в неподвижной катушке 15, (плунжер и катушка являются элементами дифтрансформаторного преобразователя, выходной сигнал которого пропорционален плотности контролируемой среды, протекающей в чувствительном элементе 1 — прямолинейном участке трубопровода).
Методы измерения плотности
... примеры отсчета показаний ареометров с учетом указанных выше правил округления. При измерении плотности одновременно определяют температуру жидкости, пользуясь термометром, встроенным в ареометр, или отдельным ... паров, содержащихся в воздухе, мм рт. ст. (определяется при помощи психрометра). Обычно оказывается достаточным принимать плотность воздуха равной 0,0012 г/см 3 . В качестве жидкости, в ...
При эксплуатации в промышленных условиях на пульпах и суспензиях чувствительный элемент устанавливается под углом 30 градусов к горизонту с целью исключения отложения частиц на его внутреннюю поверхность. Выходной сигнал дифтрансформаторного преобразователя поступает на вход вторичного прибора 16 со шкалой, проградуированной в единицах измерения плотности. Благодаря тому, что чувствительный элемент прибора представляет собой участок трубы, вмонтированный в действующий трубопровод, где пульпа движется со скоростью, предусмотренной технологическим регламентом, обрастание измерительной части слоем твердых частиц исключено. Поэтому такой прибор можно рекомендовать для измерения плотности пульп.
При применении приборов данного типа необходимо поддерживать постоянство температуры измеряемой среды или вводить поправки в показания в соответствии с величиной отклонения температуры от принятой при градуировке плотномера. Так же недостатком весового плотномера состоит в том, что конец трубы, соединенный гибким шлангом, не позволяет с высокой точностью определить вес пульпы.
Вибрационные плотномеры
Их действие основано на зависимости частоты колебания тела от плотности среды, в которую оно погружено. Прибор состоит из двух параллельных труб, концы которых упруго соединены с развилкой магистрали. С помощью трех электромагнитных катушек трубы приводятся в колебательное движение, собственная частота которых зависит от плотности жидкости. Пределы измерения плотностей 600-1600 кг/м3. Погрешность измерения 0,1 кг/м3. Такой прибор может найти применение для измерения плотности или концентрации через плотность чистых агрессивных жидкостей.
Преимущества вибрационных плотномеров:
отсутствие движущихся частей;
нейтральность к электрическим свойствам среды;
высокая точность и стабильность измерений (+0,3-1,0 кг/м3);
работоспособность привысоких и низких температурах (от — 70 до +200°C);
работоспособность больших статических давлениях (до 20 МПа);
малые масса и габариты;
компактность (диаметр 25 мм);
низкое энергопотребление (0,5-2,5 Вт).
Недостатки:
Изменения температуры контролируемой среды приводят к наиболее существенным погрешностям измерения плотности вибрационными плотномерами. Поэтому температурная коррекция показаний вибрационных плотномеров является обязательным условием их работы.
Радиоизотопные приборы
Радиоизотопные плотномеры основаны на изменении интенсивности ионизирующих излучений в результате их прохождения сквозь рассматриваемую среду.
Радиоизотопные плотномеры предназначены для бесконтактного непрерывного измерения плотности жидких сред и пульп, суспензий, растворов и прочих. Принцип действия плотномеров основан на зависимости степени ослабления потока ионизирующего излучения от плотности или объемной массы контролируемого материала. При прохождении через анализируемую среду ионизирующих излучений интенсивность их изменяется. Наиболее распространены плотномеры, использующие γ-излучения. Для однородного параллельного пучка γ-лучей, проходящего через слой вещества, его ослабление подчиняется уравнению:
Ионизирующие излучения, их характеристики и методы измерений
... объектов, приборов и т.д. Результаты взаимодействия ионизирующего излучения с веществом зависят: от массы, заряда потока частиц и их энергий; от вида фотонов и их энергий; от типа и плотности вещества; от ... ν Образование электронно-позитронных пар Следует отметить, что позитрон нестабилен в присутствии электронов среды. Он быстро исчезает за счет аннигиляции с одним из электронов. В этом ...
J=k*J0*e-k1*δ,
где J, J0 — интенсивность γ-лучей при заполнении трубопровода соответственно пульпой и чистой водой;
k и k1 — коэффициенты зависящие соответственно от конструкции прибора и свойств пульпы.
Чтоб показания плотномера не завесили от химического состава пульпы, применяют источники жесткого излучения.
Рисунок 2. Радиоизотопный измеритель плотности (ПР-1024)
Радиоизотопный измеритель плотности (ПР-1024) содержит два радиоизотопных излучателя (Cs137): основной 1, сигнал от которого проходит через трубопровод 2 с жидкостью, и контрольный 6, сигнал от которого не проходит через контролируемую жидкость. Сигналы от обоих источников воспринимаются раздельно по времени сцинтилляционным счетчиком 5 с электронным фотоумнажателем 7. Потоки прерываются свинцовым полуцилиндром 3, вращающимся вокруг приемника излучения синхронным электродвигателем 4. Полуцилиндр 3 попеременно перекрывает потоки излучения таким образом, что в течении второго полупериода — постоянное излучение контрольного источника. Отношение этих сигналов после усиления подается на вход вторичного прибора 9 (автоматический электронный мост).
Пределы измерения плотномера от 50 до 500 кг/м3, основная погрешность ±2%. Прибор можно устанавливать на трубопроводе с внутренним диаметром 100 — 300 мм при толщине стенок трубопровода до 20 мм.
Достоинства радиоизотопных плотномеров:
бесконтактность, точность и надёжность.
возможность работы с источниками излучения предельно малой активности (до 105 бк), не требующих регламентации применения надзорных органов;
возможность быстрой отработки скачкообразного изменения контролируемого параметра;
наличие сигнализации несанкционированного изъятия источника излучения;
Измерительные преобразователи (датчики)
... Для питания этих преобразователей требуются внешние источники. К таким датчикам относятся: резистивные, индуктивные, трансформаторные, емкостные преобразователи. Генераторные преобразователи преобразуют входные ... по знаку внутреннему сопротивлению датчика. Электромагнитные преобразователи Такие преобразователи составляют большую группу преобразователей для измерения различных физических величин и ...
простота настройки и корректировка результатов измерения;
линеаризация измеряемого параметра во всем диапазоне измерений;
программная установка диапазонов, постоянной времени измерения и др. параметров;
цифровая индикация измеряемого параметра и интенсивности излучения.
запоминание данных измерения в памяти прибора;
наличие интерфейса связи с ЭВМ;
наличие дополнительных входов для подключения других датчиков;
возможность применения радионуклидных источников Cs-137, Na-22.
снижение активности cs-137 в источнике излучения в 8 — 10 раз.
Недостатки:
возможные негативные экологические последствия от неправильной эксплуатации и бесхозяйственного отношения к источнику радиоактивного излучения.
Выбор датчика. Общие положения
Выбор датчика будет осуществляться на основании следующих базовых характеристик:
метод измерения, положенный в основу работы датчика;
диапазон измерения;
погрешность измерения;
надежность;
характеристики измеряемой среды;
Наиболее эффективным методом для измерения плотности пульпы при заданных условиях является радиоизотопный метод. Считаю, что прочие методы, перечисленные в предыдущей главе подвержены серьезным недостаткам, которые не позволяют применить их в заданных условиях. Поэтому принцип действия первичного преобразователя, который будет установлен на объекте управления, будет основан именно на этом методе.
Выбор датчика буду осуществлять на основании таблицы 1, в которой изложены сравнительные характеристики датчиков различных производителей.
Таблица 1 — Техническая характеристика датчиков
Наименование характеризуемого параметраDensityPROПР-1027МПРИЗ-ТПМК-2Kay-Ray 36801. Измеряемый параметрПлотностьПлотностьПлотностьПлотностьПлотность2. Измеряемая средаЖидкость, пульпа, суспензии, сыпучие веществаПроизводственные растворы, пульпа, взвеси, бинарные среды.Растворы, суспензии, пульпа, а так же газообразных и твердых средРастворы, суспензии, пульпаГидросмесь, пульпа, раствор, эмульсия.3. Диапазон измерения плотности (кг/м3)500 — 3000500 — 40000 — 30000 — 30000 — 30004. Быстродействие1…250 с10…10008…1285. Погрешность измерения (г/см3)0,0001100,060,50,00016. Характеристики окружающей среды:6.1. IP54545454546.2. температура (0С)-40 … +60-10…+50-30…+90-5 … +50-20…+506.3. относительная влажность (%)1001001001001007. Характеристики измеряемой среды:Работа в условиях наличия абразивных и коррозийных веществ, высокого давления и температурыРабота в условиях наличия абразивных и коррозийных веществ, высокого давления и температурыРабота в условиях наличия абразивных и коррозийных веществ, высокого давления и температурыРабота в условиях наличия абразивных и коррозийных веществ, высокого давления и температурыРабота в условиях наличия абразивных и коррозийных веществ, высокого давления и температуры8. Виды исполненияПротивоударное и влагозащищенноеПылевлагозащищенныйПылевлагозащищенныйПылевлагозащищенный, противоударный, взрывобезопасный корпус8. Выходные сигналыТоковые выходы от 0 до 20мА0…5мА, 4…20 мА0…5мА, 0…20мА, 4…20 мА0…5мА, 0…20мА, 4…20 мААналоговый выходной сигнал 4…20 мА9. Интерфейс связиRS485 полудуплексный RS232 дуплексныйRS485RS485/422RS232 RS485RS423, Bell202 с HART протоколом10. Напряжение питания (В)115-230220187…24222090…25011. Потребляемая мощность8,5 ВА50 ВА16 Вт12. Сопротивление нагрузки (Ом)80050013. Габаритные размеры (Д*Ш*В, мм)380*325 *205400*318 *160D50*290384*200 *228,314. Масса (кг)4012…1411…13До 1022
Датчики давления (3)
... пределами измерения. В качестве измерительных элементов деформационных манометров и измерительных преобразователей давления, разрежения и перепада давлений используют ... 1,004см2). Пределы измерения прибора 0 — 6 МПа. Класс точности 0,05. Оптические (фотоэлектрические) датчики применяются в ... выходной сигнал. Дальность зоны действия зависит от состояния воздушной среды, окружающей объект и датчик ( ...
Проанализировав данные из таблицы 1, я пришел к выводу, что датчик плотности Kay-Ray 3680 наиболее подходит к работе в заданных условиях.
Датчик Kay-Ray 3680 обеспечивает наиболее точные измерения с малой погрешностью. Для обогатительной фабрики, где в сутки производится тысячи тонн пульпы это не маловажно. Так же датчик обладает таким достоинством как быстродействие, что означает, что он будет быстрее реагировать на изменение измеряемого параметра.
3. Описание выбранного датчика
В основе принципа действия интеллектуального датчика плотности Kay-Ray 3680 лежит испытанная временем технология, основанная на поглощении веществом гамма-лучей, что дает возможность контроля изменения плотности вещества в режиме реального времени.
Датчик плотности устанавливается на технологической трубе напротив выходного отверстия источника гамма-излучения, так что гамма-лучи, проходя через трубу, попадают на датчик. Интенсивность проходящего излучения обратно пропорциональна плотности материала находящегося в трубе.
Сцинтилляционный детектор, который находится в датчике, под воздействием гамма-лучей излучает фотоны света, которые регистрируются фотоумножителем, работающим в режиме счета импульсов. Количество импульсов с выхода фотоумножителя прямо связано с интенсивностью прошедшего сквозь трубу гамма-излучения. Обработка, счет и масштабирование импульсов производится встроенным в датчик микропроцессором для получения информации о плотности материала в заданном технологическом режиме.
Особенности и преимущества
Бесконтактный принцип действия делает Kay-Ray 3680 идеально подходящим для работы в условиях наличия абразивных и коррозийных веществ, высокого давления и высокой температуры.
Датчик устанавливается снаружи технологической трубы. Это исключает необходимость модификации трубы и прекращения технологического процесса на время установки.
Интеграция датчика с детектором уменьшает стоимость установки и монтажа.
Влагостойкий и противоударный сцинтилляционный детектор на основе ПВТ (поливиниловый толуол).
Оптоволоконные датчики тока
... волоконной линии. Волоконный контур модулятора и двойная бифилярная волоконная линия выполнены из магниточувствительного оптического волокна с встроенным линейным двойным лучепреломлением. В волоконно-оптическом датчике тока ... излучения, волоконная линия и измерительный чувствительный волоконный контур. Электронный модуль включает в себя блок обработки сигнала, фотодетектор и генератор сигнала, ...
ТочностьRay 3680 использует передовую методику сцинтилляционного детектирования и прецизионную компенсацию дрейфа для обеспечения измерения плотности с превосходными характеристиками. Дрейф, обусловленный распадом источника и температурой окружающей среды, пренебрежимо мал, что обеспечивает повышенную точность по сравнению с традиционными системами с использованием кристаллов йодида натрия. Компенсация дрейфа, в сочетании с использованием сцинтилляционного детектора, обеспечивает точность до ±0.0001 г./см3, в зависимости от области калибровки, эталонных данных и конфигурации системы.
Надежность
Конструкция Kay-Ray 3680 (в том числе, жесткий корпус, безотказно работающая электроника и надежные внутренние соединения) обеспечивает его надежность и долгий срок службы. Жесткий корпус (алюминиевый сплав, покрытый эпоксидной краской) защищает от воды и пыли. Внутренние отделения датчика являются автономными, что обеспечивает доступ к монтажным зажимам в полевых условиях, не подвергая электронную часть системы воздействию внешней среды. Электронные схемы, используемые в датчике, нечувствительны к флуктуациям питающего напряжения в диапазоне, оговоренном техническими условиями. При перерывах в подаче питающего напряжения электронная схема сохраняет данные о конфигурации в постоянной памяти. При восстановлении подачи питания датчик сразу же готов к работе.
Электронные схемы датчика Kay-Ray 3680 автоматически подстраиваются практически к любому источнику питания переменного или постоянного тока и переключаются на дублирующий источник питания постоянного тока, когда последний имеется в наличии. Допустимы напряжения в диапазоне от 90 до 250 В на переменном токе и от 18 до 36 В на постоянном токе.
Встроенная в систему возможность адаптивного демпфирования позволяет быстро реагировать на изменения в технологическом процессе. Пользователи могут определять пороговую установку как процентное отношение полномасштабного выходного сигнала к постоянной времени быстрого затухания.
Характеристика передачи информации
Датчик Kay-Ray 3680 может работать в режиме запросов. Его можно сконфигурировать на месте, на удалении или в помещении для контроля, используя либо коммуникатор HART, либо контрольную систему передачи информации с HART-совместимым интерфейсом (оба имеют доступ к одинаковым данным).
Подсказка в экранном режиме, обеспечиваемая HART — совместимым интерфейсом, помогает пользователю работать в режиме запросов и осуществлять конфигурацию. Связь с интерфейсом HART коммуникатора осуществляется через отдельный искробезопасный разъем или через аналоговый контур на 4-20 мА.
Датчик Kay-Ray 3680 состоит из следующих элементов:
датчик;
источник гамма излучения;
Источник гамма излучения представляет собой цилиндрическую деталь, которая изготовлена из специального материала. Внутрь источника гамма излучения помещается радиоактивный материал (Cs-137, Co-60, Am-241).
Датчики давления (2)
... предельными значениями выходного сигнала 4 и 20 mA при напряжении питания в диапазоне от 15 до 42 V. Преобразователи предназначены для работы при барометрическом давлении от 84,0 до ... №1. За время практики научился ремонтировать и настраивать приборы как: дифманометры, ПВ-10, ЭКМ, манометрические термометры, интеллектуальные датчики, позиционеры, сапфиры и др. Графически преобразователь Сапфир-22ДД ...
Датчик включает в себя чувствительный элемент — сцинтилляционный детектор, который состоит из сцинтиллятора, фотоумножателя, усилителя. При попадании гамма лучей на сцинтиллятор, образуются вспышки света, которые преобразуются фотоумнажателем в короткие импульсы. Усилитель усиливает эти импульсы для дальнейшей передачи. Далее сигнал поступает на устройство формирования сигналов. Это устройство определяет все сигналы, которые выше заранее установленных пороговых значений сигналов. Далее информация передается на микропроцессор. Микропроцессор включает в себя энергозависимую память, в которой записана вся калибровочная и конфигурационная информация датчика. Микропроцессор отвечает за:
производство всех вычислений и температурных компенсаций параметров процесса;
контроль фотоумнажателя;
связь с внешними устройствами;
производство самодиагностики.
4. Выбор вторичного прибора. Анализ функциональных возможностей прибора в заданной системе
Выбор вторичного прибора будет осуществляться на основании следующих базовых характеристик:
измеряемый параметр;
назначение;
диапазон измерения;
погрешность измерения;
надежность;
выходные сигналы;
быстродействие;
Выбор вторичного прибора буду осуществлять на основании таблицы 2, в которой изложены сравнительные характеристики датчиков различных производителей.
Таблица 2 — Технические характеристики вторичных приборов
Наименование характеризуемого параметраФ-1771-АДКП1МДиск-250Метран-900Ш932.9А1. Измеряемый параметрТП, ТС; Унифицированные сигналы: сила тока, напряжениеТП, ТС; Унифицированные сигналы: сила тока, напряжениеТП, ТС; Унифицированные сигналы: сила тока, напряжениеТП, ТС; Унифицированные сигналы: сила тока; линейный или квадратичный сигнал взаимной индуктивностиТП, ТС; Унифицированные сигналы: сила тока, напряжение2. Назначениесбор, визуализация регистрация, обработка, сигнализациясбор, визуализация, регистрация, сигнализацияизмерение, регистрация, сигнализация регулированиесбор, визуализация регистрация, обработка, сигнализациясбор, визуализация регистрация, обработка, сигнализация, регулирование3. Диапазон измерения3.1. Сигналы напряжения постоянного тока-500…500 мВ0 … 20 мВ 0 … 100 мВ 0 …1 В ±1 В0… 50 мВ 0… 100 мВ, 0… 5 В 0… 10 Вотсутствует±100 мВ ±1 В ±10 В* 3.2. Сигналы постоянного тока0…5мА, 0…20мА, 4…20мА0 … 5мА 5 …20 мА 4 … 20 мА 20 … 4 мА0…5 мA 4…20 мA0…5мА, 0…20мА, 4…20мА0…5мА, 0…20мА, 4…20мА3.3. Сигналы взаимной индуктивностиотсутствуетотсутствуетотсутствует0…10мГнотсутствует4. Количество универсальных аналоговых каналов измерения4 … 16111…128…325. Количество выходных каналов4 аналоговых выхода1 аналоговый выход14 аналоговых выхода6. Выходные сигналы0…5мА, 0…20мА, 4…20мА4…20мА0…5мА, 4…20мА; 0…5мА, 0…20мА, 4…20мА7. БыстродействиеМинимальный период опроса всех каналов 1 сНе более 0,25с5…16 сПериод опроса всех каналов от 1с8. Погрешность измерения ±0,1 — 0,25% ±0,25%±0,5%±0,1…0,2%±0,1%9. Условия эксплуатации9.1. Температура окр. среды (0С)+5…+50-10…+50+5…+50+5…+500…+609.2. Остносит. влажность (%)8030…8030…8095%до 80%9.3. IPIP 20IP 54Блока коммутации — IP65; Блока регистрации — IP30IP 4010. Отображение информацииЦветной ЖК дисплей 10,4 с сенсорным управлением4-х разрядное цифровое табло; барграф.ДиаграммаЖК — дисплей 80*120 мм6,5 цветной ЖК-дисплей11. Объем памятиНа 10000000 измерений2 Мботсутствуетотсутствует128 МБайт12. Виды исполненияобщепромышленноевзрывозащищенноеОбщепромышленное, вдали от взрывоопасных помещенийобщепромышленноеОбщепромышленное искробезопасное13. Интерфейс связи с верхним уровнем управления.RS485, RS232 EthernetRS485, EthernetотсутствуетRS485, RS232RS232, RS485 (Modbus + OPC-сервер), Ethernet (Modbus over TCP/IP), USB Host14. Напряжение питания (В)220100…242220…24022022015. Потребляемая мощность35 В*А10 В*А25 В*А10 В*А25 В*А16. Срок эксплуатацииНе менее 10 летНе менее 10 летНе менее 10 летНе менее 10 летНе менее 10 лет17. Габаритные размеры (Д*Ш*В, мм)255*205*165160*200*370320*320*195260*240*120138*138*27018. Масса (кг)3,52Не более 25…75
Датчики параметров для систем автоматизации
... Поэтому часто более предпочтительным решением является введение между первичным датчиком и вторичным прибором преобразователя сигнала в унифицированный сигнал - ток 4-20 мА. Преобразователь находится в непосредственной ... данных заключается в том, чтобы передавать сигналы непосредственно с датчиков на первом уровне к вторичным измерительным и управляющим приборам на втором уровне. Но такой подход ...
Проанализировав данные из таблицы 2, наиболее оптимальный вариант вторичного прибора, является Ш932.9А.
Прибор Ш932.9А обладает следующими преимуществами:
графическое отображение измеренной информации на высококачественом 10,4« TFT дисплее повышенной яркости и с большим углом обзора;
отпадает необходимость в расходных материалах (бумага, чернила и т.п.) и регулярном обслуживании (смазка механических движущихся частей, замены диаграммного диска и т.п.);
количество универсальных измерительных каналов 32;
все входы имеют индивидуальную гальваноразвязку;
применена параллельная обработка сигнала по измерительным каналам;
уменьшено время опроса до 1с;
расширены сетевые функции, наличие интерфейсов: RS232, RS485 (Modbus + OPC-сервер), Ethernet (Modbus over TCP/IP), USB Host;
увеличено количество и расширины возможности каналов математической обработки;
приборы Ш932.9А включены в Госреестр РФ №15634-01, что позволяет проводить государственнную метрологическую аттестацию измерительной системы.
бесплатный набор прикладного ПО (конфигуратор, менеджер архивов, ОРС-сервер);
простота управления (удобное меню настройки и конфигурации);
безопасность (сохранение всех заданных параметров настройки и архивной информации при отключении питания, дублирование архива на внутреннем и внешнем накопителях, ограничение доступа к параметрам настройки);
удобство монтажа (подключение внешних цепей обеспечивается для многоканальных приборов с помощью кросс-плат, для малоканальных — с помощью съемных колодок на задней стенке прибора;
универсальность (что позволяет значительно сократить номенклатуру приборов обменного фонда предприятия).
Описание выбранного вторичного прибора
Прибор предназначен для применения в качестве измерительного, регистрирующего и сигнализирующего устройства, работающего автономно или в составе системы.
Прибор выполняет следующие функции:
измеряет температуру и другие физические величины с помощью стандартных датчиков температуры и датчиков других величин, подключаемых ко входу прибора, позволяет осуществлять математическую обработку измерений;
отображает измеряемые текущие и архивные величины в аналоговом или дискретном виде на встроенном видеографическом цветном дисплее;
регистрирует (накапливает) в энергонезависимой памяти результаты измерения с привязкой по времени;
регистрирует с привязкой по времени следующие события: срабатывание уставок, изменение состояния релейных выходов, изменение состояния входных релейных сигналов, выход (вход) в режим измерения, изменение настроек прибора, установку счетчиков в исходное состояние.
Перечень регистрируемых событий, которые необходимо заносить в архив событий, определяется пользователем при конфигурировании прибора;
сигнализирует (путем вывода на экран красного мигающего табло) о наступлении следующих регистрируемых событий: срабатывание уставок, изменение состояния релейных входов;
выдает информацию на верхний уровень (при работе в составе системы) о текущих и архивных измеренных значениях, а также о неисправности датчиков (датчиков типа термопар и термопреобразователей сопротивления — при обрыве цепи датчика, а остальных датчиков — при выходе их показаний за пределы измерения) и неисправности прибора в целом;
записывает архивную информацию на внутреннюю Flash память.
сигнализирует (путем выдачи релейных сигналов во внешнюю цепь) о превышении / принижении заранее установленных значений (уставок);
формирует часовые, суточные и месячные архивы учета расхода, времени наработки и т.п.
Рисунок 3 — Структурная схема прибора Ш932.9А
Выходные сигналы первичных преобразователей поступают на аналого-цифровой преобразователь АЦП, который обеспечивает прием, нормирование и преобразование в цифровую форму аналоговых сигналов. Вход блока АЦП дифференциальный, коммутируемый.
С АЦП информация в цифровом виде вводится в модуль процессора, где обрабатывается алгоритмически, обеспечивая запоминание данных с привязкой по времени, выдачу информации на дисплей, сравнение с уставками и запись архивной информации на внутреннюю Compact Flash память.
Процессорная плата управляет работой всех функциональных устройств прибора. В процессе работы прибор контролирует подключение датчиков (наличие обрыва или короткого замыкания).
Блок релейных выходов обеспечивает формирование сигналов типа «сухой контакт» для управления исполнительными устройствами, работающими на переменном либо постоянном токе, а также обеспечивает связь процессора с клавиатурой.
Блок релейных входов обеспечивает прием шести релейных сигналов в виде напряжения или «сухого» контакта. Для запитки «сухих» контактов в нем имеется источник напряжения 11,5 В. В блоке релейных входов также размещены источники 24 В для питания аналоговых датчиков 4-20 мА.
Блок питания обеспечивает питающими напряжениями все блоки прибора.
В рабочем режиме прибора, называемом далее режимом измерений, прибор периодически поочередно опрашивает все запрограммированные измерительные каналы, после опроса каждого канала результат сравнивается с заданными уставками и формируются релейные сигналы. Период (цикл) опроса всех датчиков складывается из суммы времен, затрачиваемых на опрос каждого датчика, и времен, затрачиваемого на калибровку и проверку АЦП, на запись результатов измерений в архив.
При непрохождении калибровки АЦП и некоторых других, не зависящих от датчиков проверок, вместо результата измерений, признаков неисправности датчика НДАТ и неисправности компенсатора холодного спая НКХС, формируется признак неисправности прибора НПР. Обмен информацией прибора с компьютером и диалог с оператором выполняются параллельно с указанными выше операциями и не влияют на период опроса.
В блоке АЦП прибора применен интегрирующий (сигма-дельта) аналого-цифровой преобразователь AD7714 фирмы Analog Device с программируемым временем интегрирования. Время, затрачиваемое на измерение одного канала, складывается из времени установления коммутатора каналов, времени установления цифрового фильтра АЦП, времени интегрирования для замера показания датчика и времени, необходимого для обнаружения обрыва цепи датчика.
Контроль обрыва датчика выполняется сразу после каждого замера и выполняется путем подачи небольшого (1 мкА) тока в цепь датчика. Контроль обрыва цепи датчика с выходным сигналом в виде тока не делается, т.к. сопротивление цепи определяется не датчиком, а резистором прибора, преобразующим ток в напряжение.
Обрыв датчика с выходным сигналом в виде напряжения также не проверяется, поскольку выходное сопротивление таких датчиков не всегда известно.
Кроме проверки на обрыв результат замера любого датчика контролируется на нахождение внутри диапазона показаний датчика. При непрохождении данной проверки или контроля обрыва датчика вместо результата замера формируется признак неисправности датчика НДАТ. Пользователь имеет возможность варьировать время, затрачиваемое прибором на опрос каждого датчика, путем выбора времени интегрирования и признака необходимости контроля обрыва цепи датчика. Минимально устанавливаемое время интегрирования обеспечивает достаточно эффективное подавление помех и наводок сети 50 Гц на сигналах с любых типов датчиков. Увеличение времени интегрирования может понадобиться только для подавления больших помех при слабых сигналах с датчиков типа термопар.
Необходимость этого определяется пользователем опытным путем.
Если на канале прибора запрограммирован датчик типа термопары и при измерении сигнала с этой термопары неисправность датчика не обнаружена, а на канале, измеряющем температуру холодного спая этой термопары зафиксирован НДАТ, то на канале термопары вместо результата измерения будет сформирован признак неисправности канала компенсации температуры холодного спая НКХС.
Схемных регулировочных элементов в приборе нет, калибровка реализована программным путем.
Обмен информацией прибора с компьютером осуществляется по интерфейсу RS232 и RS485.
Программа прибора не чувствует физической реализации интерфейса (RS232 или RS485) и работает всегда одинаково — по протоколу MODBUS RTU. При обмене компьютер должен быть ведущим (master), а прибор — всегда только ведомым (slave).
Программа прибора позволяет компьютеру выполнять следующие действия:
считывать текущие результаты измерений;
считывать состояние всех релейных выходов прибора;
переключать управление релейными выходами (индивидуально для каждого) на себя и управлять ими;
программировать прибор, т.е. считывать из прибора и записывать в него те же данные, как и при программировании с панели.
Для программирования с помощью компьютера имеется компьютерная программа — конфигуратор, позволяющая программировать прибор с компьютера. Кроме программирования эта программа демонстрирует все режимы обмена прибора с компьютером и при наладке системы позволяет видеть на мониторе результаты измерений, состояние релейных выходов и управлять выходами с компьютера.
Программное обеспечение прибора Ш932.9А дополняется и совершенствуется с учетом пожеланий потребителей. Обновление версий программного обеспечения может осуществляться заказчиком самостоятельно.
Корпус прибора стальной, вид защиты IP54, выполнен для щитового утопленного монтажа на вертикальной плоскости. Для этого в щите делают вырез. В качестве креплений применяют кронштейны и винты, которые идут в комплекте с прибором. Может быть выполнен для настольной эксплуатации прибора. Все элементы прибора расположены на печатных платах, расположенных внутри корпуса.
На передней панели прибора размещены органы индикации и управления, а также разъем для подключения USB флэш.
На задней панели размещены разъемные колодки и электрические соединители для внешних подключений к прибору, сетевые предохранители, тумблер питания и винт заземления. Подключение сигнальных и силовых цепей производится с помощью разъемных колодок с винтовым зажимом провода (съемные части колодок с винтами для зажимов проводов входят в комплект поставки прибора).
Приборы должны устанавливаться вне взрывоопасных зон помещений или наружных установок.
6. Анализ функциональных возможностей регулирующего устройства в заданной структуре системы управления
Таблица 3 — Технические характеристики контроллеров
Наименование характеризуемого параметраАГАВА 6432.20 ПЛК1SIMATIC S7-300ВСЕ-5-2Modicon M221АН5001. Микропроцессор32-х разрядный, 64 МГц, на базе ядра ARM732-х разрядный, 180 МГц, ядро ARM932-х разрядный2. Объем оперативной памяти32 МБайтот 32 Кбайт в CPU 312 до 1.4 Мбайт в CPU 319-3 PN/DP64 МБайт512 кБайт3. Объем Flash-памяти программ4 МБайтОт 4 до 8 МБайт1,5 МБайт256 кБайт4. Объем памяти SD — картыДо 2ГБайтДо 8 ГБайт256 МБайт5. Объем энергозависимой ОЗУ2 кБайт256 КБайт6. БыстродействиеЛогическая операции составляет 10 … 200 нс, арифметической операции с плавающей запятой — 0.1 … 6 мкс.От 20 мксОт 0,3 мс6. Интерфейсы связиRS485/RS232, Ethernet, CAN, USB2.0PROFIBUS, PROFINET/Industrial Ethernet и AS-Interface, Internet. Коммуникационными процессорами PtP для использования последовательных (RS 232, TTY, RS 422/ RS 485) каналов связи.Шина PLC4; RS485/RS232; RS232Debug; Ethernetвстроенный порт Ethernet с поддержкой протокола Modbus-TCP, а также Modbus-RTU по RS-485RS232/422/485, Ethernet7. Операционная системаLinux (2.6.21),OCPB eCosКонструктивное исполнениеКрепление на DIN — рейкуМодульное исполнение. Один модуль включает функциональные процессоры, коммуникационные процессорыКорпус для крепления DIN — рейку 35 ммМодульное исполнениеМодульное исполнение, Корпус для крепления DIN — рейкуНапряжение питания (~В)90…25024 В (постоянный ток)22…26 В (постоянный ток)100…240 В100…240 ВПотребляемая мощность7 Вт2,5 ВтСтепень защиты корпусаIP20IP20IP20IP20IP20Габаритные размеры (Д*Ш*В, мм)224*125*6080*125*13099*114*4540*110*130Условия эксплуатацииТип помещенияЗакрытые взрывобезопасные помещения без агрессивных паров и газовЗакрытые взрывобезопасные помещения без агрессивных паров и газов, пыли, не подверженным электромагнитным излучениямЗакрытые взрывобезопасные помещения без агрессивных паров и газовЗакрытые взрывобезопасные помещения без агрессивных паров и газовЗакрытые взрывобезопасные помещения без агрессивных паров и газовТемпература окружающего воздуха (0C)0…+700…+60-40…+500…+60-20…+60Влажность воздуха80%5…95%80%80%95%
SIMATIC S7-300 — это модульный программируемый контроллер фирмы SIEMENS, предназначенный для построения систем автоматизации низкой и средней степени сложности. Модульная конструкция, работа с естественным охлаждением, возможность применения структур локального и распределенного ввода-вывода, широкие коммуникационные возможности, множество функций, поддерживаемых на уровне операционной системы, удобство эксплуатации и обслуживания обеспечивают возможность получения рентабельных решений для построения систем автоматического управления в различных областях промышленного производства. Эффективному применению контроллеров способствует возможность использования нескольких типов центральных процессоров различной производительности, наличие широкой гаммы модулей ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов, функциональных модулей и коммуникационных процессоров.
Описание регулирующего устройства
Контроллеры SIMATIC S7-300 имеют модульную конструкцию и могут включать в свой состав:
модуль центрального процессора (CPU), в зависимости от степени сложности решаемой задачи в контроллерах могут быть использованы различные типы центральных процессоров, отличающихся производительностью, объемом памяти, наличием или отсутствием встроенных входов-выходов и специальных функций, количеством и видом встроенных коммуникационных интерфейсов и т.д.;
модули блоков питания (PS), обеспечивающие возможность питания контроллера от сети переменного тока напряжением 120/230В или от источника постоянного тока напряжением 24/48/60/110В;
сигнальные модули (SM), предназначенные для ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов с различными электрическими и временными параметрами;
коммуникационные процессоры (CP) для подключения к сетям PROFIBUS, Industrial Ethernet, AS-Interface или организации связи по PtP (point to point) интерфейсу;
функциональные модули (FM), способные самостоятельно решать задачи автоматического регулирования, позиционирования, обработки сигналов, модули снабжены встроенным микропроцессором и способны выполнять возложенные на них функции даже в случае отказа центрального процессора ПЛК;
интерфейсные модули (IM), обеспечивающие возможность подключения к базовому блоку (стойка с CPU) стоек расширения ввода-вывода, контроллеры SIMATIC S7-300 позволяют использовать в своем составе до 32 сигнальных и функциональных модулей, а также коммуникационных процессоров, распределенных по 4 монтажным стойкам, все модули работают с естественным охлаждением.
Конструкция контроллера отличается высокой гибкостью и удобством обслуживания:
все модули легко устанавливаются на профильную рейку DIN и фиксируются на установленных местах винтом;
во все модули (кроме модулей блоков питания) встроены участки внутренней шины контроллера, соединение этих участков выполняется шинными соединителями, устанавливаемыми на тыльной стороне корпуса;
наличие фронтальных соединителей, позволяющих производить замену модулей без демонтажа всех внешних соединений и упрощающих выполнение операций подключения внешних цепей модулей;
подключение внешних цепей через фронтальные соединители с контактами по винт или пружинными контактами, механическое кодирование фронтальных соединителей, исключающее возможность возникновения ошибок при замене модулей;
применение модульных и гибких соединителей SITOP TOP Connect, существенно упрощающих монтаж шкафов управления;
единая для всех модулей глубина установки, все кабели располагаются в монтажных каналах модулей и закрываются защитными дверцами;
произвольный порядок размещения модулей в монтажных стойках, фиксированные места должны занимать только блоки питания, центральные процессоры и интерфейсные модули.
Контроллеры SIMATIC S7-300 оснащены широким набором функций, позволяющих в максимальной степени упростить процесс разработки программы, ее отладки, снизить затраты на обслуживание контроллера в процессе его эксплуатации:
высокое быстродействие, обеспечивающее существенное расширение спектра допустимых областей применения контроллеров;
поддержка математики с плавающей запятой, позволяющая выполнять эффективную обработку данных;
удобный интерфейс для настройки параметров: всех модулей используется единый набор инструментальных средств с общим интерфейсом;
человеко-машинный интерфейс, функции обслуживания человеко-машинного интерфейса встроены в операционную систему контроллера, эти функции позволяют существенно упростить программирование;
диагностические функции, встроенные в операционную систему контроллера, с их помощью осуществляется непрерывный контроль функционирования системы, и выявляются все возникающие отказы, все диагностические сообщения с отметками даты и времени накапливаются в кольцевом буфере для последующего анализа;
парольная защита: обеспечивает эффективную защиту программы от несанкционированного доступа, попыток копирования и модификации программы;
переключатель режимов работы: переключение режимов работы производится специальным ключом (в SIMATIC S7-300C встроенным переключателем), после удаления ключа из замочной скважины заданный режим работы системы изменить невозможно.
Большое количество модулей программируемого контроллера S7-300 оснащено набором встроенных интеллектуальных функций, существенно упрощающих эксплуатацию системы управления:
мониторинг сбора сигналов (диагностика);
мониторинг сигналов аппаратных прерываний.
Диагностика используется для определения работоспособности модулей ввода дискретных и аналоговых сигналов. Для передачи диагностической информации применяются маскируемые и не маскируемые сообщения:
маскируемые диагностические сообщения, которые могут пересылаться только в том случае, если это разрешено соответствующими параметрами настройки;
не маскируемые диагностические сообщения, пересылка которых производится независимо от соответствующих параметров настройки.
Если диагностическое сообщение готово к передаче (например, сообщение об отсутствии напряжения питания датчика), то модуль генерирует диагностическое прерывание (для маскируемых сообщений только в случае определения параметров разрешения передачи).
Центральный процессор прерывает выполнение программы пользователя или задач с более низким приоритетом и вызывает соответствующий организационный блок (OB 82).
В зависимости от типа модуля диагностические сообщения могут носить различный характер.
Контроллеры SIMATIC S7-300 обладают широкими коммуникационными возможностями:
коммуникационные процессоры для подключения к сетям PROFIBUS (с встроенным оптическим или электрическим интерфейсом), Industrial Ethernet и AS-интерфейсу;
коммуникационные процессоры PPI для использования последовательных (RS 232, TTY, RS 422/ RS 485) каналов связи;интерфейс, встроенный в каждый центральный процессор и позволяющий создавать простые и недорогие сетевые решения для связи с программаторами, персональными ЭВМ, устройствами человеко-машинного интерфейса, другими системами SIMATIC S7/ C7/ WinAC, параметры конфигурации MPI интерфейса могут быть определены встроенными средствами STEP 7;
центральные процессоры с встроенным интерфейсом PROFIBUS-DP.
Выбор регулирующего органа будет осуществляться на основании следующих базовых характеристик:
пропускная характеристика;
условная пропускная способность;
относительная протечка в затворе;
надежность;
Выбор регулирующего органа буду осуществлять на основании таблицы 4, в которой изложены сравнительные характеристики регулирующих органов различных производителей.
Таблица 4 — Технические характеристики регулирующих органов
Наименование характеризуемого параметра25Ч940НЖКЗР-Аргонавт25ЛС998НЖКР-125Ч945П1. НазначениеНепрерывное регулирование параметров рабочей средыНепрерывное регулирование параметров рабочей средыНепрерывное регулирование расхода жидких и газообразных средНепрерывное регулирование расхода жидких и газообразных средНепрерывное регулирование расхода жидких и газообразных сред2. КонструкцияКлапан регулирующий двухседельныйКлапан двухходовой регулирующийодноседельный, двухходовой, регулирующийодноседельный, двухходовой, регулирующийКлапан односедельный двухфланцевый3. Пропускная характеристикаЛинейная равнопроцентнаяЛинейная равнопроцентнаяЛинейная равнопроцентнаяЛинейная равнопроцентнаяЛинейная4. Условная пропускная способность Kvy м3/ч40…160 (для номинального диаметра DN=80 мм)0,1…320 (в зависимости от диаметра)1,6…1606,3/10/16/25/601,6…2505. Относительная протечка в затворе, % от Kvy0,1 при ∆Рисп=0,4МПа0,00010,1 при ∆Рисп=0,4МПа0,4%0,0056. Условный диаметр Ду, мм25/40/50/8015…12525/40/50/8025/32/40/50/8015…3007. Номинальное давление Ру, МПа1,61,66,31,61,68. Номинальное усилие на штоке, Н*м4500/6300 (в зависимости от диаметра трубопровода)5004500/10000/250009. Ход штока, мм16/25/4012/14/20/25/30/3216…401020..5010. Скорость перемещения штока, мм/мин10/4010/3211. Рабочая средаЖидкие и газообразные среды нейтральные к материалам деталейНеагрессивные жидкости и газыЖидкие и газообразные среды нейтральные к материалам деталейЖидкие и газообразные среды нейтральные к материалам деталейЖидкие и газообразные среды нейтральные к материалам деталей12. Температура рабочей среды, 0Cдо +300до +300-60…+4250…+180-15…+15013. Температура окружающей среды, 0C-15…+50-40…+40+5…+50+5…+5014. Масса, кг16,5/28,3/33/67,8 (В зависимости от диаметра трубопровода)12/13,9/17,4/20,1/ 28,6/33,5 (В зависимости от диаметра трубопровода)15…6110От 5 до 315 (В зависимости от диаметра трубопровода)
Выбор исполнительного механизма будет осуществляться на основании следующих базовых характеристик:
номинальное усилие;
номинальное время полного хода выходного органа;
напряжение и частота питания;
потребляемая мощность;
режим работы
Таблица 5 — Технические характеристики исполнительных механизмов
Наименование характеризуемого параметраМРП-1,6МST 0.1 RegadaМЭПК-2500-99МЭОФ-630МРП-10-110-301. ТипРеверсный электрический прямоходныйЭлектрический прямоходныйЭлектрический, прямоходный, кривошипныйЭлектрический прямоходныйРеверсный электрический прямоходный2. Номинальное усилие, кН*м1,65,8 и 7,22,50,63103. Номинальное время полного хода выходного органа, с22/36/55/9038/60/7525…125251104. Номинальный полный ход выходного органа, мм10/16/25/4020/32/4020…400,63305. Напряжение и частота питания220 В, 50Гц230 В, 50Гц220…240, 60Гц220…240, 60Гц220 В, 50Гц6. Потребляемая мощность, Вт1101543400В*А1107. Режим работыПоворотно-кратковременный, реверсныйПовортоно-кратковременныйПоворотно-кратковременный, реверсныйПоворотно-кратковременный, реверсныйПоворотно-кратковременный, реверсный8. ИсполнениеКлиматическое: С4; Пылевлагозащищенное: IP50; Виброустойчивое: N1IP65, IP67IP65. Работа в окружающей среде пыли и струй водыIP54Климатическое: С4; Пылевлагозащищенное: IP50; Виброустойчивое: N19. Температура окружающей среды-30…+50-25…+55-10…+50-40…+50-30…+5010. Масса кг10105,21010Исходя из вышеперечисленных характеристик регулирующего клапана и исполнительного механизма, я выбрал клапан 25Ч940НЖ и исполнительный механизм МРП — 1,6.
Описание исполнительного устройства
Рисунок 4 — Регулирующий клапан 25Ч940НЖ с исполнительным механизмом МРП — 1,6 (1 — корпус, 2 — крышка, 3 — плунжер, 4 — шток, 5 — ЭИМ, 6 — комплект монтажных частей)
Регулирующий клапан 25ч940нж используется для непрерывного регулирования параметров потока рабочей среды в условиях транспортировки жидкой и газообразной рабочей среды, нейтральной к деталям клапана. Регулирование параметров среды происходит путем изменения проходного сечения. Клапан состоит из двух взаимосвязанных частей: регулирующего органа, непосредственно воздействующего на рабочую среду; и исполнительного механизма, создающего управляющее воздействие на регулирующий орган. Конструкцией клапана предусмотрена комплектация электрическим исполнительным механизмом ЭИМ. Сальниковая набивка выполняется из графлекса, а прокладка из паронита ПОН-Б. Проходное сечение клапана при отсутствии управляющего сигнала находится в полностью открытом состоянии, таким образом, клапан относится к нормально открытой арматуре. Уравновешенность плунжера при наличии двух седел обеспечивает стабильную и надежную работу при регулировании потока среды. Благодаря двухседельной конструкции регулирующего органа возможно использование клапана 25ч940нж при более высоких перепадах давления.
Изменение потока рабочей среды осуществляется перемещением плунжера относительно седла и изменения тем самым пропускной способности клапана по управляющему сигналу, поступающему на электрический исполнительный механизм.
Усилие, развиваемое электрическим исполнительным механизмом, передается на плунжер, который перемещается вверх и вниз, изменяя площадь открытого проходного отверстия седла.
Заключение
В итоге мы получили систему автоматического регулирования параметра плотности пульпы путем изменения подачи воды в зумпф гидроциклона.
Основой этой системы является датчик плотности, который основан на радиоизотопном методе измерения. Преимущество его заключается в том, что он обладает высокой точностью, быстротой и не взаимодействует со средой измерения. Он надежен, долговечен и прост в монтаже и обслуживании.
Следующим пунктом я выбрал вторичный прибор Ш932.9А. Этот прибор показывает и регистрирует измерения, полученные от датчика плотности. Он обладает жидкокристаллическим цветным дисплеем и внутренней памятью. Жидкокристаллический дисплей позволяет визуализировать информацию в виде графиков, что очень удобно. Вторичный прибор обладает множеством интерфейсов для связи с верхним уровнем управления. Вторичный прибор Ш932.9А устанавливается в щитке.
В качестве регулирующего устройства я выбрал ПЛК SIMATIC S7-300. Благодаря своему незначительному размеру этот контроллер можно установить в тот же шкаф где у нас располагается вторичный прибор. ПЛК SIMATIC S7-300 обладает различными интерфейсами для связи с верхним уровнем управления SCADA.
И наконец, регулирующий орган с исполнительным механизмом. Клапан 25Ч940НЖ и электрический исполнительный механизм МРП — 1,6 отлично подошли для моей системы.
Подобранные мною средства автоматизации являются надежными, эффективными, точными и современными. Они удовлетворяют заданным требованиям системы. Наличие в выбранных средствах автоматизации различных интерфейсов связи позволит в дальнейшем интегрировать их в промышленную сеть.
Список использованной литературы
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/kursovaya/sredstva-dlya-izmereniya-osnovnyih-tehnologicheskih-parametrov/
1.Клюев А.С. — Проектирование систем автоматизации технологических процессов: Справочное пособие. 2-е издание переработанное и дополненное. Москва. Энергоатомиздат, 1990 г.
2.Кулаков М.В. — Технологические измерения и приборы для химических производств: Учебник для вузов по специальности «Автоматизация и комплексная механизация химико-технологических процессов». 3-е издание. Машиностроение 1983 г.
