Практикум по системам управления химико-технологическими процессами
.pdf70
Окончание табл. 6.2
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
PIRCSA |
Измерение, |
2-1 |
Преобразователь избыточ- |
По месту |
2 |
индикация, |
|
ного давления ПД 100-ДИ: |
|
|
|
|
регистра- |
|
измеряемое давление до 0,1 |
|
|
|
ция, регули- |
|
МПа, погрешность измере- |
|
|
|
рование, |
|
ния 1 %, выходной сигнал |
|
|
|
защита и |
|
4…20 мА, диапазон темпе- |
|
|
|
сигнализа- |
|
ратуры среды –40…80 ¼С, |
|
|
|
ция давле- |
|
степень защиты JP 65 |
|
|
|
ния в техно- |
2-2 |
Пускатель бесконтактный |
По месту |
|
|
логическом |
|
реверсивный ПБР3: |
|
|
|
аппарате |
|
номинальное напряжение |
|
|
|
|
|
380 В, ток 3 А, напряжение |
|
|
|
|
|
питания цепей |
|
|
|
|
|
управления 24 В |
|
|
|
|
2-3 |
Механизм электрический |
По месту |
|
|
|
|
однооборотный |
|
|
|
|
|
МЭО-630/25: 380 В, токо- |
|
|
|
|
|
вый датчик положения |
|
|
|
|
2-4 |
Сирена СИ-1. Предназначе- |
По месту |
|
|
|
|
на для звуковой аварийной |
|
|
|
|
|
сигнализации. |
|
|
|
|
|
Напряжение +24 В |
|
|
|
|
2-5 |
Реле электромагнитное HE- |
Шкаф |
|
|
|
|
4; ~ 220 В |
управле- |
|
|
|
|
|
ния |
|
|
|
2-6 |
Клапан ПР-Э 3,25 с элек- |
По месту |
|
|
|
|
тромагнитным приводом. |
|
|
|
|
|
Входной сигнал ~ 220 В. |
|
|
|
|
|
Условная пропускная спо- |
|
|
|
|
|
собность 0,2 м3/ч, диаметр 3 |
|
|
|
|
|
мм, давление |
|
|
|
|
|
1 МПа |
|
|
|
|
1-2 |
Контроллер |
– |
|
|
|
|
ОВЕН ПЛК 150 |
|
|
|
|
1-1 |
Компьютер PPC-153 |
– |
71
На схеме вертикальными непрерывными линиями показаны связи между элементами системы, а пунктирными горизонтальными линиями – обработка сигналов в соответствии с алгоритмами контроля, регулирования и управления, реализуемыми программным обеспечением системы автоматизации (программами работы ПЛК и компьютера).
0,6 МПа
Приборы по месту
Рис. 6.3. ФСА участка §Насос – ТА-, выполненная на базе применения ПЛК и персонального компьютера (ПК): ТА – технологический аппарат (охладитель горячего продукта); РЗАД, РПР, РАВ – уставки, соответственно для регулирования, предупредительной и аварийной сигнализации и защиты ТА по давлению хладоносителя в ТА
ПЛК выполняет функции локального управляющего устройства. Основное назначение компьютера – создание с помощью SCADA- системы интерфейса §Человек – машина-, обеспечивающего: а) отображение на экране монитора (на мнемосхеме технологического процесса) значений параметров (здесь давления) цифровыми и световыми сигналами; б) задание уставок регулирования, защиты и сигнали-
72
зации; в) подачу команд дистанционного управления (Включить/Выключить электродвигатель насоса) и сигнализацию состояния управляемого механизма (здесь насоса); г) регистрацию (архивирование) параметров процесса (здесь давления).
6.3. Рекомендации к выполнению расчетно-графической работы
После освоения теоретического материала студенту предлагается выполнить расчетно-графическую работу в соответствии с заданным вариантом. При этом должны быть выполнены следующие поставленные задачи:1) по заданной упрощенной функциональной схеме автоматизации построить полную схему, реализованную на микроконтроллере, выбрать средства автоматизации с учетом указанных технологических параметров;
2) результаты оформить в виде расчетно-графической работы на листах формата А4, включающей чертеж схемы, спецификацию и краткое описание выбранных приборов. Обозначения на функциональных схемах автоматизации приведены в прил. 1, варианты индивидуальных заданий представлены в прил. 2.
Контрольные вопросы:
1.Какие вопросы решаются при разработке ФСА?
2.Объясните разницу между упрощенным и развернутым способами изображения ФСА.
3.Из каких этапов состоит выбор технических средств автоматизации?
4.Какие задачи автоматизации реализованы на ФСА, представленной на рис. 6.3?
5.Поясните, как составляется спецификация технических средств автоматизации.
6.Расскажите о разработке ФСА объекта на базе программируемых контроллеров и персональных компьютеров.
73
Приложение 1 Примеры построения условных обозначений приборов
и средств автоматизации
|
|
Первичный измерительный преобразователь для измерения темпера- |
|
TE |
туры, установленный по месту |
|
Примеры: термоэлектрический преобразователь (термопара) типа |
|
|
|
|
|
|
ТХА-0515, термопреобразователь сопротивления, термобаллон ма- |
|
|
нометрического термометра, датчик пирометра и т. д.) |
|
TI |
Прибор для измерения температуры показывающий, установленный |
|
по месту |
|
|
|
|
|
|
Примеры: термометры ртутный, манометрический и т. д. |
|
|
Прибор для измерения температуры показывающий, установленный |
|
TI |
на щите |
|
|
|
|
|
Примеры: милливольтметр, логометр, потенциометр (типа КСП |
|
|
и др.), мост автоматический (типа КСМ и др.) и т. д. |
|
|
Прибор для измерения температуры бесшкальный с дистанционной |
TTпередачей показаний, установленный по месту Примеры: термометр манометрический (или любой другой датчик
температуры) бесшкальный с пневмоили электропередачей
|
Прибор для измерения температуры одноточечный, регистрирую- |
|
TR |
щий, установленный на щите |
|
|
Примеры: милливольтметр самопишущий, логометр, потенциометр |
|
|
и т. д.) |
|
|
Прибор для измерения температуры с автоматическим обегающим |
|
TJR |
устройством, регистрирующий, установленный на щите |
|
|
Примеры: многоточечный самопишущий потенциометр КСП-4, |
|
|
мост автоматический |
|
|
Прибор для измерения температуры регистрирующий, регулирую- |
|
TRC |
щий, установленный на щите |
|
|
Примеры: самопишущий потенциометр КСП-4 термоэлектрического |
|
|
термометра с встроенным регулирующим устройством |
|
TC |
Регулятор температуры бесшкальный, установленный по месту |
|
|
Примеры: дилатометрический регулятор температуры и др. |
|
|
Комплект для измерения температуры регистрирующий, регулирую- |
|
TRK TC |
щий, снабженный станцией управления, установленный на щите |
|
|
Примеры: пневматический вторичный прибор, например, ПВ 10.1Э |
|
|
системы §Старт- с регулирующим блоком ПР 3.31 |
|
TS |
Прибор для измерения температуры бесшкальный с контактным уст- |
|
ройством, установленный по месту |
||
|
Пример: реле температурное |
|
HC |
Байпасная панель дистанционного управления, установленная на |
|
щите |
||
|
|
|
|
|
74 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение прил. 1 |
||
HS |
Переключатель электрических цепей измерения (управления), пере- |
||||||
|
ключатель для газовых (воздушных) линий, установленный на щите |
||||||
|
Прибор для измерения давления (разряжения) показывающий, уста- |
||||||
PI |
новленный по месту |
|
|
|
|||
|
Примеры: любой показывающий манометр (электроконтактный ма- |
||||||
|
нометр ЭКМ-1), дифманометр, напоромер и т. д. |
|
|||||
PDI |
Прибор для измерения перепада давления показывающий, установ- |
||||||
ленный по месту |
|
|
|
||||
|
|
|
|
||||
|
Пример: дифманометр показывающий |
|
|
||||
|
Прибор |
для |
измерения |
давления |
(разряжения) |
бесшкальный |
|
|
с дистанционной передачей показаний, установленный по месту |
||||||
PT |
Примеры: манометр (дифманометр) |
бесшкальный |
с пневмоили |
||||
электропередачей (преобразователь абсолютного давления Сапфир- |
|||||||
|
|||||||
|
22М-ДА-2020 с верхним пределом измерений 2,5...10 кПа; манометр |
||||||
|
сильфонный с пневмовыходом 0,02…0,1 МПа типа МС-П1) |
||||||
|
Прибор для измерения давления (разряжения) регистрирующий, ус- |
||||||
PR |
тановленный на щите |
|
|
|
|||
|
Примеры: самопишущий манометр или любой другой вторичный |
||||||
|
прибор для регистрации давления |
|
|
||||
PS |
Прибор для измерения давления с контактным устройством, установ- |
||||||
ленный по месту |
|
|
|
||||
|
|
|
|
||||
|
Пример: реле давления |
|
|
|
|||
PIS |
Прибор |
для |
измерения |
давления |
(разряжения) |
показывающий |
|
с контактным устройством, установленный по месту |
|
||||||
|
|
||||||
|
Примеры: электроконтактный манометр, вакуумметр |
|
|||||
PC |
Регулятор давления прямого действия |
|
|
||||
|
|
|
|||||
|
Первичный измерительный преобразователь для измерения расхода, |
||||||
FE |
установленный по месту |
|
|
|
|||
|
Примеры: диафрагма (ДК 6-100), сопло, труба Вентури, датчик ин- |
||||||
|
дукционного расходомера и т. д. |
|
|
||||
|
Прибор для измерения расхода бесшкальный с дистанционной пере- |
||||||
|
дачей показаний, установленный по месту |
|
|||||
FT |
Примеры: бесшкальный дифманометр (преобразователь измери- |
||||||
|
тельный разности давлений Сапфир-22М-ДД-2420; дифманометр |
||||||
|
сильфонный с пневмовыходом) или ротаметр с пневмоили электро- |
||||||
|
передачей |
|
|
|
|
||
|
Прибор для измерения соотношения расходов регистрирующий, ус- |
||||||
FFR |
тановленный на щите |
|
|
|
|||
|
Пример: любой вторичный прибор для регистрации соотношения |
||||||
|
расходов |
|
|
|
|
|
|
75
|
Продолжение прил. 1 |
|
FI |
Прибор для измерения расхода показывающий, установленный по |
|
месту |
||
|
||
|
Примеры: показывающий дифманометр или ротаметр |
|
FQI |
Прибор для измерения количества вещества путем интегрирования |
|
расхода показывающий, установленный по месту |
||
|
||
|
Пример: любой счетчик-расходомер с интегратором |
|
FQI |
Прибор для измерения количества вещества путем интегрирования |
|
расхода показывающий, установленный на щите |
||
|
||
|
Пример: показывающий дифманометр с интегратором |
|
|
Прибор для измерения расхода интегрирующий, с устройством для |
|
FQIS |
выдачи сигнала после прохождения заданного количество вещества, |
|
|
установленный по месту |
|
|
Пример: счетчик-дозатор |
|
LE |
Первичный измерительный преобразователь для измерения уровня, |
|
установленный по месту |
||
|
||
|
Примеры: датчик электрического или емкостного уровнемера |
|
|
Прибор для измерения уровня показывающий, установленный по |
|
LI |
месту |
|
|
Пример: показывающий дифманометр, используемый для измере- |
|
|
ния уровня |
|
LS |
Прибор для измерения уровня с контактным устройством, установ- |
|
ленный по месту |
||
|
Пример: реле уровня |
|
LT |
Прибор для измерения уровня бесшкальный, с дистанционной пере- |
|
дачей показаний, установленный по месту |
||
|
Пример: уровнемер бесшкальный с пневмоили электропередачей |
|
|
Прибор для измерения уровня бесшкальный, регулирующий, |
|
LCS H |
с контактным устройством, установленный по месту |
|
|
Пример: электрический регулятор-сигнализатор уровня с блокиров- |
|
|
кой по верхнему уровню |
|
|
Прибор для измерения уровня показывающий, с контактным устрой- |
|
LIA H |
ством, установленный на щите |
LПример: вторичный показывающий прибор с сигнализацией верхнего и нижнего уровня (электроконтактный манометр ЭКМ-1)
Прибор для измерения плотности раствора бесшкальный с дистан- DT ционной передачей показаний, установленный по месту (датчик
плотномера с пневмоили электропередачей)
GI |
Прибор для измерения размеров показывающий, установленный по |
|
месту (толщиномер) |
EI |
Прибор для измерения любой электрической величины показываю- |
|
щий, установленный по месту |
76
Продолжение прил. 1
V
EI Вольтметр
A
EI Амперметр
EI W
Ваттметр
Прибор для управления процессом по временной программе, уста- KS новленный на щите (командный пневматический прибор, многоцеп-
ное реле времени и т. д.)
Прибор для измерения влажности регистрирующий, установленный
MR
на щите (вторичный прибор влагомера и т. д.)
QE |
pH |
Первичный преобразователь для измерения качества продукта, уста- |
|
|
|
новленный по месту (датчик рН-метра и т. д.) |
|
QI |
O2 |
Прибор для измерения качества продукта показывающий, установ- |
|
|
|
ленный по месту (газоанализатор на кислород и т. д.) |
|
H2SO4 |
Прибор для измерения качества продукта регистрирующий регули- |
||
QRC |
|
рующий, установленный на щите (вторичный самопишущий прибор |
|
|
|
регулятора концентрации серной кислоты в растворе и т. д.) |
|
|
, |
Прибор для измерения радиоактивности показывающий с контакт- |
|
RIA |
|
ным устройством, установленный по месту (прибор для показаний |
|
|
|
и сигнализации предельно допустимых значений - и -излучений) |
|
SR |
|
Прибор для измерения частоты вращения привода регистрирующий, |
|
|
|
установленный на щите (вторичный прибор тахогенератора) |
|
U=f(F,P,T) |
Прибор для измерения нескольких разнородных величин регистри- |
||
UR |
|
рующий, установленный по месту (самопишущий дифманометр- |
|
|
|
расходомер с дополнительной записью давления и температуры) |
|
VI |
|
Прибор для измерения вязкости раствора показывающий, установ- |
|
|
|
ленный по месту (вискозиметр показывающий) |
|
WIA |
Прибор для измерения массы продукта показывающий с контактным |
||
устройством, установленный по месту (устройство электронно- |
|||
|
|
||
|
|
тензометрическое сигнализирующее и т. д.) |
|
|
|
Прибор для контроля погасания факела печи бесшкальный с кон- |
|
BS |
тактным устройством, установленный на щите (вторичный прибор |
||
|
|
запально-защитного устройства; применение резервной буквы |
|
|
|
В должно быть оговорено на поле схемы) |
|
77
Окончание прил. 1
E/E Преобразователь сигнала, установленный на щите (входной и вы-
TY
ходной сигналы – электрические; нормирующий преобразователь и т. д.)
P/E Преобразователь сигнала, установленный по месту (входной сигнал PY пневматический, выходной – электрический; электропневмопреоб-
разователь ЭПП-63 и т. д.)
FY K Устройство, выполняющее функцию умножения на постоянный коэффициент К
Пусковая аппаратура для управления электродвигателем (магнитный NS пускатель, контактор и т. д.; применение резервной буквы N должно
быть оговорено на поле схемы)
Аппаратура, предназначенная для ручного дистанционного управле-
Hния, установленная на щите (кнопка, ключ управления, задатчик и т. д.)
Аппаратура для ручного дистанционного управления, снабженная HA устройством для сигнализации, установленная на щите (кнопка
с лампочкой и т. д.)
HS Ключ управления, предназначенный для выбора управления, установленный на щите
78
Приложение 2
Варианты индивидуальных заданий
Вариант 1
TIA
LIRC
Dу – диаметр трубопровода для подбора клапанов и диафрагм, Т = (70 3) С,
L = (1,5 0,5) м, Тmin = 40 С,
Dу = 50 мм, Р = 0,6 МПа.
Вариант 2
Dу – диаметр трубопровода для подбора клапанов и
PIRA
диафрагм,
Р = (0,12 0,005) МПа,
TIRC
Pmax = 0,14 МПа, Т = (185 5) С, Dу = 100 мм.
Вариант 3
Dу – диаметр трубопровода для подбора клапанов и диафрагм,
|
Т = (250 5) С, |
TIRA |
L = (1,8 0,3) м, |
|
|
LIRC |
Тmax = 270 С, |
|
Dу = 100 мм. |
Вариант 4 |
|
FIRC |
TIRA |
Вариант 5 |
|
79
Р – перепад давления на сужающем устройстве, Dу – диаметр трубопровода для подбора клапанов и диафрагм,
Т = (170 3) С, |
F = (50 0,5) м3/ч, |
Тmax = 180 С, |
|
Тmin = 150 С, |
Dу = 100 мм, Р = 0,5 МПа, |
Р = 6 МПа. |
|
PIRC
LIRA |
Dу – диаметр трубопровода для подбора клапанов и диафрагм, Р = (0,8 0,01) МПа,
L = (1,0 0,2) м,
Lmin = 50 %L,
Lmax = 80 %L,
Dу = 50 мм,
T = 50 C.
Вариант 6
TRC |
LIRA
Dу – диаметр трубопровода для подбора клапанов и диафрагм; Т = (350 8) С,
L = (1,5 0,4) м,
Lmin = 40 %L, Lmax = 70 %L,
Dу = 100 мм,
Р = 0,3 МПа.
Вариант 7 |
PIRC |
T1 |
|
|
T2 |
|
T3 |
|
T4 |
T5 |
TIR |
Dу – диаметр трубопровода для подбора клапанов и диафрагм,
P = (0,2 0,001) МПа, Pmin = 0,19 МПа, Dу = 100 мм,
Т1 = (40 1) С, Т2 = (45 1) С, Т3 = (50 1) С, Т4 = (55 1) С, Т5 = (60 1) С.