ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.11.2023
Просмотров: 414
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
1 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ АВТОМАТИЗАЦИИ ГАЗОВОЗДУШНОГО
3 РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНЫХ СХЕМ СИСТЕМЫ
4 РАСЧЕТ АСР ОБЩЕГО ВОЗДУХА КОТЕЛЬНОЙ
Произведём оценку качества переходного процесса по каналу задания корректирующего регулятора:
Произведём оценку качества переходного процесса по каналу задания стабилизирующего регулятора:
Произведём оценку качества переходного процесса по каналу задания стабилизирующего регулятора:
, которые подаются на пускатель (11-5). Пускатель усиливает по мощности дискретные сигналы приводит в движение исполнительный механизм (14-1). Исполнительный механизм соединенный жесткой механической связью управляет регулирующим органом (РО).
Для переключения с автоматического режима на ручной, в случае выхода из строя микроконтроллера используется блок ручного управления (15-1).
На основании структурной схемы АСР разрежения (рисунок 6, б) составим перечень регулируемых параметров технологического процесса. Основным регулируемым параметром является разрежение в топке котла.
Разрежение в топке котла измеряется измерительным преобразователем (1-1) с выхода которого унифицированный сигнал поступает на вход микроконтроллера (1-2). Вся информация, поступившая на микроконтроллер (1-2), обрабатывается согласно заложенному алгоритму и выдаются дискретные сигналы, которые подаются на пускатель (1-3). Пускатель усиливает по мощности дискретные сигналы приводит в движение исполнительный механизм (2-1). Исполнительный механизм соединенный жесткой механической связью управляет РО.
На основании структурной схемы АСР давления первичного воздуха (рисунок 6, в) составим перечень регулируемых параметров технологического процесса. Основным регулируемым параметром является давление первичного воздуха.
Давление первичного воздуха измеряется измерительным преобразователем (4-1, 7-1) с выхода которого унифицированный сигнал поступает на вход микроконтроллера (4-2, 7-2). Вся информация, поступившая на микроконтроллер (4-2, 7-2), обрабатывается согласно заложенному алгоритму и выдаются дискретные сигналы, которые подаются на пускатель (4-3, 7-3). Пускатель усиливает по мощности дискретные сигналы приводит в движение исполнительный механизм (5-1, 8-1). Исполнительный механизм соединенный жесткой механической связью управляет РО.
Для переключения с автоматического режима на ручной, в случае выхода из строя микроконтроллера используются блоки ручного управления (3-1, 6-1, 9-1, 15-1).
6 ВЫБОР ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ СИСТЕМЫ
АВТОМАТИЗАЦИИ ГАЗОВОЗДУШНОГО ТРАКТА КОТЕЛЬНОЙ
УСТАНОВКИ КВТК-100-150 И СОСТАВЛЕНИЕ ЗАКАЗНОЙ
СПЕЦИФИКАЦИИ
Для экономического и технического целесообразного решения проблемы обеспечения техническими средствами автоматизации применим систему ГСП, т.к. в ней одновременно с чисто техническими задачами разработки агрегатированных систем и комплексов, разрабатываются современные методы нормирования метрологических характеристик различных систем измерения и регулирования. В настоящее время разработано достаточно большое количество средств реализации. Поэтому произведём сравнение только двух вариантов реализации технических средств по ГСП.
Метрологическое обоснование выбора измерительной установки (ИУ) сводится к определению ее погрешностей.
Для измерения одного и того же значения можно использовать несколько ИУ, состоящих из различных средств измерений (СИ). Следовательно, задачей метрологического обоснования является выбор ИУ, которая измеряет физическую величину с наименьшими погрешностями.
Произведём сравнительную оценку предельной погрешности измерения давления первичного воздуха двух комплектов:
1. Сапфир-22М-ДИ 2170 с верхним пределом измерения рабочего давления равным
25Мпа и классом точности 0,5 с блоком питания 4БП36 с классом точности 0,15
2. МПЭ-МИ с классом точности, равным 1.
Табица 4 - Расчет погрешностей
Таким образом, из произведённого сравнительного анализа наилучшим является ИУ, состоящая из преобразователя Сапфир-22М-ДИ и блока питания 4БП36.
Для измерения расхода обычно применяют сужающее устройство(СУ) – диафрагму или сопло. Причём надо учитывать, что сопло применяют при давлениях более 10 МПа, а также при температуре измеряемой среды более 120С. В качестве вторичного преобразователя применяем Сапфир-22М-ДД.
Для измерения температуры сетевой воды используем термопреобразователь сопративления медный ТСМ-0879-01.
Для измерения содержания кислорода в уходящих газах используем газоанализатор кислорода АГ0011.
Для измерения разрежения в топке котла используем преобразователь измерительный Сапфир-22-ДИВ.
В качестве дифференциатора, регулирующих устройств, блока ручного управления используем микроконтроллер Ремиконт Р-130. Применяем Р-130, так как это одно из последних средств, способных реализовать все необходимые для разработки данной системы регулирования, обладающее высокой надёжностью и ''живучестью''. Ремиконт способен заменить от 25 до 100 аналоговых приборов.
Исполнительными механизмами для АСР общего воздуха и АСР разрежения выбираем МЭО-1600/63-0,25к-84, а для АСР первичного воздуха МЭО-250/25-0,25-87, предназначенные для приведения в движение регулирующих органов (шиберов, отсекателей, пылепитателей и т.д.). Этот МЭО выбран по причине возможности длительной работы в стопорном режиме, когда ограничение перемещения выходного вала не требует отключения электродвигателя, что позволяет исключить концевые выключатели из цепи управления и, следовательно, повысить надёжность АСР. Для МЭО в качестве пускового устройства используют пускатель бесконтактный реверсивный ПБР-3А.
При выборе средств реализации рекомендуется исходить из соображений их однотипности.
На основе выбранных средств составим заказную спецификацию приборов и средств автоматизации которая представлена в приложении 2.
7 РЕАЛИЗАЦИЯ АСР ОБЩЕГО ВОЗДУХА НА РЕМИКОНТЕ Р-130
В практике автоматизации технологических процессов, вплоть до середины 60-х годов, наибольшее распространение аналоговые промышленные регуляторы, т.е. устройства, использующие непрерывный способ преобразования информации о технологическом процессе, получаемой от датчиков, в управляющее воздействие.
Аналоговые регуляторы нашли широкое распространение благодаря своей высокой надёжности. Функционально выполняя несложные операции, эти приборы при выходе из строя, а выход из строя маловероятен, могли быть временно подменены оператором. Однако при автоматизации сложных технологических объектов, например, таких как энергоблок на ТЭС, приходится устанавливать сотни соединённых м/у собой аналоговых приборов, требующих для монтажа огромных по размерам щитовых помещений и панелей, а также километры соединительных проводов и кабелей.
7.1 Отличие Ремиконта от микро-ЭВМ и других свободно
программируемых устройств
Микро-ЭВМ и другие свободно программируемые устройства программируются на языке ассемблера или на одном из языков высокого уровня. В любом случае, даже если используется пакет прикладных программ, такое программирование – сложный, длительный и трудоёмкий процесс. Для подготовки программ требуются специалисты – математики высокой квалификации. Отладка программ ведётся на дорогостоящем, малонадёжном оборудовании. После составления программ необходим длительный процесс отладки. Программисты должны досконально знать особенности языка программирования и организацию микро-ЭВМ. Для модификации системы управления необходимо снова обращаться к услугам программистов. Для ремиконта указанных проблем не существует. Между ремиконтом и микро-ЭВМ или другими свободно программируемыми устройствами имеются следующие различия:
Ремиконт может выполнять все алгоритмические задачи, которые решаются с помощью общепромышленных аналоговых систем регулирования. В частности, ремиконт формирует ПИД-закон регулирования, выполняет динамические, статические и нелинейные преобразования, формирует сигналы задания и ручного управления.
Сверх этих традиционных для аналоговых приборов преобразований ремиконт выполняет операции управляющей логики, формирует программно-изменяющиеся во времени сигналы, а также содержит специальные средства реализации каскадного и супервизорного управления. В связи с этим ремиконт особенно эффективен при автоматизации нестационарных процессов, когда приходится решать достаточно сложные задачи управления с безударным включением и отключением отдельных каналов управления, автоматическим переключением управляющей структуры, автоматическим изменением параметров настройки и использованием других операций, связанных с адаптацией системы регулирования к изменяющимся параметрам объекта управления.
С ремиконтом могут работать любые датчики с унифицированным токовым сигналом, например, с силовой или магнитной компенсацией, а также датчики типа "Сапфир" и "Сапфир22". Датчики с естественным сигналом (термопары, термометры сопротивления, дифференциально-трансформаторные датчики) подключаются к ремиконту ч/з нормирующие преобразователи. Аналоговые входы имеют гальваническую развязку.
Поступающие на вход ремиконта сигналы с помощью аналогово-цифровых и дискретно-цифровых преобразователей преобразуется в цифровую форму, и затем обрабатываются программно в алгоблоках. Выходные сигналы алгоблоков с помощью цифро-аналоговых, цифро-импульсных и цифро-дискретных преобразователей преобразуется в аналоговую, импульсную и дискретную форму и поступают на выходные цепи ремиконта. Все выходные цепи имеют гальваническую развязку.
Исходя из библиотеки стандартных алгоритмов и структуры АСР, выбираются нужные алгоритмы. Результаты выбора и распределения алгоритмов по блокам представлены в таблице 5.
Таким образом, функции выполняемые стандартными алгоритмами ремиконта Р-130, полностью отвечают поставленной задаче управления.
Таблица 5 - Выбор алгоритмов
Для переключения с автоматического режима на ручной, в случае выхода из строя микроконтроллера используется блок ручного управления (15-1).
На основании структурной схемы АСР разрежения (рисунок 6, б) составим перечень регулируемых параметров технологического процесса. Основным регулируемым параметром является разрежение в топке котла.
Разрежение в топке котла измеряется измерительным преобразователем (1-1) с выхода которого унифицированный сигнал поступает на вход микроконтроллера (1-2). Вся информация, поступившая на микроконтроллер (1-2), обрабатывается согласно заложенному алгоритму и выдаются дискретные сигналы, которые подаются на пускатель (1-3). Пускатель усиливает по мощности дискретные сигналы приводит в движение исполнительный механизм (2-1). Исполнительный механизм соединенный жесткой механической связью управляет РО.
На основании структурной схемы АСР давления первичного воздуха (рисунок 6, в) составим перечень регулируемых параметров технологического процесса. Основным регулируемым параметром является давление первичного воздуха.
Давление первичного воздуха измеряется измерительным преобразователем (4-1, 7-1) с выхода которого унифицированный сигнал поступает на вход микроконтроллера (4-2, 7-2). Вся информация, поступившая на микроконтроллер (4-2, 7-2), обрабатывается согласно заложенному алгоритму и выдаются дискретные сигналы, которые подаются на пускатель (4-3, 7-3). Пускатель усиливает по мощности дискретные сигналы приводит в движение исполнительный механизм (5-1, 8-1). Исполнительный механизм соединенный жесткой механической связью управляет РО.
Для переключения с автоматического режима на ручной, в случае выхода из строя микроконтроллера используются блоки ручного управления (3-1, 6-1, 9-1, 15-1).
6 ВЫБОР ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ СИСТЕМЫ
АВТОМАТИЗАЦИИ ГАЗОВОЗДУШНОГО ТРАКТА КОТЕЛЬНОЙ
УСТАНОВКИ КВТК-100-150 И СОСТАВЛЕНИЕ ЗАКАЗНОЙ
СПЕЦИФИКАЦИИ
Для экономического и технического целесообразного решения проблемы обеспечения техническими средствами автоматизации применим систему ГСП, т.к. в ней одновременно с чисто техническими задачами разработки агрегатированных систем и комплексов, разрабатываются современные методы нормирования метрологических характеристик различных систем измерения и регулирования. В настоящее время разработано достаточно большое количество средств реализации. Поэтому произведём сравнение только двух вариантов реализации технических средств по ГСП.
Метрологическое обоснование выбора измерительной установки (ИУ) сводится к определению ее погрешностей.
Для измерения одного и того же значения можно использовать несколько ИУ, состоящих из различных средств измерений (СИ). Следовательно, задачей метрологического обоснования является выбор ИУ, которая измеряет физическую величину с наименьшими погрешностями.
Произведём сравнительную оценку предельной погрешности измерения давления первичного воздуха двух комплектов:
1. Сапфир-22М-ДИ 2170 с верхним пределом измерения рабочего давления равным
25Мпа и классом точности 0,5 с блоком питания 4БП36 с классом точности 0,15
2. МПЭ-МИ с классом точности, равным 1.
Табица 4 - Расчет погрешностей
Сапфир-22М-ДИ | МПЭ-МИ |
| Абсолютная погрешность измерения | |
пп=0,5*25/100=0,125 | пп=1*25/100=0,25 |
Относительная погрешность | |
| пп=0,125*100/14=0,892 | пп=0,25*100/14=1,786 |
| Для блока питания: Абсолютная погрешность бпс=0,15*25/100=0,037 Относительная погрешность бпс=0,037*14/100=0,27 | |
| Предельная относительная погрешность измерения | |
| иу=(0,8922+0,272)=0,93 | иу=1,7862=1,786 |
Абсолютная погрешность измерения | |
| =14*0,93/100=0,13МПа | =14*1,786/100=0,249МПа |
Таким образом, из произведённого сравнительного анализа наилучшим является ИУ, состоящая из преобразователя Сапфир-22М-ДИ и блока питания 4БП36.
Для измерения расхода обычно применяют сужающее устройство(СУ) – диафрагму или сопло. Причём надо учитывать, что сопло применяют при давлениях более 10 МПа, а также при температуре измеряемой среды более 120С. В качестве вторичного преобразователя применяем Сапфир-22М-ДД.
Для измерения температуры сетевой воды используем термопреобразователь сопративления медный ТСМ-0879-01.
Для измерения содержания кислорода в уходящих газах используем газоанализатор кислорода АГ0011.
Для измерения разрежения в топке котла используем преобразователь измерительный Сапфир-22-ДИВ.
В качестве дифференциатора, регулирующих устройств, блока ручного управления используем микроконтроллер Ремиконт Р-130. Применяем Р-130, так как это одно из последних средств, способных реализовать все необходимые для разработки данной системы регулирования, обладающее высокой надёжностью и ''живучестью''. Ремиконт способен заменить от 25 до 100 аналоговых приборов.
Исполнительными механизмами для АСР общего воздуха и АСР разрежения выбираем МЭО-1600/63-0,25к-84, а для АСР первичного воздуха МЭО-250/25-0,25-87, предназначенные для приведения в движение регулирующих органов (шиберов, отсекателей, пылепитателей и т.д.). Этот МЭО выбран по причине возможности длительной работы в стопорном режиме, когда ограничение перемещения выходного вала не требует отключения электродвигателя, что позволяет исключить концевые выключатели из цепи управления и, следовательно, повысить надёжность АСР. Для МЭО в качестве пускового устройства используют пускатель бесконтактный реверсивный ПБР-3А.
При выборе средств реализации рекомендуется исходить из соображений их однотипности.
На основе выбранных средств составим заказную спецификацию приборов и средств автоматизации которая представлена в приложении 2.
7 РЕАЛИЗАЦИЯ АСР ОБЩЕГО ВОЗДУХА НА РЕМИКОНТЕ Р-130
В практике автоматизации технологических процессов, вплоть до середины 60-х годов, наибольшее распространение аналоговые промышленные регуляторы, т.е. устройства, использующие непрерывный способ преобразования информации о технологическом процессе, получаемой от датчиков, в управляющее воздействие.
Аналоговые регуляторы нашли широкое распространение благодаря своей высокой надёжности. Функционально выполняя несложные операции, эти приборы при выходе из строя, а выход из строя маловероятен, могли быть временно подменены оператором. Однако при автоматизации сложных технологических объектов, например, таких как энергоблок на ТЭС, приходится устанавливать сотни соединённых м/у собой аналоговых приборов, требующих для монтажа огромных по размерам щитовых помещений и панелей, а также километры соединительных проводов и кабелей.
7.1 Отличие Ремиконта от микро-ЭВМ и других свободно
программируемых устройств
Микро-ЭВМ и другие свободно программируемые устройства программируются на языке ассемблера или на одном из языков высокого уровня. В любом случае, даже если используется пакет прикладных программ, такое программирование – сложный, длительный и трудоёмкий процесс. Для подготовки программ требуются специалисты – математики высокой квалификации. Отладка программ ведётся на дорогостоящем, малонадёжном оборудовании. После составления программ необходим длительный процесс отладки. Программисты должны досконально знать особенности языка программирования и организацию микро-ЭВМ. Для модификации системы управления необходимо снова обращаться к услугам программистов. Для ремиконта указанных проблем не существует. Между ремиконтом и микро-ЭВМ или другими свободно программируемыми устройствами имеются следующие различия:
-
ремиконт поставляется с завода-изготовителя полностью готовым к работе. он быстро и просто программируется (настраивается) непосредственно на объекте эксплуатационным персоналом, связанным с обслуживанием традиционной аналоговой аппаратуры и не знакомым с обслуживанием на эвм; -
оператор взаимодействует с ремиконтом посредством специализированной панели, клавиш и индикаторы которой обозначены терминами, привычными для специалистов по автоматизации; -
ни для работы, ни для настройки ремиконта не требуется внешняя память и традиционное для вычислительной техники периферийное оборудование; -
ремиконт содержит встроенные аппаратные, программные и алгоритмические средства самодиагностики, позволяющие быстро выявить и локализовать неисправность; -
в ремиконте сведены к минимуму опасные последствия отказа, связанные с выдачей ложных команд управления.
Ремиконт может выполнять все алгоритмические задачи, которые решаются с помощью общепромышленных аналоговых систем регулирования. В частности, ремиконт формирует ПИД-закон регулирования, выполняет динамические, статические и нелинейные преобразования, формирует сигналы задания и ручного управления.
Сверх этих традиционных для аналоговых приборов преобразований ремиконт выполняет операции управляющей логики, формирует программно-изменяющиеся во времени сигналы, а также содержит специальные средства реализации каскадного и супервизорного управления. В связи с этим ремиконт особенно эффективен при автоматизации нестационарных процессов, когда приходится решать достаточно сложные задачи управления с безударным включением и отключением отдельных каналов управления, автоматическим переключением управляющей структуры, автоматическим изменением параметров настройки и использованием других операций, связанных с адаптацией системы регулирования к изменяющимся параметрам объекта управления.
С ремиконтом могут работать любые датчики с унифицированным токовым сигналом, например, с силовой или магнитной компенсацией, а также датчики типа "Сапфир" и "Сапфир22". Датчики с естественным сигналом (термопары, термометры сопротивления, дифференциально-трансформаторные датчики) подключаются к ремиконту ч/з нормирующие преобразователи. Аналоговые входы имеют гальваническую развязку.
Поступающие на вход ремиконта сигналы с помощью аналогово-цифровых и дискретно-цифровых преобразователей преобразуется в цифровую форму, и затем обрабатываются программно в алгоблоках. Выходные сигналы алгоблоков с помощью цифро-аналоговых, цифро-импульсных и цифро-дискретных преобразователей преобразуется в аналоговую, импульсную и дискретную форму и поступают на выходные цепи ремиконта. Все выходные цепи имеют гальваническую развязку.
Исходя из библиотеки стандартных алгоритмов и структуры АСР, выбираются нужные алгоритмы. Результаты выбора и распределения алгоритмов по блокам представлены в таблице 5.
Таким образом, функции выполняемые стандартными алгоритмами ремиконта Р-130, полностью отвечают поставленной задаче управления.
Таблица 5 - Выбор алгоритмов
| № алгоблока | Алгоритм и его номер | Выполняемые функции в системе регулирования |
| 01 | ОКО (01) | Переход с автоматического на дистанционное управление; ручное управление выходом корректирующего регулятора; контроль входного сигнала (содержание кислорода), сигнал рассогласования |
| 02 | ОКО (01) | Переход с автоматического на дистанционное управление; дистанционное управление ИМ; контроль сигналов температуры сетевой воды и расхода воздуха; сигнала задания и сигнала рассогласования в регуляторе общего воздуха |
| 06 | ВАА (07) | Ввод трех сигналов в ремиконт |
| 07 | СМА (43) | Суммирование сигналов расхода воздуха, температуры сетевой воды и сигнала корректирующего регулятора |
| 08 | РАН (20) | Формирование аналоговых ПИ закона регулирования для корректирующего регулятора |
| 09 | РИМ (21) | Формирование импульсного ПИ закона регулирования для стабилизирующего регулятора |
| 10 | ЗДН (24) | Формирование сигнала ручного задания корректирующему регулятору |
| 11 | ЗДН (24) | Формирование сигнала ручного задания стабилизирующему регулятору |
| 12 | РУЧ (26) | Формирование сигнала ручного дистанционного управления аналоговым выходом корректирующего регулятора |
| 13 | РУЧ (26) | Формирование сигнала ручного дистанционного управления ИМ |
| 14 | ИВА (15) | Вывод импульсного сигнала управления с ремиконта на ИМ |