Файл: Высшая школа технологии и энергетики.docx

2.1 Разработка предлагаемой функциональной схемы автоматизации

Функциональная схема автоматизации (537.195135-АК.4), является основным техническим документом, определяющим функциональную структуру, параметры контроля, регулирования, сигнализации, защиты и блокировки, а также способы регулирования и организацию пунктов контроля и управления. При разработке функциональных схем автоматизации используется ГОСТ 21.404-85 «Автоматизация технологических процессов. Условные обозначения приборов и средств автоматизации в схемах».

ГОСТ 21.404-85 устанавливает два способа построения функциональных схем автоматизации: упрощённый и развёрнутый. При упрощённом способе весь комплект приборов контроля или регулирования параметра изображается одним условным знаком, расположенным в любом месте чертежа и имеющим одно позиционное обозначение.

Такой способ может быть использован только для локальных систем управления, реализо­ванных на приборных технических средствах (регуляторах). При развёрнутом способе каждый прибор системы контроля или регулирования параметра изображается отдельным условным зна­ком, а все приборы располагаются в нижней части чертежа, в специальных прямоугольниках в за­висимости от места расположения прибора. При этом способе позиционные обозначения всех приборов контроля или регулирования одного параметра имеют одну и ту же цифру, а каждый из приборов - эту цифру с цифровым индексом. Причём индексация проводится в направлении прохождения сигнала. Развёрнутый способ может быть использован для любых функциональных схем автоматизации.

Далее разрабатывается функциональная структура АСУ, в которой должны быть представлены задачи, реализуемые информационной и управляющей подсистемами АСУ ТП, а также подсистемой автоматической защиты технологического оборудования или подсистемой технологических защит [5].

Заказная спецификация на средства измерения и автоматизации приведена в 537.195135-АК.6

2.2 Описание предлагаемой системы автоматизации

Контроллер относится к проектно-компонуемым изделиям, состав которых потребитель определяет при заказе. В соответствии с заказом возможна отдельная поставка устройств, входящих в контроллер.

---

В состав контроллера входят:

• 
  блок контроллера БК-500
  
• 
  модули ввода/вывода УСО-Д, 48 модификаций, различающихся по виду и количеству принимаемых и формируемых сигналов, а также условиям эксплуатации;
  
• 
  миниконтроллер МК-500;
  
• 
  микроконтроллеры:
  
• 
  шлюзовой микроконтроллер ШМК, обеспечивающий подключение группы модулей УСО-Д;
  
• 
  пульт оператора ПО (стационарный);
  
• 
  интеллектуальные блоки БУЭР бесконтактного управления электродвигателями;
  
• 
  блок резервных защит БРЗ-30;
  

3. 
   ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ КОМПЛЕКСА ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ
   

3.1 Разработка таблицы основных характеристик измеряемых параметров технологического режима и средств их измерения.

В таблице основных характеристик параметров технологического режима и средств их измерения (таб.2) представлены следующие данные: номер позиции на ФС, наименование, размерность, выходной сигнал измерителя, тип управляющего параметра.
Таблица 2 – основных характеристик параметров технологического режима и средств их измерения

Номер позиции на ФС	Наименование	Размерность	Выходной сигнал измерителя	Тип управляющего параметра
1	Давление на подаче воды в трубопровод	МПа	0…1 В	Дискретный ввод
2	Управление на вентилятор	В	4…20 мА	Дискретный вывод
3	Температура воды	°С	0…1 В	Аналоговый ввод
4	Давление в трубопроводе	МПа	0…1 В	Аналоговый ввод
5	Расход воды	мг/л	4…20 мА	Аналоговый ввод
6	Заслонка при поступлении в котел	-	4…20 мА	Дискретный вывод
7	Температура воды при поступлении в котел	°С	4…20 мА	Дискретный ввод
8	Температура воды на выходе из котла	°С	0…1 В	Аналоговый ввод
9	Температура сетевой воды	°С	0…1 В	Аналоговый ввод
10	Давление в трубопроводе	МПа	0…1 В	Аналоговый ввод

---

Окончание табл. 2

11	Заслонка на выходе сетевой воды	-	0…1 В	Аналоговый вывод
12	Расход при подаче газа	мг/л	4…20 мА	Аналоговый ввод
13	Заслонка при подаче газа	-	0…1 В	Аналоговый вывод
14	Вентилятор на подачу воздуха	В	0…1 В	Аналоговый вывод
15	Вентилятор на подачу воздуха	В	0…1 В	Аналоговый вывод
16	Вентилятор в верхней камере	В	0…1 В	Аналоговый вывод
17	Температура в верхней камере	°С	4…20 мА	Дискретный ввод
18	Пуск/Остановка горелок	-	4…20 мА	Дискретный вывод
19	Пуск/Остановка горелок	-	4…20 мА	Дискретный вывод

3.2 Выбор приборов и средств автоматизации, описание принципа действия и технических характеристик
Датчик температуры:

ТСП9204 – термопреобразователь измерительный с унифицированным выходным сигналом, предназначенный для преобразования температуры жидких и газообразных неагрессивных сред в унифицированный электрический выходной сигнал постоянного тока.

Термопреобразователь сопротивления ПРОМА-ТС-200 – предназначен для преобразования температуры в унифицированный токовый сигнал.

Таблицы 3 – Технические характеристики ТСП9204 и ПРОМА-ТС-200

Техническая характеристика	ТСП9204	ПРОМА-ТС-200
Напряжение питания, В	12…24	12…36
Класс точности, %	0,5	1
Рабочий диапазон измеряемых температур, ºС	-50 – 200	0–200
Время термической реакции, с	60	80

---

Сопоставляя технические характеристики в таблице 3 двух термопреобразователей, был выбран ТСП9204.

Исполнительный механизм:

МЭО–250/63-К – механизм электрический однооборотный исполнительный, предназначен для перемещения рабочих органов неполноповоротного принципа действия (шаровые и пробковые краны, поворотные дисковые затворы, заслонки) в системах автоматического регулирования технологическими процессами в соответствии с командными сигналами автоматических регулирующих и управляющих устройств. МЭО- 100/63 - механизм электрический однооборотный исполнительный.
Таблица 4 – Технические характеристики МЭО – 250/63 К, МЭО-100/63.

Технические характеристики	МЭО–250/63-К	МЭО- 100/63
Ном. кр. момент на выходном валу	250 Н*м	100 Н*м
Ном. в. полного хода выходного вала	63 c	25 c
Потребляемая мощность	0,25 оборота	0,63 оборота
Масса	Не более 27 кг	Не более 27,5 кг
Питание	220 В, 230 В, 240 В	380 В, 400 В, 430В
Люфт выходного вала механизма	Не более 0,75◦	Не более 0,75◦
Степень защиты электродвигателя	IP54	IP54

По техническим характеристикам, исходя из таблицы 3, выбран МЭО–250/63-К.

Регулирующий орган:

В качестве регулирующего органа для подачи газа выберем заслонки дроссельные с электроприводом фирмы АМАКС и ГРП, сравнив две из них в таблице 5:
Таблица 5 – Характеристики регулирующих органов

Характеристики	АМАКС-ЗДЭ DN 50…250	ГРП ДУ 50…200
Рабочее давление (МПа)	0,6	0,6
Тип электропривода	МЭО-40/63-0,25У	МЭО-40/63-0,25У
Пропуск среды при закрытом положении	не более 0,5% от макс. расхода	не более 0,5% от макс. расхода
Напряжение питания переменного тока (Вт)	220	220
Потребляемая мощность (Вт)	50	70
Срок службы (лет)	30	30

---

Исходя из данных таблицы, выберем заслонку типа АМАКС-ЗДЭ DN 50…250мм. Она не уступает ГРП ДУ 50…200 по производительности, однако имеет меньшую потребляемую мощность.

Измерительные преобразователи давления и расхода:

Преобразователи давления предназначены для работы в системе автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами и обеспечивают непрерывное преобразование значения измеряемого параметра – давления избыточного (ДИ), разряжения (ДВ), давления-разряжения (ДИВ), разности давлений (ДД), гидростатического давления (ДГ), уровня в стандартный токовый выходной сигнал (0-5, 4-20, 0- 20, 5-0, 20-4, 20-0 мА) дистанционной передачи.

Преобразователи серии Метран-43 (таблица 6) предназначены для преобразования давления рабочих сред: жидкостей, газа (в т.ч. газообразного кислорода и кислородосодержащих газовых смесей при давлении не выше 1,6 МПа) и пара. В зависимости от кода электронного преобразователя приборы серии Метран–43 подразделяются на аналоговые (АП) и микропроцессорные (МП – с выносным индикаторным устройством и МП1 – со встроенным индикаторным устройством; индикаторные устройства выполнены на основе жидких кристаллов). Преобразователи имеют как общепромышленное, так и взрывозащитное исполнение (Ех и Вн). 6].
Таблица 6 – Основные технические параметры и характеристики преобразователей давления серии Метран-43

Тип преобразователя	Модель	Ряд верхних пределов по ГОСТ 22520
		АП	МП, МП1
Метран–43–ДИ Метран–43–Ех–ДИ Метран–43–Вн–ДИ	3153-01	0,4; 0,6; 1,0 МПа	-
	3156-01	1,6; 2,5 МПа	0,1; 0,16; 0,25; 0,4; 0,6;1; 1,6; 2,5 МПа

Интеллектуальные датчики давления серии Метран-100 предназначены для измерения и непрерывного преобразования в унифицированный аналоговый токовый сигнал и/или цифровой сигнал в стандарте протокола HART, или цифровой сигнал на базе интерфейса RS-485 входных величин: избыточного давления, абсолютного давления, разрежения, разности давлений. Измеряемые среды: жидкости, пар, газ, в т.ч. газообразный кислород и кислородосодержащие газовые смеси (таблица 7).

---