Автоматизация методической печи

В данном проекте объектом автоматизации является семизонная методическая печь. Для этого объекта осуществляется контроль и регулирование таких параметров как:

1. Температура в рабочем пространстве печи (по зонам);

2. Температура конца прокатки;

3. Объемный расход газа по зонам;

4. Объемный расход воздуха по зонам;

5. Температура отходящих продуктов сгорания;

6. Температу

ра подогретого воздуха;

7. Давление газа в общем газопроводе;

8. Давление в рабочем пространстве печи (под сводом томильной зоны);

9. Разрежение в дымовом борове печи.

Имеется ряд контуров регулирования:

1. Температура в зонах печи;

2. Соотношение газ-воздух в зонах;

3. Давление в рабочем пространстве печи.

6. разработка и описание структурной схемы автоматизации

На основании рассмотренных выше задач контроля и управления строится структурная схема автоматизации.

Система автоматизации представляет собой трехуровневую систему. Первый уровень осуществляет сбор информации с помощью датчиков (Д), управление исполнительным механизмом (ИМ) и передачу информации на второй уровень.

Второй уровень состоит из щита КИП и А, регуляторов, микроконтроллеров S7-200. Второй уровень осуществляет обработку информации, поступившей с первого уровня, регистрацию и стабилизацию технологических параметров, подготовку и выдачу оперативной информации на третий уровень, получение производственных ограничений и заданий от третьего уровня. Щит КИП и А включает в себя следующие приборы: средства сигнализации (С), преобразователи (Д), регуляторы (Р), панели управления исполнительными механизмами (СУ), задатчики (ЗД), индикаторы аналоговые и цифровые (ИА и ИЦ), аналоговые регистраторы (РА), процессоры (ПР), вводно-выводные устройства (ВВУ), внешние запоминающие устройства (ВЗУ), диспетчерскую связь (ДС), производственную громкоговорящую связь (ПГС), регистраторы аналоговые (РА).

Микроконтроллер включает в себя: процессор, внешнее запоминающее устройство, вводно-выводное устройство, пульт ручного ввода данных. Микроконтроллер выполняет регистрацию параметров, расчет показателей работы.

Третий уровень управления представляет собой ЦЭВМ, которая включает в себя процессор, внешнее запоминающее устройство, вводно-выводное устройство, пульт ручного ввода данных, видеотерминал, устройство печати.

Второй и третий уровни управления охвачены диспетчерской связью.

7. РАЗРАБОТКА И ОПИСАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ

Функциональная схема состоит из ряда отдельных контуров автоматического регулирования.

Первый контур регулирования температуры по зонам печи. Сигнал от датчика (поз. 1-1), как правило, это термопара ПП, поступает на преобразователь Ш-72 (поз. 1-2) с выходом 4-20мА, и далее на вход микроконтроллера (S7-200) также на вход МК подается значение с задатчика РЗД-22 (поз. 1-3). Контроллер формирует регулирующее воздействие (4-20мА), которое подается с выхода ВО1 МК на вход БРУ-32 (поз. 1-4). С БРУ сигнал подается на пускатель ПБР-2М, формирующий сигнал 0-220В (поз. 1-5), который воздействует на регулирующий орган типа МЭО (поз. 1-6), который, изменяя положение шибера, изменяет подачу топлива по зонам печи. Аналогично производится регулирование температуры по остальным отапливаемым зонам печи. Второй контур регулирует соотношение газ-воздух, подаваемых к горелкам печи. Для измерения расхода топлива и воздуха используется диафрагма типа БКС. С диафрагмы (поз. 2-1) снятые давления поступают на расходомер типа Метран-100 ДД (поз. 2-2), на выходе он формирует сигнал 4-20 мА, который подается на вход В3 МК. Также на входы В4, В5 подаются с задатчиков (поз. 2-3, 2-4) коэффициенты для расчета необходимого количества воздуха. Параллельно измеряется расход воздуха (диафрагма БКС поз. 3-1, расходомер Метран-100 ДД, поз. 3-2) и подается на вход В6 МК. Контроллер производит необходимые вычисления и на выход ВО2 выдает регулирующее воздействие. РВ с выхода ВО2 попадает на вход БРУ-32 (поз. 2-5) и далее аналогично контуру 1, сигнал подается на пускатель типа ПБР-2М (поз. 2-6), формирующий сигнал 0-220В который воздействует на регулирующий орган МЭО (поз. 2-7), изменяя расход воздуха по горелкам. Следующий контур регулирует давление в рабочем пространстве печи. В качестве датчика используется Сапфир-22 ДИ (поз. 10-1) с унифицированным выходным сигналом. Сигнал от датчика поступает на вход В14 МК. На вход В15 МК поступает сигнал от задатчика РЗД-22 (поз. 10-3, вых. 4-20мА). Контроллер производит необходимые вычисления и на выход ВО5 выдает регулирующее воздействие. РВ с выхода ВО5 попадает на вход БРУ-32 (поз. 10-4) и далее аналогично контуру 1, сигнал подается на пускатель типа ПБР-2М (поз. 10-5), формирующий сигнал 0-220В который воздействует на регулирующий орган МЭО (поз. 10-6). Также на схеме показаны средства контроля и сигнализации следующих параметров: Контроль температуры воздуха в основном воздухопроводе. Сигнал с термопары типа ХА (поз. 8-1) передается на преобразователь Ш-72 (поз. 8-2, вых. 4-20мА) и подается на вход В12 МК.

Контроль температуры отходящих дымовых газов. Сигнал с термопары типа ХА (поз. 9-1) передается на преобразователь Ш-72 (поз. 9-2, вых. 4-20мА) и подается на вход В13 МК. Контроль и сигнализация давления газа и воздуха в основных газопроводах. В качестве датчика используется Сапфир – 22 ДИ (поз. 6-1, 7-1), с унифицированным выходным сигналом. Сигнал с датчика подается на входы В10 и В11 МК соответственно через преобразователь типа Ш705 (поз. 6-3, 7-3) предназначенный для сигнализации достижения параметрами нижнего и верхнего уровня. Контур контроля состава продуктов сгорания, в качестве газоанализатора используется прибор Testo 350, сигнал о содержании H2, O2 и CO подается на входа В16, В17 и В18 соответственно для анализа и сигнализации. Также присутствуют контура контроля и регулирования расхода газа и воздуха на печь, предназначенные для контроля и ограничения расхода энергоносителей.

8. РАЗРАБОТКА И ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ КОНТУРА КОНТРОЛЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ

В курсовом проекте мною была разработана принципиально-электрическая схема контура контроля и регулирования соотноотношения расхода топливо-воздух. В состав данного контура входят: датчик – Метран 100 -ДД, модуль ввода-вывода аналоговы S7-200, блок ручного управления БРУ-32, пускатель ПБР-2М и исполнительный механизм МЭО, задатчик РЗД-22. Приборы питаются от сети (~220В) или от собственных источников питания. Сигнал от датчика, через клеммы 3-4 выходит на модуль ввода-вывода (клеммы 2-3). Приборы соединены последовательно (в "токовую петлю") с использованием стабилитронов. Сигнал от модуля ввода-вывода (соответствующий управляющему воздействию, выработанному микроконтроллером) через клеммы 14-15 поступает на блок ручного управления (клеммы 12-15). Так же на модуль аналового входа (клеммы 6-7, 8-9) поступают сигналы от задатчика РЗД-22 (клеммы 5-7, 5-7). С блока ручного управления сигнал, соответствующий выбранному режиму управления (автомат-ручное), через конечные выключатели (клеммы МЭО 5-6 и 7-8), поступает на пускатель (клеммы 7-8). С пускателя через клеммы 3-4-5 сигнал в 220В поступает на исполнительный механизм (клеммы 1-2-3). Также в "токовую петлю", с использованием стабилитронов, соединена цепь индикации положения регулирующего органа, состоящая из МЭО (клеммы 9-10), блока ручного управления (клеммы 26-27) и модуля ввода-вывода (клеммы 4-5).

 Скачать реферат