Дипломная (вкр): Модернизация системы регулирования температуры колпаковых печей, путем замены физически и морально устаревшего оборудования на новое

К_О = 1∙0, 63∙10∙0, 1=0, 63

K_РВ=T/2T_МK_MβK_ДГK_C=0, 79; τ=1.

Рисунок 15 - Модель регулирования температуры и соотношения «газ-воздух»

Промоделируем 3 режима:

.Отработка задания на 8В от 0 до 500с

.Отработка задания на 6В от 500 до 1000с

.Отработка возмущения по давлению с амплитудой от 3атм до 2 атм

В первом режиме отработано задание на 8В-температура достигает 720⁰С, во втором - на 650⁰С (6 В), а затем промоделирована реакция на снижение давления с 3 до 2 атм. При снижении давления регулятор, сохраняя необходимый расход топлива, увеличивает степень открывания газовой магистрали. Расход воздуха и расход газа сохраняют отношение постоянным равным около 1к 10.

3.6 Выбор средств автоматизации

Средства автоматизации выбираются исходя не только из технических, но и экономических соображений. При выборе средств также учитываются особенности технологического процесса его параметры.

В первую очередь, принимают во внимание такие факторы, как пожаро- и взрывоопасность, агрессивность контролируемой среды, число параметров, участвующих в управлении, и их физико-химические свойства, дальность передачи сигналов информации и управления, требуемые точность и быстродействие. Эти факторы определяют выбор методов измерения технологических параметров, требуемые функциональные возможности регуляторов и приборов (законы регулирования, показание, запись и т.д.), диапазоны измерения, вид дистанционной передачи и т.д.

Конкретные приборы и средства автоматизации следует подбирать исходя из следующих соображений:

для контроля и регулирования одинаковых параметров технологического процесса необходимо применять однотипные средства автоматизации, выпускаемые серийно. Это упростит ремонт и эксплуатацию оборудования;

при автоматизации сложных технологических процессов необходимо использовать вычислительные и управляющие машины;

точность приборов должна соответствовать технологическим требованиям;

для автоматизации технологических аппаратов с агрессивными средами необходимо предусматривать установку специальных приборов, а в случае применения приборов в нормальном исполнении нужно защищать их.

Произведем выбор приборов для системы.

3.6.1 Преобразователь

Так как используемые контроллеры предназначены для работы с унифицированным токовыми сигналами, то возникает необходимость преобразования эдс термопары. Для преобразования используем преобразователь CI45. На вход преобразователя подаётся сигнал с термопары в мВ, а на выходе получаем унифицированный токовый сигнал 4 - 20 мА.

Параметры рассматриваемых преобразователей приведены в следующей таблице:

Таблица 2 - Технические характеристики преобразователей

Из рассмотренных преобразователей для модернизированной системы лучше всего подойдет преобразователей CI45. Внешний вид данного датчика представлен на следующем рисунке:

Рисунок 19 - Внешний вид преобразователей CI45

Данный преобразователь обладает повышенной чувствительностью, широкой функциональностью, возможностью быстрого программирования и мониторинга информации непосредственно в работе.

.5.2 Выбор модуля управления горелками

Модуль управления горелками необходим для управления горелками колпаковой печи.

Параметры рассматриваемых модулей приведены в следующей таблице:

Таблица 3 - Тех. характеристики модулей управления горелками

Из рассмотренных модулей управления горелками для модернизированной системы лучше всего подойдет BS BGTK-12-PF-T. Внешний вид данного датчика представлен на следующем рисунке:

Рисунок 20 - Внешний вид BS BGTK-12-PF-T

Данный модуль по своим техническим характеристикам и функциональности подходит для модернизированной системы, в отличии от BS BGTK-8-PF-T имеет 12 модулей PFU 780, более современный и имеет более функциональных возможностей чем IFD 450.

.6.3 Выбор трансформатора розжига

Трансформатор розжига предназначен для розжига горелки с помощью высоковольтной искры.

Параметры рассматриваемых трансформаторов приведены в следующей таблице:

Таблица 4 - Технические характеристики преобразователей

Из рассмотренных трансформаторов розжига для модернизированной системы лучше всего подойдет запальные трансформаторы TGI, так как он в корпусе для открытого монтажа. Внешний вид данного трансформатора представлен на следующем рисунке:

Рисунок 21 - Запальные трансформаторы TGI

Данный трансформатор по своим техническим характеристикам и функциональности подходит для модернизированной системы.

.6.4 Выбор отсечного магнитного клапана

Отсечной магнитный клапан предназначен для автоматического запорного органа в системе подачи газовой смеси на свечу горелки.

Параметры рассматриваемых клапанов приведены в следующей таблице:

Таблица 5 - Тех. характеристики отсечных магнитных клапанов

По техническим характеристикам и эксплуатационным показателям рассматриваемые отсечные клапана VG и VAN примерно одинаковые. Для модернизированной системы допустимо выбрать отсечной магнитный клапан VG по причине более низкой стоимости. Внешний вид данного клапана представлен на следующем рисунке:

Рисунок 22 - Внешний вид отсечной магнитный клапан VG

.6.5 Выбор регулятора соотношения

Регулирующий орган располагается на газопроводе соотношения «газ-воздух».

При изменении расхода воздуха автоматически изменяется расход природного газа. Это позволяет точно дозировать расход рабочего газа в КП. По техническим характеристикам и эксплуатационным показателям наиболее подходит продукция фирмы Aris.

Рисунок 23 - Габаритные размеры регулирующего органа

Заслонка управляется шаговым двигателем, который изменяет угол поворота заслонки. При этом изменяется расход газа.

3.6.6 Выбор пускателя бесконтактного реверсивного

Для управления электроприводами выберем пускатели ПБР-3, в соответствии с техническим заданием на разработку АСУТП колпаковой печи.

Пускатель ПБР-3 обеспечивает пуск и реверс трехфазного синхронного электродвигателя.

Пускатель состоит из платы, кожуха и передней панели. На передней панели расположены две клеммные колодки для подключения пускателя к внешним цепям, а также винт заземления. Клеммные колодки закрываются крышками. На плате устанавливаются элементы схемы пускателя. Плата вставляется в кожух и закрепляется двумя винтами. Пускатель рассчитан на установку на вертикальной или горизонтальной плоскости. Положение в пространстве - любое.

Средний срок службы пускателя 10 лет.

Таблица 6 - Технические характеристики пускателя ПБР-3

.6.7 Выбор свечей зажигания

Электроды предназначены для розжига и контроля пламени газовых горелок.

Параметры рассматриваемых электродов приведены в следующей таблице:

Таблица 7 - Технические характеристики свечей зажигания

Для модернизированной системы выбираем свечи зажигания Beru. Внешний вид данного прибора представлен на следующем рисунке:

Рисунок 24 - Внешний вид свечей зажигания Beru

Данные свечи хорошо зарекомендовали себя по использованию на колпаковых печах 2 блока. Свечи зажигания Beru целесообразно выбрать в качестве электродов для модернизированной системы.

3.6.8 Выбор термопары

Данный процесс регулирования требует постоянного и достаточно точного измерения температуры, сравнение полученного значения с заданным и изменение её в соответствие с производственной необходимостью.

Необходимость использования термопар обусловлена тем, что величина измеряемого параметра колеблется в довольно широких пределах и достигает довольно высоких предельных значений.

Используем нихром-никелевые (NiCr-Ni) термопары в качестве стендовых (контактной-по металлу и управляющей-по газу) и колпаковой, так как их диапазон измерения находятся в пределах от 0 до 12000С, а измеряемая температура изменяется от 20 до 8500С. диапазон измерения 0 - 49.9 мВ

(1 мА = 3.12 мВ)

Термопара монтируется непосредственно в стенд так, чтобы её горячий конец не выходил за пределы трубы, в которую она монтируется. После чего подсоединяют провода, которые идут через кабельную трассу на контроллер ATS-700, где полученный сигнал обрабатывается.

Параметры рассматриваемых термопар приведены в следующей таблице:

Таблица 8 - Технические характеристики термопар