Выбор технических средств автоматизации системы стабилизации плотности слива гидроциклонов путем изменения частоты вращения насосов, подающих пульпу на классификацию

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство Образования и Науки РФ

ФГБОУ ВПО

"Уральский Государственный Горный Университет"

Кафедра АКТ

Курсовой проект

По дисциплине: "СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ"

На тему: "Выбор технических средств автоматизации системы стабилизации плотности слива гидроциклонов путем изменения частоты вращения насосов, подающих пульпу на классификацию"

Руководитель: Александрова А.В.

Студент: Кищин Я.В.

Екатеринбург

2016



Оглавление

Введение

1. Анализ методов и средств измерения технологического параметра

2. Выбор датчика

2.1 Описание выбранного датчика

2.2 Описание выбранного вторичного прибора

3. Выбор регулирующего устройства

3.1 Описание регулирующего устройства

3.2 Выбор типов исполнительного механизма и регулирующего органа

4. Описание исполнительного устройства

Заключение

Список используемой литературы



Введение

Гидроциклон - это центробежный сепаратор, предназначенный для обесшламливания, сгущения шламов и продуктов флотации, осветления оборотных вод, классификации рудной пульпы в стадиях тонкого измельчения в замкнутом цикле с шаровыми мельницами и обогащения тонких фракций угля и руд в водной среде и тяжелых суспензиях в центробежном поле, создаваемом в результате вращения пульпы.

Рис. 1 - Батарейные гидроциклоны на углеобогатительной фабрике

В данной работе необходимо осуществить процесс автоматизации стабилизации плотности слива гидроциклонов путем изменения частоты вращения насосов, подающих пульпу на классификацию.

Автоматизация приводит к улучшению основных показателей эффективности производства: увеличению количества, улучшению качества и снижению себестоимости выпускаемой продукции, повышению производительности труда. Внедрение автоматических устройств обеспечивает высокое качество продукции, сокращение брака и отходов, уменьшение затрат и увеличение срока службы технологического оборудования. Для современного горно-перерабатывающего предприятия становится характерной тенденцией применения автоматизированного производства. Процессы рудоподготовки, включая измельчение и классификацию, определяют производительность всей фабрики и играют ключевую роль в работе последующих обогатительных процессов любой обогатительной фабрики.



1. Анализ методов и средств измерения технологического параметра

Стабилизация плотности слива гидроциклонов получается путем изменения частоты вращения насосов, подающих пульпу на классификацию

Рис. 2 - Примерная схема автоматизации стабилизации плотности слива, состоящего из датчика-плотномера со встроенным вторичным прибором, программируемого логического контроллера и преобразователя частоты для управления эл.двигателем насоса.

При изменении частоты (скорости) вращения насоса, подающего пульпу на классификацию, меняется , соответственно, расход пульпы:

nдв дсл

Для контроля плотности слива гидроциклона в настоящее время используют плотномеры, представляющие собой автоматические приборы, обеспечивающие измерение плотности жидких образцов. Поскольку плотность сильно зависит от температуры, для исключения этого влияния на результат измерений стандартная температура жидкостей составляет 20 °C.

Основная формула для вычисления плотности вещества:

где: с-плотность измеряемой среды; m-масса измеряемой среды; V-объем измеряемой среды.

По принципу действия плотномеры делятся на следующие основные группы: поплавковые, массовые, гидростатические, радиоизотопные, вибрационные, ультразвуковые.

Действие поплавковых, или ареометрических, плотномеров основано на законе Архимеда; погрешность приборов этой группы 0,2-2% от диапазона значений плотности, охватываемого шкалой прибора. Массовые плотномеры основаны на непрерывном взвешивании определенных объемов жидкости (пикнометрические, приборы для гидростатическом взвешивания, автоматические приборы) и имеют погрешность 0,5-1%. С помощью гидростатических плотномеров измеряют давление столба жидкости постоянной высоты; погрешность 2-4%. Действие радиоизотопных плотномеров основано на определении ослабления пучка g-излучения в результате его поглощения или рассеяния слоем жидкости; погрешность около 2%. Вибрационные плотномеры основаны на зависимости резонансной частоты колебаний, возбуждаемых в жидкости, от ее плотности; погрешность (1-2)* 10-4 г/см3. В ультразвуковых плотномерах используют зависимость скорости звука в среде от ее плотности; погрешность 2-5%. В нашей работе мы будем рассматривать только технологические плотномеры, используемые в промышленности, которые отличаются от лабораторных плотномеров высокой производительностью, необходимой для условий автоматического контроля.

Поплавковые плотномеры. Различают плотномеры с плавающим (рис. 3) и погруженным (рис. 4) в жидкость поплавком. В одном случае глубина его погружения обратно пропорциональна плотности испытуемой жидкости, в другом - эта плотность прямо пропорциональна массе поплавка.

Рис. 3 - Плотномер с плавающим поплавком: 1, 5-основной и переливной сосуды; 2-поплавок; 3-сердечник; 4-катушки; 6, 7, 10-входная, подводящая и отводящая трубы; 8-термометр сопротивления; 9-вторичный прибор; 11-мост индукции.

Рис. 4 - Плотномер с погруженным поплавком: 1-камера; 2-поплавок; 3-уплотнительный сильфон; 4-противовес; 5-коромысло; 6-ролик; 7-рычаг; 8-мембранная коробка; 9-заслонка; 10-сопло; 11-дроссель питающего воздуха; 12-вторичный прибор.

Рис.5- Принципиальная схема поплавкового плотномера.

Массовые плотномер. Действие их основано на том, что масса жидкости при неизменном ее объеме прямо пропорциональна плотности. В таком плотномере пневматическим преобразователем (рис. 6) непрерывно взвешивается протекающая по трубопроводу жидкость определенного объема, U-образная трубка с проходящей через нее контролируемой жидкостью связана рычажной системой с заслонкой. Компенсация перемещения последней осуществляется так же, как показано на рис. 4. Давление воздуха в сильфоне, изменяющееся пропорционально плотности жидкости, определяется по вторичному прибору. Массовые плотномеры применяют обычно для измерения плотности суспензий, а также вязких и содержащих твердые включения жидкостей.

Рис. 6 - Массовый плотномер: 1-U-образная трубка; 2, 6-тяги; 3-соединительные патрубки; 4-рычаг; 5-противовес; 7-сильфон; 8-трубка для подачи воздуха; 9-заслонка; 10-сопло.

Гидростатические плотномеры. В этих плотномерах используют линейную зависимость гидростатического давления от высоты уровня и плотности жидкости. Давление столба жидкости измеряют непосредственно, например, мембранным манометром, или косвенно - продуванием через жидкость воздуха, давление которого пропорционально столбу жидкости (пьезометрический плотномеры, рис. 7). Чтобы исключить влияние колебаний температуры и уровня жидкости, часто применяют дифференцированный метод: продувают воздух одновременно через испытуемую и сравнительную жидкости, имеющие одинаковую температуру (термостатированные), и измеряют возникшую при этом разность давлений дифманометром. Последний снабжен пневмопреобразователем, передающим соответствующий сигнал на вторичный прибор.

;

где P-давление воздуха, показываемое манометром; г - удельный вес жидкости; h-глубина.

Рис. 7 - Пьезометрический плотномер: 1, 2-сосуды с контрольной и сравнительной жидкостями; 3-фильтр; 4-измерительный блок с манометром; 5-дифманометр; 6-вторичный прибор.

Pадиоизотопные плотномеры. При прохождении через анализируемую среду ионизирующих излучений интенсивность их изменяется. Ослабление излучений связано функционально с плотностью среды. Наиболее распространены плотномеры, использующие г-излучения (рис. 8). В таком приборе излучение от источника (Co-кобальт, Cs-цезий) проходит через слой жидкости в сосуде и попадает в приемник излучения. Сигнал приемника, являющийся функцией измеряемой плотности, усиливается в электронном усилителе и подается в электронный преобразователь, куда поступает также сигнал, формируемый излучением дополнительного радиоизотопного источника, проходящим через поглощающий металлический клин и дополнительный приемник. В преобразователе вырабатывается сигнал, который функционально связан с разностью поступающих в него сигналов и управляет реверсивным электродвигателем, перемещающим клин до уравнивания входных сигналов (от основного и дополнительного источников излучения). Равновесное перемещение клина связано индукционной передачей с вторичным прибором.

Величина перемещения клина пропорциональна изменению плотности жидкости.

Рис. 8-Радиоизотопный плотномер: 1, 6-основной и дополнительный источники излучения; 2-сосуд с жидкостью; 3, 8-основной и дополнительный приемники излучения; 4-электронный усилитель; 5, 9-основной и дополнительный электронные преобразователи; 7-компенсирующий клин; 10-реверсивный электродвигатель; 11-индуктивный передатчик; 12-вторичный прибор.

Радиоизотопные плотномеры позволяют бесконтактно контролировать и регулировать плотность агрессивных, сильновязких, горячих и находящихся под большим давлением жидкостей. Эти приборы используют также для определения плотности твердых тел и иногда газов.

Вибрационные плотномеры. Чувствительный элемент такого плотномера представляет собой отполированную изнутри металлический трубку, которую помещают непосредственно в потоке анализируемого вещества. Трубка осциллирует в потоке с помощью электронного устройства. Частота собственных колебаний чувствительного элемента определяется плотностью вещества.

Рис. 9- Проточный вибрационный плотномер.

На рис. 9 показана схема проточного вибрационного плотномера жидкостей. Анализируемая жидкость поступает параллельно в трубки 1 (резонаторы), установленные в сильфонах 11 и скрепленные перемычками 6. Сильфоны 11 расположены в опорах. Указанные трубки, катушка 2, воспринимающая колебания трубок резонатора, катушка возбуждения 3 и электронный усилитель 4 составляют электромеханический генератор, частота колебаний которого определяется плотностью анализируемой жидкости. Выходной сигнал усилителя 4 в виде частоты вводится в вычислительное устройство 8, к которому подключены платиновые термометры сопротивления 9, позволяющие корректировать сигнал плотномера в зависимости от значения средней температуры жидкости в нем.

Преимущества вибрационных плотномеров: отсутствие движущихся частей, нейтральность к электрическим свойствам среды, высокая точность и стабильность измерений, работоспособность при высоких и низких температурах (от минус 70 до 200 °C), больших статических давлениях (до 20 МПа), малые масса и габариты, компактность (диаметр 25 мм), низкое энергопотребление (0,5-2,5 Вт).

Современные технологические плотномеры оснащены микропроцессорами и вычислительными блоками (например, для автоматической корректировки параметров при изменении внешних условий). Благодаря этим усовершенствованиям значительно повысились функциональные возможности и улучшились метрологические и эксплуатационные характеристики технологических плотномеров.



2. Выбор датчика

Основные метрологические и эксплуатационные характеристики, определяющие выбор плотномера: точность, воспроизводимость, пределы, диапазоны и погрешности измерений, рабочие температуры и давления, характер и степень воздействия анализируемых веществ на конструкционные материалы и т. п.

Таб. 1 - Техническая характеристика датчика

Наименование характеризуемого параметра	Solartron 7828	Solartron 7835	ПРИЗ-Т	DC-40 (DS-200)
1.Измеряемый параметр	плотность/вибрационный способ измерений	плотность/вибрационный способ измерений	плотность/раидоизотопный способ измерений	плотность/вибрационный способ измерений
2.Измеряемая среда	жидкость	жидкость	жидкость	жидкость
3.Диапазон измерения	0 - 3 г/см3 (0-3000 кг/м3)	0-3000 кг/м3	0 - 3 г/см3 (0-3000 кг/м3)	0-3000 кг/м3
4.Погрешность измерения	± 0.001 г/см3 (± 1.0 кг/м3)	± 0.1 кг/м3 ± 0.15 кг/м3	±0,2 кг/м3	0.25 кг/м3
5.Характеристики окружающей среды: IP; температура; давление	IP 66; От - 50 до 200°С; 207 бар	IP65; От - 50 до 110°С; 150 бар	от -20 до +50°С	IP68; от -40°C до +160°C; 100 Бар
6.Характеристики измеряемой среды: · температура ·	-40°С+85°С	-40°С+85°С	от 0 до +50°С	-40°C до +85°C
7. Виды исполнения	искрозащищенный/ взрывобезопасный	искрозащищенный/ взрывобезопасный	-	искрозащищенный/ взрывобезопасный
8. Выходные сигналы	Аналоговый: 4-20мА Цифровой: RS485 -Modbus	Аналоговый: 4-20мА Цифровой: RS485 -Modbus (модель с усовершенствованной электроникой) HART(опция)	0-5, 0-20, 4-20 мА; RS 485/422; дискретный выход с переменным напряжением 300 В.	Аналоговый: 4-20мА Цифровой: RS485 -Modbus
9.Межповерочный интервал	1 год	1 год	-	-
10.Напряжение питания	20-28 В пост. тока при 35-45 мА	20-28 В пост. тока при 17 мА	от 187 до 242 В	20-28 В
11. Потребляемая мощность	1,26 Вт	0,5 Вт	10 Вт	2 Вт
12.Сопротивление нагрузки	100 Ом	100 Ом	-	100 Ом
13. Габаритные размеры	121х330 мм	1027х320/156,6 мм	- блок БДПГ-100-07: Ш 50Ч290; - блок согласования БС-20: 160Ч80Ч60; - коллиматор К: 160Ч160Ч200; - блок УИП-01: 220Ч140Ч100; - пульт ПНТ-05: 210Ч120Ч90	130х330 мм
14. Масса	6,7 кг.	22 кг.	17 кг.	10 кг.

2.1 Описание выбранного датчика

Проточный плотномер 7835 жидкости (Solartron 7835) разработан для непрерывных измерений плотности в приложениях коммерческого учета жидкостей. Он обладает высочайшей точностью и превосходной повторяемостью измерений при рабочих условиях трубопровода. Вибрирующий элемент изготавливается из Ni-Span-С, чтобы обеспечить превосходную долговременную стабильность показаний и низкую зависимость измерений от температуры. Другие элементы, контактирующие с рабочей средой, изготавливаются из нержавеющей стали 316L по стандарту ANSI.

Особенности плотномеров 7835:

· Все соединения сварные - качество как у трубы;

· Защита от воздействия окружающей среды по классу IP65;

· Проток пробы жидкости полным сечением через прибор;

· Непрерывные высокоточные измерения;

· Возможны различные способы установки, низкая чувствительность к промышленной вибрации, скорости потока и давлению;

Искробезопасное исполнение;

· He нуждается в постоянном техническом обслуживании.

Рис. 10 - Размеры плотномера 7835

Установка датчиков 7835:

Датчики могут быть установлены под любым углом, однако при низком расходе, т.е. до 750 л/ч, рекомендуется установка вертикально или под углом с движением среды снизу вверх. При непрерывном потоке большого расхода, 2000-3000 л/ч, положение монтажа выбирается таким образом, чтобы упростить обвязку и минимизировать потери давления и температуры.

Возможные варианты установки в байпасную линию:

Рис. 11 - Варианты установки датчиков 7835

Проточные плотномеры 7835 с усовершенствованной электроникой измеряют линейную плотность и линейную температуру и рассчитывает базовую плотность (используя аналитическую зависимость по стандарту API или матрицу приведения) и такие параметры, % твердых примесей, массовые %, объемные % и удельный вес, можно даже выполнять расчеты по определяемому пользователем квадратному уравнению. Любой из этих параметров может выводиться в виде аналогового сигнала (4-20 мА), что позволяет использовать его в качестве переменного параметра в процессах управления.

При этом нет нужды в дополнительной обрабатывающей электронике. Все результаты измерений для использования в промышленных системах сбора данных можно также получать в цифровом виде посредством встроенного интерфейса связи RS485 (Modbus) или по протоколу HART. Усовершенствованная электроника преобразователей плотности жидкости 7835 расположена в специальном отделении корпуса датчика. Она разрабатывалась как модульная система, при необходимости позволяющая наращивать функциональные возможности датчика. Датчик может подключаться напрямую к РСУ (распределенная система управления), ПИД-регуляторам или другим блокам обработки сигналов по цифровой линии связи или по выходам 4-20мА.

Так как большинство стандартных расчетов выполняется самим датчиком, в большинстве случаев к датчику не требуется дополнительная электроника. Таким образом, прибор является экономически очень выгодным решением.

При отправке с завода в программируемое ПЗУ датчика записываются все калибровочные коэффициенты и первоначальная конфигурация. Это означает, что при подключении питания датчик формирует точный сигнал по линейной плотности и температуре, при этом дополнительное программирование не требуется.

Дополнительное конфигурирование датчика может потребоваться только для оптимизации выходных сигналов на соответствие конкретному применению.

В зависимости от набора необходимых функций система может включать следующие модули:

· Базовую плату с установленным на ней микропроцессором;

· Дополнительные платы для связи и конфигурирования;

· Выносной дисплей с клавиатурой;

· Преобразователь сигнала.

Возможности системы.

В зависимости от требуемого функционального назначения плотномеры могут быть представлены в следующем исполнении:

Исполнения встроенной электроники:

- Стандартный усилитель с частотным выходным сигналом;

- Искробезопасные цепи Ex iб (по АТЕХ) для моделей 7835,7845,7847.

Взрывозащищенная оболочка Ex d (по АТЕХ) для модели 7835:

§ Усовершенствованная плата с микропроцессором (2 аналоговых выходных сигнала 4-20мА, связь по RS485 (Modbus RTU));

§ Искробезопасные цепи Ex Ia (по АТЕХ) для моделей 7835,7845,7847;

§ Опция. Усовершенствованная электроника: плата с микропроцессором (3 выхода 4-20мА, связь по RS485 (Modbus RTU) плюс плата связи HART);

§ Опция. Удаленный дисплей.

2.2 Описание выбранного вторичного прибора

В зависимости от комплектности плотномеры Solartron 7835 могут быть оснащены модулями для передачи информации по каналу RS485 (Modbus) для большего удобства передачи информации. Это позволяет использовать как можно меньше аппаратуры в процессе автоматизации и, как следствие, удешевление проекта.

Многоточечное подключение по RS485.

При многоточечном подключении одновременно могут быть соединены вместе до 24 датчиков. Каждому датчику присваивается собственный slave-номер от 0 до 247. Система конфигурируется клавиатурой выносного дисплея, который обменивается данными с базовой платой по протоколу Modbus. Выносной дисплей 7965 - это удобное средство отображения измеряемых параметров и конфигурирования системы. Дисплей разработан для использования в опасной зоне (аттестовано по АТЕХ) и может работать на расстоянии до 100 м от датчика. В процессе работы дисплей может быть прикреплен к стене или находиться в руках оператора. Дисплей опрашивает датчики поочередно. Каждый из датчиков может быть сконфигурирован установкой его номера и последующим опросом.



Рис. 12 - Пример подключения плотномеров к выносному дисплею 7965.

Тем не менее, для преобразования сигналов, полученных от датчиков измерения плотности в сигнал, необходимый для передачи на удалённое устройство управления могут использоваться преобразователи сигналов серии 795х (Solartron 795х).

Преобразователи сигналов и вычислители серии 795х (Solartron 795х) принимают сигналы от разных источников, преобразуют их и производят необходимые вычисления, что позволяет считывать информацию на локальном дисплее либо передавать ее на удаленную рабочую станцию.

Модельный ряд включает стандартные платформы, в каждую из которых может загружаться любая из прикладных программ. Такой подход позволяет сочетать преимущества стандартной аппаратной части и гибкости прикладных программ. Обширный комплект прикладных программ позволяет работать со всеми стандартными средствами измерения, обеспечивая:

-прием сигналов от полевых устройств - плотномеров и осуществление мониторинга и управления локальной технологической установкой, связанной с системами измерения расхода;

-генерацию и передачу выходных импульсных, аналоговых и дискретных сигналов;

-работу в режимах ведущего и/или ведомого устройств, резервируемыми устройствами в системах с "горячим резервом";

-связь по коммуникационным портам RS232, RS485, Ethernet, HART.

Кроме того, в рамках большой системы вычислители плотности могут быть использованы как "нижний уровень" в иерархии.



3. Выбор регулирующего устройства

В данной системе необходимо реализовать стабилизацию плотности слива гидроциклона путем изменения частоты вращения насоса, подающего пульп в гидроциклон. Для этой задачи реализовано управление частотой вращения двигателя преобразователем частоты.

Краткое описание процесса. Информация о качественном составе измеряемой среды, в данном случае о плотности слива гидроциклонов, поступает либо непосредственно в контроллер, либо через преобразователь сигнала в контроллер, где принятая информация сравнивается с заданной.

Далее, если необходимо скорректировать контролируемый параметр, контроллер подает управляющий сигнал на преобразователь частоты, где с помощью электроэлементов, например тиристорный ключ, происходит изменение питающего сигнала на электродвигатель насоса, подающего пульпу в гидроциклон. горный перерабатывающий датчик регулирующий

В качестве регулирующего устройства необходимо рассматривать контроллеры, предназначенные для сбора, обработки информации и последующей выработки команд для корректировки по управлению технологическим процессом.

Приводить к сравнению множества котроллеров с детальным описанием свойств каждого не имеет смысла, т.к. на сегодняшний день на рынке автоматизации присутствует большое количество различных видов контроллеров для той или иной области проектирования систем автоматизации. Считаю необходимым сразу обозначить выбранный мною котроллер для управление системы стабилизации.

Логический контроллер САУ-У производства фирмы "ОВЕН" - предназначен для создания систем автоматизации технологических процессов, связанных с контролем и поддержанием заданного параметра (уровень, плотность, расход) жидких веществ в различного рода резервуарах, емкостях, контейнерах и т.п.

Функционирование систем может осуществляться как в автоматическом режиме по одному из встроенных в котроллер алгоритмов, так и в ручном - по командам пользователя.

Прибор работает с различными по электропроводности жидкостями - водопроводной или загрязненной водой, слабокислотными, щелочными и пр.

3.1 Описание регулирующего устройства

Таб. 2 - Основные технические параметры контроллера САУ-У фирмы "ОВЕН".

Наименование	Значение
Диапазон переменного напряжения питания:
напряжение, В частота, Гц	90264 (номинальные значения - 110 , 220 или 240) 4763 (номинальные значения - 50 и 60)
Диапазон постоянного напряжения питания, В:	2034 (номинальное значение - 24)
Потребляемая мощность, ВА, не более	6
Входы
Количество входов (каналов контроля входного сигнала)	4
Типы датчиков	кондуктометрические, с выходными транзисторными ключами, механические контактные устройства, датчики с токовым выходом
Унифицированные датчики с токовым сигналом, мА	от 0 до 5, от 0 до 20, от 4 до 20
Дискретность установки порога срабатывания канала контроля входного сигнала, %	1
Выходы
Количество релейных выходных каналов (вид коммутационных контактов)	3 (нормально разомкнутые)
Таб. 2 - Основные технические параметры (Продолжение).
Номинальное коммутируемое напряжение в нагрузке
для цепи постоянного тока, В, не более	24
для цепи переменного тока, В, не более	250
Установившийся ток при максимальном напряжении:
для цепи постоянного тока, А, не более	1
для цепи переменного тока, А, не более	3
Гальваническая изоляции выходов	Межканальная
Электрическая прочность изоляции выходов, В	1500
Габаритные размеры прибора, мм	(130х105х65) ±1
Степень защиты корпуса	IP54
Масса прибора, кг, не более	0,7
Средний срок службы, лет	8
Температура окружающего воздуха	от минус 10 до +55 °С
Верхний предел относительной влажности воздуха	не более 80% при температуре +25 °С
Атмосферное давление	от 84 до 106,7 кПа

Рис. 14 - Внешний вид лицевой панели контроллера

3.2 Выбор типов исполнительного механизма и регулирующего органа

Прибор имеет семисегментный индикатор красного свечения на 4 знакоместа, который используется для отображения названия и значения выбранного параметра. Светодиоды "ВХОДЫ 1, 2, 3, 4" индицируют состояние датчиков при выполнении заданного алгоритма и в режиме ручного управления, светодиоды "К1", "К2", "К3" индицируют состояния выходных реле.

Светодиод "АВТ" индицирует режим автоматического управления реле (выходами).

Кнопка СБРОС/РУЧН. предназначена:

- для перехода из автоматического режима и обратно;

- для выхода из режима установки без сохранения нового значения параметра.

Кнопка ПРОГ./КЗ предназначена:

- в ручном режиме для управления третьим выходным реле;

- для перехода к редактированию значения параметра после его выбора, а также для записи нового установленного значения в энергонезависимую память.



4. Описание исполнительного устройства

Частотно-регулируемый привод - это система управления частотой вращения ротора асинхронного (или синхронного) электродвигателя насоса. Состоит из электродвигателя и частотного преобразователя.

Преобразователи частоты предназначены для управления и регулирования скорости вращения электрических двигателей или их момента. Соответственно, становится возможным управление давлением, расходом, температурой в технологических процессах.

Внедрение ПЧ позволяют получить экономию энергии более 20%. Снижается нагрузка на двигатели и питающие сети за счет плавного пуска, увеличивается срок службы как самого электродвигателя, так и трубопроводной системы и арматуры.

В отличие от механических задвижек и двигателей постоянного тока преобразователи частоты не требуют технического обслуживания. Из-за отсутствия износа механических частей достигается повышение надежности оборудования, что часто позволяет избежать аварийных случаев и нежелательных простоев.

ПЧ включают в себя набор коммуникационных средств (протоколы и интерфейсы) при подключении к ПЛК или системе управления завода (АСУ ТП). Это значительно повышает уровень автоматизации и позволяет получать данные с оборудования в реальном времени.

Преимущества применения ЧРП:

· Высокая точность регулирования;

· Экономия электроэнергии в случае переменной нагрузки (то есть работы эл. двигателя с неполной нагрузкой);

· Равный максимальному пусковой момент;

· Возможность удалённой диагностики привода по промышленной сети;

· Распознавание выпадения фазы для входной и выходной цепей;

· Учёт моточасов;

· Повышенный ресурс оборудования;

· Уменьшение гидравлического сопротивления трубопровода из-за отсутствия регулирующего клапана;

· Плавный пуск двигателя, что значительно уменьшает его износ;

· ЧРП как правило содержит в себе ПИД-регулятор и может подключаться напрямую к датчику регулируемой величины (например, давления);

· Управляемое торможение и автоматический перезапуск при пропадании сетевого напряжения;

· Подхват вращающегося электродвигателя;

· Стабилизация скорости вращения при изменении нагрузки;

· Значительное снижение акустического шума электродвигателя, (при использовании функции "Мягкая ШИМ");

· Дополнительная экономия электроэнергии от оптимизации возбуждения эл. двигателя;

· Позволяют заменить собой автоматический выключатель.

Таб. 3 - Характеристика Преобразователя Частоты SL9-P3-030 мощностью 30 кВт.

Характеристика	Значение
Стандартная функция	Макс. частота	Векторный режим: 0~300 Гц Вольт-частотный режим: 0~3000 Гц
	Несущая частота	0.5-16 кГц (Автонастраивается в зависимости от нагрузки)
	Точность установки частоты	Цифровая установка: 0.01 Гц Аналоговая установка: макс. частота x 0.025%
	Режимы управления	Векторный без датчика (SFVC) Векторный с датчиком (CLVC)ЈЁ+ плата PGЈ© Вольт-частотный (V/F)
	Стартовый момент	Тип G: 0.5 Гц/150% (SFVC); 0 Гц/180% (CLVC) Тип P: 0.5 Гц/100%
	Диапазон скорости	1:100 (SFVC)	1:1000(CLVC)
	Точность скорости	± 0.5% (SFVC)	± 0.02% (CLVC)
	Точность управления моментом	± 10% (SFVC)	± 5% (CLVC)
	Перегрузочная способность	Тип G: 60с на 150% номинального тока, 3с на 180% номинального тока Тип P: 60c на 120% номинального тока, 3с на 150% номинального тока
	Поддержка момента	Автоматическая поддержка Ручная поддержка 0.1%30.0%
	V/F -кривая	Линейная V/F зависимость Многоточечная V/F зависимость Степенная V/F
	V/F разделение	Два типа: полное и половинное
	Кривая разгона/замедления	Линейная рампа S-кривая
	Торможение постоянным током	Частота торможения: 0.00 Гц макс. частота Порог тормозного тока: 0.0%100.0%
	Дежурный режим	Дежурная частота: 0.000Hz~50.00 Hz
	Втроенный ПЛК, Многоскоростной режим	Может использоваться до 16 скоростей с помощью программы простого ПЛК или в режиме управления через клеммы
	Встроенный ПИД-регулятор	Простое управление с обратной связью
	Авторегулировка напряжения (АРН)	Поддерживает постоянным выходное напряжение независимо от флуктуаций входного напряжения..
	Контроль перенапряжения/ превышения по току
	Быстрое ограничение тока	Автоматическое быстрое ограничение тока для исключения выхода из строя из-за превышения тока
	Ограничение и управление моментом	Автоматические ограничение крутящего момента для исключения перегрузок. Управление моментом может использоваться в режиме ВК.
Специальная функция	Высокая эффективность	Управление асинхронными и синхронными моторами посредством высокоэффективных векторных алгоритмов
	Настраиваемая токовая защита	Для обеспечения надежной защиты двигателя.
	Виртуальные клеммы	Пять групп виртуальных входов/выходов позволяют реализовать простые логические зависимости
	Таймер	Диапазон таймера: 0.06500.0 минут
	Многомоторная настройка	Могут использоваться две группы параметров мотора для ускорения перенастройки
	Поддержка обмена данными	Modbus-RTU, PROFIBUS-DP, CANlink и CANopen.
	Защита мотора от перегрева	Опциональный вход для термометра (PT100, PT1000).
	Несколько типов подключаемых энкодеров	Поддержка энкодеров различных типов: дифференциальных, с открытым коллектором, ресолверного типа, типа UVW, типаSIN/COS.
	Улучшенное программное обеспечение	Поддержка рабочих параметров инвертора и функции виртуального осциллографа с возможностью мониторинга статуса.
Работа	Управление	С панели С клемм Через цифровой порт
	Установка частоты	Источники установки: цифровая установка, аналоговая установка напряжением, током, импульсным сигналом, через цифровой порт. Смешанный тип с переключением между каналами.
	Установка вспомогательной частоты	10 возможных способов, позволяющих выполнять точную настройку.
	Входные клеммы	Стандарт:: 6 цифровых входов (DI), один из них поддерживает импульсный сигнал с частотой до 50 кГц, 2 аналоговых входа (AI Существует возможность расширения.
	Выходные клеммы	Стандарт: 1 высокочастотныйиспульсный выход с открытым коллектором с частотой 050 кГц с сигналом прямоугольной формы 1 транзисторный выход (DO) 1 релейный выход 2 аналоговых выхода (AO) с поддержкой сигналов 010В и 020 мА. Существует возможность расширения.
Дисплей и панель управления	LED дисплей	Отображение параметров
	LCD дисплей	Опциональной исполнение с поддержкой английского языка
	Копирование параметров	Опциональная LCD панель управления может копировать параметры преобразователя
	Блокировка и выбор функций	Возможность частичной или полной блокировки параметров для редактирования для исключения ошибок в управлении.
	Режим защиты	Диагностика короткого замыкания при запуске, защита от потери входной/выходной фазы, перенапряжения, превышения по току, просадки напряжения, перегрева, перегрузки и т.д.
Условия эксплуатации	Место размещения	В помещении, без пыли, прямых солнечных лучей, агрессивных газов, дыма, пара.
	Высота	До 1000 м над уровнем моря
	Температура эксплуатации	-10°C +40°C (в диапазоне от 40°C до 50°C мощность снижается)
	Влажность	Не выше 95%, без конденсата
	Вибрация	До 5.9 м/с2 (0.6 g)
	Температура хранения	-20°C +60°C
	Габариты, мм.	290*455*218
	Масса, кг.	20

Рис. 17 - Преобразователь Частоты SL9-P3-030

Рис. 18 - Основные элементы

Рис. 19 - Внешний вид преобразователя в металлическом корпусе

Рис. 20 - Внешний вид и размеры панели управления

Рис. 21 - Подключение силовых цепей и цепей управления



Заключение

Гидроциклоны являются неотъемлемым элементом при совершенствовании технологии обогащения, которое достигается за счет своевременного вывода из цикла измельчения свободных зерен по мере их раскрытия за счет повышения эффективности гидроциклонирования и стабилизации требуемой плотности слива.

Регулировка частоты вращения насосов, подающих пульпу на классификацию, позволяет стабилизировать плотность слива, который поступает на дальнейшие переделы обогатительной фабрики, а также поддерживать работу гидроциклона в оптимальном режиме, который, как правило, соответствует максимальной эффективности классификации при минимальной циркулирующей нагрузке.

Используя в качестве регулирующего устройства комплекс, состоящий из датчика, контроллера, частотного преобразователя и частотно-регулируемого привода мы получим более точное управление процессом, а в данном случае стабилизацией плотности слива гидроциклона, а так же увеличим ресурс работы как гидроциклона, так и электропривода насоса.



Список используемой литературы

Зубков Г.А. и др. Автоматизация процессов обогащения руд цветных металлов. - М.: Недра, 1967;

Клюев А. С. и др. Монтаж средств измерений и автоматизации. Справочник. М.: "Энергоатомиздат", 1988;

Сайт производителя: http://www.siliumtech.com

Размещено на Allbest.ru

...