Технічне забезпечення систем автоматизації температури котла

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Запорізька державна інженерна академія

Кафедра автоматизованого управління технологічними процесами

Контрольна робота

ОСНОВИ ПРОЕКТУВАННЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦІЇ

Виконала: ст. гр. АТП-11-1д

Буданова В.С.

Прийняв: проф.

Пазюк М.Ю.

Запоріжжя 2014

Завдання

Розробити функціональну схему і технічне забезпечення САР температури у топочній камери водогрійного котла. До технічного забезпечення відносяться: принципова електрична схема, принципова електрична схема живлення, креслення зовнішнього вигляду щита управління, монтажно-комутаційна схема та схема зовнішніх з'єднань. Скласти перелік приладів і засобів автоматизації САР температури у топочній камери водогрійного котла.

Реферат

Звіт з домашньої контрольної роботи складається з 16 сторінок, містить 1 рисунок та 9 листів креслень.

Домашня контрольна робота виконується з метою розробки та обґрунтування функціональної схеми контролю та управління температурою у топочній камери водогрійного котла.

ФУНКЦІОНАЛЬНА СХЕМА, ТЕХНІЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ, МЕТРОЛОГІЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ, ПРИНЦИПОВА ЕЛЕКТРИЧНА СХЕМА, ПРИНЦИПОВА ЕЛЕКТРИЧНА СХЕМА ЖИВЛЕННЯ, РЕГУЛЯТОР, ЩИТ УПРАВЛІННЯ.

Зміст

Вступ

1. Метрологічне забезпечення САР

2. Технічне забеспеченя сар

2.1 Розробка функціональної схеми автоматизації

2.2 Розробка схем за проектом

Висновок

Література

Вступ

Водогрійний котел призначений для нагріву води, яка використовується для гарячого водопостачання та опалення. Вода, що йде до споживача, називається прямою, а повертає назад від споживача в котел - зворотною. Вода використовується хімічно очищена, тому що містяться в природній воді розчинні гази (кисень і вуглекислота) руйнують метал котельного агрегату і трубопроводи. Також використання природної води призводить до відкладення накипу, яка викликає перегрів металу, вследствии - погіршення відводу тепла. Для заповнення неминучих втрат води, потрібна вода для підживлення зворотної води. Поживна вода застосовується хімічно очищена. Нагрівання води відбувається за рахунок тепла, що виділяється при спалюванні палива. Вода в котел надходить з температурою 750оС і нагрівається до температури 1500оС.

Горіння - це процес хімічної реакції сполук горючих елементів газу з киснем, що сприяв підвищенню температури і відбувається з виділенням тепла. Процес горіння газоподібного палива складається з утворення горючої суміші, нагріванні її до температури займання і горіння.

До пальнику котла підводяться газ і повітря. Повітря подається дутьевим вентилятором, Горюча суміш, яка утворюється в пальнику, загорається і віддає тепло в топкову камеру. В результаті процесу горіння утворюються газоподібні продукти - димові гази. Їх відсмоктує димосос, а потім викидає в атмосферу. Спалювання здійснюється смолоскиповим способом. При спалюванні газового палива необхідно забезпечити: гарне попереднє перемішування газу з повітрям, ведення процесу з малими надлишками повітря, поділ потоку суміші на окремі струмені. Підігрів газоповітряної суміші і хімічна реакція горіння протікають дуже швидко.

Коротка характеристика об'єкта



Рис.1 Будова водогрійного котла

Водогрійний котел являє собою теплообмінний пристрій з примусовою циркуляцією води, обладнаний окремим димососом, і вентилятором.

Характеристики котла:

Теплопродуктивність 10 Гкал / ч.

Площа поверхні нагрівання: радіаційна 89 м2; конвективная 141,9 м2.

Температура води: на вході в котел 75 0С; на виході з котла 150 0С.

Тиск води: на вході 16 кгс/см2; на виході 10 кгс/см2.

Тиск газу перед пальниками 2330 кгс/м2.

Ширина котла 4,84 м

Довжина 5,90 м

Висота 5,75 м.

Маса металевої частини 12,8 т.

Котел має топкову камеру 3 (Рис.1), екрановану трубами Ш60x3 мм, а також фронтальний, два бічних і проміжний 4 екрани, які повністю (за винятком частини фронтальної стіни зі встановленими на ній вибуховим клапаном 2 і газомазутних пальником 1 з ротаційної форсункою) покривають стіни і під топки. Котлостроітельние заводні труби опалювального котла приварюються до колекторів Ш219х10 мм. Проміжний екран виконаний з труб, розташованих у два ряди, при цьому утворюється камера 5, в якій відбувається догораніе палива.

Конвективна поверхню нагріву опалювального котла 8 включає в себе два конвективних пучка труб і розташована у вертикальній шахті з повністю екранованими стінами. Конвективні пучки набрані з U-образних ширм, розташованих у шаховому порядку, виконаних з труб Ш28х3 мм. Задня і передня стіни шахти опалювального котла екрановані вертикальними трубами Ш60x3 мм, бічні стіни - трубами Ш85x3 мм, які служать стояками для ширм конвективних пакетів.

Передня стіна шахти, що є одночасно задньою стіною топки, виконана суцільнозварний. У нижній частині стіни труби розведені в чотирьохрядний фестон 6. Труби, розташовані на передній, бічній і задній стінах конвективної шахти опалювального котла, уварені в колектори Ш219х10 мм.

Продукти горіння опалювального котла з топки проходять в камеру догорання 5, далі через фестон в конвективную шахту і з неї через отвір у верхній частині залишають котел. Для очищення конвективних поверхонь передбачена установка дробоочищення 7.

1. Метрологічне забезпечення САР

Схему інформаційних потоків, в якій зображені основні технологічні параметри, контрольовані при автоматизованому управлінні тиском у методичній печі приведено у додатку 2.

Температура контролюється за допомогою термопари ТП-1085.

Для відображення поточних значень вимірюваного температури та його реєстрації використовуються одно канальні вторинний прилад Диск-250. Технічні характеристики приладу:

· Вимірювання:

- індикація результатів вимірювань на цифровому табло та аналоговому барграфе;

- реєстрація результатів вимірювань на дискової діаграмному папері в полярних координатах - фломастером;

- сигналізація - 4 уставки з виходом на контакти реле.

· Межі похибки вимірювань, перетворення, сигналізації (реєстрації) + 0,25 (1,0)%

· Токовий вихідний сигнал 4-20 мА (навантаження до 500 Ом)

· Комутуюча здатність контактів реле струм до 3 А ~ 220 В або постійною до 28 В

· Джерело живлення зовнішніх датчиків 36 В, навантаження до 30 мА

· Ємність архіву до 2970 значень

· Час обороту діаграми 1, 2, 8; 12; 24; 48; 72; 96; 120; 144; 168; 192ч.

· Напруга живлення ~ 175-245 В, 50 Гц

· Умови експлуатації Температура від +5 до +50 ° С, вологість до 80% при 35 ° С (виконання УХЛ 4.2 за ГОСТ 15150-69)

Температура від +5 до +50 ° С, вологість до 98% при 35 ° С без конденсації вологи (виконання Про 4.2 за ГОСТ 15150-69)

· Переваги

- відсутність реохорда

- універсальний вхід

- проста і надійна механіка

- не потребує обслуговування

- висока точність вимірювання

- міжповірочний інтервал - 2 роки

Сигнали керування видає регулятор МИК-21. Основна область застосування - системи контролю та регулювання технологічних процесів.

Технічні характеристики:

· Кількість каналів вимірювання: 2

· Гальванічна ізоляція: трирівнева (по входу, виходу, харчуванню)

· Період виміру: не більше 0,1 сек

· Період оновлення інформації на дисплеї: не більше 0,5 сек

· Вхідні аналогові сигнали: 0-5мА (Rвх = 400 Ом), 0 (4) -20 мА (Rвх = 100 Ом), 0-10В (Rвх> 25кОм)

· Основна приведена похибка вимірювання: ± 0,2%

· Роздільна здатність цифрової індикації: ± 0,01%

· Кількість розрядів цифрового індикатора: 4

· Висота цифр світлодіодних індикаторів: 10 мм (параметр) і 8 мм (завдання, вихід)

· Вихідний аналоговий сигнал: 0-5 мА (Rн <2кОм), 0-20 мА, 4-20 мА (Rн2кОм - на вимогу замовника)

· 2 дискретних входу = 24В/10мА

· 4 дискретних виходи: транзистор ОК 40В 100мА або реле 220В 8А (залежно від замовлення клемних-блокового з'єднувача)

· Температура навколишнього середовища: від -40 ° С до +70 ° С

· Напруга живлення: від мережі змінного струму ~ (220 ± 22) В, (50 ± 1) Гц

· Споживана потужність: не більше 8,5 Вт

· Корпус (ВхШхГ): щитової 96х96х185 мм DIN43700, IP30

· Монтажна глибина: 190 мм

· Маса блоку: не більше 1,1 кг

Ручне управління здійснюється за допомогою блока ручного управління БРУ-10.

Функціональні можливості:

· Режими роботи ручної-автомат, індикація режиму роботи

· Статичне та динамічне балансування, забезпечення ненаголошеності перемикання

· Індикація фізичної величини (параметр, положення механізму) на цифровому індикаторі, сигналізація мінімального і максимального значення на світлодіодних індикаторах

· Індикація значення вихідного керуючого впливу на лінійному індикаторі

· Індикація сигналів більше-менше на світлодіодних індикаторах

· Ретрансміссія вхідного сигналу

· Програмна калібрування (виконавча користувачем) почала шкали і діапазону вимірювання двох аналогових входів і аналогового виходу

· Масштабування шкал вимірюваних параметрів в довільних технологічних одиницях

· Програмування методу лінійної індикації: сегмент, гістограма

· Вхідний цифровий фільтр аналогових входів

· Програмована швидкість динамічного балансування

Технічні характеристики:

· Кількість каналів вимірювання: 2

· Гальванічна ізоляція: трирівнева (по входу, виходу, харчуванню)

· Період виміру: 0,25 сек

· Вхідні сигнали: 0-5мА (Rвх = 400 Ом), 0 (4) -20 мА (Rвх = 100 Ом), 0-10В (Rвх> 50кОм)

· Вихідні аналогові сигнали: 0-5 мА (Rн2кОм), 0-20 мА, 4-20 мА (Rн500 Ом), 0-10В (Rн> 2 кОм)

· Максимальна похибка установки сигналу завдання: ± 0,1%

· Діапазон зміни установки завдання: 0 - 100%

· Основна приведена похибка вимірювання: ± 0,2%

· Точність індикації: <0,1% - цифрова, <5,0% (<2,5%) - лінійна

· Кількість розрядів цифрового індикатора: 4

· Кількість розрядів лінійного індикатора: 21

· Висота цифр світлодіодних індикаторів: 10 мм

· Висота сегмента лінійних індикаторів: 5 мм

· Комутаційна здатність контактів реле з магнітною блокуванням:

· постійний струм ... <30 В, <0,250 А

· змінний струм ... <220 В, <0,100 А

· Температура навколишнього середовища: від -40 ° С до +70 ° С

· Напруга живлення: від мережі змінного струму ~ (220 ± 22) В, (50 ± 1)Гц

· Споживана потужність: не більше 6 Вт

· Корпус (ВхШхГ): щитової 96х96х185 мм DIN43700, IP30

· Монтажна глибина: 240 мм

· Маса блоку: не більше 1,1 кг

Пускач безконтактний реверсивний ПБР-2М призначений для безконтактного управління електричними виконавчими механізмами, в приводі яких використовуються однофазні конденсаторні електродвигуни.

Технічні характеристики:

· Напруга живлення 220В +10% -15%

· Споживана потужність 7Вт

Виконавчий механізм МЕО-40 призначений для переміщення регулюючого органу в системах автоматичного регулювання технологічними процесами у відповідності з командними сигналами автоматичних регулюючих і керуючих пристроїв. Склад виконавчого механізму: електродвигун синхронний, редуктор черв'ячний, ручний привід, блок кінцевих вимикачів БКВ, важіль.

2. Технічне забеспеченя сар

2.1 Розробка функціональної схеми автоматизації

Функціональна схема автоматизації (ФСА) являє собою креслення на яких умовно показують технологічне обладнання, обчислювальну техніку, комунікаційні засоби автоматизації і вказують зв'язки між ними.

ФСА системи автоматичного регулювання температурою у топочній камері водогрійного котла представлено у Додатку 3. Згідно з ФСА температура контролюються за допомогою термопари типа ТП-1085 (позиція 1а). котел водопостачання інформаційний автоматизація

Автоматизоване управління температурою у топочній камері водогрійного котла забезпечується наступним чином: сигнали з датчику надходять на входи реєструючого показуючого приладу типу ДИСК-250 (позиція 1б), і далі на вхід регулятора типу МИК-21 (позиція 1в). Регулятор виробляє управляючі сигнали згідно з завданням. Управляючі сигнали з виходу регулятора надходять на блок ручного управління типу БРУ-10 (позиція 1д). БРУ визначає режим роботи «РУЧ./АВТ.». Далі сигнал надходить на пускач типу ПБР-2М (позиція 1е) та з нього на виконавчий механізм типу МЕО (позиція 1ж), який змінює положення регулюючого органу.

2.2 Розробка схем за проектом

Принципова електрична схема є повним документом, що визначає склад електричних зв'язків об'єктів а також дає уявлення про принцип роботи системи. Принципова електрична схема САР температурою у топочній камері водогрійного котла приведена у Додатку 4.

Принципова електрична схема живлення є проектним матеріалом на якому зображена апаратура відключення живлення і споживачів електроенергії і апаратура контролю напруги. Принципова електрична схема живлення САР температурою у топочній камері водогрійного котла приведена у Додатку 5.

Щити і пульти управління в САР є конструктивними елементами, які використовуються для розміщення приладів і апаратури. Креслення зовнішнього та внутрішнього вигляду щита САР тиску в методичній печі приведені у Додатку 7.

Монтажно-комутаційна схема (МКС) виконуються для подальшої електричній комутації елементів автоматизації в межах панелі або щита. МКС щита управління САР температурою у топочній камері водогрійного котла приведена у Додатку 8.

Схеми зовнішніх електричних і трубних проводок є кресленнями на яких показують електричні і трубні зв'язку прокладаються поза щитів. Схема зовнішніх з'єднань САР тиску в методичній печі приведена у Додатку 7.

Перелік приладів та засобів автоматизації САР тиску в методичній печі приведений у Додатку 9.

Висновок

В контрольній роботі було розроблено функціональну схему і технічне забезпечення САР температурою у топочній камері водогрійного котла. До технічного забезпечення внесені:

1) принципова електрична схема.

2) принципова електрична схема живлення

3) креслення зовнішнього та внутрішнього вигляду щита управління,

4) монтажно-комутаційна схема,

5) схема зовнішніх з'єднань.

6) схема трас й проводок

Було складено перелік приладів і засобів автоматизації САР температурою у топочній камері водогрійного котла.

Література

1. Гусовский В.Л., Ладыгичев М.Г., Усачев А.Б. Современные нагревательные котлы (конструкции и технические характеристики): Справочник/Под ред. А.Б. Усачева. - М.: «Теплотехник», 2007 - 656 с.

2. Проектирование систем автоматизации технологических процессов: справочное пособие / А.С. Клюев, Б.В. Глазов, А.Х. Дубровский, А.А. Клюев; Под ред. А.С. Клюева. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 464 с.: ил.

3. Термопара ТП-1085. Чертежы, схемы и монтажные части к ним. Прибортрейд. Харьков, - 9 с

4. Прибор регистрирующий Диск-250М. Руководство по эксплуатации. Харьков, - 56 с.

5. Регулятор микропроцессорный МИК-21. Руководство по эксплуатации. Ивано-Франковск, 2013г - 81 с.

6. Блок ручного управления БРУ-10. Руководство по эксплуатации. Ивано-Франковск, 2010 - 62 с.

Размещено на Allbest.ru

...