Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Уральский государственный горный университет» (ФГБОУ ВО «УГГУ») 620144, г. Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30

Кафедра автоматики и компьютерных технологий

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

по дисциплине «Автоматизация технологических процессов и производств»

на тему: «Технологический комплекс сушки»

Выполнили: Купин А.Н., Ситдикова К.А., Сосновская Д.В., Радикова А.А.

Группа: АТП-17

Руководитель: Александрова А.В.

Екатеринбург, 2020 г.



При автоматизации ТК сушки необходимо решать следующие задачи:

1. Автоматический контроль состояния механизмов:

a. Давления в топливной и воздушной магистралях;

b. Наличия пламени факела горелок топки;

c. Уровня высушенного материала в разгрузочной камере сушильного агрегата;

d. Температура газов до и после электрофильтра;

e. Времени работы и простоев технологического оборудования.

2. Автоматический контроль технологических параметров комплекса измельчения:

a. Производительности сушильных агрегатов;

b. Расход топлива, первичного и вторичного агрегата;

c. Влажности высушенного продукта;

d. Разрежения в топке;

e. Температуры в топке, сушильном барабане, отходящих газов.

Задача: автоматический контроль давления в топливной и воздушной магистралях ДЕ-57-6 датчик-реле напора

Рисунок 1 - Общий вид датчика-реле напора ДЕ-57-6

Таблица 1 - Технические характеристики датчика-реле напора ДЕ-57-6

Наименование характеризуемого параметра	Значение характеризуемого параметра
Наименование	ДЕ-57-6
Производитель	НПО «Промавтоматика»
Температура окружающей среды, єС	-30…+50
Относительная влажность, %	95 ± 3 при температуре +35 єС
Пределыуставок,кПа	0,6…6
Напряжение питания, В	Переменного тока	220
	Постоянного тока	30
Максимальная коммутирующая мощность, Вт	Переменного тока	300
	Постоянного тока	70
Величиназонывозврата,кПа	0,6
Давлениеперегрузки,кПа	18
Габаритныеразмеры,мм,не более	Ш95 х 130
Масса, кг, не более	0,25
Предназначен для использования в автоматических и автоматизированных системах контроля, управления и регулирования давлений. Контролируемая среда - воздух, газы и жидкости, неагрессивные к алюминиевому сплаву АЛ-9 и маслостойкой резине.

Принцип действия

Принцип действия датчиков-реле напора ДЕ-57-6 основан на уравновешивании силы, создаваемой давлением или разрежением контролируемой среды на чувствительный элемент силой упругой деформации пружины.

Монтаж

На объекте датчики-реле ДЕ-57 устанавливаются в вертикальном положении с помощью штуцера М12x1,5 (кроме ДЕ-57-2,5ПН). Штуцер поставляется в комплекте. В качестве уплотнения под штуцер применяются прокладки в виде шайб из свинца, фибры, кожи, мягкой меди и др.

Задача: автоматический контроль наличия пламени факела горелок топки

Прибор контроля пламени типа Ф 34.2



Рисунок 2 - Общий вид прибора контроля пламени типа Ф 34.2

Таблица 2 - Технические характеристики Прибора контроля пламени типа Ф 34.2

Наименование характеризуемого параметра	Значение характеризуемого параметра
Наименование	Ф 34.2
Производитель	ГК «ТЕПЛОПРИБОР»
Рабочая температура воздуха, °С	5…50
Атмосферное давление, кПа	88…106,7
Напряженность внешнего магнитного поля частотой питания, А/м, не более	400
Питание	Напряжение, В	220
	Частота, Гц	(50±1) или (60±2)
Мощность, потребляемая прибором от сети, В. А, не более	20
Диапазон изменения задания порога срабатывания по каждому каналу контроля пламени, В	…
Зона возврата по каждому каналу контроля пламени, В	(0,5 ± 0,2)
Выдержка времени совместной работы (Тср), с	(140±56)
Предназначен для применения в схемах контроля пламени и автоматического розжига горелочных устройств в топочных камерах стационарных котлов и печей.

Таблица 3 - Коммутационная способность контактов реле контроля пламени

Диапазоны коммутации	Род тока	Вид нагрузки
тока, А	напряжения, В
0,05…0,1	6…220	50…1000 Гц	активная ф ? 0,015 с
0,1…0,3	6…30	постоянный

Таблица 4 - Коммутационная способность контактов реле управления розжигом

Напряжение, В	Номинальный коммутируемый ток, А	Номинальный ток контактов, А
	постоянный	переменный
24	0,8		0,025
220	0,16	0,4

Выполняет сразу три важные задачи:

· Получает сигналы от измерительных приборов и преобразует их в дискретные;

· Отвечает за бесперебойное питание датчиков;

· Служит для управления розжигом и формирования импульса высокого напряжения.

Монтаж

Прибор рассчитан на утопленный монтаж на вертикальной панели щита в закрытом взрывобезопасном помещении. Место установки прибора должно быть хорошо освещено и удобно для обслуживания. К расположенной на задней стенке прибора клеммной колодке должен быть обеспечен свободный доступ для монтажа.

Электрические соединения прибора с другими элементами системы управления розжигом и контроля пламени выполняются в виде кабельных связей или в виде жгутов вторичной коммутации. Прокладка и разделка кабеля и жгутов должна отвечать требованиям действующих «Правил устройства электроустановок потребителей» (ПУЭ). Допускается непосредственное присоединение кабельных жил к коммутационным зажимам клеммной колодки прибора. Рекомендуется выделять в отдельные кабели: входные цепи, выходные цепи, цепи питания. Допускается объединение цепей питания и выходных цепей.

Монтаж датчиков пламени ФД-У и ФДЧ необходимо вести в соответствии с техническими описаниями и руководствами по эксплуатации на эти изделия. Монтаж детектирующих датчиков вести неэкранированным проводом. Если детектирующий датчик установлен на большом расстоянии от прибора Ф34.2 (более 50 м), монтаж необходимо вести расположенными рядом двумя проводами. В этом случае, если на объекте одновременно осуществляется контроль пламени нескольких горелок, то во избежание взаимного влияния сигналов от детектирующих датчиков измерительные цепи не следует объединять в общем кабеле. Электрическую связь «земли» датчика (контрольного электрода) с клеммой 3 прибора следует осуществлять не за счет металлоконструкции, а выполнять проводом.

Сопротивление изоляции между отдельными жилами и между каждой жилой и землей для внешних силовых, входных и выходных цепей должно составлять не менее 40 МОм при испытательном напряжении 500 В. Особое внимание следует обратить на изоляцию от корпуса проводов, подключенных к клеммам 8 и 10. Для каждого прибора должно быть обеспечено надежное заземление каркаса (через клемму 3) и корпуса (через специальный винт на задней стенке прибора).

Задача: Автоматический контроль уровня высушенного материала в разгрузочной камере сушильного агрегата

Радиометрический датчик уровня FIBERTRAC 31



Рисунок 3 - Общий вид радиометрического датчика уровня FIBERTRAC 31

Таблица 5 - Технические характеристики радиометрического датчика уровня FIBERTRAC 31

Наименование характеризуемого параметра	Значение характеризуемого параметра
Наименование	FIBERTRAC 31
Производитель	VEGA Grieshaber KG
Диапазон измерения, м	7
Точность, %	± 0.5
Температура окружающей среды, °C	-20…50
Материал корпуса	Алюминий, нержавеющая сталь
Степень защиты	IP66/IP67
Выход	Profibus PA; Фундаментная Полевая Шина; 4…20мА / HART-четырехпроводный
Предназначен для непрерывного измерения уровня заполнения и межфазного уровня и применим на жидкостях, твердых материалах, шламах и суспензиях.

Принцип действия

Гамма-излучение от слабого радиоактивного препарата принимается детектором, установленным с противоположной стороны емкости. При прохождении через стенку емкости и измеряемую среду гамма-лучи ослабляются. Ослабление излучения пропорционально уровню заполнения.

Монтаж

Монтаж снаружи с помощью прилагаемых монтажных кронштейнов.

Задача: Автоматический контроль технологических параметров комплекса сушки. Контроль производительности сушильных агрегатов.

Весы автоматические конвейерные 1954 АВ10-630

Рисунок 4 - Внешний вид конвейерных весов 1954 АВ10-630

Таблица 6 - Технические характеристики АВ10-630

Наименование характеристики	Значение характеристики
Наименование	АВ10-630
Производитель	ОАО «Прибордеталь», г. Орехово-Зуево
Форма представления информации	цифровая индикация
Выходной сигнал	унифицированный
Принцип действия	тензометрический
Класс точности, погрешность, %	±1,0
Параметры конвейерной ленты: - ширина ленты, мм - скорость ленты, м/с	400…20000 0,5…2,5
Угол наклона конвейера	20 или 30
Физико-механические свойства материала: - дисперсность (max), мм - наибольшая линейная плотность взвешиваемого материала, кг/м	150 8,0…1000
Технические характеристики	длина соединительного кабеля до 1000м
Исполнение	общепромышленное
Температура эксплуатации , °С	-30…+50
Состав	весоизмерительное устройство (ВИУ); вторичный прибор (ВП)
Габаритные размеры, мм	(910х670х320) …(2660х2470х810)
Масса, кг	112…515
ГОСТ, ТУ	ТУ 25-06.2070-82
№ ГОСРЕЕСТРА, сертификата	№ 1519; 8860-88

Принцип действия

Весы 1954 АВ10-630 состоят из устройства преобразования нагрузки с преобразователем перемещении ленты и вторичного прибора, включающего блок, текущей производительности и суммирующее отсчетное устройство.

Усилие от весовой роликоопоры устройства преобразования нагрузки передается на преобразователь силы, который, в зависимости от величины наибольшей линейной плотности может устанавливаться при соотношении плеч рычагов 1:1, 1:1,6; 1:2.

Преобразователь перемещения ленты состоит из приводного ролика, редуктора и тахогенератора постоянного тока и устанавливается на жестком основании под рабочей ветвью ленты конвейера. Для исключения проскальзывания приводной ролик изготавливается футерованным. Тахогенератор преобразователя перемещения ленты вырабатывает напряжение постоянного тока, пропорциональное скорости ленты, которое подается в качестве напряжения питания на тензорезисторный датчик силы. На последнем происходит перемножение напряжения, пропорционального СКОРОСТИ, на величину, пропорциональную усилию, действующему на датч1ик силы. Выходное напряжение датчика силы усиливается и преобразуется в унифицированный сигнал постоянного тока, который затем преобразуется в частоту и подается на счетчик импульсов для определения суммарного количества массы материала, прошедшего через весы. Одновременно унифицированный сигнал постоянного тока подается на клеммы для подключения внешних цепей. Дублирующие импульсы со счетчика подаются на суммирующее отсчетное устройство.

Применение

АВ10-630 применяются на фабриках, расположенных в районах с умеренным и холодным или влажным тропическим климатом.

Задача: Автоматический контроль технологических параметров комплекса сушки. Контроль разрежения в топке.

Преобразователи уровня САПФИР-22МП-ДУ

Рисунок 5 - Внешний вид преобразователя «Сапфир» - 22МП-ДУ

Таблица 7 - Технические характеристики «Сапфир» - 2222МП-ДУ

Наименование характеристики	Значение характеристики
Наименование	«Сапфир» - 22ДД
Производитель	ООО СКБ «Приборы и системы»
Допустимая основная приведенная погрешность, %	±1,0
Параметры контролируемой среды: - плотность, кг/м3 - разность плотностей (при плотности нижней фазы от 910 до 1000 кг/м3, кг/м3 - температура, °С	от 400 до 2000 от 50 до 400 от - 50 до +120
Выходной сигнал:стандартный токовый, мА	4 - 20
Напряжение питаниядля общепромышленного и взрывозащищенного исполнений	36 ± 0,72
Потребляемая мощность, ВА, не более	1,2
Масса, кг	10,5
Расстояние между источником питания и буйковым уровнемером, м, не более	600
Чувствительный элемент	тензомодуль
Демпфирование выходного сигнала	механическое (сильфон)

Принцип действия

При изменении измеряемого уровня происходит воздействие гидростатической выталкивающей силы, действующей на чувствительный эле­мент - буек. Это изменение через рычаг передается на тензопреобразователь, что вызывает деформацию упругого чувствительного элемента и изменение сопротивления тензорезисторовтензопреобразователя.

Это изменение преобразуется в электрический сигнал, который передается от тензопреобразователя из измерительного блока в электронный преобразователь, и далее в виде стандартного токового унифицированного сигнала 4-20мА.

Монтаж

Пример установки преобразователя непосредственно на емкости без теплоотводящего патрубка:

Рисунок 6 - пример установки преобразователя «Сапфир» - 2222МП-ДУ

Применение

Преобразователи Сапфир-22МП-ДУ предназначены для работы в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами. Сапфир-22МП-ДУ легко интегрируются в цифровые АСУ ТП используя HART-протокол, а также могут применяться вместо уровнемеров со стандартными токовыми выходными сигналами в существующей аналоговой АСУ предприятия.

Задача: автоматический контроль температуры газов до и после электрофильтра.

Анализатор газообразного кислорода GPro 500

Рисунок 7 - Общий вид анализатора газообразного кислорода GPro 500

Таблица 8 - Технические характеристики анализатора газообразного кислорода GPro 500

Наименование характеризуемого параметра	Значение характеризуемого параметра
Наименование	GPro 500
Производитель	METTLER TOLEDO
Диапазон измерений	0 ... 100 %
Нижний предел чувствительности	100 ppm в объемных долях
Точность	2 % от измеренного значения или 100 ppm O?, большая из этих двух величин
Нелинейность	Менее 1 %
Дрейф	Пренебрежимо мал (< 2 % от диапазона измерения между интервалами технического обслуживания)
Скорость отбора образцов	1 сек
Время отклика (T90)	O? в N? от 21 до 0 % за < 2 с
Воспроизводимость	±0,25 % от измеренного значения или 0,05 % об. O2, большая из этих двух величин
Диапазон давления процесса	От 0,8 до 5 бар (абс.)/от 11,6 до 72,52 psi (абс.)
Диапазон температуры процесса	0…+250 °C дополнительно (для установки датчика) от 0…+600 °C с дополнительным тепловым барьером
Эффективная длина пути	От 50 мм до 10 м, в зависимости от конструкции

Принцип действия

Принцип действия датчиков GPro 500 основан на абсорбционной спектроскопии с настраиваемым диодным лазером. Датчики предназначены для непрерывного контроля газа in-situ в вытяжных шахтах, трубах и других подобных системах и обеспечивают измерение среднего значения объемной доли газа внутри оптического канала без необходимости их юстировки.

Задача: автоматический контроль влажности высушенного продукта.

Стационарный промышленный влагомер PCE-MWM 240-B

Рисунок 8 - Общий вид стационарного промышленного влагомера PCE-MWM 240-B

Таблица 9 - Технические характеристики стационарного промышленного влагомера PCE-MWM 240-B

Наименование характеризуемого параметра	Значение характеризуемого параметра
Наименование	PCE-MWM 240-B
Производитель	PCE Instruments
Диапазон измерений	0 ... 100 %
Максимальная допустимая ошибка (абсолютная)	Д= 0,02 +0,025·W
Рабочий диапазон температуры	-20 ... +145 °C
Режим работы	продолжительное непрерывное измерение
Частота обновления	1 сек
Напряжение питания - Номинальное - Допустимое	-24 В -18...36 В
Потребление тока, не более	200 мА
Время прогрева	30 мин
Выходы	RS485 (Modbus RTU), 4-20 mA [RS485: max. длина кабеля 1000 м; 4-20 mA: max. длина 100 м (max. длина до SPS)]
Входы	2 x цифровой 24 В
Габариты гибкого сенсора (исполнение 2)	длина 200 мм, Ш 15...30 мм
Габариты электронного блока	255х170x60 мм
Класс защиты сенсора	IP65
Класс защиты электронного блока	IP54
Масса гибкого сенсора	3 кг
Масса блока управления	2 кг

Принцип действия

Принцип измерения основан на изменении характеристики ОВЧ излучения при прохождении через материал. Измеритель влажности представляет собой погружной датчик и электронный блок управления.

Монтаж

Датчик жестко устанавливается в распор в трубопроводе или лотке от одной стенки до другой.

Сенсор работает ТОЛЬКО ПРИ УСЛОВИИ полного погружения в материал (не менее 100 мм), для достижения заявленного уровня точности.

Рекомендуемое применение - для установки в местах выгрузки материала на конвейере. В зоне погрузки над лентой устанавливается коллекторная коробка. Зонд фиксируется в муфте на стенках ящика.

Зонд устанавливается на стенах в специальных стальных держателях. Очень легко вставить его для установки и снять его через отверстия в держателях. Монтаж производится с помощью держателей муфты с металлическим основанием непосредственно на стене бункера или металлическом щите. Конструкция измерителя влажности позволяет просто выполнять монтаж и демонтаж датчика во время работы. Муфтодержатели приварены непосредственно к стене бункера или фиксируются с помощью сварки на отдельном щите, который установлен и закреплен на стенке бункера. Это решение устраняет необходимость точной регулировки муфт при монтаже их на стенку бункера.

Задача: автоматический контроль температуры в топке, сушильном барабане, отходящих газов.

Датчик контроля температуры Метран-288

Рисунок 9 - Общий вид датчика контроля температуры Метран-288

Таблица 10 - Технические характеристики датчика контроля температуры Метран-288

Наименование характеризуемого параметра	Значение характеризуемого параметра
Наименование	Метран-288
Производитель	ПГ «Метран»
Первичный преобразователь	N (ТНН)
Выходные сигналы - по аналоговому каналу, мА - по цифровому каналу	-4…20 - HART-протокол в стандарте Bell-202
Диапазон измерений, °С	-50….+1200
Диапазон измеряемых температур ПТ, °С	св. 500... 1200
Напряжение, В	18…42
Номинальное значение сопротивления нагрузки, Ом	250
Потребляемая мощность при максимальном значении выходного аналогового сигнала, Вт	- 1 - 0,5 для взрывозащищенного исполнения вида «Exia».
Влажность, %	98
Пределы допускаемой основной приведенной погрешности ПТ, %	±0,30
Масса, кг	0,5…1,6
Степень пылевлагозащиты	IP65
Виды исполнений по взрывозащите	Exi и Exd
Межповерочный интервал, год	1
Вероятность безотказной работы ПТ, ч	2000
Средний срок службы не менее, лет	4

Принцип действия

Принцип действия преобразователей температуры Метраноснован на преобразовании сигнала первичного преобразователя в унифицированный выходной сигнал постоянного тока с наложенным на него цифровым частотно-модулированным сигналом в стандарте HART версии 5 измерительным преобразователем (ИП), встроенным в корпус соединительной головки первичного преобразователя.

Сигнал с первичного преобразователя температуры поступает на вход ИП, где преобразуется с помощью аналогово-цифрового преобразователя (АЦП) в дискретный сигнал. Дискретный сигнал обрабатывается с помощью микропроцессорного преобразователя (МП). С выхода МП дискретный сигнал поступает на цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), где происходит преобразование в унифицированный аналоговый сигнал, а также на модулятор, где происходит частотная модуляция дискретного сигнала. Далее полученный HART-сигнал накладывается на аналоговый токовый сигнал.

Монтаж

ПТ монтируются в любом положении, удобном для обслуживания.

При монтаже ПТ рекомендуется учитывать габаритные и присоединительные размеры.

Задача: Автоматический контроль технологических параметров расхода топлива, первичного и вторичного агрегата комплекса сушки

Вихревой расходомер ЭМИС-ВИХРЬ 200

Рисунок 10 - Общий вид Вихревого расходомера ЭМИС-ВИХРЬ 200

Таблица 11 - Технические характеристики Вихревого расходомера ЭМИС-ВИХРЬ 200

Наименование характеризуемого параметра	Значение характеризуемого параметра
Наименование	ЭМИС-ВИХРЬ 200
Производитель	ЗАО «ЭМИС» Г.Челябинск
Типоразмер, мм	25
Измеряемый расход для воды, м3 /ч · Наибольшее · Наименьшее	· 0,5 · 5
Измеряемый расход для газообразных сред, м3 /ч · Наибольшее · Наименьшее	· 7 · 32
Погрешность измерения расхода, %	± 2
Давление, МПа	От 10 до 25
Температура измеряемой среды, єС	До плюс 320
Выходные сигналы	· Аналоговый · Частотно-импульсный · Цифровой ModBUS
Напряжение питания, В · Постоянного тока · Переменного тока	· 24 · 220
Выходной сигнал:стандартный токовый, мА	4-20
Устойчивость к вибрациям, Гц	от 10 до 100
Степень защиты	IP66
Температура окружающей среды, °С	От минус 40 до плюс 70
Срок службы	не менее 15 лет

коммутационный радиометрический датчик расходомер

Принцип действия

Полнопроходной преобразователь состоит из проточной части и электронного блока. Проточная часть представляет собой полый цилиндр, в поперечном сечении которого установлено тело обтекания. За телом обтекания расположен чувствительный элемент (сенсор). Электронный блок крепится на цилиндре проточной части с помощью трубчатой стойки. Электронные платы размещены в электронном блоке.

В преобразователе реализован метод измерения расхода, основанный на измерении частоты вихрей. В цилиндре проточной части установлено тело обтекания, которое вызывает образование вихрей в набегающем потоке измеряемой среды. Вихри распространяются попеременно вдоль и сзади каждой из сторон тела обтекания. Частота срыва вихрей с тела обтекания пропорциональна скорости потока среды, а, следовательно, пропорциональна объёмному расходу измеряемой среды.

Эти завихрения вызывают колебания давления измеряемой среды по обе стороны крыла сенсора. Крыло передает пульсации давления на пьезоэлемент. Пьезоэлемент преобразует пульсации в электрические сигналы. Электронный блок формирует выходные сигналы преобразователя после усиления, фильтрации, преобразований и цифровой обработки сигнала.

Монтаж

Способ установки преобразователя для измерения расхода газа и пара не должен допускать скоплений конденсата в проточной части преобразователя и на прямолинейных участках трубопровода. Запрещается устанавливать преобразователь на трубопроводах с давлением выше допустимого паспортного значения преобразователь может монтироваться на горизонтальном, вертикальном или наклонном участке трубопровода (рисунок11). Рекомендуемое направление потока (жидкости, газа, пара) при монтаже преобразователя на вертикальном или наклонном участке - снизу вверх.

Рисунок 11 - Варианты монтажа

Задача: автоматический контроль Времени работы и простоев оборудования.

Реле времени модульное электромеханическое суточное AT3-R

Рисунок 12 - Общий видAT3-R

коммутационный радиометрический датчик расходомер

Таблица 12 - Технические характеристикиAT3-R

Наименование характеризуемого параметра	Значение характеризуемого параметра
Название	AT3-R
Производитель	ABB
Номинальное напряжение, В	230 перем. тока ± 10%
Номинальный ток,А	16
Номинальная частота,Гц	50-60
Механизм	кварц
Минимальная коммутация, мин	15
Макс. число команд за цикл	96
Резерв питания, час	200
Точность	± 1сек./24час
Рассеиваемая мощность, ВА	0,5
Переключаемая мощность макс.,Вт	4000
Тип установки	на ДИН-рейку
Рабочая температура °C	От минус 10 до плюс 55

Принцип действия

Общий принцип работы реле времени заключается в формировании временной задержки на включение, выключение или переключение управляющих групп контактов. Используется для автоматизации циклов запуска и остановки различного оборудования.

Размещено на Allbest.ru

...