Методические указания к выполнению курсовой работы пищевой промышленности

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

«МОГИЛЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРОДОВОЛЬСТВИЯ»

Кафедра «Автоматизация технологических процессов и производств»

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА, АВТОМАТИКА И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ

Методические указания к выполнению курсовой работы

для студентов технологических специальностей пищевой промышленности

Могилев 2014

УДК 65.011.66

Рассмотрены и рекомендованы к изданию

На заседании кафедры «Автоматизация технологических процессов и производств»

Протокол №     от

УМК по химико-технологическому профилю специальностей

Протокол №     от

Составители:

В.И. Никулин, И.Э. Илюшин, Е.А. Колюкович

Рецензент

кандидат технических наук, доцент МГУП

М.М. Кожевников

Методические указания предназначены для использования студентами технологических специальностей пищевой промышленности дневной и заочной форм обучения при выполнении курсовой работы по дисциплине «Электротехника, автоматика и технические средства автоматизации».

Подробно изложена методика выполнения курсовой работы, приведены необходимые примеры и справочные материалы, а также дан перечень возможных тем курсовых работ.

©УО«Могилевский государственный университет продовольствия», 2014

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………………………………..41. Содержание и объем курсовой работы………………..…………………………….42. Разработка функциональной схемы автоматизации…..……………………………73 Выбор приборов и средств автоматизации………………………………………….234. Выбор электрических элементов цепи управления двигателями………………….265. Выбор контроллера и модулей ввода/вывода………..……………………………..31Список рекомендуемой литературы……………………………………………………35Приложение А. Условные цифровые обозначения трубопроводов для жидкостей и газов……………………………………………………………………………………….37Приложение Б. Примеры построения условных обозначений приборов и средств автоматизации…………………………………………………………………………… 38Приложение В. Примеры оформления пояснительного текста и таблиц на функциональных схемах автоматизации……………………………………………….42Приложение Г. Обозначения и классы допуска термопреобразователей……………43Приложение Д. Маркировка взрывозащищенного электрооборудования …………..45Приложение Е. Оформление основных надписей по ГОСТ 21.101-93 и спецификации на приборы и средства автоматизации ………………………………..48Приложение Ж. Возможный перечень тем на курсовую работу……………………..50

ВВЕДЕНИЕ

Предлагаемые методические указания написаны в соответствии с программой дисциплины «Электротехника, автоматика и технические средства автоматизации» и предназначены для использования студентами технологических специальностей пищевой промышленности дневной и заочной форм обучения при выполнении курсовой работы.

Цель курсовой работы  ознакомить студентов с принципами построения современных систем автоматизации технологических процессов, реализованных на базе промышленных контроллеров и ЭВМ. В настоящее время такие системы широко внедряются на предприятиях пищевой промышленности. В ходе выполнения курсовой работы студентами решаются следующие задачи: 1) ознакомление с методикой разработки функциональных схем автоматизации технологических процессов на базе серийно выпускаемых приборов и промышленных контроллеров; 2) ознакомление с характеристиками современных приборов и средств автоматизации 3) изучение основных подходов к обоснованному выбору приборов и технических средств автоматизации; 4) изучение действующих стандартов и других нормативных документов регламентирующих правила оформления технической документации по автоматизации технологических процессов.

1 Содержание и объем курсовой работы

В качестве тем курсовой работы могут использоваться типовые темы, приведенные в приложении Ж. Также тема работы может быть сформулирована преподавателем на основе материалов из технической литературы с учетом специфики конкретной специальности (специализации), либо на основе материалов, собранных студентом в ходе производственной практики. Курсовая работа включает в себя следующие разделы.

1.1 Введение. Раздел содержит цель и задачи курсовой работы.

1.2 Исходные данные на проектирование. Исходные данные на проектирование включают в себя описание принципа работы технологической установки, перечень измеряемых и регулируемых переменных, их номинальные и максимальные рабочие значения, требования к точности измерения и некоторые уточняющие детали, например, производительность оборудования, вид дополнительной энергии для питания приборов, вид расходных характеристик регулирующих органов. Эти данные берутся из технологических регламентов или технической литературы либо задаются студентом по согласованию с преподавателем.

Также данный раздел должен содержать расчет диаметров технологических трубопроводов по нижеприведенной методике. Исходными данными для расчета трубопроводов задаются по согласованию с преподавателем. Результаты этого расчета используются при подборе типоразмеров регулирующих органов.

Необходимые диаметры технологических трубопроводов рассчитываются по известному расходу продукта на основе следующего выражения:

, (1.1)

где Q  расход продукта, м3/c; W  скорость продукта (жидкости), м/с; D  внутренний диаметр трубопровода, м.

Оптимальная скорость прохождения жидкости соответствует минимуму эксплуатационных расходов. Поэтому при расчете трубопроводов скорость движения ориентировочно может быть принята в интервалах, приведенных в таблице 1.1.

Таблица 1.1  Скорости движения жидкости

Движение жидкости при подаче насосом, м/с1−2,5Движение самотеком, м/с0,1−0,5Для газов, м/с5−20Для паров, м/с15−40

По тепловой нагрузке аппарата можно определить расход греющего пара, для этого можно воспользоваться следующим выражением, полученным из уравнения теплового баланса:

, (1.2)

где 1,08  постоянный коэффициент учитывающий потери тепла в окружающую среду; Gв  расход продукта (жидкости) через теплообменник, кг/с; C  теплоемкость продукта (жидкости), Дж/кгК; r  удельная теплота парообразования (определяется по таблицам в зависимости от давления); Дж/кг; tк, tн  начальная и конечная температуры нагреваемого продукта, 0С.

Разделив весовой расход пара Gп на его плотность  (определяется по таблицам в зависимости от давления), получим объемный расход. Зная объемный расход по формуле (1.1) найдем диаметр трубопровода для подачи пара.

В конце данного раздела приводится техническая характеристика технологического оборудования.

1.3 Разработка функциональной схемы автоматизации. Курсовая работа предполагает разработку функциональной схемы автоматизации на базе программируемого контроллера и ЭВМ. Схема автоматизации выполняется в соответствии с методикой, изложенной в разделе 2 данного пособия. Раздел «Разработка функциональной схемы автоматизации» включает в себя подробное описание всех измерительных и регулирующих комплектов приборов, используемых в этой схеме, а также принципы их взаимодействия с технологическим оборудованием.

1.4 Выбор приборов и средств автоматизации. В данном разделе приводится подробное описание выбранных приборов и средств автоматизации и их характеристик.

1.5 Выбор электрических элементов цепи управления электродвигателями. В данном разделе производится расчет мощности электродвигателей, а на основании результат производится обоснованный выбор элементов цепи управления (магнитных пускателей и кнопочных постов управления).

1.6 Выбор контроллера и модулей ввода/вывода. Данный раздел содержит описание общих технических характеристик выбранного программируемого контроллера. В этом разделе должны быть приведены таблицы аналоговых и дискретных сигналов с символической привязкой этих сигналов к датчикам и исполнительным механизмам. На основании полученного необходимого количества аналоговых и дискретных входов и выходов, а также с учетом характеристик их сигналов, далее осуществляют выбор необходимого числа модулей ввода/вывода, указывая их назначение, входные и выходные характеристики.

1.7 Заключение. Содержит перечень основных результатов курсовой работы.

1.8 Список использованных источников. В список вносятся литературные источники, ссылки на которые имеются в пояснительной записке.

1.9 Приложения. В приложения выносится спецификация на выбранные средства автоматизации, а также другие вспомогательные (справочные) материалы.

Пояснительная записка объемом 15−20 страниц оформляется на стандартных листах бумаги формата А4 в соответствии с требованиями СТП СМК 4.2.3-01-2011 регламентирующими оформление текстовых документов в УО МГУП. Спецификация на выбранные средства автоматизации оформляется в соответствии с требованиями ГОСТ 21.408-93 «Правила выполнения рабочей документации по автоматизации технологических процессов» и ГОСТ 21.110-95 «Правила выполнения спецификации оборудования изделий и материалов», а также рекомендациями, изложенными в разделе 3 данных методических указаний. Примеры заполнения основных надписей на спецификации в соответствии с перечисленными стандартами приведены в приложении Е (таблицы Е.2, Е.3 и рисунок Е.3).

Функциональная схема автоматизации оформляется на стандартном листе формата А2 в соответствии с требованиями ГОСТ 21.404-85 «Автоматизация технологических процессов. Обозначения условные приборов и средств автоматизации на схемах», ГОСТ 21. 408-93 «Правила выполнения рабочей документации по автоматизации технологических процессов», ГОСТ 21.101-93 «Основные требования к рабочей документации», а также рекомендациями, изложенными в разделе 2 данного методического пособия. Примеры оформления основных надписей по ГОСТ 21.101-93 для функциональной схемы автоматизации приведены в приложении Е (таблица Е1, рисунки Е1, Е2).

2 Разработка функциональной схемы автоматизации

Функциональные схемы автоматизации являются основным техническим документом, определяющим функционально-блочную структуру отдельных узлов автоматического контроля, управления и регулирования технологического процесса и оснащение объекта управления приборами и средствами автоматизации (в том числе средствами микропроцессорной техники). Объектом управления в системах автоматизации технологических процессов является совокупность основного и вспомогательного оборудования вместе с встроенными в него запорными и регулирующими органами, а также энергии, сырья и других материалов, определяемых особенностями используемой технологии. При разработке функциональных схем автоматизации технологических процессов необходимо решить следующие задачи: получение первичной информации о состоянии технологического процесса и оборудования; непосредственное воздействие на технологический процесс для управления им; стабилизация технологических параметров процесса; контроль и регистрация технологических параметров процессов и состояния технологического оборудования.

Эти задачи автоматизации, как правило, реализуются с помощью технических средств, включающих в себя: отборные устройства, средства получения первичной информации, средства преобразования и переработки информации, средства представления и выдачи информации обслуживающему персоналу, комбинированные, комплектные и вспомогательные устройства. Результатом составления функциональных схем являются: 1) выбор методов измерения технологических параметров; 2) выбор основных технических средств автоматизации, наиболее полно отвечающих предъявляемым требованиям и условиям работы автоматизируемого объекта; 3) определение приводов исполнительных механизмов регулирующих и запорных органов технологического оборудования, управляемого автоматически или дистанционно; 4) размещение средств автоматизации на щитах, пультах, технологическом оборудовании и трубопроводах и т.п., а также определение способов представления информации о состоянии технологического процесса и оборудования.

Схемы автоматизации выполняются в соответствии с ГОСТ 21.404-85 «Автоматизация технологических процессов» и ГОСТ 21.408-93 «Правила выполнения рабочей документации по автоматизации технологических процессов». На схеме автоматизации изображают технологическое и инженерное оборудование и коммуникации (трубопроводы, газоходы, воздуховоды) автоматизируемого объекта; технические средства автоматизации или контуры контроля, регулирования и управления; линии связи между отдельными техническими средствами автоматизации или контурами.

2.1 Изображение технологического оборудования и коммуникаций

Технологическое оборудование на схемах автоматизации рекомендуется изображать в соответствии с технологической схемой. При этом допускается упрощать изображения технологического оборудования, не показывая на схеме оборудование, коммуникации и их элементы, которые не оснащаются техническими средствами автоматизации и не влияют на работу систем автоматизации. На технологических трубопроводах показывают ту регулирующую и запорную арматуру, которая непосредственно участвует в контроле и управлении процессом.

Таблица 2.1  Условные графические обозначения приборов и средств автоматизации

ОбозначениеНаименованиеПрибор, устанавливаемый вне щита (по месту): основное обозначение допускаемое обозначениеПрибор, устанавливаемый на щите, пульте: основное обозначение допускаемое обозначениеИсполнительный механизм. Общее обозначение. Положение регулирующего органа при прекращении подачи энергии или управляющего сигнала не регламентируетсяИсполнительный механизм, который при прекращении подачи энергии или управляющего сигнала открывает регулирующий органИсполнительный механизм, который при прекращении подачи энергии или управляющего сигнала закрывает регулирующий органИсполнительный механизм, который при прекращении подачи энергии или управляющего сигнала оставляет регулирующий орган в неизменном положенииИсполнительный механизм с дополнительным ручным приводомЛиния связи (общее обозначение)Пересечение линий связи без соединения друг с другомПересечение линий связи с соединением между собойРегулирующий орган

Технологические аппараты и трубопроводы вспомогательного назначения показывают только в случаях, когда они механически соединяются или взаимодействуют со средствами автоматизации. У изображения технологического оборудования и трубопроводов следует давать соответствующие поясняющие надписи (наименование технологического оборудования, его номер, если таковой имеется, и др.), а также указывать стрелками направление потоков.

Трубопроводные коммуникации в зависимости от транспортируемых сред изображают в соответствии с приложением 3 к ГОСТ 14202-69. Цифровые обозначения трубопроводов наиболее распространенных веществ в соответствии с данным стандартом приведены в приложении А, таблица А.1. Трубопроводы, идущие от конечных аппаратов или подходящие, на схеме обрываются и заканчиваются стрелкой, показывающей направление потока, а также снабжаются поясняющей надписью, например: «От фильтра», «К конденсатору» и т.п. На линиях пересечения трубопроводов, изображающих их соединение, ставится точка. Отсутствие точки в месте пересечения линий означает отсутствие соединения трубопроводов.

Контуры технологического оборудования, а также трубопроводные коммуникации на схеме автоматизации выполняют линиями толщиной 0,6 1,5 мм.

2.2 Изображение приборов, средств автоматизации и линий связи

Условные графические и буквенные обозначения приборов и контуров контроля и управления выполняют в соответствии с ГОСТ 21.404-85. Данный стандарт предусматривает систему построения графических и буквенных условных обозначений по функциональным признакам, выполняемым приборами. Графические обозначения приборов, средств автоматизации и линий связи приведены в таблице 2.1. Размеры этих обозначений приведены в таблице 2.2. Условные графические обозначения на схемах должны выполняться сплошной основной линией (рекомендуемая толщина 0,5−0,6 мм). Горизонтальная разделительная черта внутри обозначения прибора и линии связи должны выполняться сплошной тонкой линией (толщиной 0,2  0,3 мм) по ГОСТ 2.303-68. Шрифт буквенных обозначений принимают по ГОСТ 2.304-81 размером равным 2,5 мм. Подвод линий связи к прибору изображают в любой точке графического обозначения (сверху, снизу, сбоку). При необходимости оказания направления передачи сигнала на линиях связи наносят стрелки. Линии связи должны наноситься на чертежи по кратчайшему расстоянию и проводиться с минимальным числом пересечений. При одинаковой толщине линий различного назначения их рекомендуется вычерчивать (для выделения) по толщине в противоположных (большем и меньшем) пределах.

Отборные устройства для всех постоянно подключаемых приборов изображают сплошной тонкой линией, соединяющей технологический трубопровод или аппарат с прибором (рисунок 2.1, а). При необходимости указания конкретного места расположения отборного устройства (внутри контура технологического аппарата) его обозначают кружком диаметром 2 мм (рисунок 2.1, б).

Данная курсовая работа предполагает использование развернутого метода построения обозначений приборов по ГОСТ 21.404-85. Условные обозначения приборов и средств автоматизации включают графические, буквенные и цифровые обозначения. Принцип построения условного обозначения прибора приведен на рисунке 2.2. В верхней части окружности наносятся буквенные обозначения измеряемой величины и функционального признака прибора, определяющего его назначение. Эти обозначения приведены в таблице 2.3.

Таблица 2.2  Размеры условных обозначений приборов и средств автоматизации

ОбозначениеНаименованиеПрибор: основное обозначение допускаемое обозначениеИсполнительный механизмРегулирующий органСигнальная лампа

а)б)Рисунок 2.1 Изображение отборных устройств

Рисунок 2.2  Принцип построения условного обозначения приборов

Буквенные обозначения, отмеченные в этой таблице знаком «+», являются резервными, а отмеченные знаком «» не используются. Порядок расположения буквенных обозначений (слева направо) должен быть следующим: обозначение основной измеряемой величины; обозначение, уточняющее (если необходимо) основную измеряемую величину; обозначение функционального признака прибора. В нижней части окружности наносится позиционное обозначение, служащее для нумерации отдельных элементов комплекта измерения. Примеры условных обозначений средств автоматизации приведены в приложении Б (таблицы Б.1Б.4).

При построении обозначений комплектов средств автоматизации первая буква в обозначении каждого входящего в комплект прибора или устройства (кроме устройств ручного управления) является наименованием измеряемой комплектом величины. Например, в комплекте для измерения и регулирования температуры первичный измерительный преобразователь следует обозначать ТЕ, вторичный регистрирующий прибор  TR, регулирующий блок  ТС и т. п. Буквенные обозначения устройств, выполненных в виде отдельных блоков и предназначенных для ручных операций, независимо от того, в состав какого комплекта они входят, должны начинаться с буквы Н. Например, переключатели электрических цепей измерения (управления), переключатели газовых (воздушных) линий обозначаются HS, байпасные панели дистанционного управления  НС, кнопки (ключи) для дистанционного управления, задатчики  Н и т. п.

Дополнительные буквенные обозначения, отражающие функциональные признаки приборов, приведены в таблице 2.4. Порядок построения условных обозначений с применением дополнительных букв следующий: на первом месте ставится буква, обозначающая измеряемую величину, на втором  одна из дополнительных букв Е, Т, К или Y. Например, первичные измерительные преобразователи температуры (термометры термоэлектрические, термометры сопротивления и др.) обозначаются ТЕ, первичные измерительные преобразователи расхода (сужающие устройства расходомеров, датчики индукционных расходомеров и др.)  FE; бесшкальные манометры с дистанционной передачей показаний  РТ; бесшкальные расходомеры с дистанционной передачей  FT и т. д..

Порядок расположения буквенных обозначений функциональных признаков прибора принимают с соблюдением последовательности обозначений: I, R, С, S, А. При построении буквенных обозначений указывают не все функциональные признаки прибора, а лишь те, которые используют в данной схеме. Так, например, при обозначении сигнализатора уровня, блок сигнализации которого является бесшкальным прибором и снабжен контактным устройством и встроенными сигнальными лампами, следует писать:

a) LS  если прибор используется только для включения, выключения насоса, блокировок и т. д.;

б) LA  если используются только сигнальные лампочки самого прибора;

в) LSA  если используются обе функции в соответствии с а) и б);

г) LC  если прибор используется для позиционного регулирования уровня.

Букву А применяют для обозначения функции «сигнализация» независимо от того, вынесена ли сигнальная аппаратура на какой-либо щит или для сигнализации используются лампы, встроенные в сам прибор. Букву S применяют для обозначения контактного устройства прибора, используемого только для включения, отключения, переключения, блокировки.

a)б)Рисунок 2.3  Пример изображения комплекта приборов для измерения и регистрации на ЭВМ давления в технологической емкости (а), пример изображения комплекта приборов для контроля на ЭВМ и регулирования расхода в трубопроводе (б)

При применении контактного устройства прибора, для включения, отключения и одновременно для сигнализации в обозначении прибора используют обе буквы: S и А. Предельные значения измеряемых величин, по которым осуществляется, например, включение, отключение, блокировка, сигнализация, допускается конкретизировать добавлением букв Н и L. Эти буквы наносят справа от графического обозначения. При необходимости конкретизации измеряемой величины справа от графического обозначения прибора допускается указывать наименование или символ этой величины, например, «напряжение», «ток», рН, О2 и т. д.. Для обозначения величин, не предусмотренных ГОСТ 21.404-85, допускается использовать резервные буквы. Применение резервных букв должно быть расшифровано на схеме. При построении обозначений преобразователей сигналов справа от его графического обозначения указываются дополнительные буквенные обозначения в соответствии с таблицей 2.5.

Щиты, стативы, пульты управления на функциональных схемах изображаются условно в виде прямоугольных произвольных размеров, достаточных для нанесения графических условных обозначений устанавливаемых на них приборов, средств автоматизации, аппаратуры управления и сигнализации по ГОСТ 21.404-85. Рекомендуемая высота прямоугольников щитов и пультов  40 мм. Рекомендуемая толщина линий прямоугольников 0,6  1,5 мм. Комплектные устройства (машины централизованного контроля, управляющие машины, контроллеры и др.) обозначаются на функциональных схемах также в виде прямоугольников произвольных размеров. Примеры изображения комплектов приборов приведены на рисунке 2.3.

2.3 Требования к оформлению функциональных схем автоматизации

Функциональные схемы автоматизации оформляются в соответствии с требованиями ГОСТ 21.408-93. Этот стандарт определяет два способа выполнения схем автоматизации: 1) развернутый, при котором на схеме изображают состав и место расположения технических средств автоматизации каждого контура контроля и управления; 2) упрощенный, при котором на схеме изображают основные функции контуров контроля и управления (без выделения входящих в них отдельных технических средств автоматизации и указания места расположения).

a)б)Рисунок 2.4  Изображение приборов, встраиваемых в технологические коммуникации (а), и приборов, устанавливаемых на технологическом оборудовании с помощью закладных устройств (б)

В данной курсовой работе необходимо использовать развернутый способ выполнения схем автоматизации. При развернутом способе технологическое оборудование изображают в верхней части схемы. Приборы, встраиваемые в технологические коммуникации, показывают в разрыве линий изображения коммуникаций в соответствии с рисунком 2.4, а. Например: измерительные сужающие устройства, ротаметры, счетчики. Приборы, устанавливаемые на технологическом оборудовании с помощью закладных устройств (бобышек, штуцеров, гильз и т.п.) показывают рядом с этим оборудованием  в соответствии с рисунком 2.4, б. Например: термометры расширения, термоэлектричские преобразователи, термопреобразователи сопротивления, отборные устройства давления, уровня, состава.

Остальные технические средства автоматизации показывают условными графическими обозначениями в прямоугольниках, расположенных в нижней части схемы. Каждому прямоугольнику присваивают заголовки, соответствующие показанным в них техническим средствам. Первым располагают прямоугольник, в котором показаны внещитовые приборы, конструктивно не связанные с технологическим оборудованием, с заголовком «Приборы местные», ниже − прямоугольники, в которых показаны щиты и пульты, а также комплексы технических средств АСУТП. Заголовки прямоугольников, предназначенных для изображения щитов и пультов, принимают в соответствии с наименованиями, принятыми в эскизных чертежах общих видов, для комплексов технических средств АСУТП   в соответствии с их записью в спецификации оборудования. Например: «Центральный щит», «Щитовая установки», «Пульт управления», «Стойка нормирующих преобразователей», «Контроллер ADAM 5000», «ЭВМ». Рекомендуемая ширина прямоугольника для заголовка 15 мм.

Программируемый контроллер и ЭВМ изображаются в соответствии с требованиями РМ4-2-96 «Схемы автоматизации. Указания по выполнению». Графическое изображение модулей ввода/вывода управляющего контроллера рекомендуется дополнять буквенными обозначениями, отражающими вид входных и выходных сигналов используя следующие обозначения: AI  входной аналоговый сигнал (унифицированный); АO  выходной аналоговый сигнал (унифицированный); DI входной дискретный сигнал; DO  выходной дискретный сигнал. Данная система обозначений входных/выходных сигналов широко используются в каталогах продукции большинства производителей промышленных контроллеров (Siemens, Advantech, Omron и д.р.). Справа от изображения модулей приводится сводная таблица, содержащая общее количество каналов ввода/вывода, необходимая для определения количества однотипных модулей. Фрагмент схемы автоматизации, построенный в соответствии с данными рекомендациями, приведен на рисунке 2.5.

Всем приборам и средствам автоматизации присваиваются позиционные обозначения. Буквенно-цифровые обозначения приборов указывают в нижней части окружности (овала) или с правой стороны от него, обозначения электроаппаратов  справа от их условного графического обозначения. При этом обозначения технических средств присваивают по спецификации оборудования и составляют из цифрового обозначения соответствующего контура и буквенного обозначения (прописными буквами русского алфавита) каждого элемента, входящего в контур (в зависимости от последовательности прохождения сигнала). Например: датчик (1а), вторичный прибор(1б), регулятор (1в), исполнительный механизм (1г). Позиционные обозначения отдельных приборов и средств автоматизации, таких как манометр, термометр, ротаметр и.др., состоят только из порядкового номера. При большом количестве приборов допускается применять обозначения, в которых первый знак соответствует условному обозначению измеряемой величины, последующие знаки  порядковому номеру контура в пределах измеряемой величины.

Электроаппараты, входящие в систему автоматизации (звонки, сирены, сигнальные лампы, табло, электродвигатели и др.) показывают на схеме графическими условными обозначениями по ГОСТ 2.722-68, ГОСТ 2.732-68, ГОСТ 2.741-68 и присваивают им буквенно-цифровые обозначения по ГОСТ 2.710-81. Например: сигнальная лампа  HL1, электродвигатель М.

Линии связи допускается изображать с разрывом при большой протяженности и (или) при сложном их расположении. Места разрывов линий связи нумеруют арабскими цифрами в порядке их расположения в прямоугольнике с заголовком «Приборы местные». Допускается пересечение линий связи с изображениями технологического оборудования. Пересечение линий связи с обозначениями приборов не допускается. На линиях связи указывают предельные (максимальные или минимальные) рабочие значения измеряемых (регулируемых) величин по ГОСТ 8.417-2002 ГСИ «Единицы величин» или в единицах шкалы выбираемого прибора. Для обозначения разрежения (вакуума) ставят «минус». Для приборов, встраиваемых непосредственно в технологическое оборудование и не имеющих линий связи с другими приборами, предельные значения величин указывают рядом с обозначением.

Над основной надписью, по ее ширине сверху вниз, на первом листе чертежа располагают таблицы не предусмотренных стандартами условных обозначений, принятых в данной функциональной схеме (обозначения трубопроводов, таблицы оборудования и т.д.). Примеры оформления поясняющего текста и таблиц приведены в приложении В. Пояснительный текст располагают обычно над таблицами условных обозначений (или над основной надписью) или в другом свободном месте.

Рисунок 2.5  Фрагмент оформления схемы автоматизации с управляющим контроллером и ЭВМ

Таблица 2.3  Буквенные обозначения измеряемых величин и функциональных признаков приборов по ГОСТ 21.404-85

Обозна-чениеИзмеряемая величинаФункциональный признак прибораОсновное обозначение измеряемой величиныДополнительное обозначение, уточняющее измеряемую величинуОтображение информацииФормирование выходного сигналаДополнительное значениеА+СигнализацияB+C+Автоматическое регулирование, управлениеDПлотностьРазность, перепадEЭлектрическая величина+FРасходСоотношение, доля, дробьGРазмер, положение, перемещение+HРучное воздействиеВерхний предел измеряемой величиныI+ПоказаниеJ+Автоматическое переключение, обеганиеKВремя, временная программа+LУровеньНижний предел измеряемой величиныMВлажностьN+O+PДавление, вакуумQВеличина характеризующая качество: состав, концентрация и т.п.Интегрирование, суммирование по времени+RРадиоактивностьРегистрацияSСкорость, частотаВключение, отключение, переключение, блокировкаTТемпература+UНесколько разнородных измеряемых величинVВязкость+WМассаXНе рекомендуемая резервная букваY++Z++

Таблица 2.4  Дополнительные буквенные обозначения, отражающие функциональные признаки приборов

НаименованиеОбозначениеНазначениеЧувствительный элементЕУстройства, выполняющие первичное преобразование: преобразователи термоэлектрические, термопреобразователи сопротивления, датчики пирометров, сужающие устройства расходомеров и т.п.Дистанционная передачаТПриборы бесшкальные с дистанционной передачей сигналов: манометры, дифманометры, манометрические термометрыСтанция управленияКПриборы, имеющие переключатель для выбора вида управления и устройство для дистанционного управленияПреобразователь, вычислительные функцииYПрименяется для построения обозначений преобразователей сигналов и вычислительных устройств

Таблица 2.5  Дополнительные буквенные обозначения, применяемые для преобразователей сигналов и вычислительных устройств

ОбозначениеНаименованиеEPGРод энергии сигнала:− электрический− пневматический− гидравлическийADВиды форм сигнала:− аналоговый− дискретныйk:f nlgdx/dtx(-1)maxminОперации выполняемые вычислительным устройством:− суммирование− умножение на постоянный коэффициент k− перемножение двух и более сигналов друг на друга− деление сигналов друг на друга− возведение величины сигнала f в степень n− извлечение из величины сигнала корня степени n− логарифмирование− дифференцирование− интегрирование− изменение знака сигнала− ограничение верхнего значения сигнала− ограничение нижнего значения сигналаBiBoСвязь с вычислительным комплексом:− передача сигнала на ЭВМ− вывод информации с ЭВМ

2.4 Примеры разработки функциональных схем автоматизации

Пример 2.1. Разработка функциональной схемы автоматизации установки для приготовления моющего раствора.

Рисунок 2.6  Установка для приготовления моющего раствора

Описание установки. Установка для приготовления моющего раствора (рисунок 2.6) работает следующим образом. В смеситель С1 подаются щелочь и вода, где они перемешиваются мешалкой. Моющий раствор подогревается до температуры 700С паром, подаваемым в рубашку, и откачивается из смесителя насосом Н1.

Исходные данные. Система автоматизации установки для приготовления моющего раствора должна выполнять следующие функции: 1) измерение и регистрация на ЭВМ уровня раствора в смесителе (максимальное рабочее значение 1 м); 2) измерение и регистрацию на ЭВМ температуры в смесителе (максимальное рабочее значение 700С); 3) регулирование уровня в смесителе расходом воды; 4) регулирование температуры в смесителе расходом пара; 5) сигнализацию верхнего и нижнего значений уровня в смесителе, сигнализацию крайних положений исполнительных механизмов на ЭВМ и сигнализацию состояния (включен/отключен) двигателей насоса и мешалки на ЭВМ;. 6) блокировка  отключение насоса по нижнему уровню в смесителе; 7) управление  включение/отключение двигателя насоса и включение/отключение двигателя мешалки.

Функциональная схема автоматизации установки для приготовления моющего раствора, составленная в соответствии с этими исходными данными, приведена на рисунке 2.7.

Описание функциональной схемы автоматизации. Схема построена на базе контроллера ADAM 8000, укомплектованного соответствующим набором модулей ввода/вывода. Контроллер связан с ЭВМ через сеть Ethernet. Управляющая ЭВМ таким образом используется для вывода на экран значений технологических переменных, их регистрации и сигнализации их предельных значений. Также ЭВМ формирует законы управления исполнительными механизмами, электродвигателем насоса Н1 и электродвигателем мешалки.

Для измерение уровня моющего раствора в смесителе используется волноводный уровнемер. Данный уровнемер состоит из зонда, погружаемого непосредственно в раствор поз. LE-1a и преобразователя поз. LT-1б, установленного рядом с оборудованием. На выходе преобразователя формируется унифицированный токовый сигнал (420 мА) который подается на вход вторичного показывающего прибора поз. LI-1в и на вход модуля аналогового ввода AI 231-1BD60 контроллера ADAM 8000. Этот модуль предназначен для ввода унифицированного токового сигнала 4−20 мА. Регулирование уровня раствора в смесителе осуществляется путем изменения расхода воды регулирующим органом, установленным на трубопроводе подачи воды. Этот регулирующий орган оснащен электродвигательным исполнительным механизмом поз. 1е с датчиком угла поворота поз. GE-3. Управляющие импульсы подаются на двигатель этого механизма с модуля дискретного вывода DO 8222-1BF10 через магнитный пускатель поз. 1г. Исходя из особенностей управления электродвигательным исполнительным механизмом в схеме задействовано два канала дискретного вывода. Для реализации сигнализации крайних положений исполнительного механизма на ЭВМ его конечные выключатели подключаются к модулю дискретного ввода DI 8211-1BF00. Для управления исполнительным механизмом также предусмотрена кнопочная станция поз. HS-1д, установленная по месту. Для сигнализации предельно допустимых верхнего и нижнего уровней в смесителе на щите установлены две сигнальные лампы HL1 и HL2. Управление электродвигателем М1 насоса осуществляется сигналом с модуля дискретного вывода DO 8222-1BF10 через магнитный пускатель поз. NS-2а. Включение/отключение двигателя может осуществляться в ручном режиме с помощью кнопочной станции поз. HS-2б либо в автоматическом режиме. В этом случае ЭВМ формирует сигнал отключения двигателя насоса при достижении предельно допустимого нижнего уровня раствора в смесителе. Для реализации сигнализации состояния двигателя (включен/отключен) на ЭВМ слаботочный контакт магнитного пускателя подключается к входу модуля дискретного ввода DI 8211-1BF00. Датчик угла поворота исполнительного механизма поз. GE-3 переназначен для вывода на ЭВМ информации о степени открытия регулирующего органа. Этот датчик формирует на выходе унифицированный токовый сигнал (420мА) и подключается к модулю аналогового ввода AI 231-1BD60.

Для измерения температуры моющего раствора в смесителе используется термопреобразователь сопротивления поз. ТЕ-4а. К этому преобразователю подключен вторичный измерительный прибор поз. ТI-4б, а также модуль аналогового ввода от термопреобразователей сопротивления AI 8231-1BD52. Регулирование температуры в смесителе осуществляется путем изменения расхода пара регулирующим органом, установленным на трубопроводе подачи пара. Этот регулирующий орган оснащен электродвигательным исполнительным механизмом поз. 4д с датчиком угла поворота поз. GE-5. Управляющие импульсы подаются на двигатель этого механизма с модуля дискретного вывода DO 8222-1BF10 через магнитный пускатель поз. 4в. Для реализации сигнализации крайних положений исполнительного механизма на ЭВМ его конечные выключатели подключаются к модулю дискретного ввода DI 8211-1BF00. Для управления исполнительным механизмом также предусмотрена кнопочная станция поз. HS-4г. Управление электродвигателем М2 привода мешалки осуществляется сигналом с модуля дискретного вывода DO 8222-1BF10 через магнитный пускатель поз. NS-4в. Включение/отключение двигателя может осуществляться в ручном режиме по сигналу с ЭВМ либо с помощью кнопочной станции поз. HS-6б. Для реализации сигнализации состояния двигателя (включен/отключен) на ЭВМ слаботочный контакт магнитного пускателя подключается к входу модуля дискретного ввода DI 8211-1BF00.

Технологические трубопроводы обозначены на схеме в соответствии с требованиями ГОСТ 14202-69. Пример оформления текста поясняющего обозначения трубопроводов и таблица оборудования к данной схеме приведены в приложении В (рисунок В.1, а, Таблица В.2).

Рисунок 2.7  Функциональная схема автоматизации установки для приготовления моющего раствора

Пример 2.2. Разработка функциональной схемы автоматизации экстрактора противоточного типа.

Рисунок 2.8 − Экстрактор противоточного типа

Описание установки. Экстракция − это массообменный процесс, при котором жидкий растворитель извлекает составляющие компоненты из жидких (либо твердых) веществ. Применяется при производстве масел, морковных соков и т.д. В нижнюю часть противоточного экстрактора Э1 (система жидкость − жидкость) подается исходный раствор (легкая жидкость), а в верхнюю часть растворитель (тяжелая жидкость). Рафинат отводится из верхней зоны экстрактора, экстракт − из нижней (рисунок 2.8).

Исходные данные: Система автоматизации установки должна обеспечивать следующие функции:

1) измерение давления в трубопроводе растворителя (0,1 МПа), измерение давления в трубопроводе исходного раствора (0,1 МПа), измерение давления в трубопроводе рафината (0,1 МПа), измерение давления в трубопроводе экстракта (0,1 МПа);

2) измерение и регистрация на ЭВМ концентрации извлекаемого компонента в рафинате (70%), уровня раздела сред в экстракторе (1 м), расходов и температур в трубопроводах исходного раствора (20 м3/ч, 600С), растворителя (20 м3/ч, 600С), рафината (20 м3/ч, 600С), экстракта (20 м3/ч, 600С);

3) регулирование расхода в трубопроводе подачи исходного раствора, регулирование уровня раздела сред в экстракторе расходом экстракта, регулирование концентрации извлекаемого компонента в рафинате расходом растворителя;

4) сигнализацию резкого изменения концентрации извлекаемого компонента в рафинате, сигнализацию нижнего уровня раздела фаз в экстракторе;

5) блокировку  прекращение отвода экстракта при достижении предельно допустимого нижнего уровня раздела фаз в экстракторе;

6) управление клапаном подачи растворителя и управление клапаном подачи исходного раствора.

В скобках указаны максимальные рабочие значения технологических переменных.

Функциональная схема автоматизации экстрактора противоточного типа, составленная в соответствии с этими исходными данными, приведена на рисунке 2.9.

Описание функциональной схемы автоматизации. Схема построена на базе контроллера SIMATIC S7-400, укомплектованного соответствующим набором модулей ввода/вывода. Контроллер связан с ЭВМ через сеть Ethernet. Управляющая ЭВМ таким образом используется для вывода на экран значений технологических переменных, регистрации и сигнализации их предельных значений. Также ЭВМ формирует законы управления исполнительными механизмами. Для измерения давления в трубопроводах растворителя, исходного раствора, рафината и экстракта используются манометры поз. PI-1, PI-2, PI-3, PI-4, установленные по месту. Для измерения температуры растворителя, исходного раствора, рафината и экстракта используются темопреобразователи сопротивления поз. TE-9, поз. TE-10, поз. TE-11, поз. TE-12. Эти термопреобразователи подключены к модулю аналогового ввода AI SM 431. Для измерения расходов исходного раствора, растворителя, рафината и экстракта в соответствующих трубопроводах установлены измерительные диафрагмы поз. FE-5a, поз. FE-6a, поз. FE-7a, поз. FE-8a. Перепады давления на этих диафрагмах измеряются преобразователями разности давлений FT-5б, поз. FТ-6б, поз. FТ-7б, поз. FТ-8б, с выходным унифицированным токовым сигналом (420 мА). Эти преобразователи подключены к модулю аналогового ввода AI SM 431. Для регулирования расхода в  трубопроводе подачи исходного раствора установлен регулирующий орган с пневматическим исполнительным механизмом. Управление этим механизмом осуществляется сигналом с модуля аналогового вывода АО SM 432 (420 мА) через электропневматический преобразователь поз. FY-5д. Также предусмотрена аппаратура ручного управления этим исполнительным механизмом установленная на щите поз. Н-5в и по месту поз. Н - 5г.

Для измерения уровня раздела сред в экстракторе используется волноводный уровнемер. Данный уровнемер состоит из зонда, погружаемого непосредственно в среду поз. LE-13a и преобразователя поз. LT-1б, установленного рядом с оборудованием. На выходе преобразователя формируется унифицированный токовый сигнал (420мА) который подается на вход модуля аналогового ввода AI SM 431. Для сигнализации нижнего уровня раздела фаз в экстракторе предусмотрена сигнальная лампа HL1, установленная на щите. Эта лампа подключена к модулю дискретного вывода DO SM 422. Регулирование уровня раздела сред в экстракторе достигается за счет изменения расхода экстракта регулирующим органом с пневматическим исполнительным механизмом поз. 13е. Управление этим механизмом осуществляется сигналом с модуля аналогового вывода АО SM 432 (420 мА) через электропневматический преобразователь поз. LY-13д. Также предусмотрена аппаратура ручного управления этим исполнительным механизмом, установленная на щите поз. Н-13в и по месту поз. Н - 13г.

Для измерения концентрации извлекаемого компонента в рафинате используется измеритель концентрации, состоящий из чувствительного элемента поз. QE-14a, установленного на трубопроводе и преобразователя поз. QТ-14б, с выходным унифицированным токовым сигналом (420 мА). Этот сигнал подается на вход модуля аналогового ввода AI SM 431. Для сигнализации резкого изменение концентрации извлекаемого компонента в рафинате предусмотрена сигнальная лампа HL2, установленная на щите. Эта лампа подключена к модулю дискретного вывода DO SM 422. Регулирование концентрации извлекаемого компонента в рафинате достигается за счет изменения расхода растворителя регулирующим органом с пневматическим исполнительным механизмом поз. 14е. Управление этим механизмом осуществляется сигналом с модуля аналогового вывода АО SM 432 (420 мА) через электропневматический преобразователь поз. QY-14д. Также предусмотрена аппаратура ручного управления этим исполнительным механизмом, установленная на щите  поз. Н-13в и по месту поз. Н-13г. Технологические трубопроводы обозначены на схеме в соответствии с требованиями ГОСТ 14202-69. Пример оформления текста поясняющего обозначения трубопроводов и таблица оборудования к данной схеме приведены в приложении В (рисунок В.1,б, таблица В.3).

Рисунок 2.9  Функциональная схема автоматизации экстрактора противоточного типа

3. Выбор приборов и средств автоматизации

При выборе приборов и технических средств автоматизации необходимо учитывать характер технологического процесса, условия пожаро- и взрывоопасности, токсичность и агрессивность окружающей среды; параметры и физико-химические свойства измеряемой среды; дальность передачи сигналов информации от места установки измеряемых преобразователей до пунктов контроля и управления. Требования к качеству работы системы автоматического контроля включают в себя основные метрологические данные: точность измерения; порог чувствительности; быстродействие системы. Общая методика выбора приборов изложена в учебных пособиях /6, 10, 11, 13/. Методика выбора приборов и средств автоматизации в условиях пожаро- и взрывоопасности изложена в работах /3, 4, 5/. Особенности маркировки взрывозащищенного электрооборудования приведены в приложении Д.

В данной курсовой работе студенты ограничиваются предварительным выбором и обоснованием приборов и измерительных преобразователей исходя из основных метрологических характеристик (диапазон измерения, класс точности), условий технологического процесса (свойства измеряемой среды, агрессивность среды, физико-химические свойства и т.д.), условия согласования входных и выходных сигналов в системе управления (измерительный преобразователь  контроллер, контроллер  исполнительный механизм).

Основой для выбора измерительного преобразователя (датчика) служат характеристика контролируемой среды, диапазон изменения контролируемого параметра и точность измерения.

В случае непосредственного контакта чувствительного элемента с контролируемой средой возможно нежелательное влияние пищевых продуктов на конструктивные узлы датчиков  прежде всего коррозионного и эрозионного характера. Поэтому в пищевой промышленности для контроля параметров продукта широко применяются конструкции из нержавеющей стали и нанесение на них антикоррозионных покрытий. При выборе чувствительных элементов необходимо также учитывать возможное влияние материалов, из которых они изготовлены, на качество пищевых продуктов.

Выбор диапазона измерений преобразователей и измерительных приборов должен учитывать возможные значения контролируемого параметра в условиях нормальной работы, а также при проведении некоторых вспомогательных операций: мойки, стерилизации и т. п. Принято считать, что номинальное значение измеряемого параметра должно составлять примерно 2/3 от шкалы прибора. Однако следует учитывать характер изменения контролируемой величины. Для большинства технологических измерений максимальное значение контролируемой величины может лежать в пределах последней четверти диапазона шкалы. При резких изменениях нагрузки этот максимум должен находиться в пределах 0,5  0,7 от диапазона шкалы.

Выбор класса точности преобразователей и измерительных приборов производится исходя из допустимого предельного значения погрешности измерения. Обычно класс точности измерительных приборов в пищевой промышленности составляет 0,251,5. В случае, когда точность измерения не регламентирована, можно руководствоваться следующими рекомендациями по выбору класса точности средств измерений:

  •  класс 0,5  приборы для контроля и регистрации ответственных параметров, характеризующих качество процесса;
  •  класс 11,5  приборы среднего класса точности;
  •  класс 2,5  приборы для измерения параметров, непосредственно не влияющих на качество продукта и работу аппарата;
  •  класс 4,0  грубые приборы для оценки измерений неответственных параметров.

При выборе термопребразователей и приборов устройств, входящих в измерительные комплекты для контроля температуры, необходимо учитывать следующие особенности. При температурах до 2000С рекомендуется применение термопреобразователей сопротивления. Точность термопреобразователей сопротивления определяется в соответствии с классами допуска (А, В, С). Пределы допускаемых отклонений от номинальной статической характеристики (НСХ) в зависимости от класса допуска приведены в таблицах Г.2, Г.3 приложения Г. Термоэлектрические преобразователи позволяют измерять температуры до 13000С. Пределы допускаемых отклонений термоЭДС от НСХ регламентированы в зависимости от класса допуска (1, 2, 3) и приведены в таблице Г.5 приложения Г. Погрешность комплекта приборов для измерения температуры определяется погрешностью термопреобразователя, погрешностью соединительных проводов и погрешностью вторичного измерительного прибора. Вторичный прибор либо модуль ввода контроллера подбираются с учетом типа термопреобразователя и его НСХ. Особенности обозначений термопреобразователей приведены в таблицах Г.1, Г.4 приложения Г.

При выборе средств контроля состава и свойств следует учитывать вид измеряемого компонента, тип контролируемой среды, форму представления измерительной информации, пределы измерения, погрешность измерения и специфику конструкции. Особенности выбора средств контроля состава и свойств веществ приведены в справочных пособиях /1, 8, 9/.

Все выбранные приборы и средства автоматизации заносятся в спецификацию. Спецификация оформляется в виде таблицы, имеющей следующие графы: позиция, наименование и техническая характеристика, тип, количество, примечания. Размеры граф такой таблицы приведены в приложении Е, рисунок Е.3. В графе «Позиция» указывается номер позиции, присвоенный описываемому средству автоматизации на функциональной схеме. В графе «Наименование и техническая характеристика» приводится название прибора по каталогу, а также его техническая характеристика, например: градуировка, предел шкалы, класс точности и т. п. В «Примечании» может быть указан завод-поставщик прибора или другие сведения, которые разработчик считает нужным указать. Пример оформления спецификации приведен на рисунке 3.1. Примеры заполнения основной надписи на первом и последующих листах спецификации приведены в таблицах Е.2, Е.3 приложения Е.

Рисунок 3.1  Пример оформления спецификации

4. Выбор электрических элементов цепи управления двигателями

Данный пункт предусматривает выбор электрических элементов цепи управления двигателями мешалок и насосов. Параметры технологического оборудования согласовываются с преподавателем. Выбор электрических элементов в системе управления электродвигателя (а именно магнитного пускателя и кнопочной станции) должен быть основан на технических характеристиках двигателя, в частности его мощности, которая предварительно должна быть рассчитана. Типовая схема управления асинхронным двигателем представлена на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 − Типовая схема управления асинхронным двигателем

Ниже приведены некоторые характеристики магнитных пускателей и кнопочных постов управления.

Магнитные пускатели серии ПМЛ

Пускатели предназначены для дистанционного пуска непосредственным подключением к сети, остановки и реверсирования трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором при напряжении переменного тока (или постоянного тока для пускателей 1-й величины) до 660В частотой 50Гц, а в исполнении с трехполюсными тепловыми реле серии РТЛ для защиты управляемых электродвигателей от перегрузок недопустимой продолжительности и от токов, возникающих при обрыве одной из фаз. Структура обозначения:

ПМЛХХХХХХ-ХХ1234567

ПМЛ− серия пускателей магнитных;

1− величина пускателя по номинальному току: 1−10 (16)А, 2 − 25А, 3 − 40А, 4 − 63 (80)А, 5 − 125А, 6 − 160А, 7 − 250А;

2 − исполнение пускателей по назначению и наличию теплового реле: 1 − нереверсивный пускатель без теплового реле, 2 − нереверсивный пускатель с тепловым реле, 5 − реверсивный пускатель без теплового реле с механической блокировкой для степени защиты IР00, IР20 и с электрической и механической блокировками для степени защиты IР40, IР54, 6 − реверсивный пускатель с тепловым реле с электрической и механической блокировками,7 − пускатель звезда треугольник степени защиты IР54;

3− исполнение пускателей по степени защиты (ГОСТ 1425480) и наличию кнопок управления и сигнальной лампы: 0 − IР00, 1 − IР54 без кнопок, 2 − IР54 с кнопками «Пуск» и «Стоп», 3 − IР54 с кнопками «Пуск», «Стоп» и сигнальной лампой (изготавливается только на напряжение 127, 220 и 380В, 50Гц), 4 − IР40 без кнопок, 5 − IР40 с кнопками «Пуск» и «Стоп», 6 - IР20;

4− число и вид контактов вспомогательной цепи: 0 − 1з (на 10, 25А), 1з + 1р (на 40, 60А), переменный ток; 1 − 1р (на 10, 25А), переменный ток; 2 − 1з (на 10 − 63А), переменный ток; 5 − 1з (на 10, 25А), постоянный ток; 6 − 1р (на 10, 25А), постоянный ток; буква "Д", обозначающая пускатель с Iном=16А для 1-й величины, Iном=80А для 4-й величины, или с уменьшенными весогабаритными показателями для 3-й величины;

5−буква «Д», обозначающая пускатель с Iном=16А для 1-й величины, Iном=80А для 4-й величины, или с уменьшенными весогабаритными показателями для 3-й величины;

6− буква «М», обозначающая исполнение пускателей с креплением как на стандартные рейки, так и винтами к плоскости;

7− климатическое исполнение (О, О) и категория размещения (2; 4) по ГОСТ 1515069 и ГОСТ 1554370.

Технические характеристики магнитных пускателей серии ПМЛ приведены в таблице 3.1.

Таблица 4.1−Технические характеристики магнитных пускателей серии ПМЛ

ХарактеристикиПМЛ1ПМЛ2ПМЛ3ПМЛ4ПМЛ5ПМЛ6ПМЛ7Номинальный ток главной цепи, А10254063125160250Номинальное напряжение втягивающей катушки, В24, 36, 40, 48, 110, 127, 220, 230, 240, 380, 400,415, 500, 660Мощность (рабочая), потребляемая катушкой, ВА81,87,61,4204204464646Мощность (пусковая), потребляемая катушкой, ВА68887132003520035500500500

Кнопочные посты управления ПКЕ

Кнопочные посты управления ПКЕ предназначены для коммутации электрических цепей управления переменного напряжения до 660 В, частоты 50 и 60 Гц и постоянного напряжения до 440 В. Структура условного обозначения: ПКЕ АБВ/ДЕЖ. Здесь А – исполнение по эксплуатационному назначению (1 – для встройки в специальную нишу, 2 – для пристройки к ровной поверхности); Б – степень защиты со стороны управляющего элемента (1 – IP 40, 2− IP 54); В – исполнение по материалу корпусных деталей (2 – пластмасса); Д – количество управляющих элементов (толкателей); Е – климатическое исполнение (УХЛ); Ж – категория размещения (возможные варианты 2 или 3). Основные технические характеристики кнопочных постов ПКЕ приведены в таблицах 3.2, 3.3.

Таблица 4.2− Номинальные напряжения и токи кнопочных постов ПКЕ

Род токаПараметры нагрузкиПеременный f=50 ГцUн, В500380220110Iн, А2355Постоянный токUн, В2201104824Iн, А0,30,61,62,0

Таблица 4.3− Характеристики кнопочных постов ПКЕ

Тип постаПКЕ 112/1 212/1ПКЕ 112/2 212/2ПКЕ 112/3 212/3ПКЕ 122/1 222/1ПКЕ 122/2 222/2ПКЕ 122/3 222/3Количество толкателей123123Степ. защиты толкателяIР40IР54

Пример 4.1. Выбрать асинхронный двигатель и элементы типовой схемы управления (рисунок 4.1) для привода пропеллерной мешалки. Мешалка установлена в емкости вместимостью V =3,5 м3, в которую загружена смесь плотностью ρ=180 кг/м3. Диаметр пропеллера мешалки D=0,65 м. При перемешивании жидкость должна перемещаться через диффузор k=12 раз в минуту. Угол подъема винтовой линии =300, КПД передачи =0,85, линейное напряжение питающей сети Uл=380 В.

Решение. Для определения частоты вращения мешалки находимо знать ее рабочую площадь:

 F=0,8D2/4=0,83,140,652/4=0,265 м2.

Здесь с помощью коэффициента 0,8 учтено ограничение наружной части пропеллера.

Таблица 4.4 − Значения коэффициента а

 02530354045а0,0680,1080,1560,2040,254

Осевая скорость перемещения жидкости, необходимая для обеспечения кратности перемешивания k=12, равна

 v=kV/60F=123,5/600,265=2,64 м/с.

Частота вращения мешалки (об/мин) определяется по формуле

 n=60v/Da,  (4.1)

где а − коэффициент, зависящий от угла подъема винтовой линии  и определяемый по таблице 4.4.

По таблице 4.4 определяем, что при =300 коэффициент а=0,108, тогда частота вращения мешалки равна

 n=602,64/3,140,650,108=719 об/мин.

Мощность, потребляемая мешалкой, равна

Pп=аD5n310-8= 0,1080,655719318010-8=8,38 кВт.

Необходимая мощность двигателя с учетом коэффициента запаса (kз=1,15) и КПД передачи

Р= kзPп/=1,158,38/0,85=11,34 кВт.

Выберем элементы типовой схемы управления двигателем, приведенной на рисунке 3.1. В соответствии с номинальной мощностью выбранного электродвигателя Рн=11 кВт и напряжением сети Uн=380 В по таблице 4.5 определяем необходимую величину магнитного пускателя.

Таблица 4.5 −Выбор величины пускателя в зависимости от мощности двигателя

Напряжение сети, ВМощность управляемых двигателей, кВт22035,51118,3304038041118,5304575440411223350755004152537551006603,711223355100Величина пускателя123456

Необходим пускатель второй величины (2). С учетом того, что в соответствии со схемой, приведенной на рисунке 4.1, напряжение питания катушки пускателя 220 В, по таблице 4.1 выбираем нереверсивный магнитный пускатель типоразмера ПМЛ2240О2 с тепловым реле. Этот пускатель имеет следующие характеристики: номинальный ток главной цепи 25 А, номинальное напряжение втягивающей катушки 220 В, мощность (пусковая), потребляемая катушкой, 87 ВА, исполнение по степени защиты IP40, число контактов вспомогательной цепи − 1 нормально замкнутый, 1 нормально разомкнутый.

Определим максимальный ток в цепи управления

 I=Рмк/Uф=87/220=0,4 А,

где Рмк − пусковая мощность катушки магнитного пускателя, Uф –фазное напряжение питающей сети.

В соответствии с напряжением питания цепи управления Uф=220В и максимальным током в этой цепи I=0,4 А по таблицам 4.2, 4.3 выберем кнопочный пост (кнопки SB1, SB2) типоразмера ПКЕ 212/2 со следующими характеристиками: номинальное напряжение Uн=220 В, номинальный ток Iн=5 А, количество толкателей 2 («Пуск», «Стоп»), степень защиты IP40.

Пример 4.2. Выбрать асинхронный двигатель и элементы типовой схемы управления для привода центробежного водяного насоса подачей Q=216 м3/ч при полном напоре Н=35 м, частоте вращения вала n=1450 об/мин, КПД насоса ηн=75%, КПД передачи ηп=95%. Линейное напряжение питающей сети Uл=380 В.

Решение. Мощность двигателя для привода насоса (кВт) определяется по формуле

Р=kзQHg10-3/(3600нп), (4.2)

где kз − коэффициент запаса (kз=1,1−1,5, причем большие значения соответствуют меньшей мощности, до 5 кВт), Q−подача насоса, м3/ч, Н− полный напор, м, −плотность перекачиваемой жидкости, кг/м3, g=9,81 м/с2 − ускорение свободного падения, ηн−КПД насоса, ηп−КПД передачи.

Примем коэффициент запаса kз=1,3. С учетом того, что перекачиваемая жидкость − вода (=1000 кг/м3), необходимая мощность двигателя равна

Р=1,32163510009,8110-3/(36000,750,85)=37,6 кВт.

Выберем элементы типовой схемы управления двигателем, приведенной на рисунке 4.1. В соответствии с номинальной мощностью выбранного электродвигателя Рн=37 кВт и напряжением сети Uн=380 В по таблице 4.5 определяем необходимую величину магнитного пускателя. Необходим пускатель пятой величины (5). С учетом того, что в соответствии со схемой, приведенной на рисунке 4.1, напряжение питания катушки пускателя 220 В по таблице 4.1 выбираем нереверсивный магнитный пускатель типоразмера ПМЛ5240О2 с тепловым реле. Этот пускатель имеет следующие характеристики: номинальный ток главной цепи 125 А, номинальное напряжение втягивающей катушки 220 В, мощность (пусковая), потребляемая катушкой, 500 ВА, исполнение по степени защиты IP40, число контактов вспомогательной цепи − 1 нормально замкнутый, 1 нормально разомкнутый.

Определим максимальный ток в цепи управления

 I=Рмк/Uф=500/220=2,27 А,

где Рмк − пусковая мощность катушки магнитного пускателя, Uф –фазное напряжение питающей сети.

В соответствии с напряжением питания цепи управления Uф=220В и максимальным током в этой цепи I=2,27 А по таблицам 4.2, 4.3 выберем кнопочный пост (кнопки SB1, SB2) типоразмера ПКЕ 212/2 со следующими характеристиками: номинальное напряжение Uн=220 В, номинальный ток Iн=5 А, количество толкателей 2 («Пуск», «Стоп»), степень защиты IP40.

4. Выбор контроллера и модулей ввода/вывода

Курсовая работа ограничивается подбором комплекта технических средств АСУТП на основе контроллера и операторской станции. Контроллер предназначен для приема и обработки информации, поступающей от первичных преобразователей и дискретных датчиков, выдачи управляющих сигналов на исполнительные механизмы и устройства сигнализации, а также для передачи информации на операторскую станцию. Являясь проектно-компонуемым изделием, контроллер представляет собой набор технических средств, в состав которого входят модуль процессора, модули УСО (устройство связи с объектом) и прочие компоненты, объединенные между собой общей стандартной или специализированной шиной. Связь контроллера с датчиками и исполнительными механизмами осуществляется с помощью модулей УСО. Имеется четыре основных разновидности модулей УСО: модули аналогового ввода; модули аналогового вывода; модули дискретного ввода; модули дискретного вывода.

Основными характеристиками модулей дискретного ввода являются: количество входных каналов; тип дискретного сигнала. Модули дискретного ввода получают сигналы от датчиков, имеющих два стабильных состояния (вкл./выкл. или лог. 1/лог. 0). Дискретный сигнал, например, может иметь следующие характеристики: уровень логического 0  не более 2В; уровень логического 1  от 4 до З0 В.

Модули дискретного вывода формируют сигналы для устройств сигнализации и исполнительных механизмов, имеющих два стабильных состояния (вкл./выкл. или логическая 1/логический 0). Основными характеристиками модулей дискретного вывода являются: количество выходных каналов; тип дискретного выходного сигнала. Дискретный выходной сигнал, например, может иметь следующие характеристики: тип выхода – «открытый коллектор»; коммутируемое постоянное напряжение − до З0В; коммутируемый постоянный ток  до 100 мА.

Модули аналогового ввода могут получать сигналы от нормирующих преобразователей, а также непосредственно от датчиков температуры, давления, уровня и т.д. В зависимости от типа входного сигнала модули аналогового ввода подразделяются на модули ввода сигналов тока и напряжения, модули ввода сигналов термопар и модули ввода сигналов термопреобразователей сопротивления. Сигналы тока и напряжения унифицированы и имеют следующие значения: 05 мА, 020 мА, 420 мА, 010 В. Основными характеристиками аналогового ввода являются: количество входных каналов; тип входного сигнала.

Модули аналогового вывода формируют унифицированные сигналы тока и напряжения, подаваемые на исполнительные механизмы. Сигналы тока и напряжения унифицированы и имеют следующие значения: 05 мА, 020 мА, 420 мА, 010 В. Основными характеристиками модулей аналогового вывода являются: количество выходных каналов; тип выходного сигнала.

Для реализации связи между контроллером и узлами распределенной периферии используются интерфейсные модули. К основным характеристикам интерфейсных модулей относятся: поддерживаемый протокол обмена; тип соединителя; сетевая топология; среда и скорость передачи данных; максимальная длина линии связи; максимальное число узлов в сети. Связь контроллера с операторской станцией может осуществляться по интерфейсам RS-232, RS-485 и Ethernet. Эти интерфейсы могут быть либо встроены непосредственно в процессорный модуль контроллера, либо реализованы с помощью отдельных модулей. Применение интерфейса RS-232 ограничено максимальной длиной линии связи, которая не должна превышать 15 м. Поэтому при длине линии связи более 15 м передача информации осуществляется по интерфейсу RS-485, имеющему максимальную длину линии связи 1200 м. Для согласования интерфейса RS-485 с операторской станцией применяются преобразователи интерфейса RS-485 в RS-232. Например, модуль ADAM−4521 фирмы Advantech. Операторские станции могут быть реализованы на базе промышленных компьютеров и на базе IBM PC совместимых персональных ЭВМ (ПЭВМ) стандартной конфигурации.

В настоящей курсовой работе необходимо подобрать контроллер, выполненный в виде конструктивно законченного блока, включающего модуль центрального процессора, каркас и объединительную печатную плату. По количеству и характеристикам входных и выходных сигналов подобрать модули УСО, необходимые для реализации заданной схемы автоматизации. При этом желательно предусмотреть аппаратный резерв в размере 1015% по количеству входных и выходных сигналов. Также необходимо составить таблицу с символической привязкой модулей ввода/вывода к датчикам и исполнительным устройствам

Пример 4.1. Выбрать контроллер и модули ввода/вывода для автоматизации установки моющего раствора (функциональная схема автоматизации установки приведена на рисунке 2.7).

Характеристики контроллера. В качестве управляющего контроллера по справочному пособию /1/ выберем контроллер ADAM−8000 производитель Advantech. Это микроконтроллер, предназначенный для создания на его основе автономных систем сбора данных и управления. Он предназначен для использования в системах промышленной автоматизации с повышенными требованиями к надежности оборудования и к временным параметрам контуров управления. Контроллер может работать в промышленных сетях MPI, Profibus-DP, ModBus TCP и CAN. Программировать контроллер можно как с помощью стандартного пакета Simatic Manager с языком программирования Step7, так и с помощью недорогих программных пакетов с ограниченной функциональностью ADAM−WINPLC7 и ADAM−WINNCS. Серия ADAM−8000 предоставляет возможности распределенного ввода-вывода при автоматизации технологических процессов, создании промышленных коммуникаций на производстве.

Микроконтроллер состоит из двух основных частей: базового блока и модулей ввода/вывода. Базовый блок включает в себя процессор с самостоятельным PLC контроллером ADAM−8214-1ВА01, процессор с Ethernet интерфейсом: ADAM−8214-1ВТ01; встроенный источник постоянного напряжения 24В; интерфейс передачи данных  МР2I; светодиодный индикатор состояния для режимов работы и диагностики; внешнюю карту памяти. Характеристики процессорного модуля приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1  Характеристики процессорного модуля

МодельОЗУ, кбайтПЗУ, кбайтНапряжение питания, ВПотребляемая мощность, Вт82144032243,5

Выбор модулей ввода/вывода. В соответствии с функциональной схемой автоматизации установки необходимо 3 канала аналогового ввода рассчитанных на унифицированный токовый сигнал 420 мА. Один сигнал от преобразователя уровня поз. LT-1б, и два сигнала от датчиков положения GE-3, GE-5. Для реализации этих каналов используем модуль аналогового ввода ADAM−8231-1BD60. Данный модуль имеет 4 аналоговых входа, тип входного сигнала 420 мА.

Для ввода сигнала от термопреобразователя сопротивления поз. ТЕ-4а. необходим 1 канал аналогового ввода от термопреобразователя сопротивления. Используем модуль аналогового ввода ADAM−8231-1BD52. Данный модуль имеет 4 аналоговых входа для подключения термопреобразователей сопротивления.

Для реализации сигнализации крайних положений исполнительных механизмов необходимо 4 канала дискретного ввода. Также необходим 2 канала дискретного ввода для подключения магнитных пускателей поз. NS-2a, NS-6a Используем модуль дискретного ввода ADAM−8221-1ВF00 Данный модуль имеет 8 дискретных входов. Входное напряжение 24В.

Для реализации управления магнитными пускателями поз. NS-1г, NS-4в, NS-6а и включения/выключения сигнальной арматуры НL1, HL2 необходимо 8 каналов дискретного вывода ADAM−8222-1BF10. Данный модуль имеет 8 дискретных выходов. Выходное напряжение 24 В, выходной ток 1 А. Привязку сигналов контроллера к датчикам и исполнительным механизмам оформим в виде следующей таблицы.

№Обозначение САПозиция СА по спецификацииОбозначение каналов ввода/выводаТип модуля ввода/выводаКоличествомодулей1LT1бAI 1ADAM−8231-1BD6012GE3AI 23GE5AI 34TE4aAI 1ADAM−8231-1BD5215-1eDI 1,2ADAM−8221-1ВF0016-4дDI 3,47NS2aDI 58NS6aDI 69NS1гDO 1,2ADAM−8222-1BF10110-HL1DO 311-HL2DO 412NS2aDO 513NS4вDO 6,714NS6aDO 8

Пример 4.2. Выбрать контроллер и модули ввода/вывода для автоматизации экстрактора противоточного типа (функциональная схема автоматизации установки приведена на рисунке 2.8).

Характеристики контроллера. В качестве управляющего контроллера по справочному пособию /1/ выберем контроллер SIMATIC S7-400 производитель Siemens. Этот контроллер предназначен для построения систем автоматизации средней и высокой степени сложности. Основными областями применения SIMATIC S7-400 являются: технологические установки; системы измерения и сбора данных. Наличие резервированной структуры позволяет продолжать работу в случае возникновения одного или нескольких отказов в его компонентах. Центральные процессоры S7-400 характеризуются следующими показателями: большие объемы рабочей памяти: от 288 кбайт в CPU 412-1 до 30 Мбайт в CPU 417-4; встроенная загружаемая память не менее 512 кбайт (RAM), расширяемая с помощью карты памяти до 64 Мбайт; параллельный доступ к памяти программ и данных, существенно повышающий производительность центрального процессора; наличие встроенных интерфейсов; поддержка обмена данными с устройствами человеко-машинного интерфейса на уровне операционной системы центрального процессора; поддержка функций самодиагностики.

Выбор модулей ввода/вывода. В соответствии с функциональной схемой автоматизации установки необходимо 10 каналов аналогового ввода: 6 каналов на унифицированный токовый сигнал 420 мА от преобразователей разности давлений поз. FT-5б, FT-6б FT-7б FT-8б, преобразователя концентрации поз. QT-14б и преобразователя уровня LT-13б; 4 канала для подключения термометров сопротивления поз. TE-9, TE-10, TE-11, TE-12. Для реализации этих каналов используем модуль аналогового ввода SM 431 модель 7QH00-0AB0. Данный модуль имеет 16 аналоговых входов, каждый из которых может быть программно настроен на ввод либо токовых сигналов 420 мА, либо сигнала от термометров сопротивления.

Для формирования сигналов управления исполнительными механизмами необходимо 3 канала аналогового вывода. Для реализации этих каналов используем модуль аналогового вывода SM 432. Данный модуль имеет 8 аналоговых выходов, тип выходного сигнала 420 мА.

Для реализации сигнализации предельных значений уровня и концентрации необходимо 2 канала дискретного вывода, для подключения сигнальной арматуры НL1, HL2 Используем модуль дискретного вывода SM 422, модель 1HH00-0AA0. Данный модуль имеет 16 дискретных входов (реле). Привязку сигналов контроллера к датчикам и исполнительным механизмам оформим в виде следующей таблицы.

№Обозначение САПозиция СА по спецификацииОбозначение каналов ввода/выводаТип модуля ввода/выводаКоличествомодулей1FT5бAI 1SM 431 модель 7QH00-0AB012FT6бAI 23FT7бAI 34FT8бAI 45TE9AI 56TE10AI 67TE11AI 78TE12AI 89LT13бAI 910QT14бAI 1011Н5вАО 1SM 432112Н13вАО 213Н14вАО 314-HL1DO 1SM 422, модель 1HH00-0AA0115-HL2DO 2

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Кожевников, М.М., Никулин, В.И. Технические средства АСУТП для пищевой промышленности: справочное пособие для студентов технологических специальностей пищевой промышленности / М.М. Кожевников, В.И. Никулин.  Могилев: Ризограф УО МГУП, 2008. 95 с.

2 Приборы и средства автоматизации для пищевой промышленности: справочное пособие для студентов технологических специальностей: в 2 ч. / В.И. Никулин, С.В. Богуслов, А.М. Прокопенко. Могилев: Ризограф УО МГУП, 2001.

3 Электрооборудование во взрывоопасных зонах химических и пищевых производств: учебное пособие к курсовому и дипломному проектированию для студентов специальности АТПП и технологических специальностей / Г.М. Айрапетьянц.  Могилев: Ризограф УО МГУП, 2007. 35с.

4 Обслуживание электроустановок во взрывоопасных зонах: учебное пособие/ М.П. Слука, Л.М. Ковалев, В.С. Ермаков, Д.И. Корольков; Под общ. ред. Д.И. Королькова. – Могилев, 2001.  229 с.

5 Проектирование систем автоматизации технологических процессов: справочное пособие / А.С. Клюев, Б.В. Глазов, А.Х. Дубровский, А.А. Клюев.– М.: Энергоиздат, 1990. – 464 с.

6 Автоматика и автоматизация пищевых производств / М.М. Благовещенская, Н.О. Воронина, А.В. Казаков. − М.: Агропромиздат, 1991. − 239 с.

7 Соколов, В.А. Автоматизация технологических процессов пищевой промышленности / В.А. Соколов. – М.: Агропромиздат, 1991. – 445. с.

8 Промышленные приборы и средства автоматизации. Справочник / Под ред. В.В.Черенкова. − М.: Машиностроение, 1987. − 847 с.

9 Приборы и средства автоматизации для пищевой промышленности / И.К. Петров, М.М. Солошенко, В.А Царьков.  М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. 416с.

10 Кузнецов, Н.Д., Чистяков, В.С. Сборник задач и вопросов по теплотехническим измерениям / Н.Д. Кузнецов, В.С. Чистяков.  М.: Энергоатомиздат, 1985.  328 с.

11 Петров, И.К. Технологические измерения и приборы в пищевой промышленности / И.К.Петров. – М.: Агропромиздат, 1985. − 344 с.

12 Автоматика и автоматизация производственных процессов мясной и молочной промышленности / В.В. Митин, В.И. В.И. Усков, Н.Н. Смирнов.  М.: Агропромиздат, 1987. − 240 с.

13 Технологические измерения и приборы / Н.Г.Фарзне, Л.В. Ильясов, А.Ю. Азим-заде. – М.: Высш. шк., 1989. – 456 с.

14 Стандарт предприятия. Общие правила и требования оформления текстовых документов (СТП 15-06-2004) / А.В. Иванов, Е.Н. Урбанчик. Могилев: Ризограф УО МГУП, 2004. − 41 с.

15 ГОСТ 21.408-93. Правила выполнения рабочей документации по автоматизации технологических процессов.  Введ. 1.07.1995. Минск: Межгос. научно-техническая комиссия по стандартизации и техническому нормированию в строительстве, 1995.  46 с.

16 ГОСТ 21.110-95. Правила выполнения спецификации оборудования изделий и материалов.  Введ. 1.01.1997. Минск: Межгос. научно-техническая комиссия по стандартизации и техническому нормированию в строительстве, 1996.  46 с.

17 ГОСТ 21.404-85. Автоматизация технологических процессов. Обозначения условные приборов и средств автоматизации в схемах.  Введ. 1.01.1986. М.: Издательство стандартов, 1995.  16 с.

18 ГОСТ 21.101-93. Основные требования к рабочей документации.  Введ. 1.06.1995. Минск: Межгос. научно-техническая комиссия по стандартизации и техническому нормированию в строительстве,, 1995.  46 с.

19 ГОСТ 14202-69. Трубопроводы промышленных предприятий. Опознавательная окраска, предупреждающие знаки и маркировочные щитки.  Введ. 1.01.1971. М.: Изд-во стандартов, 1987.  17 с.

20 ГОСТ 2.303-68 ЕСКД. Линии.  Введ. 1.01.1971. М.: ИПК Изд-во стандартов, 2000. 8 с.

21 ГОСТ 2.304-81 ЕСКД. Шрифты чертежные.  Введ. 1.01.1982. М.: Изд-во стандартов, 1982.  22 с.

22 ГОСТ 2.722-68 ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Машины электрические.  Введ. 1.01.1971. М.: Изд-во стандартов, 1987. 15 с.

23 ГОСТ 2.732-68 ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Источники света.  Введ. 1.01.1971. М.: Изд-во стандартов, 1982.  7 с.

24 ГОСТ 2.741-68 ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Приборы акустические.  Введ. 1.01.1971. М.: Изд-во стандартов, 1992.9с.

25 ГОСТ 2.710-81 ЕСКД. Обозначения буквенно-цифровые в электрических схемах.  Введ. 1.01.1981. М.: Изд-во стандартов, 1986.10 с.

26 ГОСТ 8.417-2002 ГСИ. Единицы величин.  Введ. 1.09.2003. М.: ИПК Изд-во стандартов, 2003. 32с.

27 ГОСТ 6651-94. Термопреобразователи сопротивления. Общие технические требования и методы испытаний. Введ. 1.01.1999. Минск: Межгос. совет по стандартизации метрологии и сертификации; М.: Изд-во стандартов, 1998.31 с.

28 СТБ ГОСТ Р 8.585―2004 ГСИ. Термопары. Номинальные статические характеристики преобразования.  Введ. 21.12.2004. Минск: Госстандарт: Изд-во стандартов, 2004.  78 с.

29 РМ4-2-96. Системы автоматизации: схемы автоматизации. Указания по выполнению. Пособие к ГОСТ 21.408-93.  Введ. 01.09.2009.ГПКИ «Проектмонтажавтомвтика», 1996.  44 с.

30 ГОСТ Р 8.625-2006 ГСИ. Термометры сопротивления из платины, меди и никеля. Общие технические требования и методы испытаний.  Введ. 1.01.2008. М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 2007.  27 с.

31 ГОСТ 8.586.1-2005 ГСИ. (ИСО 5167-1:2003). Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 1. Принцип метода измерений и общие требования.  Введ. 1.01.2007. Минск: Межгос. совет по стандартизации метрологии и сертификации; М.: Стандартинформ, 2007.  45 с.

32 ГОСТ 8.586.2-2005 ГСИ. (ИСО 5167-2:2003) «Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 2. Диафрагмы Технические требования.Введ. 1.01.2007.Минск: Межгос. совет по стандартизации метрологии и сертификации; М.: Стандартинформ, 2006.  43 с.

Приложение А

(справочное)

Таблица А.1  Условные цифровые обозначения трубопроводов для жидкостей и газов в соответствии с ГОСТ 14202

Наименование среды, транспортируемой трубопроводомОбозначениеВода1питьевая1.1техническая1.2горячая (водоснабжение)1.3горячая (отопление)1.4конденсат1.8отработанная, сточная1.0Пар2низкого давления (до 2 кгс/см2)2.1насыщенный2.2перегретый2.3отопление2.4отработанный2.0Воздух3атмосферный3.1горячий3.4кислород3.7вакуум3.8отработанный3.0Газы горючие4аммиак4.4углеводороды и их производные4.6окись углерода и газы ее содержащие4.7Газы негорючие5азот и газы его содержащие5.1углекислый газ и газы его содержащие5.4сернистый газ и газы его содержащие5.6Кислоты6серная6.1соляная6.2азотная6.3Щелочи7натриевые7.1известковые7.3известковая вода7.4Жидкости горючие8взрывоопасные жидкости8.6Жидкости негорючие9жидкие пищевкусовые продукты9.1водные растворы (нейтральные)9.2Сыпучие зернистые материалы 0.2

Приложение Б

(справочное)

Примеры построения условных обозначений приборов и средств автоматизации по ГОСТ 21.404-85

Таблица Б.1  Примеры построения условных обозначений первичных измерительных преобразователей и бесшкальных приборов по ГОСТ 21.404-85

Первичный измерительный преобразователь (чувствительный элемент) (Е) для измерения температуры (Т) установленный по месту. Например: преобразователь термоэлектрический (термопара), термопреобразователь сопротивления, термобаллон манометрического термометра, датчик пирометра и т.п.Прибор для измерения температуры (Т) бесшкальный с дистанционной передачей показаний (Т) установленный по месту. Например: термометр манометрический (или любой другой датчик температуры) бесшкальный с пневмо- или электропередачейПрибор для измерения давления (разряжения) (Р) бесшкальный с дистанционной передачей показаний (Т) установленный по месту. Например: манометр (дифманометр) бесшкальный с пневмо- или электропередачейПервичный измерительный преобразователь (чувствительный элемент) (Е) для измерения уровня (L) установленный по месту. Например: датчик электрического или емкостного уровнемераПрибор для измерения уровня (L) бесшкальный, с дистанционной передачей показаний (T), установленный по месту. Например: уровнемер бесшкальный с пневмо- или электропередачейПервичный измерительный преобразователь (чувствительный элемент) (E) для измерения расхода (F), установленный по месту. Например: диафрагма, труба Вентури, датчик индукционного расходомераПрибор для измерения расхода (F) бесшкальный с дистанционной передачей показаний (T), установленный по месту. Например: дифманометр (ротаметр), бесшкальный с пневмо- или электропередачейПрибор для измерения плотности раствора (D) бесшкальный, с дистанционной передачей показаний (T), установленный по месту. Например: датчик плотномера с пневмо- или электропередачейПервичный измерительный преобразователь (чувствительный элемент) (E) для измерения качества продукта (Q), установленный по месту. Например: датчик рН

Таблица Б.2  Примеры построения условных обозначений электрооборудования и преобразователей ГОСТ 21.404-85

Пусковая аппаратура (N) для управления (S) электродвигателем (включение, выключение насоса; открытие, закрытие задвижки и т.д.), установленная по месту. Например: магнитный пускатель, контактор и т.п. Применение резервной буквы N должно быть оговорено на поле схемыПусковая аппаратура (N) для управления (S) электродвигателем (включение, выключение насоса; открытие, закрытие задвижки и т.д.), установленная на щите. Например: магнитный пускатель, контактор и т.п.Аппаратура, предназначенная для ручного (H) дистанционного управления (включение, выключение двигателя; открытие, закрытие запорного органа, изменение задания регулятору), установленная на щите. Например: кнопка, ключ управления, задатчикПереключатель электрических цепей измерения (управления), переключатель для газовых (воздушных) линий, установленный на щитеАппаратура, предназначенная для ручного (H) дистанционного управления, снабженная устройством для сигнализации (A), установленная на щите. Например: кнопка со встроенной лампочкой, ключ управления с подсветкой и т.п.Электропневматический (E/P) преобразователь (Y) установленный на щите. Например: электропневматический преобразователь работающий в контуре регулирования температуры (Т)Вычислительное устройство (Y), выполняющее функцию умножения. Например: множитель на постоянный коэффициент К, работающий в контуре управления расходом (F)

Таблица Б.3  Примеры построения условных обозначений показывающих и регулирующих приборов ГОСТ 21.404-85

Прибор для измерения температуры (T) показывающий (I), установленный по месту. Например: термометр ртутный, термометр манометрический и т.п.Прибор для измерения температуры (T) показывающий (I), установленный на щите. Например: милливольтметр, логометр, потенциометр, мост автоматический и т.п.Регулятор (C) температуры (T) бесшкальный, установленный по месту. Например: дилатометрический регулятор температурыПрибор для измерения температуры (T) бесшкальный с контактным устройством (S), установленный по месту. Например: реле температурноеПрибор для измерения давления (разрежения) (P) показывающий (I), установленный по месту. Например: любой показывающий манометр, дифманометр, тягомер, напоромер, вакуумметр и т.п.Прибор для измерения перепада давления (PD) показывающий (I), установленный по месту. Например: дифманометр показывающийПрибор для измерения давления (P) с контактным устройством (S), установленный по месту. Например: реле давленияПрибор для измерения давления (разрежения) (P) показывающий (I) с контактным устройством (S), установленный по месту.                                                                                              Например: электроконтактный манометр, вакуумметр и т.п.Регулятор (C) давления (P), работающий без использования У  постороннего источника энергии (регулятор давления) прямого действия) «до себя»Прибор для измерения расхода (F) показывающий (I), установленный по месту. Например: дифманометр (ротаметр), показывающий

Продолжение таблицы Б.3

Прибор для измерения расхода (F) интегрирующий (Q), с устройством для выдачи сигнала после прохождения заданного количества вещества (S), установленный по месту. Например: счетчик-дозаторПрибор для измерения расхода (F) показывающий (I), интегрирующий (Q), установленный по месту Например: показывающий дифманометр с интеграторомПрибор для измерения уровня (L) показывающий (I), установленный по месту. Например: манометр (дифманометр), используемый для измерения уровня Прибор для измерения уровня (L) показывающий (I), с контактным устройством, установленный на щите, Например: вторичный показывающий прибор с сигнальным устройством (A). Буквы Н и L означают сигнализацию верхнего и нижнего уровнейПрибор для измерения уровня (L) с контактным устройством, установленный по месту. Например: реле уровня, используемое для блокировки (S) и сигнализации (A) верхнего уровня (H)Прибор для измерения вязкости раствора (V) показывающий (I), установленный по месту. Например: вискозиметр показывающийПрибор для измерения качества продукта (Q) показывающий (I), установленный по месту. Например: газоанализатор показывающий для контроля содержания кислорода (O2) в дымовых газах

Приложение В

(справочное)

Примеры оформления пояснительного текста и таблиц на функциональных схемах автоматизации

а)б)Рисунок В.1  Оформление текста, поясняющего обозначения трубопроводов, а) текст к примеру 2.1, б) текст к примеру 2.2

Рисунок В.2  Размеры таблицы оборудования

Таблица В.1  Пример оформления таблицы оборудования

Таблица В.2  Таблица оборудования к примеру 2.1

Таблица В.3  Таблица оборудования к примеру 2.2

Приложение Г

(справочное)

Обозначения и классы допуска термопреобразователей

Таблица Г.1  Обозначения термопреобразователей сопротивления (ТС)

Подгруппа ТС, ОмУсловное обозначение НСХДиапазон температурроссийское (СНГ)международноеТСП5050ПPt 50-260+850100100ПPt 100-260+850ТСМ5050MCu 50-200+200100100MCu 100-200+200ТСН100100HNi 100-60+180

Таблица Г.2  Пределы допускаемых отклонений сопротивления от НСХ в зависимости от класса допуска по ГОСТ 6651-94

Тип ТСНСХКласс допускаПределы допускаемых отклонений от НСХ, 0СТСП50П, 100ПA0,15+0,002t*B0,3+0,005tC0,6+0,008tТСМ50M, 100MA0,15+0,002tB0,25+0,0035tC0,5+0,0065t

*t – значение измеряемой температуры, °С.

Таблица Г.3  Классы допуска термометров сопротивления по ГОСТ Р 8.625-2006 (действует на территории РФ с 01.01.2008)

Класс допускаДопуск, °СДиапазон измерений, 0СНСХ 50П, 100ПНСХ 50M, 100MНСХ 100HЧЭ - проволочныйЧЭ - пленочныйААW 0.1F 0.1± (0,1+0,0017 | t |)-50 − +250-50 − +250АW 0.15F 0.15± (0,15+0,002 | t |)-100 −.+450-50 − +450-50 − +120ВW 0.3F 0.3± (0,3+0,005 | t |)-196 − +660-50 − +600-50 − +200СW 0.6F 0.6± (0,6+0,01 | t |)-196 − +660-50 − +600-180 −+200-60 −+180

*ЧЭ- чувствительный элемент

Таблица Г.4  Обозначения термоэлектрических преобразователей (ТЭП)

Тип термоэлектрического преобразователяУсловное обозначение НСХ (международное)ТВРВР (А)ТПРПР (В)ТПППП (S)ТХАХА (К)ТХКХК (L)ТМКМК (М)

Таблица Г.5  Пределы допускаемых отклонений ТЭДС от НСХ преобразованияв зависимости от класса допуска по СТБ ГОСТ Р 8.585-2004

Тип ТЭПНСХКласс допускаРабочий диапазон температур, 0СПределы допускаемых отклонений от НСХ, t, 0СТППR, S1От 0 до 11001,0Св. 1100 до 16001,0+0,003(t-1100)2От 0 до 6001,5Св. 600 до 16000,0025 tТПРB2Св. 600 до 18000,0025 t3Св. 600 до 8004,0Св. 800 до 18000,005 tТХАK1От -40 до 3751,5Св. 375 до 11000,004 t2от -40 до +3332,5Св. 333 до 13000,0075 tТХКL2От -40 до +3602,5Св. 360 до 8000,7+0,005 t3От -200 до -1001,54+0,01tСв. -100 до +1002,5

*t – значение измеряемой температуры, °С

Приложение Д

(справочное)

Маркировка взрывозащищенного электрооборудования

Маркировка взрывозащиты взрывозащищенного электрооборудования (ВЗЭО) группы II по ГОСТ 12.2.020-76 выполняется в виде цельного, не разделенного на части, знака и содержит в приведенной ниже последовательности:

1) знак уровня взрывозащиты по таблице Д.2: 0, 1 или 2;

2) знак Ех, указывающий, что электрооборудование соответствует стандарту на виды взрывозащиты;

3) знак вида взрывозащиты по таблице Д.1: о, q, s, p, d, e; ia, ib, ic – один из знаков в зависимости от уровня взрывозащиты. Для электрооборудования, имеющего несколько видов взрывозащиты, комбинированная маркировка содержит знаки всех видов взрывозащиты;

4) знак группы (или подгруппы электрооборудования по таблице Д.3): II – для электрооборудования, не подразделяющегося на подгруппы; IIA, IIB, IIC – для электрооборудования, подразделяющегося на подгруппы, при этом указывается один из знаков;

5) знак температурного класса по таблице Д.4: Т1, Т2, Т3, Т4, Т5, Т6.

В маркировке взрывозащиты взрывозащищенного электрооборудования, предназначенного только для определенной взрывоопасной смеси, вместо знака температурного класса допускается указывать температуру самовоспламенения этой взрывоопасной смеси по ГОСТ 12.1.011-78, например, 3600С. Если значение температуры самовоспламенения для конкретной смеси менее 4500С, то дополнительно в скобках допускается указывать и температурный класс электрооборудования, например, 3500С (Т2).

Таблица Д.1  Виды взрывозащиты по ГОСТ 12.2.020-76

Виды взрывозащитыОпределение вида взрывозащитыЗнак вида взрыво-защитыМасляное заполнение оболочкиВид взрывозащиты, заключающийся в том, что токоведущие и находящиеся под напряжением части электрооборудования встроены в оболочку, заполненную минеральным маслом или негорючей жидкостью, и находятся под защитным слоем масла, изолирующим эти части от окружающей взрывоопасной средыoКварцевое заполнение оболочкиТо же, но вместо масла заполнитель из сухого кварцевого пескаqЗаполнение или продувка оболочки избыточным давлениемВид взрывозащиты, заключающийся в том, что токоведущие и находящиеся под напряжением части электрооборудования встроены в оболочку, заполненную или продуваемою избыточным давлением и находятся в среде сжатого газа, изолирующим их от окружающей взрывоопасной средыp

Продолжение таблицы Д.1

СпециальныйВид взрывозащиты электрооборудования, основанный на принципах, отличных от других видов взрывозащиты, но признанных достаточными для обеспечения взрывозащиты. Может обеспечиваться: заключением в оболочку со степенью защиты IP67; изоляцией от взрывоопасной среды заливкой компаундами, герметиками и т.п.; введением в оболочку специальных поглотителей  и флегматизаторов; ограничением времени действия источника инициирования взрыва или снижением его воспламеняющей способности;  другими средствами, признанными достаточнымиSИскробезопасная электрическая цепьЭлектрическая цепь, выполненная так, что электрический заряд или ее нагрев не может воспламенить взрывоопасную среду при предписанных условиях испытания IaIbIcВзрывонепро-ницаемая оболочкаОболочка, выдерживающая давление взрыва внутри нее и предотвращающая распространение взрыва из оболочки в окружающую взрывоопасную средуDЗащита вид «e»Вид взрывозащиты электрооборудования, заключающийся в том, что в электрооборудовании или его части, не имеющем нормально искрящих частей, принят ряд мер, дополнительно к используемым в электрооборудовании общего назначения, затрудняющих появление опасных нагревов, электрических искр и дугe

Таблица Д.2  Классификация ВЗЭО по уровням взрывозащиты

Уровень взрывозащитыОпределение уровнявзрывозащитыЗнак уровнявзрыво-защитыИскробезо-пасной электрической цепи по ГОСТ 22782.5-78Электрообо-рудование повышенной надёжности против взрываВзрывозащищённое электрооборудование, в котором взрывозащита обеспечивается только в признанном нормальном режиме его работы2icВзрывобезо-пасное оборудованиеТо же, в котором взрывозащита обеспечивается как при нормальном режиме работы, так и при признанных вероятностных повреждениях, определяемых условиями эксплуатации, кроме повреждений средств защиты1ibОсобовзрыво-безопасное оборудованиеТо же, в котором по отношению к взрывобезопасному оборудованию приняты дополнительные средства взрывозащиты, предусмотренные стандартами на взрывозащиту0iа

Таблица Д.3  Группы электрооборудования

Знак группы электрооборудованияЗнак подгруппы электрооборудованияКатегория взрывоопасной смеси, для которой электрооборудование является взрывозащищеннымIIIIAIIAIIBIIA и IIВIICIIA, IIВ и IIС

Таблица Д.4  Разделение ВЗОЭ на температурные классы

Знак температурного класса электрообору-дованияМаксимальная температура поверхности, 0СГруппа взрывоопасной смесиТемпература самовоспламенения взрывоопасной смеси, 0Сдля которой электрооборудование является взрывозащищеннымТ1Т2Т3Т4Т5Т645030020013510085Т1Т1, Т2Т1- Т3Т1 – Т4Т1 – Т5Т1 – Т6св. 450св. 300св. 200св. 135св. 100св. 85

Приложение Е

(справочное)

Оформление основных надписей по ГОСТ 21.101-93 и спецификации на приборы и средства автоматизации

Рисунок Е.1  Основная надпись на листах основного комплекта рабочих чертежей по ГОСТ 21.101-90

Рисунок Е.2  Пример составления кода документа для основных надписей на графической части и на пояснительной записке курсовой работы

Таблица Е.1  Пример заполнения основной надписи на листе графической части курсовой работы

Примечание: при выполнении типовых тем курсовых работ из данного пособия графа название производства не заполняется.

Таблица Е.2  Пример заполнения основной надписи на первом листе спецификации на приборы и средства автоматизации

Таблица Е.3  Пример заполнения основной надписи на втором и последующих листах спецификации на приборы и средства автоматизации

Рисунок Е.3  Оформление таблицы для спецификации на приборы и средства автоматизации

Приложение Ж

Возможный перечень тем на курсовую работу

ТЕМА 1

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПАСТЕРИЗАЦИОННО-ОХЛАДИТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

Описание установки. Продукт из сборника 1 центробежным насосом Н1 подается в секцию регенерации тепла 2 трехсекционного пластинчатого теплообменника на подогрев, далее нагревается паром до температуры пастеризации в секции 3, выдерживается при этой температуре в выдерживателе 5 и охлаждается вначале в секции 2 пастеризуемым продуктом, а затем в секции 4 водой. Если заданная температура пастеризации не достигнута (например, при пуске установки) продукт направляется на повторную тепловую обработку через трехходовой кран К1, при нормальном режиме работы установки – в сборник 6.

Таблица Ж.1  Исходные данные для разработки схемы автоматизации

Варианты123456Автоматическое регулированиеТемпература нагрева (расходом пара)XXТемпература нагрева(расходом продукта)XXТемпература охлаждения (расходом воды)XXXРасход пара (по расходу продукта)XXРасход воды (по расходу продукта)XXДавление продукта после выдерживателяXXXXXДавление параXXИзмерение и регистрация на ЭВМРасход продуктаXXXРасход параXXТемпература нагреваXXXТемпература охлажденияXXXИзмерениеРасход продуктаXXXРасход параXXXРасход конденсатаXXРасход охлаждающей водыXXXТемпература нагреваXX-XТемпература охлажденияXXXТемпература охлаждающей воды начальнаяXXXДавление продукта после выдерживателяXXXXXДавление пара-XX-XXДавление водыXXXУровень в сборнике 1XXXXУровень в сборнике 6-XXXСигнализацияНижний уровень в сборнике 1XXXВерхний уровень в сборнике 6XXXАвтоматическая блокировкаОтключение насоса при нижнем уровне в сборнике 1XXXОтключение насоса при снижении давления параXXXОтключение подачи пара при отключении насосаXXXXXXПереключение трехходового клапана К1XXXXXXУправлениеВключение и отключение насоса Н1XXXXXX

ТЕМА 2

АВТОМАТИЗАЦИЯ УСТАНОВКИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МОЮЩЕГО РАСТВОРА

Описание установки. Концентрированный раствор щелочи поступает самотеком из сборника 1 в смеситель 2, снабженный мешалкой. Сюда же поступает холодная вода из сети. Аппарат обогревается паром с давлением Р=150 кПа. Готовый моющий раствор непрерывно отводится из смесителя в сборник 3.

Таблица Ж.2  Исходные данные для разработки схемы автоматизации

Варианты123456Автоматическое регулированиеКонцентрация щелочи в растворе(расходом щелочи )ХХКонцентрация щелочи в растворе(расходом воды)ХХТемпература раствора (расходом пара)ХХХДавление щелочи в трубопроводеХХУровень в смесителе(расходом раствора)ХХРасход воды (по расходуи концентрации щелочи)ХХИзмерение и регистрация на ЭВМКонцентрация щелочи в раствореХХХХРасход раствораХХРасход щелочиХХХТемпература раствораХХХИзмерениеКонцентрация щелочи в раствореХХХКонцентрация щелочи в сборнике 1ХХХРасход раствораХХХРасход щелочиХХРасход параХХТемпература раствораХХХДавление щелочи в трубопроводеХХХДавление водыХХХХДавление параХХХУровень в сборнике 1ХХХУровень в сборнике 3ХХХУровень в смесителеХХСигнализацияУровень в сборнике 1ХХХУровень в сборнике 3ХХХАвтоматическая блокировкаОтключение воды при снижении давления щелочиХХХОтключение мешалки при отключении водыХХХХХХОтключение подачи пара при отключении водыХХХУправлениеВключение и отключение двигателя мешалкиХХХ

ТЕМА 3

АВТОМАТИЗАЦИЯ ОДНОКОРПУСНОЙ ВЫПАРНОЙ УСТАНОВКИ

Описание установки. Исходный продукт подается на выпаривание в однокорпусной выпарной аппарат 2 из сборника 1 центробежным насосом Н1. Выпарной аппарат обогревается водяным паром давлением 200 кПа. Концентрированный продукт откачивается в сборник 3 центробежным насосом Н2.

Таблица Ж.3  Исходные данные для разработки схемы автоматизации

Варианты123456Автоматическое регулированиеКонцентрация готового продукта(расходом пара )XXКонцентрация готового продукта(расходом исходного продукта)XРасход пара (по расходу и концент-рации исходного продукта)XXКонцентрация готового продукта(расходом готового продукта)XДавление греющего параXXXУровень в аппарате (расходом исходного продукта)XXXИзмерение и регистрация на ЭВМРасход исходного продуктаXXРасход готового продуктаXXXРасход греющего параXКонцентрация исходного продуктаXКонцентрация готового продуктаXXXИзмерениеРасход исходного продуктаXXРасход готового продуктаXXРасход греющего параXXКонцентрация исходного продуктаXXXКонцентрация готового продуктаXXXДавление греющего параXXXДавление в аппаратеXXXXТемпература готового продуктаXXXУровень в аппаратеXXXУровень в сборнике 1XXXУровень в сборнике 3XXXСигнализацияДавление в аппаратеXXXУровень в сборнике 1XXXУровень в сборнике 3XXXДавление греющего параXXXАвтоматическая блокировкаОтключение пара при отключении насоса Н1XXXXXXОтключение насоса Н2 при нижнем уровне в аппаратеXXXОтключение насоса Н1 при нижнем уровне в сборнике 1XXXУправлениеВключение и отключение двигателя насоса Н1XXXXXXВключение и отключение двигателя насоса Н2XXXXXX

ТЕМА 4

АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕПЛООБМЕННИКА СМЕШЕНИЯ

Описание установки. В теплообменник смешения 1 (резервуар с мешалкой) подаются холодная вода из сети и водяной пар давлением 180 кПа. При конденсации водяного пара и смешении конденсата с холодной водой происходит ее нагрев до требуемой температуры. Горячая вода из теплообменника непрерывно перекачивается центробежным насосом Н1 в сборник 2.

Таблица Ж.4  Исходные данные для разработки схемы автоматизации

Варианты123456Автоматическое регулированиеТемпература горячей воды (расходом пара )ХХТемпература горячей воды (расходом холодной воды)ХРасход горячей воды по уровню в аппарате 1ХХХХРасход пара(по расходу холодной воды)ХХРасход холодной воды по уровню в аппарате 1ХХРасход горячей воды по уровню в сборнике 2ХХРасход холодной воды по расходу параХДавление параХИзмерение и регистрация на ЭВМРасход параХХХРасход горячей водыХХХХТемпература горячей водыХХХХИзмерениеРасход холодной водыХХХРасход горячей водыХХТемпература горячей водыХХДавление холодной водыХХХДавление параХХХУровень в аппарате 1ХХХХХУровень в сборнике 2ХХХХСигнализацияТемпература в аппарате 1ХХХУровень в сборнике 2ХХХХХДавление пара ХХХДавление водыХХХАвтоматическая блокировкаОтключение мешалки при отключении насоса Н1ХХХХХХОтключение мешалки при отключении параХХХХХХУправлениеВключение и отключение двигателя насоса Н1ХХХХХХВключение и отключение двигателя мешалкиХХХХХХ

ТЕМА 5

АВТОМАТИЗАЦИЯ ЭКСТРАКТОРА ПРОТИВОТОЧНОГО ТИПА

Описание установки. Извлечение целевого компонента из твердой фазы производится в горизонтальном противоточном шнековом экстракторе 2 обогреваемом паром. Растворитель (вода) перед подачей в экстрактор подогревается в теплообменнике 1 паром (Р=200 кПа). Экстракт сливается в промежуточный сборник 3, откуда откачивается на дальнейшую переработку центробежным насосом Н1.

Таблица Ж.5  Исходные данные для разработки схемы автоматизации

Варианты123456Автоматическое регулированиеКонцентрация экстракта расходом водыХХХХКонцентрация экстракта температурой водыХХТемпература воды расходом параХТемпература экстракта расходом пара в экстрактор 2ХХРасход пара в аппарат 1 по расходу водыХРасход откачиваемого экстракта по уровню сборнике 3ХХИзмерение и регистрация на ЭВМКонцентрация экстрактаХХХТемпература экстрактаХХХХРасход экстрактаХХХИзмерениеКонцентрация экстрактаХХХХТемпература экстрактаХХХХТемпература водыХРасход водыХУровень в сборнике 3,ХХРасход экстрактаХХХРасход пара в аппарат 1ХХХРасход пара в аппарат 2ХХХДавление пара перед теплообменником 1ХХХДавление пара перед аппаратом 2ХХХСигнализацияУровень в сборнике 3ХХХХДавление воды перед теплообменником 1ХХХХХХДавление пара перед еплообменником 1ХХХДавление воды перед экстрактором 2ХХХАвтоматическая блокировкаОтключение пара в аппарате 1 при снижении давления воды.ХХХХХХОтключение воды при повышении уровня в сборнике 3ХХХХОтключение электродвигателя М1 при снижении давления водыХХХХХХУправлениеВключение и отключение двигателя насоса Н1ХХХХХХВключение и отключение двигателя экстрактора М1ХХХХХХ

ТЕМА 6

АВТОМАТИЗАЦИЯ УСТАНОВКИ ОХЛАЖДЕНИЯ

Описание установки. Нагретый продукт из сборника 1 подается центробежным насосом Н1 в охладительную установку 2. Охлаждающая вода из сети поступает в промежуточную емкость 3, из которой при помощи центробежного насоса Н2 подается в охладительную установку 2. Подогретая отработанная вода, отводимая из установки, отправляется на производственные нужды (в целях экономии энергоресурсов), а охлажденный продукт поступает в сборник 4.

Таблица Ж.6  Исходные данные для разработки схемы автоматизации

Варианты123456Автоматическое регулированиеТемпература охлаждения (расходом воды)Х--Х--Температура охлаждения (расходом продукта)----ХХРасход продукта после сборника 1ХХХ---Расход охлаждающей воды перед установкой 2-ХХ-ХХУровень в емкости 3 (расходом подводимой воды)-Х-Х-ХДавление после насоса Н1Х-ХХХ-Измерение и регистрация на ЭВМТемпература охлаждения-ХХ-Х-Уровень в емкости 3Х-Х---Расход продукта после сборника 1-Х-Х-ХДавление после насоса Н1Х--Х-ХИзмерениеТемпература охлажденияХ-ХХ-ХУровень в сборнике 1-Х-ХХ-Уровень в емкости 3-ХХ-Х-Уровень в сборнике 4Х-Х-Х-Расход продукта после сборника 1ХХ---ХРасход охлаждающей воды перед емкостью 3---Х-ХРасход охлаждающей воды перед установкой 2Х---ХХСигнализацияНижний уровень в сборнике 1Х--Х-ХНижний уровень в емкости 3-ХХ-Х-Верхний уровень в сборнике 4Х-Х---Давление воды после насоса Н2-Х-Х--Автоматическая блокировкаОтключение насоса Н1 по нижнему уровню в сборнике 1Х-Х-Х-Отключение насоса Н1 при падении давления воды перед 2-Х-Х-ХОтключение насоса Н2 при отключении подачи продукта--ХХХ-Отключении подачи продукта в сборник 4 по верхнему уровню в немХ---ХХУправлениеВключение и отключение двигателя насоса Н1ХХХХХХВключение и отключение двигателя насоса Н2ХХХХХХ

ТЕМА 7

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПЛАСТИНЧАТОГО ТЕПЛООБМЕННИКА

Описание установки. Продукт из сборника 1 прокачивается центробежным насосом Н1 через пластинчатый теплообменник 2, на выходе которого получается продукт, нагретый до необходимой температуры. В качестве теплоносителя используется водяной пар, также подаваемый в пластинчатый теплообменник 2. После подогрева продукт подается в промежуточную емкость 3, где перемешивается для поддержания однородной температуры по всему объему. Из емкости 3 продукт отбирается для производственных нужд.

Таблица Ж.7  Исходные данные для разработки схемы автоматизации

Варианты123456Автоматическое регулированиеТемпература продукта на выходе из теплообменника 2 (расходом пара)ХХ-Х--Расход продукта после сборника 1-Х---ХРасход пара--Х-Х-Давление параХ----ХУровень в емкости 3 (расходом подводимого продукта)--Х--ХУровень в емкости 3 (расходом отбираемого продукта)ХХ-ХХ-Измерение и регистрация на ЭВМУровень в сборнике 1ХХ-Х--Уровень в емкости 3Х-Х-ХХРасход продукта после теплообменника 2-ХХ-Х-Температура продукта на выходе из теплообменника 2--ХХХ-Давление после насоса Н1ХХ-Х-ХДавление пара--ХХ-ХИзмерениеТемпература продукта на выходе из теплообменника 2ХХ--Х-Уровень в емкости 3-Х-ХХХРасход продукта после теплообменника 2Х-ХХ-ХРасход пара-Х-Х--Давление параХ-Х-ХХСигнализацияДавление пара-ХХ-Х-Нижний уровень в сборнике 1Х-ХХ-ХУровень в емкости 3-Х-ХХ-Автоматическая блокировкаОтключение подачи пара при отключении насоса Н1-Х-Х-ХОтключение двигателя насоса Н1 по нижнему уровню в сборнике 1Х-Х-Х-Отключение двигателя насоса Н1 по верхнему уровню в емкости 3Х--ХХ-Отключение двигателя мешалки по нижнему уровню в емкости 3-ХХ--ХУправлениеВключение и отключение двигателя насоса Н1ХХХХХХВключение и отключение двигателя М2 мешалкиХХХХХХ

ТЕМА 8

АВТОМАТИЗАЦИЯ УСТАНОВКИ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ДВУХКОМПОНЕНТНОЙ СМЕСИ

Описание установки. Два жидких компонента подаются в смеситель 1, где перемешиваются с помощью мешалки. Далее готовая смесь подается в теплообменник 2 для подогрева. В рубашку теплообменника подается пар под давлением 250 кПа. После этого подогретая смесь самотеком течет в сборник 3.

Таблица Ж.8  Исходные данные для разработки схемы автоматизации

Варианты123456Автоматическое регулированиеУровень в смесителе 1 соотношением расходов компонентов 1 и 2ХХХТемпература на выходе теплообменника 2 расходом параХХХТемпература на выходе 2 расходом смеси на входеХХХУровень в сборнике 3 расходом смесиХХХДавление пара на входе в теплообменник 2ХХХКонцентрация компонента 1 в смесителе расходом компонента 2ХХХИзмерение и регистрация на ЭВМКонцентрация компонента 1 в смесителеХХХУровень в смесителе 1ХХХТемпература на выходе 2ХХХУровень в сборнике 3ХХХРасход компонента 1ХХХРасход компонента 2ХХХИзмерениеДавление параХХХРасход параХХРасход смеси на входе в 2ХХХХРасход компонента 1ХХХРасход компонента 2ХХХХСигнализацияВерхний и нижний предельные уровни в смесителе 1ХХХВерхний и нижний предельные уровни в сборнике 3ХХХНижнее значение концентрации компонента 1 в смесителеХХХХАвтоматическая блокировкаПрекращение подачи компонентов в смеситель 1 по верхнему уровню в 1ХХХПрекращение подачи смеси в сборник 3 по верхнему уровню в 3ХХХОтключение мешалки по нижнему уровню в смесителе 1ХХОтключение пара при снижении расхода на входе в 2 ниже предельно допустимогоХХУправлениеВключение и отключение двигателя мешалки смесителя 1ХХХХ

ТЕМА 9

АВТОМАТИЗАЦИЯ УСТАНОВКИ ДЛЯ ФИЛЬТРАЦИИ

Описание установки. Исходный продукт охлаждается до температуры 0-20С в установке глубокого охлаждения 1. Далее продукт подается в трехступенчатый фильтр (ступени Ф1,Ф2,Ф3) насосом Н1. После фильтрации готовый продукт поступает в резервуар 2 для хранения либо на розлив. Во избежание попадания в резервуар 2 кислорода в него под давлением закачивается углекислый газ.

Таблица Ж.9  Исходные данные для разработки схемы автоматизации

Варианты123456Автоматическое регулированиеТемпература продукта на выходе 1 расходом хладагентаХХХУровень в резервуаре 2 расходом продуктаХХХХДавление СО2 на входе в 2ХХХРасход продукта на входе в 2ХХРасход продукта на входе в 1 Ф1 по давлению в фильтре Ф1ХХРасход продукта на входе в 1 Ф1 по давлению в фильтре Ф2ХХХХИзмерение и регистрация на ЭВМТемпература продукта на выходе 1ХХХХХДавление в фильтрах Ф1,Ф2,Ф3ХХХХХХРасход готового продуктаХХХХКонцентрация кислорода в готовом продуктеХХВеличина рН готового продукта на выходе из Ф3ХХХХИзмерениеВеличина рН исходного продукта на входе в Ф1ХХХВеличина рН готового продукта на выходе из Ф3ХХХДавление в фильтре Ф3ХХХХТемпература в резервуаре 2ХХХТемпература продукта на выходе из 1ХХХХХДавление в резервуаре 2ХХСигнализацияУровень в резервуаре 2ХХХХХДавление в резервуаре 2ХХХДавление в фильтре Ф1ХХДавление в фильтре Ф2ХХХХКонцентрация кислорода в готовом продуктеХХХХАвтоматическая блокировкаОтключение электродвигателя насоса по давлению в Ф1ХХОтключение электродвигателя насоса по верхнему уровню в 2ХХХХОтключение подачи продукта по величине рН на выходе Ф3ХХХХУправлениеВключение и отключение двигателя насоса Н1ХХХХУправление клапаном розливаХХ

Учебное издание

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА, АВТОМАТИКА И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА АВТОМТИЗАЦИИ

Методические указанияк выполнению курсовой работы

Составители: Никулин Владимир Иванович

Илюшин Игорь Эдуардович

Колюкович Евгений Александрович

Редактор Т. Л. Матеуш

Технический редактор А. А. Щербакова

Подписано в печать                 Формат 60х84 1/16

Бумага офсетная. Гарнитура Таймс. Печать трафаретная.

Усл. печ. л.             Уч.-изд. л.

Тираж           Заказ

Учреждение образования

«Могилевский государственный университет продовольствия».

212027, Могилев, пр-т Шмидта, 3.

ЛИ № 02330/0131913 от 08.02.2007.

Отпечатано на ризографе редакционно-издательского отдела

учреждения образования

«Могилевский государственный университет продовольствия».

212027, Могилев, пр-т Шмидта, 3.

ЛП № 226 от 12.02.2003.

← Предыдущая
Страница 1
Следующая →

Файл

автоматика новая методичка для курсавой.doc

автоматика новая методичка для курсавой.doc
Размер: 8.1 Мб

.

Пожаловаться на материал

Методические указания предназначены для использования студентами технологических специальностей пищевой промышленности дневной и заочной форм обучения при выполнении курсовой работы по дисциплине «Электротехника, автоматика и технические средства автоматизации».

У нас самая большая информационная база в рунете, поэтому Вы всегда можете найти походите запросы

Искать ещё по теме...

Похожие материалы:

Теоретические основы организации на предприятиях оптовой торговли

Понятие и виды технологических процессов. Методика и технология принципов. Принцип реализации товаров

Предмет психологии личности

Индивид-человек, как единичное природное существо, представитель вида homo sapiens

Конституционное право России

РФ - Российская Федерация. КП - конституционное право. Конституционная система. Конституционные основы

Філософія культури

Феномен культури. Культура в системі буття. Культура як предмет філософського дослідження. Методологія осмислення культури та принципи її вивчення у філософії культури. Філософія культури ФК як культурна самосвідомість європейської людини. Дисциплінарні межі філософії культури. Культур філософія як соціальна та культурна антропологія.

Примерный список вопросов к зачету  по дисциплине «Базы данных»

Сохранить?

Пропустить...

Введите код

Ok