3.4 Подсистема автоматики безопасности
Подсистема автоматики безопасности предназначена для эксплуатации в составе оборудования печи скоростного нагрева. Функционально аппаратная часть автоматики безопасности работает автономно от контроллера и управляет электромагнитом, устанавливаемым на предохранительно-запорном клапане на вводе газа к печи.
Схема безопасности реализована на базе контроллера “LOGO!” фирмы Siemens . Контроллер “LOGO! “ представляет собой логическое устройство с 12 дискретными входами (24В),8 релейными выходами и реализует алгоритм управления отсечным газовым клапаном печи и аварийной звуковой и световой сигнализацией.
Включение электромагнита отсечного газового клапана осуществляется кнопкой «Отсечной клапан. Включить». Включение отсечного клапана возможно в том случае, если не выполняются условия отсечки газа.
Отсечка газа осуществляется в следующих случаях:
при понижении давления газа после регулятора давления ниже допустимого предела; при повышении давления газа после регулятора давления выше допустимого предела; при понижении давления воздуха в воздухопроводе печи ниже допустимого предела; при нажатии кнопки «Отсечной клапан. Отключить»; при нажатии кнопки «Аварийный стоп»; при сигнале от контроллера «Газ отключить» (данный сигнал выдается контроллером при погасании факелов горелок или при падении давления в печи ниже аварийно допустимого предела).
При срабатывании отсечного клапана выдается звуковой сигнал и загорается лампа, сигнализирующая о причине отсечки газа:
при понижении давления газа после регулятора давления ниже допустимого предела - лампа «Давление газа мало»; при повышении давления газа после регулятора давления выше допустимого предела - лампа «Давление газа велико»; при понижении давления воздуха в воздухопроводе печи ниже допустимого предела - лампа «Давление воздуха мало»; при нажатии кнопки «Отсечной клапан. Отключить», при нажатии кнопки «Аварийный стоп» и при сигнале от контроллера «Газ отключить» - лампа «Отсечка газа».
Анализ существующей системы управления и постановка задачи проектирования
Существующая в базовом варианте система управления печью ПСН обладает рядом достоинств и недостатков. К достоинствам следует отнести централизованное управление всем участком ДТО от одного контроллера, высокую степень автоматизации процесса нагрева валка и механизации загрузочно-разгрузочных работ. К недостаткам такой системы можно отнести следующие:
применение электроприводов вращения и ориентирования, имеющих значительные габариты, стоимость и обладающие значительно меньшей надежностью в сравнении с аналогичными гидравлическими приводами; применение электрических регулирующих механизмов в магистралях подачи газа и воздуха, обеспечивающих регулирование в очень узком диапазоне; отсутствие синхронизации работы приводов и регуляторов подачи газовоздушной смеси; отсутствие контроля потребления энергоносителей (природного газа и электроэнергии); применение в системе управления дорогостоящего импортного оборудования.
Следовательно, проектируемая система должна быть, по возможности избавлена от этих недостатков или, по крайней мере, сводить их к минимуму. Основными задачами проектирования являются:
разработка следящей системы регулирования, контроля и регистрации потребления энергоносителей для снижения себестоимости конечного продукта - валков для прокатных станов; замена электрических приводов на гидравлические, обладающие меньшими габаритами (не требуется установки редукторов и других передаточных механизмов), стоимостью (реализованы на аппаратуре отечественного производства) и надежностью; установка регуляторов подачи газовоздушной смеси с пропорциональным электрическим управлением, обеспечивающих регулирование в широком диапазоне с высокой точностью; обеспечение синхронизации работы приводов и регуляторов подачи для поддержания процесса прогрева валка с оптимальными параметрами; обеспечение минимальных затрат на установку самой системы путем возможно минимального изменения уже существующей - т.е. без изменения общей структуры участка в целом и печи в частности.
4 Расчет регулятора уровня
По номограмме выбираем ПИ-регулятор.
Оптимальные параметры настройки ПИ-регулятора рассчитываются по частотным характеристикам.
Передаточная функция ПИ-регулятора имеет вид:
Wp(p)= (4.1)
Tиз=2,5 Кр=0,64, W(p)=1.6
Wp(p)= =
p=jw
Wp(p)=
Передаточная функция замкнутой системы по уравнению рассчитывается по выражению:
Wобщ(p)= (4.2)
Wобщ(p)====
==
После подстановки числовых значений и некоторых преобразований:
Wобщ(р)=
Wобщ(р)=
X=
Y=3.07jw+10.12jw
X(0)=0
Y(0)=0
X(1)=-40.11
Y(1)=282.45
X(2)=-163.5
Y(2)=2204.34
X(3)=-369.15
Y(3)=7343.85
X(4)=-653.1
Y(4)=17420.52
X(5)=-1702.23
Y(5)=34201.05
- 1.1. Классификация технических средств автоматизации
- 4.2. Выбор средств автоматизации
- 4. Выбор и обоснование средств автоматизации
- 3. Выбор приборов и средств автоматизации
- Разработка технических средств автоматизации
- 3 Обоснование и выбор технических средств автоматизации
- Выбор промышленных приборов и средств автоматизации
- 3.7. Выбор технических средств автоматизации