Анализ функциональной структуры и синтез дискретных устройств ч.1.

Технологическая часть Описание технологического процесса и оборудования Обжиговые печи кипящего слоя используют для обжига концентратов тяжелых цветных металлов. Характерной особенностью процессов протекающих в кипящем слое является то что каждая частица шихты со всех сторон омывается газами. Особенность процесса высокий массо и теплообмен. Шихта подаётся в приёмник 1 , через запорную аппаратуру 1 и 2 подаётся газо-воздушная смесь , термометром а1 измеряется температура в камере отжига , также контроль температуры и давления осуществляется датчиками t2 ( выход воды ) и pt1 Параметры регулирования, контроля и сигнализации Параметры регулирования: 1)Температура в камере 750-800 градусов регулирование происходит изменением расхода воздуха и газа Параметры сигнализации: 1) температура в печи выше 800 ºС 2) Температура горячей воды 150 ºС Параметры регулирования: 1) температура в печи 800 ºС 2) Соотношение газовоздушной смеси 1/25 3) Расход холодной воды в зависимости от температуры горячей воды   Специальная часть Обоснование выбора технических средств автоматизации Выбор средств измерения параметров процесса Основными критериями выбора средств автоматизации являются: 1. Диапазон измеряемой величины. 2. Класс точности. 3. Условия эксплуатации. В соответствии с диапазоном измерения и степени агрессивности среды выбирается тип датчика. В выборе преобразователей необходимо учитывать вид сигнала, поступающего с выхода датчика. Для каждого вида сигнала существует определенный вид преобразователя, рассчитанный на работу с этим сигналом. Исполнительный механизм выбирается в зависимости от условий эксплуатации и степени развиваемого усилия. Основываясь на этих критериях были выбраны: Для измерения уровня электролита в ванне используется «Волновой уровнемер серии 3300». Предназначен для измерения в жидких средах (нефть, вода, кислоты и т.д.) Применяется в химической, нефтехимической, нефтегазовой, фармацевтической и пищевой промышленности. Диапазон измерений уровня: 0,1…20. Выходной сигнал 4-20мА с цифровыми сигналами на базе HART-протокола. Степень защиты от воздействия пыли и воды – ТР66. Давление процесса до 4МПа. Температура процесса -40…150оС, температура окружающей среды от -40 до 85оС. Расход чистого электролита, поступающий в ванну значительно маленький (0.05 м3/ч) и это послужило главным критерием выбора массового расходомера CORIMASS (MFM – Mass Flow Meter). Состоящего из двух частей: первичного преобразователя MFS 4000 G+ Class (MFS – Mass Flow Sensor) и преобразователя сигнала MFC 081 (MFC – Mass Flow Converter). Диапазон измеряемого расхода: 0,006…30кг/мин. Температура измеряемой среды -50…200оС; температура окружающей среды -30…60оС. Потребляемая мощность 18ВА; предел допускаемой относительной погрешности измерений расхода составляет 1%; выходной сигнал 4-20 мА. Расход электролита, поступающего на переработку маленький (5 м3/ч) и это послужило главным критерием выбора массового расходомера CORIMASS (MFM – Mass Flow Meter). Состоящего из двух частей: первичного преобразователя MFS 4000 G+ Class (MFS – Mass Flow Sensor) и преобразователя сигнала MFC 081 (MFC – Mass Flow Converter). Диапазон измеряемого расхода: 0,006…30кг/мин. Температура измеряемой среды -50…200оС; температура окружающей среды -30…60оС. Потребляемая мощность 18ВА; предел допускаемой относительной погрешности измерений расхода составляет 1%; выходной сигнал 4-20 мА. Для измерения показателя рН электролита используется преобразователь «Mycom CLM 152» Данный преобразователь предназначен для измерения рН или потенциала редокс (окислительно-восстановительного потенциала) в различных областях промышленности. Модульная конструкция и совместимость с различными типами сенсоров обеспечивают оптимальную адаптацию к различным задачам измерения и управления. Данный преобразователь используется в комплекте с электродами ДМ-5М-3 с корпусом из титана, с электролитическим ключом из полипропилена, укомплектованным электродом ЭСП-06-14(7) с длиной кабеля 170 см. Регулирование уровня электролита в ванне в зависимости от расхода чистого электролита и регулирование количества расхода электролита на переработку, который должен поддерживаться постоянным осуществляется путем изменения положения заслонок в трубопроводах с помощью электрического привода модели SAR M/GS с блоком управления AUMA MATIC. Для привода допустимая температура окружающей среды -25…60оС. Входной сигнал аналоговый 4-20мА, выходной сигнал 4-20мА. Пылевлагозащищенность IP67, класс изоляции F. Напряжение питания 380В/50Гц/3ф. Технические характеристики блока управления AUMA MATIC: Пылевлагозащищенность IP67, допустимая температура окружающей среды -25…70оС. Для организации контроля и регулирования выбирается микропроцессорный контроллер DL 405. В нем используется 450 модель процессора. Блок процессора D4-450 имеет 4 встроенных коммуникационных порта, встроенный пид-алгоритм, время выполнения команды 0,96мкс, объем памяти 30,8к слов. В левой части размещается вторичный источник питания (Вип). Вин обеспечивает электропитание всей аппаратуры каркаса от первичных сетей разного типа. На панели блока расположены индикаторы состояния, два сетевых порта и замковых переключатель режимов. На задней панели блока расположены два разъема – P/S и CPU. Блок процессора включает в себя коммутационный порт RS232С, который используется для подключения контроллера к ЭВМ. Для подключения некоторых контроллеров к ЭВМ используется сетевой порт RS422/485.Картридж D4-ЕЕ с электрическим стиранием необходим для хранения прикладной программы и системных параметров, а так же установок. DL-405 обрабатывает и формирует сигналы различного типа (дискретные, аналоговые), позволяет выводить технологические сообщения и текущие значения параметров на дисплей. Так же он осуществляет ПИД-регулирование с помощью ПИД–сопроцессора, который в соответствии с сигналом ошибки вырабатывает управляющее воздействие. Программирование контроллеров может производится с помощью пакета программирования под Windows – DirectSOFT. Для организации связи оператора со схемой контроля и регулирования (вывода результатов измерений технологических параметров и ручного управления в случае необходимости) используется ЭВМ. В него входит: AMD Athlon 2100MHz/NVIDIA GeForce MX440/Realtek AC’97 Audio/768MbDDR/120GbHDD/CD-ROM52x. ЭВМ работает под

Настоящее пособие состоит из трех частей. Здесь представлена 1 часть пособия. Она может быть полезна при изучении таких дисциплин как: электроника, информатика, прикладная математика, основы микропроцессорной техники, теория дискретных устройств.

1 Сапожников В. В. и др. Дискретные устройства железнодорожной автоматики, телемеханики и связи: Учебник для вузов ж.-д. трансп. М.: Транспорт, 1988. 255 с.
2 Бочков К. А., Кострома Т. В., Семенюта А. Н. Синтез дискретных устройств: Методические указания для выполнения курсового проекта по курсу «Теоретические основы автоматики и телемеханики» / Белорус. ин-т инж. ж.-д. трансп. Гомель: БелИИЖТ, 1991. 46 с.
3 Сапожников В.В.,Бочков К.А.,Трохов В.Г.,Кузьмин О.И. Теория дискретных устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи: Методические указания к кон-трольной работе для студентов III курса специальности «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте». Гомель: БелИИЖТ, 1990. 41 с.
4 Поспелов Д. А. Логические методы анализа и синтеза схем. М.: Энергия, 1974. 368 с.