Автоматизация процесса сухого помола цементного клинкера в трубной шаровой мельнице

 

 

Регулятор влажности.

 

 

Рис.3. МПР51 Щ4.01

В качестве регулятора влажности  был выбран измеритель-регулятор температуры и влажности– МПР51 Щ4.01 – для работы с  термопреобразователями сопротивления 50 Ом.

Программируемый измеритель-регулятор  типа МПР51-Щ4 предназначен для управления многоступенчатыми температурно-влажностными режимами технологических процессов  при производстве мясных и колбасных  изделий, в хлебопекарной промышленности, изготовлении

железобетонных конструкций, сушке древесины, в климатических  камерах и цементном производстве по заданной пользователем программе.

 

Прибор МПР51-Щ4 позволяет:

• измерять шесть параметров:

температуру камеры («сухого» термометра) Т_сух; температуру «влажного» термометра Т_влаж; температуру продукта Т_прод, влажность, положения двух задвижек;

• вычислять два дополнительных параметра:

 разность температур  ∆ = Т_сух – Т_прод;

влажность – психрометрическим методом (по показаниям «сухого» и «влажного» термометров);

• регулировать температуру по двум независимым каналам (не только газовой,

но и жидкой, и твердотельной  среды);

• задавать программу регулирования с различными уровнями защиты для разных групп специалистов;
• сигнализировать об обрыве или коротком замыкании в линии «прибор – датчик».
• регистрировать контролируемые параметры на ЭВМ.

 

Измерение температуры:

Температура измеряется с помощью термопреобразователей  сопротивления. Это могут быть медные датчики ТСМ 50М (R0 = 50 Ом), ТСМ 100М (R0 = 100 Ом) и платиновые датчики ТСП 50П (R0 = 50 Ом), ТСП 100П (R0 = 100 Ом).

 

Определение положения  задвижки с помощью резистивного датчика:

Сопротивление датчика  должно находиться в пределах от 100 до 1000 Ом; при больших значениях  сопротивления помехоустойчивость прибора будет снижаться. Положение задвижки отображается на индикаторе «ПАРАМЕТР» в процентах: закрытому состоянию задвижки соответствует показание 0 %, открытому – 100 %.

 

Регулятор – это устройство, осуществляющее регулирование

определённой величины, т.е. поддержание этой величины равной установке или управление изменением этой величины.

Регулятор может осуществлять любой из указанных ниже законов регулирования, в зависимости от свойств управляемого объекта:

пропорционально – интегрально – дифференциальный (ПИД) закон;

пропорциональный (П) закон;

 пропорционально-интегральный (ПИ) закон;

пропорционально-дифференциальный (ПД) закон;

 релейный (Т) закон.

 

В расчётной части курсовой работы осуществляется подбор закона регулирования и его параметров, откуда известно, что регулятор будет реализовывать ПИ – закон.

 

Пропорционально – интегральное регулирование (ПИ – закон).

 

При работе прибора  в режиме ПИ – регулятора величина выходного сигнала Yi зависит как от величины рассогласования E, так и от суммы предыдущих рассогласований:

 

где Xp — полоса пропорциональности;

Ei — отклонение;

t_и — постоянная времени интегрирования;

— накопленная в i_й момент времени сумма рассогласований (интегральная сумма).

 

Из рисунка  видно, что в первый момент времени, когда нет отклонения ( Ei = 0), нет и выходного сигнала (Yi = 0). С появлением отклонения Ei появляются импульсы, длительность которых постепенно увеличивается. В импульсах присутствует пропорциональная составляющая, которая зависит от величины E (не заштрихованная часть импульсов) и интегральная составляющая (заштрихованная часть). Увеличение длительности импульсов происходит за счет роста интегральной составляющей, которая зависит от рассогласования Ei и коэффициента t_и.

 

Структурная схема прибора.

 

Рис .4 Структурная  схема прибора

 

Структурная схема содержит:

• 5 входных устройств (входов);
• 2 регулятора;
• 4 компаратора;
• 6 цифровых фильтров;
• устройство для вычисления разности температур ∆Т и относительной
• влажности ψ;
• задатчик программ управления (программ технолога);
• 8 выходных транзисторных ключей;
• 5 выходных реле;
• устройство-сигнализатор об окончании выполнения программы технолога,
• устройство связи с компьютером, индикаторы.
• На входные устройства прибора поступают сигналы от датчиков температуры “сухого” термометра Т_сух; “влажного” термометра Т_влаж; продукта Т_прод и датчиков положения «Задвижка 1» и «Задвижка 2».

 

Технические характеристики прибора МПР51-Щ4.

Рис. 5 Технические характеристики прибора МПР51-Щ4.

 

Рабочий орган

Рис. 6. Затвор дисковый DE16

Затвор дисковый DE16 запорно-регулирующий с электроисполнительным механизмом МЭОФ.

Электрифицированные дисковые затворы предназначены для использования  в качестве запорно-регулирующих устройств  в системах автоматического регулирования технологических процессов и дистанционного управления в системах холодного и горячего водоснабжения, в системах отопления, вентиляции и кондиционирования.

 

Параметры дискового затвора типа DE16:

Диаметр условного прохода (Д_у) — 25-200 мм.

Давление рабочей среды (Р_раб)— до 1,6 МПа.

Рабочая среда — горячая  и холодная вода, воздух, пар.

Температура рабочей  среды (Т_раб)— -10°С...+130°С.

Степень утечки <0,00001% величины Kvs.

Характеристика регулирования  — линейная.

 
  Материал основных деталей:

• корпус — чугун;
• диск — нержавеющая сталь;
• вкладыш — полимерный материал (ЕРДМ).

 

 

 Параметры электроисполнительного  механизма

 

Обозначение механизмов	Номинальный  крутящий момент,  N·m	Номинальное   время полного хода выходного вала, s	Полный номинальный ход выходного вала, r	Питание,        V	Потребляемая мощность, W
МЭОФ-40/25-0,25К	40	25	0,25	3 ф.; 380	110

 

  

Рабочее положение механизмов — любое, определенное положением трубопроводной арматуры.

 

Механизмы изготовляются  с одним из следующих блоков сигнализации положения выходного вала:

1. реостатным БСПР,

2. индуктивным БСПИ,

3. токовым БСПТ — с унифицированным сигналом 0-5, 0-20, 4-20 mA по ГОСТ 26.011-80.

 

Нелинейность датчиков блоков сигнализации положения ±2,5%.

Средний срок службы механизмов не менее 15 лет.

 

 

Габаритные и присоединительные размеры затвора дискового запорно-регулирующего DE16 с механизмами МЭОФ

 

Ду,мм	Применяемые механизмы	Kvs	ØD	C	H	ØD2	L	L1	L2	L3	H1	H2
100	МЭОФ-40/25-0,25;-40/10-0,25	800	150	167,5	281,5	90	52	95	235	185	188	521,5

 

 

 

Исполнительный механизм с ОС

 

 

Рис. 7. МЭОФ в разрезе.

Механизмы МЭОФ — однооборотные  электрические фланцевые исполнительные механизмы, обеспечивающие передачу крутящего  момента на рабочий орган арматуры неполноповоротного принципа действия.

 

Механизмы МЭОФ предназначены для перемещения рабочих органов запорно-регулирующей трубопроводной арматуры поворотного принципа действия (шаровые и пробковые краны, поворотные дисковые затворы, заслонки и пр.) в системах автоматического регулирования технологическими процессами различных отраслей промышленности в соответствии с командными сигналами, поступающими от регулирующих или управляющих устройств. Механизмы устанавливаются непосредственно на арматуру.

Основные функции:

• автоматическое, дистанционное или ручное открытие/закрытие трубопроводной арматуры;

• автоматический и дистанционный останов рабочего органа арматуры в любом промежуточном положении;

• позиционирование рабочего органа трубопроводной арматуры в любом промежуточном положении;
• формирование информационного сигнала о конечных и промежуточных положениях рабочего органа арматуры и динамике его перемещения;

 

Конструктивными основными  деталями нелинейных механизмов являются:

• двигатель;
• привод ручной;
• редуктор;
• блок сигнализации положения.

 

 

Блок сигнализации положения выходного вала:

Предназначен для преобразования положения выходного вала механизма  в пропорциональный электрический  сигнал, сигнализации или блокирования в крайних или промежуточных  положениях выходного вала.

 Механизмы оснащаются  одним из видов блока сигнализации положения выходного вала:

• реостатным (БСПР-10)
• индуктивным (БСПИ-10)
• токовым (БСПТ-10)
• блоком концевых выключателей БКВ без датчика положения выходного вала.

 

 

В состав каждого блока  входят два основных узла: блок микропереключателей  и датчик. Блок микропереключателей содержит основание, корпус с микропереключателями и вертикальный вал с кулачками. Один из кулачков имеет два профиля по Архимедовой спирали на углах 90° или 0-225° (0-0,25 об. или 0-0,63 об.). При повороте вала кулачки, в зависимости от его положения, нажимают на кнопки микропереключателей. Поворот вала через профильный кулачок на валу вызывает изменение выходного сигнала датчика положения.

 

Редуктор:

 

Понижение частоты вращения и увеличение крутящего момента, создаваемых двигателем, осуществляется посредством многоступенчатых цилиндрических зубчатых или комбинированных червячно-зубчатых передач. Валы вращаются на шарикоподшипниках. Зубчатые передачи и шарикоподшипники смазываются густой смазкой, что обеспечивает установку механизма в любом положении в пространстве.

 

Двигатель:

 

Специальные синхронные электродвигатели с электромагнитной редукцией типа ДСОР и ДСТР являются приводом механизмов и обеспечивают поворотно-кратковременный режим  работы исполнительны механизмов с  частотой до 630 включений в час, продолжительностью включений до 25%.

 

Параметры электроисполнительного  механизма

 

Обозначение механизмов	Номинальный  крутящий момент,  N·m	Номинальное   время полного хода выходного вала, s	Полный номинальный ход выходного  вала, r	Питание        V	Потреб- ляемая мощ- ность, W
МЭОФ-40/25-0,25 К	40	25	0,25	3 ф.; 380	110