Материал: Средства и способы автоматизации производственных процессов

При нормальной работе термоэлектрического преобразователя наружный кожух должен быть горячим. Охлаждение его является признаком засорения термоэлектрического преобразователя пылью, просасывающейся через него со вторичным воздухом. Для очистки термоэлектрического преобразователя следует продуть его сжатым воздухом. Периодичность очистки зависит от запыленности вторичного воздуха.

В связи с тем, что температура вторичного воздуха в различных точках сечения шахты при одном и том же режиме различна, необходимо выбрать такое место установки термоэлектрического преобразователя, где бы температура была наиболее близка к среднему значению температуры по всему сечению шахты.

3.6 Автоматическое регулирование

Задачей автоматического регулирования является поддержание постоянства определенных величин технологического процесса, например, заданных значений температур, разрежений, расходов и т. п., либо их изменение по определенному закону в зависимости от времени или от других величин. Эту роль выполняют автоматические регуляторы. Производственную установку или ее участок, в котором происходит процесс, подлежащий автоматическому регулированию, наливают объектом регулирования. Комплекс объекта с регулятором называется системой автоматического регулирования. Физическая величина, заданное значение которой необходимо поддерживать для нормального хода технологического процесса, называется регулируемой величиной. При отклонении регулируемой величины от заданного значения необходимо изменить приток количества вещества или энергии в объект или сток последних из объекта. Физическая величина, изменением которой осуществляется воздействие на регулируемую величину, называется регулирующей величиной и ее изменение регулирующим воздействием. Для изменения регулирующей величины объект должен быть оборудован регулирующим органом. Зоной нечувствительности называют предельное изменение регулируемой величины, при которой регулятор не действует. Элемент, осуществляющий перемещение регулирующего органа называют исполнительным механизмом регулятора. Устройство, позволяющее изменять задание регулятора, называется задатчиком. Задание устанавливается человеком, а регулятор только поддерживает значение регулируемой величины. Такие системы называются системами автоматической стабилизации. Существуют системы программного регулирования, в которых задание изменяется с течением времени по определенной программе. Системы, в которых заданное значение регулируемой величины должно изменяться в зависимости от изменения других величин (характер этого изменения заранее не известен), называются следящими системами. Для упрощения анализа свойств и работы систем автоматического регулирования их принято разделять на отдельные элементы - звенья, каждое из которых воздействует на последующее звено, в свою очередь, подвергаясь воздействию предшествующего звена. Место приложения воздействия предшествующего звена называется входом, а место подключения последующего звена - выходом данного звена.

.7 Дистанционное управление

Как уже отмечалось выше, применяемое в настоящее время технологическое и транспортное оборудование и имеющиеся средства автоматизации ограничивают возможности централизации управления даже на заводах, оснащаемых современной техникой. В результате имеется значительное количество территориально разрозненных постов управления.

Для управления ходом технологического процесса в целом используется диспетчерское управление, позволяющее координировать работу отдельных камер. Основными средствами диспетчерского управления на цементных заводах являются в настоящее диспетчерская сигнализация и связь. С помощью сигнализации диспетчер завода осуществляет контроль за ходом производственного процесса.

Щиты сигнализации состоят в основном из сигнальной панели с мнемонической схемой, панели счетчиков, числа часов работы агрегатов и шкафа с аппаратурой.

Сигнальная панель выполняется из зеркального стекла с нанесенной на нем мнемонической схемой завода. Символы основных агрегатов, работа которых контролируется (дробилки, болтушки, сырьевые, цементные и угольные мельницы, печи, сушильные барабаны), просвечиваются зеленым, красным светом лампочками, расположенными с задней стороны панели.

Свечение символов ровным зеленым светом сигнализирует о работе, а ровным красным - о нерабочем состоянии агрегата. При изменении состояния любого агрегата (остановку действующего или пуск стоявшего) соответствующий символ начинает светиться мигающим светом, аналогичным цвету его предыдущего состояния. Одновременно подается звуковой сигнал. При квитировании диспетчером сигнала путем нажатия кнопки «съем сигнала» звуковой сигнал прекращается, а символ агрегата переходит на свечение цветом, соответствующим его новому состоянию.

При квитировании сигнала диспетчер нажимает кнопку и включает шаговый искатель. Обегая последовательно 'все панели, рычаг искателя подпитывает обесточившееся ранее при изменении состояния одного из агрегатов реле. Последнее срабатывает, отключает через реле звонок и источник мигающего света и одновременно переключает лампочку символа на ровный свет того цвета, который соответствует новому состоянию агрегата.

Символы имеют, кроме зеленого и красного, еще и белый цвет («тихий ход»), который включается, как и остальные, соответствующим блок-контактом роторной станции печи через дополнительное реле. Если в кабинетах директора, и главного инженера завода имеются дублирующие сигнальные щиты, сигнальные лампы последних подключаются параллельно лампам основной, панели на щите диспетчера.

Счетчики числа часов работы агрегатов подключаются дополнительными контактами соответствующих реле к шинке датчика временных импульсов и отсчитывают, таким образом, время работы агрегатов. Счетчики эти устанавливаются в диспетчерской, обычно на отдельной панели. Для прямой связи диспетчера завода с цехами, в том числе с основными постами управления производственными участками, используется прямая телефонная и частично громкоговорящая связь.

3.8 Сигнализаторы давления

Для контроля давления масла в системах смазки, воды в трубопроводах к технологическим агрегатам и газа в газопроводах к форсункам, наряду с электроконтактными манометрами и дифманометрами с контактными устройствами применяются бесшкальные сигнализаторы давления, контакты которых включаются в схемы автоматического управления блокировки.

В чугунном корпусе с центральной расточкой помещается поршень с пружиной, сжатие которой может регулироваться гайкой. Снизу поршень опирается на мембрану, закрепленную в расточке корпуса крышкой. Реле закрыто кожухом. Над стержнем поршня установлен микропереключатель. Пружина регулируется так, чтобы зазор между стержнем и нажимным штифтом микропереключателя не превышал 0,5 мм. Контролируемое давление подводится под мембрану через нижнюю крышку. Под влиянием давления на поршень пружина сжимается, а стержень вызывает замыкание контактов микропереключателя. При падении давления пружина возвращает стержень в исходное положение, и микропереключатель размыкает свои контакты. Для контроля давления газа применяются сигнализаторы падения давления СПДС с диапазонами настройки 0,25- 1,5 кг/см2, 0,5-4 кг/см2, 1-6 кг/см2, 2- 8 кг/см2 и СПДМ с различными диапазонами настройки от 20 до 800 мм вод. ст. В качестве измерительного устройства в сигнализаторах СПДМ использована плоская, а в сигнализаторах СПДС гармониковая мембрана.

Измерительное устройство воздействует на ртутный выключатель, рассчитанный на 500 Вт безындукционной нагрузки при напряжении 220В переменного тока.

3.9 Кнопки управления

Рабочий элемент кнопки управления, конструктивная схема которого представлена на рис. 4.11, состоит из двух неподвижных контактов / и 2 с зажимами. Эти контакты перемыкаются подвижным контактом 3 мостикового типа. Если контакт кнопки управления замыкающий (рис. 4. И, а), то подвижной контакт находится над неподвижными и удерживается в этом положении пружиной 4. При нажатии штифта 5 пружина сжимается, мостиковый контакт опускается вниз и перемыкает неподвижные контакты. При этом цепь замыкается. Если контакт кнопки управления размыкающий (рис. 4.11, б), то подвижной контакт прижимается пружиной к неподвижным контактам снизу и при нажатии штифта опускается вниз разрывная цепь, сжимая пружину.

Наиболее удобными являются кнопки управления типа КУ. Рабочие элементы этих кнопок имеют четыре неподвижных контакта и один подвижной контакт мостикового типа (рис. 4.11, в). Если к штифту такой кнопки не приложено усилие, то подвижной контакт перемыкает верхние неподвижные контакты, прижимаясь к ним снизу и образуя размыкающий контакт. При нажатии штифта подвижной контакт опускается, сначала размыкая верхние неподвижные контакты, а потом замыкая нижние.

Рис7. Конструктивная схема кнопочных станций

3.10 Переключатели управления

Переключатели предназначены для применения в электрических цепях управления, сигнализации и контроля относительного положения подвижных частей механизма. Рабочая температура среды от -55 до +55°С. Повышенная влажность при температуре 35°С - 100%. В зависимости от вида ввода проводников, переключатели управления могут быть изготовлены с резьбовым неуплотненным вводом, с резьбовым уплотненным вводом (сальником) или с кабельным разъемом. Принципиальная электрическая схема приведена на рис. 9

рис.8 Принципиальная электрическая схема

.11 Измерители температуры

Температуру измеряют по международной практической температурной шкале. Температуры этой шкалы измеряются в градусах Цельсия.

Приборы, измеряющие температуру, условно разделены на термометры, измеряющие температуру в пределах до 500-f-600°, и пирометры, измеряющие более высокую температуру.

Измерители температуры классифицируются по принципу действия:

1. Термометры расширения. Эти термометры разделяются на дилатометрические, основанные на изменении объема или линейных размеров тел в зависимости от измеряемой температуры, и манометрические, основанные на изменении давления жидкости или газа, заключенных в постоянный объем в зависимости от измеряемой температуры.

2. Термометры сопротивления, основанные на изменении электрического сопротивления проводников и полупроводников при изменении их температуры.

3. Термоэлектрические пирометры, основанные на возникновении электродвижущей силы при нагревании спая разнородных проводников.

4.Пирометры излучения. Эти пирометры разделяются на пирометры полного излучения, основанные на нагревании тел лучеиспусканием (радиационные), пирометры частичного излучения, основанные на изменении яркости свечения тел в зависимости от температуры (оптические) и фотоэлектрические пирометры, основанные на свойстве фотоэлемента изменять возникающий в нем ток в зависимости от падающего на него лучистого потока.

Термометры расширения. К этим термометрам относятся ртутные, спиртовые и другие термометры, в которых температуры определяются по высоте столба рабочей жидкости. К этим же термометрам относятся механические термометры - дилатометры, действие которых основано на относительном удлинении под влиянием температуры двух тел, имеющих различные коэффициенты линейного удлинения. На рис. 6 показано схематическое устройство термометра, у которого трубка 1 сделана из латуни, имеющей большой коэффициент линейного расширения. Стержень 2 сделан из инвара (64% Fe и 36% Ni), имеющего ничтожно малый коэффициент линейного расширения. Разность в удлиненных между трубкой и стержнем передается при помощи рычага 3 и пружины 4 на стрелку.

Большое применение в системах автоматики получили биметаллические пластинки, состоящие из сваренных между собой по всей длине двух пластин (латунной и инваровой). Такая пластинка будет изгибаться при изменении температуры, так как ее стороны будут различно удлиняться.

Для автоматического контроля и регулирования применяются ртутные термометры с впаянными электродами. В таких термометрах при достижении заданной температуры замыкается контакт, дающий импульс управления.

Удобными являются термометры с магнитной головкой, в которых можно менять температуру, при которой посылается управляющий импульс.

Рис.9 Термометр - дилатометр.

.12 Вентилятор охлаждения камеры

ВЕНТИЛЯТОРЫ РАДИАЛЬНЫЕ ВР-300-45

Общие сведения. Низкого и среднего давления. Одностороннего всасывания.

Корпус спиральный поворотный. Вперед загнутые лопатки. Количество лопаток - 34. Направление вращения - правое и левое.

Варианты изготовления. ТУ 4861-033-00270366-96 Общего назначения из оцинкованной или углеродистой стали, общего назначения теплостойкие из углеродистой стали, коррозионностойкие из нержавеющей стали, коррозионностойкие теплостойкие из нержавеющей стали.

ТУ 4861-036-00270366-96 Взрывозащищенные из разнородных металлов, взрывозащищенные теплостойкие из разнородных металлов, взрывозащищенные из алюминиевых сплавов, взрывозащищенные коррозионностойкие из нержавеющей стали, взрывозащищенные коррозионностойкие теплостойкие из нержавеющей стали.

Условия эксплуатации. Температура окружающей среды от минус 40°С до плюс 40°С (до плюс 45°С для вентиляторов тропического исполнения). Умеренный и тропический климат; 2-я и 3-я категории размещения. При защите двигателя от прямого воздействия солнечного излучения и атмосферных осадков для умеренного климата - 1-я категория размещения. Не рекомендуется параллельная работа нескольких вентиляторов без элементов сети. При работе на всасывание, необходим диффузор на выходе.

Акустические характеристики измерены со стороны нагнетания при номинальном режиме работы вентилятора. На границах рабочего участка аэродинамической характеристики уровни звуковой мощности на 3 дБ выше уровня звуковой мощности, соответствующего номинальному режиму работы вентилятора.

Рис 10. Вентилятор охлаждения камеры.

4. Расчет шнекового смесителя

Исходные данные:

F = 1,1 кН; V = 0,8 м/с; D = 400 мм; δ = 4%; Lr = 6 лет.

.1 Выбор электродвигателя

η = η₁η²₂η3η4 = 0,98·0,99²·0,95·0,99 = 0,90;

P_δ = F·V = 1,1·0,8 = 0,88кВт.

Требуемая мощность электродвигателя равна:

Р_тр 0,98 кВт;

Угловая скорость барабана:

ω₁ 4 рад/с;