2.2 Обоснование выбора приборов и средств автоматизации для реализации аср давления под колошником доменной печи
В соответствии с выбранной структурой АСР основным информационным сигналом в ней является сигнал, пропорциональный давлению под колошником доменной печи. Параметры контролируемой среды:
- давление, кгс/см2 1,25;
- температура, ºС 300.
Место установки датчика подвержено воздействию окружающей среды с параметрами:
- температура, ºС -20 - +50;
- абсолютное давление, кПа 90-105;
- относительная влажность, % 30-80.
Расстояние от датчика до вторичного прибора около 60 м.
Контролируемая и окружающая среды при нормальной работе агрегата взрыво- и пожаробезопасны.
В соответствии с требованиями метрологического каталога доменной печи допустимая погрешность контроля давления под колошником ±2,0%, а допустимое запаздывание информации – 25 с.
В соответствии с приведенными условиями для контроля давления под колошником доменной печи выбран преобразователь давления измерительный типа МТМ 700ДИ, предназначенный для эксплуатации в условиях:
- температура, ºС от минус 40 до плюс 60;
- абсолютное давление, кПа 84,0-106,7;
- относительная влажность, % до 95.
Основные технические характеристики преобразователей:
- верхний предел измерения, кПа 250;
- предельно-допускаемое избыточное давление, кПа 900;
- выходной сигнал, мА 4-20;
- пределы основной погрешности, % ±0,4;
- параметры электропитания от сети переменного тока:
1) напряжение, В 220;
2) потребляемая мощность, В·А 8.
Все остальные технические средства АСР, кроме исполнительного механизма, будут размещены на щитах, в специально подготовленном, отапливаемом помещении и эксплуатироваться в общепромышленных условиях:
- температура, ºС 5-50;
- давление, кПа 90-105;
- относительная влажность, % до 80.
Для питания дифманометра выбран блок питания МТМ-141, предназначенный для работы в условиях:
- температура, ºС от минус 10 до 40;
- атмосферное давление, кПа 84-107;
- относительная влажность, % до 80.
Основные технические характеристики блока:
- напряжение питания от сети переменного тока, В 150-250;
- потребляемая мощность, В·А 10;
- выходное стабилизированное напряжение, В 24±1.5;
- максимальный ток нагрузки, А 250;
- количество выходных клемм 2 пары;
- степень защиты корпуса IP20;
- масса, кг не более 0,16.
Для регистрации контролируемых параметров выбран регистратор электронный МТМ-РЭ-160, обеспечивающий накопление, хранение и отображение информации о состоянии технологического параметра, заданного сигналами постоянного тока 0-5; 0(4)-20 мА по двум каналам. Регистратор предназначен для общепромышленных условий эксплуатации и имеет технические характеристики:
- разрешающая способность графика отображения параметра, % 1;
- шаг регистрации, с от 1 до 60;
- питание от сети переменного тока:
1) напряжение, В 100-250;
2) частота, Гц 50;
3) потребляемая мощность, В·А до 25;
- основная погрешность цифровых показаний, % ±0,25;
- масса, кг не более 2,9.
При выбранных технических средствах погрешность контроля давления составит:
что ниже допустимой.
Запаздывание информации определяется, в основном, длиной импульсной трассы и не превышает допустимого.
Регулятор АСР должен работать с унифицированным токовым входным сигналом и обеспечивать реализацию ПИ-закона регулирования совместно с исполнительным механизмом постоянной скорости. Для этого выбран ПИД-регулятор одноканальный МТМ-620, реализующий функции:
- ПИД, ПИ, ПД, П, двухпозиционное регулирование с импульсным или аналоговым выходным сигналом;
- защита от обрыва цепи датчика;
- автоматическая диагностика отказов;
- автоматизированная настройка динамических параметров регулятора;
- переключение режимов управления «автомат» - «ручное» и ручное управление выходным сигналом как с лицевой панели регулятора, так и дистанционно с помощью дискретных входных сигналов;
- цифровая индикация параметров процесса и самого регулятора.
Регулятор предназначен для эксплуатации в закрытых взрыво- и пожаробезопасных помещениях при отсутствии в окружающем воздухе агрессивных паров и газов и параметрах окружающей среды:
- температура, ºС 5-50;
- абсолютное давление, кПа 86-106,7;
- относительная влажность, % до 80.
Основные технические характеристики регулятора:
- количество входов для подключения унифицированных токовых сигналов стандартных диапазонов 2;
- основная погрешность измерения сигналов, % ±0,25;
- разрешающая способность измерения сигналов, % ±0,02;
- погрешность установки задания, % 0,01;
- импульсный выход типа «сухой» транзисторный ключ 45 В, 0,15 А;
- параметры электропитания от источника переменного тока:
1) напряжение, В 220;
2) частота, Гц 50(60);
3) потребляемая мощность, В·А не более 6.
Для выбора режимов управления «автомат» - «дистанционное» и для управления исполнительным механизмом в дистанционном режиме, выбран блок ручного управления БРУ-32, предназначенный для общепромышленных условий эксплуатации и обеспечивающий коммутацию:
- постоянного тока от 0,1 до 0,25 А при напряжении от 6 до 34 В;
- переменного тока от 0,1 до 0,25 А при напряжении от 12 до 220 В.
БРУ-32 имеет стрелочный индикатор, показания которого линейно изменяются от 0 до 100% при изменении входного сигнала от 0 до 5 мА.
В соответствии с величиной крутящего момента, необходимого для перестановки регулирующего органа, выбран механизм электрический однооборотный типа МЭО-630/25-0,25-92К, предназначенный для эксплуатации в условиях:
- температура, ºС от минус 30 до 50;
- относительная влажность, % до 80;
- недопустимо воздействие дождя и солнечной радиации.
Основные технические характеристики МЭО:
- номинальный крутящий момент на выходном валу, Н·м 630;
- тип кинематической схемы электропривода АИР-56А4;
- потребляемая мощность, Вт 200;
- полный ход выходного вала, об. 0,25;
- время полного хода выходного вала, с 25;
- масса, кг 74;
- тип датчика положения вала БСПТ-20.
Для усиления управляющего воздействия регулятора по мощности выбран пускатель бесконтактный реверсивный ПБР-3А, предназначенный для общепромышленных условий эксплуатации и имеющей технические характеристики:
- входное сопротивление, Ом 750;
- максимальный коммутируемый ток, А 3,0;
- быстродействие, мс не более 25;
- электропитание от трехфазной сети переменного тока:
1) напряжение, В 380;
2) частота, Гц 50;
3) потребляемая мощность, В·А 5;
- масса, кг не более 3,5.
Задание величины регулируемого параметра в АСР будет производиться органами оперативного контроля и управления регулятора МТМ-620.
Выбор режима управления и дистанционный контроль положения вала исполнительного механизма будет производиться с помощью БРУ-32.