122791 (Автоматизация процесса подготовки шихты), страница 4

Температура песка в бункере песка измеряется преобразователем температуры поз. 3-1. Сигнал с измерительного преобразователя поступает через модуль аналогового ввода в контроллер поз. 1-2 в реализованный программным путем блок компенсации и в ЭВМ, где осуществляется индикация измеряемого значения температуры. С блока компенсации сигнал поступает на регулятор температуры.

Выработанный регулятором температуры сигнал управления поступает через модуль импульсного вывода на пускатель поз. 1-3 и далее на исполнительный механизм регулирующего клапана на газопроводе поз. 1-5.

1. Для регулирования концентрации отходящих дымовых газов на выходе из сушильного барабана используем каскадную систему регулирования. Корректирующим (внешним, основным) регулятором является регулятор концентрации отходящих дымовых газов, а стабилизирующим (внутренним) – регулятор соотношения “воздух/топливный газ”. В качестве регулирующего воздействия выбираем изменение расхода воздуха, поступающего на горение в сушильный барабан.

Концентрация кислорода в отходящих из сушильного барабана дымовых газах измеряется газоанализатором поз.4-1, 4-2. Сигнал текущего значения концентрации кислорода, содержащегося в дымовых газах, с газоанализатора поступает через модуль аналогового ввода на контроллер поз. 1-2. в реализованный программным путем основной регулятор концентрации и в ЭВМ, где осуществляется индикация измеряемого значения.

Измерение расхода газа осуществляется измерительным преобразователем расхода поз. 5-1, 5-2. Сигнал текущего значения расхода поступает в контроллер поз. 1-2 на программно реализованный вспомогательный регулятор и в ЭВМ, где осуществляется индикация значения расхода. Сюда же поступает сигнал с измерительного преобразователя расхода воздуха, подаваемого на горение, поз. 6-1, 6-2. Выработанный основным регулятором сигнал поступает на вход вспомогательного регулятора. Сигнал управления с вспомогательного регулятора поступает через модуль импульсного вывода на пускатель поз. 6-3 и далее на исполнительный механизм регулирующего клапана на трубопроводе воздуха поз. 6-5.

Регулирование влажности песка в разгрузочной камере сушильного барабана песка осуществляется одноконтурной системой регулирования. Влажность песка измеряется преобразователем влажности поз. 7-1, 7-2. Сигнал с измерительного преобразователя поступает через модуль аналогового ввода в контроллер поз. 1-2 в реализованный программным путем регулятор влажности и в ЭВМ, где осуществляется индикация измеряемого значения влажности. С регулятора сигнал поступает через модуль импульсного вывода на пускатель поз. 7-3 и далее на исполнительный механизм регулирующего клапана на трубопроводе воздуха для сушки поз. 7-5.

Для поддержания необходимого разряжения в сушильном барабане песка используем комбинированную систему регулирования, компенсирующую изменение расхода воздуха, поступающего на сушку. Регулирующее воздействие – изменение количества отводимых дымовых газов.

Измерение разрежения в сушильном барабане осуществляется измерительным преобразователем разрежения поз. 18-1. Сигнал с преобразователя поступает через модуль аналогового ввода на контроллер поз. 1-2 на реализованный программным путем регулятор давления и в ЭВМ для индикации значения давления.

Сигнал, пропорциональный расходу воздуха, с измерительного преобразователя поз. 9-1, 9-2 поступает через модуль аналогового ввода в контроллер поз. 1-2 на реализованный программным путем блок компенсации и в ЭВМ, где осуществляется индикация измеряемого значения температуры. С блока компенсации сигнал поступает на регулятор давления. Сигнал управления с регулятора поступает через модуль импульсного вывода на пускатель поз. 8-2 и далее на исполнительный механизм регулирующего клапана на трубопроводе воздуха поз. 7-5.

Регулирование уровня песка в силосе осуществляется одноконтурной системой автоматического регулирования. Уровень измеряется преобразователем уровня поз. 10-1, 10-2. Сигнал текущего значения уровня поступает через модуль аналогового ввода в контроллер поз. 1-2 на программно реализованный регулятор уровня и в ЭВМ, где осуществляется индикация этого значения. Выработанный регулятором уровня сигнал управления поступает через модуль импульсного вывода на пускатели поз. 10-5 – 10-25, запускающие приводы транспортеров, элеваторов, сушильного барабана, вентиляторов, качающегося питателя, виброднища бункера песка и исполнительного механизма заслонок бункера песка и силоса песка поз. 10-24 и 10-7 соответственно.

Регулирование уровня соды в силосе осуществляется одноконтурной системой автоматического регулирования. Уровень измеряется преобразователем уровня поз. 18-1, 18-2. Сигнал текущего значения уровня поступает через модуль аналогового ввода в контроллер поз. 1-2 на программно реализованный регулятор уровня и в ЭВМ, где осуществляется индикация этого значения. Выработанный регулятором уровня сигнал управления поступает через модуль импульсного вывода на пускатель поз. 18-3, запускающие приводы пневмотранспорта, подающего соду в силос.

Аналогично осуществляется регулирование уровня в силосах мела, доломитовой муки, полевого шпата, селитры и содо-сульфатной смеси.

Регулирование уровня шихты в бункере запаса осуществляется одноконтурной системой автоматического регулирования. Уровень измеряется преобразователем уровня поз. 20-1, 20-2. Сигнал, пропорциональный текущему значению уровня поступает через модуль аналогового ввода в контроллер поз. 1-2 на программно реализованный регулятор уровня и в ЭВМ, где осуществляется индикация этого значения. Выработанный регулятором уровня сигнал управления поступает через модуль импульсного вывода на пускатели, запускающие приводы транспортеров, смесителей, качающихся питателей, шнековых питателей и исполнительных механизмов заслонок силосов и смесителей поз. 20-3–20-21 и поз. 21-5–21-48.

Регулирование уровня песка в бункере над загрузчиками осуществляется одноконтурной системой автоматического регулирования. Уровень измеряется преобразователями уровня поз. 28-1, 28-2, 29-1, 29-2, 30-1, 30-2. Сигнал с каждого преобразователя, пропорциональный уровню в соответствующем бункере, поступает через модуль аналогового ввода в контроллер поз. 1-2 на программно реализованный регулятор уровня и в ЭВМ, где осуществляется индикация этого значения. Выработанный регулятором уровня сигнал управления поступает через модуль импульсного вывода на пускатели поз. 28-3 – 28-28, запускающие приводы транспортеров, элеваторов, качающихся питателей, плужковых сбрасывателей, виброднищ бункеров и исполнительных механизмов заслонок бункеров поз. 28-5, 28-18, 28-23.

Для получения дополнительной информации о протекании процесса предусмотрен контроль следующих параметров:

• температуры топливного газа,

• температуры воздуха, поступающего на сушку,

• температуры воздуха, поступающего на горение.

Измерение температуры в указанных точках осуществляется измерительными преобразователями поз. 34-1, поз. 35-1, поз. 36-1 соответственно, сигналы с которых поступают в ЭВМ для индикации измеряемых значений температуры.

Предложенная система автоматизации помимо указанных контуров регулирования включает систему сигнализации и блокировок. Эта система работает следующим образом. Текущие значения параметров, по которым осуществляется сигнализация или блокировка, сравниваются с минимально или максимально допустимыми, и при выходе одного или нескольких параметров за допустимые пределы изменения срабатывает система сигнализации и блокировок.

В системе предусмотрена сигнализация и блокировка по следующим технологическим параметрам:

• низкое/высокое давление топливного газа;

• низкое/высокое давление воздуха, поступающего на горение;

• низкое/высокое давление воздуха, поступающего на сушку;

• низкое/высокое давление отходящих дымовых газов;

• отсутствие/погасание пламени в топке сушильного барабана;

• аварийное снижение скорости конвейеров, транспортеров, элеваторов, аварийного проскальзывания ленты транспортера;

• низкое/высокое давление в пневмотранспорте.

Функционирование контуров блокировки по указанным значениям технологических параметров осуществляется следующим образом.

Контроль нижнего/верхнего значения давления топливного газа в трубопроводе осуществляется датчиком-реле давления поз. 13-1. При выходе параметра за допустимые пределы сигнал с реле–давления через модуль дискретного ввода поступает в контроллер поз. 1-2, который через модуль дискретного вывода выдает сигнал на электромагнитный преобразователь поз. 10-3 и далее на исполнительный механизм поз. 10-4 отсекающего клапана, расположенного на газопроводе. При этом прекращается подача газа в сушильный барабан. Автоматически происходит отключение остального оборудования: вентиляторов, нагнетающих воздух на горение и сушку, электроприводов транспортеров, элеваторов, сушильного барабана и пр.

Контроль нижнего/верхнего значения давления воздуха, поступающего на горение, осуществляется датчиком-реле давления поз. 14-1. При выходе параметра за допустимые пределы сигнал с реле–давления через модуль дискретного ввода поступает в контроллер поз. 1-2, который через модуль дискретного вывода выдает сигнал на электромагнитный преобразователь поз. 10-3 и далее на пускатель электропривода дутиевого вентилятора поз. 10-17, При этом прекращается подача воздуха в сушильный барабан на горение. Автоматически происходит отключение остального оборудования: вентиляторов, нагнетающих воздух на сушку, электроприводов транспортеров, элеваторов, сушильного барабана и пр.

Аналогично осуществляется блокировка при достижении давлением воздуха, поступающего на сушку, и давлением отходящих дымовых газов и давлением в пневмотранспорте соответствующих критических значений.

Контроль наличия/погасания пламени в топке сушильного барабана осуществляется датчиком погасания пламени поз. 17-1, 17-2. При отсутствии/погасании пламени в топке сигнал с датчика через модуль дискретного ввода поступает в контроллер поз. 1-2, который через модуль дискретного вывода выдает сигнал на отключение газа, останов подачи воздуха в сушильный барабан, останов электроприводов, а также на закрытие заслонок бункеров и силосов поз. 10-3–10-24.

Контроль аварийного снижения скорости конвейеров, транспортеров, элеваторов, аварийного проскальзывания ленты транспортера осуществляется устройством контроля скорости поз. 11-1, 11-2. Сигнал с датчика через модуль дискретного ввода поступает в контроллер поз. 1-2, который через модуль дискретного вывода выдает сигнал на останов оборудования, отключение газа, останов подачи воздуха, останов электроприводов, а также на закрытие заслонок бункеров и силосов.

В системе предусмотрена возможность управления исполнительными механизмами в контурах управления и блокировки оператором с ЭВМ. Кроме того, по месту расположены кнопки ручного управления исполнительными механизмами отсекателей и электродвигателями вентиляторов, пневмотранспорта, сушильного барабана.

В ЭВМ осуществляется сигнализация предельных значений технологических параметров, положения отсекателей (открыт/закрыт) и режимов работы электродвигателей.

Функциональная схема автоматизации приведена в документе ДП 210200.833.2005 А2.

3.2 Выбор технических средств автоматизации

На основании эскизного проекта и разработанной функциональной схемы автоматизации производится выбор технических средств для проектируемой системы управления процессом подготовки шихты. Правильный выбор технических средств автоматизации является непременным условием эффективного и надёжного функционирования системы, залогом её минимальной стоимости и безопасности для персонала и окружающей среды.

Для разрабатываемой системы автоматизации применяется программируемый логический контроллер OCTAGON серии 6440. Многофункциональный контроллер, имеющий большую гибкость при конфигурировании, обладает мощными вычислительными ресурсами и большим количеством каналов ввода-вывода (более 750). Контроллер предназначен для сбора, обработки информации и управления объектами в схемах автономного управления или в составе распределенной системы управления на основе локальных сетей уровней LAN и Fieldbus. Конструкция контроллера позволяет встраивать его в стандартные монтажные шкафы или другое монтажное оборудование, которое защищает от воздействий внешней среды, обеспечивает подвод сигнальных проводов и ограничивает доступ к контроллеру. Контроллер может работать в автономном режиме, в режиме удаленного терминала связи и в смешанном режиме.

Контроллер изготавливается в виде металлического крейта. Внутрь корпуса устанавливается процессорный модуль и до 16 модулей формата Е3 (ввода-вывода). Дополнительно в контроллер можно установить до двух модулей формата PC104. Внешние разъемы модулей выведены на лицевые планки. Корпус контроллера имеет степень защиты IP20 и предназначен для установки в монтажном шкафу.

Контроллер имеет магистрально-модульную архитектуру. При этом в контроллере используются две внутренние шины, аппаратно соединенные друг с другом — шина 8-разрядная ISA и шина ввода-вывода. Обе внутренние шины контроллера и схема их сопряжения реализованы на объединительной плате контроллера.

Контроллер OCTAGON серии 6440 имеет 16 посадочных мест для установки модулей ввода-вывода. Типы устанавливаемых модулей:

• 5624D48 — дискретный ввод, 48 каналов;

• 5600D40 — дискретный вывод, 40 каналов;

• 5720А16 — аналоговый ввод, 16 каналов и аналоговый вывод, 2 канала;

• 5648L16i — аналоговый ввод сигналов низкого уровня (измерение сигналов электрического сопротивления, термопар, термометров сопротивления и напряжения низкого уровня), 16 каналов с индивидуальной гальванической развязкой;

• 5328T12 — аналоговый ввод сигналов тензодатчиков, 12 каналов;

• 5750F24 — импульсный вывод, 24 канала.

Контроллер устойчив к воздействию следующих климатических и механических факторов: