Диссертация (1152216), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Москва). Cтехническими характеристиками программируемого логического контроллераОВЕН ПЛК154 можно ознакомиться из руководства по эксплуатации на данныйприбор [70].Для защиты питания контроллера ОВЕН ПЛК154 от импульсных ивысокочастотных помех в двухпроводной сети переменного тока 220 В, 50 Гцрекомендуется применить блок сетевого фильтра ОВЕН БСФ-Д2-0,6.Основные функции блока:защита контроллера от действия помех, проникающих из сети отработающего электрооборудования;подавление высокочастотных помех;ослабление импульсных помех.117В системе автоматического управления процессом стерилизации консервов(рисунок 4.2) имеются два основных канала измерения: температуры и давления.Для реализации функции измерения применяются датчики.Датчики должны удовлетворять следующие основные требования:иметь высокую точность измерения;быть внесены в реестр средств измерений РФ;иметь достаточную для измерения разрешающую способность;обладать высокой надежностью и соответствовать требованиям ГОСТпо электромагнитной совместимости с критерием качества функционирования А;иметь широкий диапазон рабочих параметров окружающий среды;иметь низкую стоимость.Пользуясь данными требованиями и описанием технологического процессастерилизации консервов можно выделить основные характеристики датчикатемпературы, которые актуальны для построения программно-аппаратногокомплекса.
Они для удобства анализа в порядке приоритета сведены в таблицу4.3.Таблица 4.3 – Характеристики датчика температурыТехнические характеристикиЗначениеРабочийдиапазонизмеряемыхотемператур, СДлина погружной части, мм0….+150Схема подключения датчикаКласс точностиВыходной сигнал с датчикаСтепень защиты320двухпроводная1,0аналоговый 4-20мАIP54Анализ показывает, что целесообразно использовать модель датчикатемпературы с увеличенной коммутационной головкой, в которую помещаетсятемпературный нормирующий преобразователь.Таким образом, необходимоиспользовать модель со стандартной номинальной статической характеристикой118(100М), измеряющей температуру от минус 50 до плюс 180 oC, стандартнымклассомдопуска(В) идвухпроводнойсхемойвнутреннихсоединенийпроводников.
Длина монтажной части равна 320 мм. Соответственно в системеиспользуется датчик температуры ОВЕН ДТС065Л-100М.В2.320 со встроеннымнормирующим преобразователем ОВЕН НПТ-2.06.1.2.ПреобразовательдатчикомОВЕНпредназначендляНПТ-2.06.1.2,совместнопреобразованиясзначенияизмерительнымтемпературывунифицированный сигнал постоянного тока 4…20 мА. Преобразовательпредназначен для работы с термометрами сопротивления (по ГОСТ Р 8.625-2006)во вторичной аппаратуре систем автоматического управления технологическимипроцессами.Основные характеристики датчика давления, которые актуальны дляпостроения программно-аппаратного комплекса, в порядке приоритета сведены втаблицу 4.4.Таблица 4.4 – Характеристики датчика давленияХарактеристикиВерхний предел измеряемого давленияЗначение1000 кПаКласс точности1,0Выходной сигналНапряжение питанияСтепень защиты4-20мА24ВIP54Предъявляемым требованиям (таблица 4.4) наиболее полно удовлетворяетобщепромышленный датчик давления ОВЕН ПД100-ДИ1,0-111-1,0, которыйблагодаряцифровойпомехоустойчивостью.схемеВобладаетданномповышенноймикропроцессорномнадежностьюдатчикеидавленияреализована современная технология цифровой компенсации для корректировки«нуля» и диапазона измерения.
Датчик может быть конфигурирован и калибровансиспользованиемсредствналадки/калибровки(ПКкоммуникатора). Данный датчик преобразует давлениеилиспециальногов унифицированный119сигнал постоянного тока в диапазоне 4-20 мA. Диапазон выходного токанормирующегопреобразователяпропорционалензначениюфизическойвеличины, измеряемой датчиком, и соответствует рабочему диапазону датчика,указанному в его технических характеристиках.Дополнительным аргументом в пользу выбора данных датчиков являетсясамая низкая цена в классе подобных приборов [47].Для питания нормирующего преобразователя датчика температуры идатчика давления необходим дополнительный источник- блок питания свыходным напряжением постоянного тока 24В. Основные характеристики блокапитания для датчиков, которые актуальны для построения программноаппаратного комплекса, в порядке приоритета сведены в таблицу 4.5.Таблица 4.5 – Характеристики блока питания датчиковНаименованиеЗначениеВходное напряжение переменного тока, В90 - 264Частота, Гц47...63Выходное напряжение постоянного тока, В24 ± 2 %Количество выходных клеммных пар на 24В2Суммарная выходная мощность, Вт4Максимальный ток нагрузки канала, мАДляпитаниястабилизированным165напряжениемактивныхдатчиковподходит блок питания ОВЕН БП04Б-Д2-24.Для контроля верхнего уровня воды, который соответствует полномузаполнениюавтоклававодой,можетиспользоватьсялюбойдатчик,срабатывающий на контакт с водой.
Датчик должен быть установлен в магистральслива (верхнего перелива) и рассчитан на работу при температуре свыше 120 oC идавления выше 250 кПа. Таким требованиям соответствует датчик-реле потокалепестковое ДР-П-34.120Автоклав с закрытой крышкой заполняется водой и при достиженииверхнего уровня, когда верхние банки окажутся под водой, через верхнююсливную магистраль вода будет сбрасываться в канализацию (рисунок 4.1).
Этоприводит к срабатыванию датчика-реле потока воды ДР-П-34, что являетсясигналом, отражающим полное заполнение автоклава водой и готовностьперехода от подготовительного режима к основному режиму стерилизации.Наоснованииустройствореализуетинформациизаданныйотдатчиковалгоритмпрограммно-управляющееуправленияисполнительнымимеханизмами – запорно-регулирующими клапанами КЗР (рисунок 4.2).выдаѐтуправляющиесигналысаналоговыхвыходов(AO)ПЛКнаэлектропневматические преобразователи.
Последние, получая аналоговый сигналуправления 4-20 мА от контроллера, выдают пневматический сигнал управленияна мембранные исполнительные механизмы соответствующих клапанов подачипара, воды и воздуха, а также клапана верхнего слива. Подключение внешнегоблока питания для аналоговых выходов ОВЕН ПЛК150 при этом не требуется,так как блок питания встроен в контроллер и его аналоговые выхода являютсяактивными.Регулирующие односедельные клапаны с мембранным пневматическимисполнительным механизмом отличаются быстрым срабатыванием и высокойчувствительностью к управляющему сигналу, что позволяет добиться высокойточности регулирования потока среды в трубопроводе [54].
Однако, так какмембранный исполнительный механизмявляется пневматическим, то дляпреобразования стандартного электрического сигнала управления от контроллера4-20 мA в пневматический 0,02-0,1МПа (для управления МИМ) необходимоиспользовать электропневматический преобразователь. Основные характеристикиэлектропневматического преобразователя, которые актуальны для построенияпрограммно-аппаратного комплекса, в порядке приоритета сведены в таблицу 4.6.Кроме приведенных в таблице 4.6 основных функций преобразованияуправляющего сигнала, ЭПП должен уменьшать рассогласование хода иповышатьбыстродействиемембранныхпневматическихисполнительных121механизмов одностороннего действия путем введения жесткой обратной связи поположению выходного звена исполнительного механизма.Таблица 4.6 – Характеристики электропневматического преобразователяНаименованиеЗначениеВходной сигнал, мA4 - 20Основная погрешность, %0,5Выходной пневматический аналоговый сигнал, кПа20-100Номинальное давление воздуха питания, кПа250Входное сопротивление преобразователя, Ом130Степень защитыIP54Предъявляемымфункциямнаиболееполноудовлетворяетэлектропневматический позиционер ЭПП-1.4-20мА.250кПа.10.У1 (с обратнымходом) производства Саранского приборостроительного завода.
Он подаѐтпропорциональный электрическому току управляющий пневматический сигнал намембранные исполнительные механизмы МИМ-250.Электропневматические позиционеры являются следящими регуляторами иотвечают за обеспечение заданной координации положений исполнительныхпневматических механизмов в соответствие с командами управляющих сигналов.Команды, в зависимости от заданного рабочего режима, могут быть представленыв виде аналогового сигнала постоянного тока. Структурно в состав ЭПП входиттри блока: блок электроники, электропневматический блок, и блок, отвечающийза обратную связь. Для питания электропневматических позиционеров воздухом вего системе подготовки рекомендуется использовать фильтр-стабилизатордавления воздуха.Мембранный исполнительный механизм совместно с ЭПП устанавливаетсяна односедельный клапан, который применяется как для автоматическогорегулирования технологического процесса, так и в качестве запорного122устройства.
Основные характеристики односедельного регулирующего клапана сМИМ в порядке приоритета сведены в таблицу 4.7.Функционально клапан должен обеспечивать непрерывное регулированиепараметров рабочей среды (давления и температуры) путем измененияпропускной способности.Таблица 4.7 – Характеристики односедельного регулирующего клапанаНаименованиеЗначениеДиаметр номинальный, мм50Давление номинальное, кПа1000Пропускная характеристикалинейнаяУсловная пропускная способность, м3/ч32Рабочая средаВода, пар, воздухУсловное давление управляющего воздуха, кПа250Температура рабочей среды, оСот 0 до 150Температура окружающей среды, оСот минус 15 до 50Климатическое исполнение по ГОСТ15150У2Тип МИММИМ-250Предъявляемым требованиям из таблицы 4.7 и выполняемым функциямнаиболее полно удовлетворяет клапан запорно-регулирующий односедельныйфланцевый 25ч42нж Д-50 в комплекте с МИМ-250.Для контроля и управления программно-аппаратным комплексом состороныоператоранеобходимоустройствокласса«человеко-машинныйинтерфейс», предназначенное для ввода параметров управляющей программыфункционированияПЛК,мониторингафункционированиясистемыиредактирования значений параметров функционирования.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
