ПЗ (1231598), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Регулирующий клапан — это один из типов регулирующей арматуры, предназначенный для работы в системах отопления, горячего водоснабжения, холодного водоснабжения, циркуляционных, а также других видах систем. Благодаря применению электрических приводов, регулирующий клапан позволяет управлять термодинамическими процессами в системе: непрерывного (аналогового 4-20мА, 0-10В), а также, для дискретного (трех позиционного) регулирования.

Регулирующие клапана (иногда их называют регулирующими вентилями) наиболее часто применяющийся тип регулирующей арматуры который используется в основном для регулирования расхода и давления. Принцип работы прост: за счет конуса клапана (цилиндрического и седельного) регулируется расход рабочей среды через проходное сечение клапана. Импульс на открытие и закрытие клапана может подаваться различными системами управления (от контроллеров). Управляющим органом клапана является электрический, пневматический или гидравлический приводы. С помощью запорно-регулирующих клапанов осуществляется как регулирование по заданной характеристике, так и уплотнение затвора по Европейским нормам герметичности для запорной арматуры, что обеспечивается специальной конструкцией плунжера, имеющего профильную часть для регулирования, а также уплотнительную поверхность для плотного контакта с седлом в положении «закрыто».

По направлению потока рабочей среды регулирующие клапаны делятся на:

• проходные — такие клапаны устанавливаются на прямых участках трубопровода, в них направление потока рабочей среды не изменяется;

• угловые – меняют направление потока на 90°;

• двухходовые клапаны – имеют входной и выходной патрубок и служат для регулирования потока рабочей среды;

• трехходовые (смесительные) — имеют три патрубка для присоединения к трубопроводу (два входных и один выходной) для смешивания двух потоков сред с различными параметрами в один или разделения потоков среды.

На рисунке 1.6 изображен простейший проходной односедёльный регулирующий клапан в разрезе.

S – шток арматуры, передающий поступательное усилие от механизированного или ручного привода затвору, состоящему из плунжера и седла; P – узел уплотнения, обеспечивающий герметичность арматуры по отношению к внешней среде; F – фланец для присоединения арматуры к трубопроводу; B – корпус арматуры; T – плунжер, своим профилем определяет характеристику регулирования арматуры; V – седло арматуры, элемент, обеспечивающий посадку плунжера в крайнем закрытом положении.

Рисунок 1.6 – Проходной односедёльный регулирующий клапан

Усилие от привода с помощью штока передается на затвор, состоящий из плунжера и седла. Плунжер перекрывает часть проходного сечения, что приводит к уменьшению расхода через клапан. При полном закрытии плунжер садится в седло, поток перекрывается, и, если затвор будет полностью герметичен, давление после клапана будет равно нулю.

1.6 Программируемый логический контроллер

Программируемый логический контроллер – электронная составляющая промышленного контроллера – специализированного устройства, используемого для автоматизации технологических процессов. В качестве основного режима работы ПЛК выступает его длительное автономное использование, без серьёзного обслуживания и практически без вмешательства человека.

ПЛК имеют ряд особенностей, отличающих их от прочих электронных приборов, применяемых в промышленности:

• в отличие от микроконтроллера (однокристального компьютера) – микросхемы, предназначенной для управления электронными устройствами — областью применения ПЛК обычно являются автоматизированные процессы промышленного производства в контексте производственного предприятия;

• в отличие от компьютеров, ориентированных на принятие решений и управление оператором, ПЛК ориентированы на работу с машинами через развитый ввод сигналов датчиков и вывод сигналов на исполнительные механизмы;

• в отличие от встраиваемых систем ПЛК изготавливаются как самостоятельные изделия, отдельные от управляемого при его помощи оборудования.

На рисунке 1.7 представлена типовая структура ПЛК.

ПЛК состоить из трёх основных элементов:

• модули ввода, необходимые для получения внешних сигналов, таких как команды опреатора или данные с датчиков;

• процессорный модуль, где происходит обработка входящих сигналов и генерация управляющих воздействий по заранее заданному алгоритму;

• модули вывода, служащие для вывода управляющих сигналов на исполнительные органы.

Рисунок 1.7 – Типовая структура ПЛК

Для программирования ПЛК используются стандартизированные языки МЭК (IEC) стандарта IEC61131-3:

– Языки программирования (графические):

1. LD (Ladder Diagram) — Язык релейных схем — самый распространённый язык для PLC;

2. FBD (Function Block Diagram) — Язык функциональных блоков — 2-й по распространённости язык для PLC;

3. SFC (Sequential Function Chart) — Язык диаграмм состояний — используется для программирования автоматов;

4. CFC (Continuous Function Chart) — Не сертифицирован IEC61131-3, дальнейшее развитие FBD.

– Языки программирования (текстовые):

1. IL (Instruction List) — Ассемблеро-подобный язык;

2. ST (Structured Text) — Паскале-подобный язык.

1.6.1 Программируемое реле Zelio Logic

В качестве элемента управления системы выбраны программируемые реле фирмы Schneider Electric.

Программируемое (интеллектуальное) реле — разновидность программируемых логических контроллеров (ПЛК). Обычно программа создается на языке релейной логики (LD) или FBD при помощи компьютера или при помощи клавиш на лицевой панели ПЛК. Программируемые реле отличаются от полноценных ПЛК малым числом каналов ввода-вывода, малым объемом памяти программ, невозможностью исполнения сложных математических операций, зачастую моноблочной конструкцией.

Несмотря на сложность системы алгоритм ее работы довольно прост и не требует большого количества входов/выходов или сложных математических операций. Данное компактное реле справится с этой задачей.

Внешний вид контроллера представлен на рисунке 1.8. Основные характеристики представлены в таблице 1.1.

а – Две выдвигающиеся проушины для винтового крепления;

б – Две клеммы питания; в – Клеммы присоединения входов;

г – Жидкокристалический дисплей с подсветкой, 4 строки по 18 символов; д – Отсек для картриджа памяти и присоединения к ПК;

и – Клавиатура из 6 клавиш для программирования и регулировки параметров; ж – Клеммы присоединения выходов

Рисунок 1.8 – Внешний вид программируемого реле Zelio Logic

Таблица 1.1 – Основные характеристики программируемых реле Zelio Soft

Окончание таблицы 1.1

Реле имеет как дискретные входы, так и аналоговые: 0…20 мА, 0…10 В. Дискретные выходы расчитаны на напряжение 5…30 В. При необходимости база входов/выходов может быть расширена за счет использования модулей вх/вых, как дискретных, так и аналоговых. Это позволяет решать огромный спектр задач: от простого управления освещением, до реализации сложных технологических процессов.

Программируемое реле будет выполнять следующие функции:

• сбор данных о состоянии параметров и всей системы в целом;

• регулирование параметров для поддержания их на заданном уровне, а именно поддержание уровня избыточного давления внутри корпуса;

• отключение магистрального насоса в случае возникновения аварийного режима;

• оповещение оператора световым сигналом в случае возникновения аварийного режима.

1.6 Преобразователь частоты

Наличие в системе компрессора, а стало быть и электродвигателя, приводит в задаче управления этим самым двигателем. Наиболее современным и энергоэффективным решением будет являтся использование преобразователя частоты.

Частотно-регулируемый привод состоит из двигателя с короткозамкнутым роторои и преобразователя частоты.

Преобразователь частоты позволяет регулировать частоту вращения двигателя путем изменения частоты вращения магнитного поля.

Согласно уравнению:

(1.1)

где -частота питающего напряжения;

- число пар полюсов двигателя.

Скорость вращения двигателя можно регулировать, изменяя частоту питающего двигатель напряжения.

Преобразованием питающего переменного напряжения в переменное напряжение с регулируемой частотой занимается преобразователь частоты.

Основные функции, выполняемый преобразователем частоты:

• изменение скорости вращения магнитного поля в двигателе. Это обеспечивает изменение скорости вращения самого двигателя;

• поддержание постоянным магнитного потока вдигателя. Для выполнения этой функции необходим поддерживать постоянным соотношение напряжение/частота. Это необходимо, чтобы обеспечить номинальное значение крутящего момента в широком диапазоне регулирования;

• обеспечение плавного вращения магнитного поля двигателя.

При выполнении этих функций преобразователь частоты обеспечивает механические характеристики, представленные на рисунке 1.9.

Рисунок 1.9 – Механические характеристики двигателя при применении преобразователя частоты

Одной из основных задач преобразователя частоты является увеличение частоты вращения двигателя больше номинальной частоты. Однако, с увеличением частоты питающего напряжения преобразователь не может увеличивать величину напряженя. В связи с этим, при выходной величине частоты питающего напряжения больше номинальной, отношение напряжение/частоты уменьшается. Уменьшение этого отношения влечет за собой уменьшение магнитного поля и, как следствие, уменьшение момента, развиваемого двигателем. Т.е. при скорости двигателя больше номинальной магнитное поле ослабляется.

На рисунке 1.10 представлена зависимость магнитного потока от изменяющейся частоты напряжения.

Рисунок 1.10 – Зависимость величины магнитного потока от частоты напряжения

По способу преобразования преобразователи частоты делятся на:

Характеристики

Список файлов ВКР