Быстрый поиск

Курсовая работа: Автоматизація процесу виготовлення бетонних сумішей

Система автоматизації складається з 2 контурів регулювання, які є одно контурними і непов’язані між собою.

2.4 . Вибір технічних засобів автоматизації

В якості датчика витрати використаємо діафрагми. Витрату реєструємо дифманометром. Для вимірювання рівня суміші в резервуар використовуємо буйкові рівнеміри. Також для вимірювання концентрації цільового компоненту на виході установки можна використати елктричний датчик концентрації.

Для регулювання параметрів використовуємо мікропроцесорні регулятори, які мають велику точність та швидкодію у порівнянн з іншими. Також їх досить легко настроювати. Виконавчі механізми вибираємо однообертові (МЕО) або багатообертові (МЕБ). Регулюючі органи – клапани або ж заслінки.

2.5 Специфікація на засоби автоматизації.

Таблиця 3.

№ п/п	№ позиції	Назва па раметра	Назва засобу та коротка техн. характеристика	Тип
1	2	3	5	6
1.	LТ	Рівень	Поплавковий сигналізатор рівня, кл.т.1,	СУ-3
2.	FE	Витрата	Діафрагма камерна, 10 МПа, Д=100 мм,	ДКС 10-100
3.	FFC	Витрата	регулятор співвідношення витрат компонентів, кл.т.1	13ДД11
6.			Виконавчий механізм електричний багатообертовий, МЭМ-10/160-10Р	МЕМ
7.			Клапан регулюючий	25С50НЖ

Дозатор цементу, сухих добавок та інших сипких матеріалів Гамма 200, 500 /

Призначення: дозування в технологічному процес сухих добавок таких як цемент

Дозатор цемента, сухих добавок и других сыпучих материалов Гамма 200, 500

Технічні характеристики

Класс точности по ГОСТ 10223-97	1
Наибольший предел дозирования (НПД), кг	200; 500
Наименьший предел дозирования (НмПД) кг	75; 150
Питание электрическое	220В/50Гц/50ВА
Питание сжатым воздухом, МПа	0,5-0,8
Производительность, доз/час (в случае управления от системы АСУ)	до 60
Габаритные размеры в сборе, мм ВхШхГ	дозатор в сборе – 1463х1300х1300
Диапазон рабочих температур:	0… +40ºС

Дозатори наповнювачів тензометричні дискретно дії

Дозатори наповнювачів тензометричні дискретно дії ДЗТ-XXXX, дозатори використовуються для дозування наповнювачів бетону піску, щебеня та інших матеріалів з густиною приблизно 1500 кг/м.куб. Використовуються на підприємствах будівельної промисловості.

Дозатор складається з вагового бункера, коромисла з підвісками, тензодатчика, пнемо привода, затвора, блока управління і блоку живлення (поставка Замовника).

Дозатори мають дві модифікації, відмінні одна від одної найбільшою межею дозування, найменшою межею дозування, продуктивністю та габаритними розмірами.

Основні технічні характеристики дозаторів

Наименование обозначения	Тип дозатора
Наименование обозначения	ДЗТ-1250	ДЗТ-1600
Пределы дозирования, кг:
наибольший	1250	1600
наименьший	125	160
Предел допускаемых отклонений действительных значений массы дозы от номинальных значений, %	±2	±2
Габаритные размеры, мм:
длина	1044	1044
ширина	1373	1373
высота	1965	2165
Масса, кг	261	280

Параметры электрического питания ДЗТ:

Напряжение, В	220 (+22/-33)
Частота, Гц	50±1
Потребляемая мощность, не более, ВА	50
Диапазон рабочих температур при влажности до 98%	от +5 до +35°C

Дозатори води тензометричні дискретної дії

Дозатори води тензометричні дискретної дії серії ДВТ-ХХХ, дозатори використовуються для дозування води, хімічних добавок та інших рідин з густиною близько 1000 кг/м.куб. Застосовуються на підприємствах будівельно промисловості.Дозатор складається з вагової ємності, затвору з пнемо приводом, утримуючого кільця, тензодатчика, блока управління та блоку живлення.

Дозатори мають чотири модифікації, відмінні одна від одної найбільшою межею дозування, найменшою межею дозування, продуктивністю та габаритними розмірами.

Основн технічні характеристики дозаторів.

Наименование обозначения	Тип дозатора
Наименование обозначения	ДВТ-15	ДВТ-30	ДВТ-140	ДВТ-300
Пределы дозирования, кг:
наибольший	15	30	140	300
наименьший	3	3	14	30
Предел допускаемых отклонений действительных значений массы дозы от номинальных значений, %	±1	±1	±1	±1
Габаритные размеры, мм:
длина	300	300	608	720
ширина	348	348	708	820
высота	1370	1470	1193	1458
Масса, кг	28	31	83	112

Параметры электрического питания ДВТ:

Напряжение, В	220 (+22/-33)
Частота, Гц	50±1
Потребляемая мощность, не более, ВА	50
Диапазон рабочих температур при влажности до 98%	от +5 до +35°C

2.6. Опис ФСА

Спочатку опишемо контур вимірювання. Контур вимірювання якості бетону включає в себе давач якості QE. В контурі вимірювання витрати встановлено первинні перетворювачі для вимірювання витрати FE.

Опишемо контури регулювання. Контур регулювання витрати здійснює регулювання подачі вхідних потоків для забезпечення необхідно продуктивності установки. При відхилені однієї з витрат подається сигнал на регулятор співвідношення витрат FFC, який формує керуючу дію на виконавчий механізм щоб компенсувати відхилення. Після чого виконавчий механізм приводить в дію регулюючий клапан, який змінюючи переріз повертає задане значення співвідношення витрат

Контур регулювання рівня діє наступним чином. З зміною рівня в резервуарі переміщується поплавок сигналізатора рівня LE і замикаються відповідні контакти (контакт нижнього або верхнього рівня). Далі сигнал поступає на релейний регулятор LC, який відповідно формує сигнал для виконавчого механізму відкрити або закрити регулюючий орган (заслінку).

Контур регулювання якост бетону регулює якість бетону на виході а також сигналізує про значне відхилення даного значення від заданого. Контур складається з давача якості QE. Давач ма стандартний електричний вихідний сигнал 4 – 20 мА, який поступає на мікропроцесорний регулятор QC. Регулятор фіксує значення якості в даний момент та формує керуючу дію при відхилені цього значення від заданого. Піля регулятора сигнал надходить на регулятор співвідношення витрат (виконавчий механізм), який впливаючи на регулюючий клапан змінює співвідношення витрат подачу одного із компонентів в резервуар. Також регулятор здійснює сигналізацію при значному відхилені якості від заданого значення.

3. Розрахунок системи автоматичного регулювання

3.1. Складання математичної моделі об’єкта регулювання

Аналіз рівняння динаміки на основі матеріального балансу по цільовому компоненту.

Рівняння динаміки.

(1)

Початкові умови для знайдення передаточної функц по каналу керування GA – Cсм :

;

рівняння статики:

(2)

Рівняння динаміки після перетворень набуде вигляду:

(3).

рівняння динаміки з нескінченими величинами:

(4).

рівняння динаміки обєкта в часовій області без врахування транспортного запізнення:

(7).

рівняння динаміки по каналу керування в часовій області з врахуванням транспортного запізнення:

(8).

Передаточная функція обєкту по каналу керування :

(10),

где:

;

(11),

де Vтруб - обєм трубопровода від Р.О. до входу аппарат.

3.2 Розрахунок основних параметрів ТОК

Для знаходження параметрів об’єкта необхідно знати що:

Виконавчий механізм буде мати передаточну функцію:

3.3 Вибір та обгрунтування типу перехідного процесу

Оскільки в контурі регулювання маємо запізнення то з трьох типових перехідних процесів вибираємо один, а саме з 20% перерегулюванням. Даний перехідний процес забезпечить оптимальний час регулювання і необхідну точність.

3.4 Визначення закону регулювання

При виборі типу регулятора орієнтуємось на величину відношення запізнення до сталої часу об’єкта – . Для нашого випадку . Отже вибираємо цифровий ПІД-регулятор, який має компенсувати запізнення в контур регулювання.

3.5 Розрахунок оптимальних настроювальних параметрів регулятора

Розраховуємо оптимальні настроювання для ПІД-регулятора. Для даного регулятора і прийнятого перехідного процесу знаходимо:

де - коефіцієнт підсилення регулятор;

- час ізодрома (постійна нтегрування регулятора);

- постійна диференціювання.

Передаточна функція регулятора .

3.6 Обгрунтування та вибір типу регулятора для проектованого контура регулювання

Виходячи з попередніх пунктів можна вибрати мікропроцесорний регулятор МИК-21. Даний регулятор досить легко настроюється, має малу похибку та високу швидкодію. Коротка технічна характеристика даного регулятора приведену вище в таблиці 3.

3.7. Побудова перехідного процесу розрахованої САР

Для побудови перехідного процесу використаємо програму MatLab і середовище Simulink. У вікні складемо наступний замкнутий контур і доразу оптимізуємо його підібравши відповідні коефіцієнти за допомогою блока NCD OutPort :