Синтез и моделирование промышленной системы автоматического управления

 
 
 

Материалы основных деталей 

Наименование Корпус, крышка Детали  затвора Сальниковая набивка Прокладка 25ч946нж Сталь 25Л Сталь 20Х13 Графлекс Паронит ПОН-Б 25нж947нж 12Х18Н9ТЛ Сталь 14Х17Н2 25нж947нж1 12Х18Н12МЗТЛ Х32Н8

  

  
 

    Технические характеристики: 
 
 

Диаметр номинальный,  DN, мм 25 50 65 80 100 125 Условная  пропускная способность Кvy, м3/ч 1.6 2.5 4.0 6.3 10 16 25 40 25 40 63 40 63 100 63 100 160 100 160 250 Допустимая  протечка в затворе при Рисп.=1,6МПа, см3/мин, не более 5 8 13 21 33 52.55 82.5 132 82.5 132 207.5 132 207.5 330 207.5 330 528 330 528 825 Давление  номинальное PN, МПа (кг/см2) 1,6 (16) Перепад давление на более, МПа (кг/см2) 1,6 (16) Температура окружающей среды,оС от -25 до +50 Температура рабочей среды, оС от -40 до +450 Характеристика  рабочей среды Вода, пар, воздух и другие жидкие и газообразные среды,  нейтральные к материалам деталей, соприкасающихся со средой Присоединительные размеры и размеры уплотнительных поверхностей корпуса по ГОСТ 12815-80 на PN 1,6 исп.1 ряд 2

 

Габаритные  и присоединительные  размеры  

DN, мм Размеры, мм Масса , кг D1 D2 D3 d L n H 25 68 85 115 14 160 4 495 21.5 50 102 125 160 18 230 535 29 65 122 145 180 290 455 34 80 133 160 195 310 570 47 100 158 180 215 350 8 760 71 125 184 210 245 400 760 100

 

• Гарантийная наработка - 8 000 часов.
• Гарантийный срок эксплуатации - 12 месяцев со дня ввода в эксплуатацию.
• Срок консервации - 3 года.

 
 

Выбор датчика уровня. 
 

    Выбираем  датчик уровня  фирмы МЕТРАН-100, основанный на измерении гидростатического  давления жидкости на дно напорного  бака. При максимальном уровне жидкости (воды) в объекте высотой 9 метров гидростатическое давление равно 90 кПа, но по каталогу выбираем 100 кПА. 
 
 
 
 
 
 

    Выбор датчика осуществляем по каталогу фирмы  производителя ОАО «МЕТРАН» для  гидростатических датчиков уровня типа «Метран 100-ДГ»   
 

Модель Метран 100-ДГ	Ряд верхних пределов измерений	P изб, МПа
1531	40; 25; 16; 10; 6.3; 4 кПа	0.25
1532, 1532+	40; 25; 16; 10; 6.3; 4 кПа	6
1533	40; 25; 16; 10; 6.3; 4 кПа	0.25
1541	250; 160; 100; 63; 40; 25 кПа	0.4
1542, 1542+	250; 160; 100; 63; 40; 25 кПа	10
1543	250; 160; 100; 63; 40; 25 кПа	0.4
1534, 1534+	40; 25; 16; 10; 6; 4 кПа	4.0
1544, 1544+	250; 160; 100; 63; 40; 25 кПа	4.0

 

    Требованиям Технического Задания на проектирование  соответствует датчик типа «Метран 100-ДГ», модель «1541».с верхним пределом измерения 100кПа.

    Схема установки датчика «Метран 100-ДГ 1541 при изменении гидростатического давления в открытом резервуаре: 
 

    

Схема установки  датчика в открытом резервуаре

 

Внешний вид  датчика «Метран 100-ДГ» модель «1541» 
 
 
 

Принцип действия датчика: 

     Принцип действия датчиков основан на использовании  пьезорезистивного эффекта в гетероэпитаксиальной пленке кремния, выращенной на поверхности монокристаллической пластины из искусственного сапфира. Чувствительный элемент с монокристаллической структурой кремния на сапфире является основой всех сенсорных блоков датчиков семейства "Метран". 
     При деформации чувствительного элемента под воздействием входной измеряемой величины (например, давления или разности давлений) изменяется электрическое     сопротивление     кремниевых 
пьезорезисторов мостовой схемы на поверхности этого чувствительного элемента. 
     Электронное устройство датчика преобразует электрический сигнал от тензопреобразователя в стандартный аналоговый сигнал постоянного тока и/или в цифровой сигнал в стандарте протокола HART, или цифровой сигнал на базе интерфейса RS485. 
В памяти сенсорного блока хранятся в цифровом формате результаты калибровки сенсора во всем рабочем диапазоне давлений и температур. Эти данные используются микропроцессором для расчета коэффициентов коррекции выходного сигнала при работе датчика.

     Цифровой  сигнал с платы АЦП сенсорного блока вместе с коэффициентом  коррекции поступает на вход электронного преобразователя, микроконтроллер  которого производит коррекцию и  линеаризацию характеристики сенсорного блока, вычисляет скорректированное  значение выходного сигнала датчика.

     - Выбираем датчик  с условным  кодом МП, в котором микроконтроллер   электронного преобразователя преобразует  сигнал с сенсорного блока  в унифицированный  аналоговый  выходной сигнал(4-20) мА. Индикатор  давления встроенный. Исполнение  датчика  общепромышленное.

    

     Схема внешних электрических соединений датчика Метран 100-ДГ модель1541 

Где- X – клеммная колодка или разъем;

        Rн – сопротивление нагрузки или суммарное сопротивление всех нагрузок в системе управления;

         БП – источник питания постоянного  тока.  26 В, стандартный типа П-300.Р3  производства ОАО МЗТА г. Москва 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Опросный  лист для выбора гидростатических датчиков давления 
Метран-100

Предприятие:                Адрес:                            Контактное  лицо:         Телефон, факс:            ПАРАМЕТР    Количество 1 (один)  Измеряемый  параметр  o избыточное давление o абсолютное o перепад давления o разрежение o давление-разрежение √ гидростатическое давление  Измеряемая  среда  Вода  Диапазон  измерения давления 0…100 кПа  Требуемая  погрешность измерения 025  Диапазон  окружающих температур °C -20…+25  Диапазон  температур измеряемой среды °C 10°…20°  Статическое давление (для датчиков перепада и    гидростатического  давления)  . 0…100 кПа  Электронный  преобразователь √ микропроцессорный  Выходной  сигнал √ 4-20 мА o 0-5 мА o 0-20 мА o 4-20 мА с цифровым сигналом на базе HART-протокола o c цифровым сигналом RS485 (для Метран-100) (o протокол обмена ICP   o протокол обмена   Modbus)  Вид  электрического разъема o сальниковый ввод для кабеля диаметром не более 10мм o сальниковый ввод для кабеля диаметром 12 - 12,4мм o сальниковый ввод для бронированного кабеля √ штепсельный разъем  ШР14 o штепсельный разъем  ШР22 o разъем для Метран-100 с кодом МП4, МП5  Технологическое   присоединение к процессу o М20х1,5         o М16х1.5 o К1/2                o К1/4 o 1/2 -14NPT o 1/4-18 NPT oМ80                  √ Rd78 o другое ______________           o    наружная резьба       √    внутренняя резьба  Вид   взрывозащиты o искробезопасная цепь o    (Exia)          o (Exib) o взрывонепроницаемая оболочка (Ex d) √ общепромышленное исполнение  Принадлежности √ встроенный  индикатор   oвыносной  индикатор o блок фильтра помех (кроме Метран-22АС) o вентильная система o клапанный блок (n=               o установленный)  Монтаж  датчика V на плоской  поверхности 1на трубе  Дополнительные  требования o для работы на кислороде и кислородосодержащих смесях o другое ________________________________________

 
 
 

Выбор автоматического  регулятора

Выбираем микропроцессорный  регулятор МИНИТЕРМ 400.00 

Назначение  регулятора 

Регуляторы микропроцессорные  МИНИТЕРМ 400.00 предназначены для  регулирования давления, расхода, уровня и т.д. при работе с датчиками  унифицированного сигнала постоянного  тока: шесть входов для датчиков постоянного тока 0-5; 0(4)-20 мА; 0-50 мВ; 0-10 В

Функции:

МИНИТЕРМ 400.00 обеспечивает:

• ПИД, ПИ, ПД, П - регулирование с импульсным или аналоговым выходным сигналом, а также двухпозиционное регулирование;
• возможность формирования программного задания в виде произвольной кусочно-линейной функции времени с четырьмя участками произвольного наклона (имеются специализированные модификации с другим количеством участков); логическое управление программным задатчиком (стоп, пуск, сброс);
• возможность настраиваться автоматически на оптимальную динамику процессов регулирования перед включением в работу;
• в импульсном регуляторе - возможность использования аналогового выхода в качестве сигнала, линейно зависящего от регулируемого параметра (например, для вывода на самописец);
• защиту от обрыва цепи датчика (термопары, термометра сопротивления или датчика постоянного тока);
• сигнализацию верхнего и нижнего предельных отклонений регулируемого параметра от заданного значения;
• цифровую индикацию параметров в натуральных физических единицах или в процентах;
• диагностику отказов регулятора.

 
 

 

Технические характеристики ПИ-регулятора

• Напряжение – (24±6)В постоянного тока при амплитуде переменной составляющей от 0.4 до 1.5В;
• Потребляемая мощность – не более 3.6 Вт.
• Резервное питание для защиты от стирания параметров при отключении питания. Осуществляется батареей из двух сменных элементов СЦ-018 (1,55 В), либо литиевым элементом (3В).
• Выходы:
• Один аналоговый выход 0-10 В либо 0-5 мА постоянного тока по выбору для подключения внешнего регистратора (самописца) регулируемого параметра (для регулятора с импульсным выходом) или в качестве выходного сигнала регулятора (для регулятора с аналоговым выходом)
• Один импульсный выход по трехпроводной схеме для управления пусковым устройством исполнительного механизма (усилители мощности У300, У330, У330.Р2 или У24).  -  “сухой” транзисторный ключ (45В, 0.15А) либо сигнал 0, 24В постоянного тока.
• Два дискретных выхода для сигнализации верхнего и нижнего предельных отклонений регулируемого параметра от задания. Один дискретный выход для сигнализации отказа. Импульсные и дискретные выходы - "сухие" транзисторные ключи (48 В; 0,15 А).
• Тип интерфейса - RS232C
• Габаритные размеры (высота х ширина х глубина) - 48 х 96 х 160 мм.
• Масса -  не более 0,6 кг.
• Подключение - штепсельный разъем СНП-101-25.
• Монтаж - щитовой утопленный.