Разработка системы автоматизации процесса перемещения сыпучих материалов

Наименование исходных данных

Реализация в проектируемой  системе автоматизации

1

2

1. Структура САР

Одноконтурная САР производительности конвейера (его погонной загрузки)

2. Условия эксплуатации  СА

• Датчики, исполнительные механизмы, пусковая аппаратура, т.е. приборы по месту:

   - не взрыво- и не пожароопасная среда

   - вибрация  малая  (А ≤ 0,1мм, f ≤ 20 Гц)

   - температура (15÷30°С)

   - влажность (≤90%)

• ТСА, расположенные в помещениях (контроллеры, компьютеры и др.)

   - требования те  же, что и для приборов по  месту

3. Требования к точности  измерения контролируемых переменных 

3%

4. Требование надежности (среднее время безотказной работы системы)

5000 часов

5. Планируемая стоимость  капитальных затрат на создание  системы

не более 300 тыс. рублей

№ п/п

Наименование, тип

Фирма-изготовитель

Функциональные

возможности

Основные технические  данные

Показатели надежности

Условия эксплуатации

Ориентировочная стоимость

                                                                 Средства отбора информации

1

Датчик погонной загрузки:

Т24

Тензо – М (Россия)

Тензодатчики типа «Single Point. 
Так как стоимость таких тензодатчиков невелика, то конвейерные весы,  сделанные на них – одни из самых дешевых. Их размеры от 350/350мм до 800/800мм. 
Тензодатчики могут работать в отапливаемых и не отапливаемых помещениях.

Предел измерения от 5 кг до 200 кг. Рабочий коэффициент  передачи (РКП) 2±5% мВ/В. Начальный коэффициент  передачи (НКП) ≤±5 в % от РКП. Комбинированная  погрешность ≤±0,02 в % от РКП. Материал датчика - алюминиевый сплав. Выходной сигнал с измерительного моста 0 - 10В.

Гарантия 2 года.

Рабочая температура:-20 … 65°C, влажность до 90%.

3140 руб.

2

Датчик погонной загрузки:

КУРС - ПТ

Корпорация АСИ (Россия)

Весы конвейерные КУРС предназначены для непрерывного взвешивания массы сыпучих материалов, транспортируемых ленточными конвейерами.

Производительность конвейера  до 4000 т/ч. Ширина ленты от 400 до 3000 мм. Скорость движения ленты конвейера  от 0,3 до 5 м/с. Угол наклона конвейерной  ленты весов, не более 20. Выходной сигнал 4 – 20 мА. Точность ±0.5%.

Гарантия 10 лет.

Рабочая температура:0 … 40°C, влажность до 90%.

4570 руб.

3

Датчик скорости (проскальзывания или обрыва ленты):

СДР101П

Контакт – 1 (Россия)

СДР101П 
(бесконтактный датчик скорости) предназначен для непрерывного контроля (сигнализации) линейного перемещения твердых (сыпучих) сред на лентах транспортеров,    наличия продукта на конвеерной ленте. Сигнализатор движения может быть использован для своевременного отключения механизмов при их холостой (без продукта) работе в целях экономии электроэнергии.

Напряжение питания +15 ... 27 В или 15 ... 25 В, 50 Гц. Потребляемая мощность, не более 0,8 ВА.

Диапазон контролируемых скоростей перемещения продукта от 0,03 до 3 м/с. Максимальное расстояние до объекта 0,5 м. Диапазон установки  задержки времени включения и выключения коммутационного элемента от 1 до 120 с. Выходной сигнал 4 – 20 мА. Коммутационная функция – переключающийся контакт.

Гарантия 5 лет.

Рабочая температура:-30 … 50°C, влажность до 95% (при 35°C).

3950 руб.

4

Датчик скорости (проскальзывания или обрыва ленты):

УКС - 1

ДЗША (Украина)

Устройство УКС-2 может  быть применено для контроля работы различных механизмов, имеющих  движущиеся металлические узлы с воздушными зазорами, например: грохотов, качающихся питателей, норий, конвейеров и т. д.  
Устройство снабжено узлом аварийного отключения конвейера из любой точки по его трассе.

Скорость ленты от 0,6 до 5 м/с.

Номинальное напряжение питания (частотой 50 и 60 Гц) 220, 380 В. 
Потребляемая мощность, не более 10 ВА. 
Контролируемая величина снижения скорости ленты - 25%. 
Выдержка времени:  
— на включение выходного реле от 2 до 6 с; 
— на отключение выходного реле регулируется от 2 до 5 с. 
Устройство обеспечивает аварийное отключение конвейера из любой точки по его трассе при сопротивлении шлейфа линии 
аварийного отключения конвейера не более 50 Ом. 
Габаритные размеры не более 215×145×175 мм. 
Масса не более 4 кг.

Гарантия 5 лет.

Рабочая температура:-10 … 45°C, влажность до 98% (при 25°C).

2170 руб.

5

Датчик тока:

CSNA-111

Honeywell (Канада)

Измерение переменного тока

Датчик CSNA-111 измеряет переменный ток промышленной частоты (50 Гц) и преобразует его в стандартный токовый сигнал 4-20 мА или 0-20 мА. Питание 15 В, точность ±0.5%, монтаж в отверстие.

Гарантия 2 года

Рабочая температура:0 … 70°C, влажность до 90%.

1107 руб.

6

Датчик тока:

ДТР - 100

АТОФ (Россия)

Предназначены для бесконтактного измерения переменных токов частоты 0-50 Гц без разрыва цепи.

Состоят из разъемного корпуса, в котором закреплены 2 половинки  магнитопровода с обмоткой и электронная схема обработки сигнала. Питание 8…30 В. Номинальный ток - 100А, точность ±1%, монтаж в отверстие. Выходной сигнал 4-20 мА.

Гарантия 3 года

Рабочая температура:

-20…80 °С, влажность до 95%.

1314 руб.

7

Датчик уровня:

LCL – 1

Omnicomm

(США)

Сигнализатор предельного  уровня. Определение уровня, как  жидкостей, так и сыпучих материалов в бункерах и хранилищах

Диапазон измерения - 0 - 1,6 ... 0 - 20м

Выходной сигнал 4 - 20мА. Питание 36 В. Точность ± 0.25%.

Гарантия 2 года

Рабочая температура: -10…70 °С, влажность до 90%.

1400 руб.

8

Датчик уровня:

LUC - M

Pepperl+Fuchs Elcon (Германия)

Ультразвуковой датчик.

Непрерывное бесконтактное  измерение уровня жидкостей, паст и  крупнозернистых сыпучих материалов.

Диапазон измерения - 0 - 1,6 ... 0 - 20м

Выходной сигнал 4 - 20мА

Точность - ± 0.5%

Гарантия 3 года

Рабочая температура: -40…80 °С, влажность до 95%.

3470 руб.

9

Датчик уровня:

Pulscon LTC

Pepperl+Fuchs Elcon (Германия)

Предназанчен для измерения уровня жидкостей и сыпучих материалов. Уровень среды определяется электронным оборудованием датчика и основанна измерении времени прохождении сигнала.

Диапазон измерения от 0,5 до 20 м 
Обширный ряд выходов: 2/4 -проводные схемы подключения к цепям переменного/постоянного тока, 4...20 мА, HART, PROFIBUS-DP, Foundation H1 Точность - ± 0,2%

Гарантия 3 года

Рабочая температура: -40…80 °С, влажность до 95%.

2317 руб.

Средства регулирования  и логического управления

10

Контроллеры:

Simatic S7 – 300 CPU 312 IFM

Siemens (Германия)

Семейство микроконтроллеров  Simatic S7-300, включающее в себя 7 типов центрального процессора, позволяет создавать системы автоматического управления технологическими объектами различной степени сложности. Это достигается также благодаря наличию большой номенклатуры сигнальных, функциональных, коммуникационных и интерфейсных модулей.

Контроллеры S7-300 имеют модульную конструкцию, с возможностью подключения различных модулей для создания сколь угодно сложных систем. Интерфейсы связи с компьютером RS 232/422/485. Цифровые входы/выходы 128/16, аналоговые входы/выходы 32/8, ОЗУ для программ и данных 6 Kbute. Счетчики 32. Таймеры 64. Через коммуникационные процессоры контроллер может подключаться к промышленным сетям Profibus и Industrial Ethernet. Поддерживать связь с контроллерами S7-300/400, системами компьютерного управления SIMATIC WinAC, персональными компьютерами, с устройствами человеко-машинного интерфейса HMI, с системами ЧПУ, приводами, системами управления роботами.

Гарантийный срок 2 года

Влажность до 95% без конденсата, температура 0...55°С;

20000 руб

11

Контроллеры:

ПЛК-154-220-И-L

ОВЕН (Россия)

Промышленные контроллеры  ОВЕН ПЛК – это высокие программная  надежность и производительность, большой объем внутренней памяти.

Надежная среда программирования CoDeSys входит в комплект поставки контроллера.

Количество входов и выходов программируемых логических контроллеров можно увеличить с помощью подключения внешних модулей ввода/вывода.

Программируемый логический контроллер имеет 4 дискретных входа, 4 аналоговых входа (универсальных), 4 дискретных выхода (э/м реле), 4 аналоговых выхода (4...20 мА, 0...10 В или универсальных 4...20 мА / 0...10 В). Питание ~90...264 В 47...63 Гц (номин. ~220 В) или =110...230 В. Типы поддерживаемых датчиков и входных сигналов: термосопротивления, термопары, ток 0(4)...20 мА, 0...5 мА, напряжение 0...1 В, 0...10 В, сопротивление 0...5 кОм. Подключение датчиков тока и напряжения осуществляется напрямую и не требует согласующих резисторов. Цифровые входы/выходы 4/4, аналоговые входы/выходы 4/4. Интерфейсы: Ethernet 10/100 Мbps, RS 232/485

Гарантия 3 года

Влажность до 80%, температура -20…70°С;

11210 руб.

12

Промышлен-ные компьютеры:

SIMATIC Box PC 820

Siemens (Германия)

Промышленные компьютеры SIMATIC PC предназначены для эксплуатации в тяжелых условиях. Они могут работать круглосуточно, подвергаясь воздействию окружающей среды, влаги, пыли, вибрации и тряски. Предназначены для установки в коммутационных шкафах, ячейках распределительных устройств, в пультах оператора и на панелях или непосредственно на оборудовании.

Процессор Intel Pentium III 700 МГц; оперативная память объемом 64 Мбайт; возможность расширения до 768 Мбайт; встроенный изолированный интерфейс MPI/PRORBUS-DP (12 Мбит/с); встроенный интерфейс Ethernet, 10/100 Мбит/с; интерфейс USB; привод CD-ROM; НЖМД EIDE, 3,5². Имеются встроенные функции обеспечения безопасности сторожевой таймер, контроль температуры.

Время наработки на отказ 216,000 часов

Рабочий диапазон температур от -10…70°C

50000 руб

13

Промышлен-ные компьютеры:

PPC - 3712GM/8522/T-R

RTS (Украина)

Панельный промышленный компьютер

Вид монтажа: Монтаж в панель, степень защиты: IP65, отсеки для накопителей 5.25". Тип дисплея TFT LCD, размер экрана (Диагональ) 12.1 ", максимальное разрешение 800x600, сенсорный (резистивный) экран. Тип процессора Intel Pentium M, Intel Celeron M. Разъём процессора Socket- 479, Chipset Intel 852GM. Мощность источника питания 80 Вт. Частота шины процессора 400 МГц. Оперативная память DDR266, 1 Гб. COM порты 3xRS232. Разъемы ввода/вывода DB15 VGA, 3xDB9 RS232, RJ45 Ethernet, PS/2 клавиатура, PS/2 мышь, 4xUSB, Audio (in/out/MIC), Compact Flash, DB25.

Время наработки на отказ:

Лампа подсвета:

30000 ч

LCD панель:

50000 ч

Условия эксплуатации: Влажность 95 %, температура:

0...50 °С.

45000 руб

Средства воздействия  на объект

Пусковая аппаратура:

Пускатель электромагнитный ПМ12-100210 А

Технолог (Россия)

Электромагнитные   пускатели   ПМ -12 предназначены для применения в стационарных установках для дистанционного пуска, непосредственным подключением к сети, остановки и реверсирования трехфазных асинхронных двигателем с короткозамкнутым ротором переменного напряжения до 660В частоты 50Гц.

Напряжение управления 220, 380В. Дополнительные контакты 2з и 2р. Наличие тепловых реле  пускатели для  осуществления защиты управляемых электродвигателей от перегрузок недопустимой продолжительности и от токов, возникающих при обрыве одной из фаз. Материал корпуса – сталь.

Исполнение по износостойкости 320000 циклов.

Исполнение IP54

870 руб.

Пусковая аппаратура:

GMC

GMC (CША)

Устройство для пуска  и остановки 3х фазных двигателей

Диапазон от 9 до 800А; электрическая  прочность 2,5 млн. срабатываний; механическая прочность 25 млн. срабатываний; для  серии  GMC -9~85 только 3 типоразмера и крепление винтами или на DIN-рейку; катушки ~24-600В и =12-250В; для серии  GMC -9~85 универсальная быстросъемная катушка =/~ 100-240В 50/60Гц; дополнительные информационные контакты; механическое устройство блокировки (для реверсивных  пускателей ); механическая защелка контактора (для триггерных пускателей ); устройство задержки отключения контактора; устройство защиты от бросков напряжения.

Гарантия 3 года

Температура -30…50°С, влажность 80 %.

1870 руб

Преобразователь частоты:

G540

LS Industrial Systems (США)

Преобразователь ProfiMaster для управления асинхронными электродвигателями, работающими в составе различного технологического оборудования, мощностью от 0,4 кВт до 22 кВт. Векторное управление без датчика. Встроенный ПИД-регулятор обеспечивает поддержание технологического параметра по обратной связи. Встроенный тормозной модуль обеспечивает эффективное торможение двигателя совместно с внешним резистором-гасителем. Второй набор параметров для работы с двумя различными двигателями. Встроенный RS-485 интерфейс для работы преобразователя в информационных промышленных сетях. Русифицированный пульт управления и документация на русском языке.

Диапазон мощностей 0,4…22 кВт; 
метод управления: U/F, U/F + компенсация скольжения, векторное управление без датчика; частота ШИМ: 1…15 кГц; класс защиты: IP20; дополнительные возможности: RS-485, ModBus-RTU, ПИД-регулирование; высокий момент: 150% на 0,5 Гц; 
8 задаваемых фиксированных частот; 3 вырезаемые резонансные частоты; 
2 аналоговых входа (задание 0..20 мА, 0..10 В, ±10 В); 8 многофункциональных программируемых входов; 2 многофункциональных программируемых выхода; 1 аналоговый выход (+10 В); пуск с подхватом вращающегося двигателя; ручное и автоматическое форсирование момента; программное обеспечение для мониторинга и управления.

Гарантия 3 года

Температура -10…50°С, влажность 80 %.

10040 руб.

Средства оповещения

17

Сирена  СИ-1

Комтид (Россия)

Для звуковой сигнализации

Напряжение питания +24 В.

Гарантия 5 лет

Рабочая температура 20…70°С, влажность  до 95 %

450 руб.

Сирена ПСВ-С-73

ВЭЛАН (Россия)

Предназначена для звуковой аварийной или предупреждающей  сигнализации. Для размещении в стационарных установках и на подвижных объектах (к примеру - транспортных средствах).

Напряжение питания: ~24,36,110,127,220 =24,110,220. Потребляемая мощность 30 ВА.

Гарантия 4 года

Рабочая температура -10…65°С, влажность  до 98 %

1570 руб.

Функциональный  узел

Функции узла

Позиционное обозначение элемента

Наименование  и тип элемента. Технические данные

Место установки элемента

ZIRC

1

Измерение, показание, регистрация  и регулирование погонной загрузки конвейера

1-1

Датчик погонной загрузки ленты  конвейера Т24.

Предел измерения от 5 кг до 200 кг. Выходной сигнал с измерительного моста 0 - 10В.

По месту

1-2

Контроллер фирмы ОВЕН ПЛК-154-220-И-L. Контроллер имеет цифровые входы/выходы 4/4, аналоговые входы/выходы 4/4.  Типы поддерживаемых датчиков и входных сигналов: термосопротивления, термопары, ток 0(4)...20 мА, 0...5 мА, напряжение 0...1 В, 0...10 В, сопротивление 0...5 кОм. Интерфейсы: Ethernet 10/100 Мbps, RS 232/485

Шкаф управления

1-3

Компьютер SIMATIC Box PC 820. Процессор Intel Pentium III 700 МГц; оперативная память объемом 64 Мбайт; возможность расширения до 768 Мбайт; встроенный изолированный интерфейс MPI/PRORBUS-DP (12 Мбит/с); встроенный интерфейс Ethernet, 10/100 Мбит/с; интерфейс USB; привод CD-ROM; НЖМД EIDE, 3,5². Имеются встроенные функции обеспечения безопасности сторожевой таймер, контроль температуры.

Пульт оператора

1-4

Преобразователь частоты G540. Диапазон мощностей 0,4…22 кВт; 
метод управления: U/F, U/F + компенсация скольжения, векторное управление без датчика; дополнительные возможности: RS-485, ModBus-RTU, ПИД – регулирование.

По месту

SSA

2

Защита от обрыва и проскальзывания  ленты конвейера с аварийной  сигнализацией

2-1

Датчик скорости (проскальзывания  или обрыва ленты) СДР101П. Диапазон контролируемых скоростей 0,03 - 3 м/с. Диапазон установки  задержки времени включения и выключения коммутационного элемента 1 - 120 с. Выходной сигнал 4 – 20 мА. Коммутационная функция – переключающийся контакт.

По месту

2-2

Сирена ПСВ-С-73. Напряжение питания: ~24,36,110,127,220 =24,110,220. Потребляемая мощность 30 ВА.

По месту

2-3

Пускатель электромагнитный ПМ12-100210 А. Напряжение управления 220, 380В. Дополнительные контакты 2з и 2р. Наличие  тепловых реле.

EIRSA

3

Измерение, показания, регистрация  и защита с аварийной сигнализацией  тока статора двигателя М2

3-1

Датчик тока CSNA-111 измеряет переменный ток промышленной частоты (50 Гц) и преобразует его в стандартный токовый сигнал 4-20 мА или 0-20 мА. Питание 15 В, точность ±0.5%, монтаж в отверстие.

По месту

3-2

Сирена ПСВ-С-73. Напряжение питания: ~24,36,110,127,220 =24,110,220. Потребляемая мощность 30 ВА.

По месту

LISA

4

Измерение, показания, защита с аварийной  и предупредительной сигнализацией  уровня материала в бункере

4-1

Датчик уровня компании Omnicomm (США) LCL – 1. Диапазон измерения - 0 - 1,6 ... 0 - 20м.

Выходной сигнал 4 - 20мА. Питание 36 В. Точность ± 0.25%.

По месту

4-2

Сирена ПСВ-С-73. Напряжение питания: ~24,36,110,127,220 =24,110,220. Потребляемая мощность 30 ВА.

По месту

Режим моделирования

Показатели качества

регулирования

Настройка

0,218586

---

50

Проверка на грубость

0,26916

---

41,25

Показатели качества

регулирования

Настройка

0,256115

0,989574

52,5

Проверка на грубость

0,307210

0,979614

73,7500

Режим моделирования

Показатели качества

регулирования

Настройка

0,207209

---

45,000

Проверка на грубость

0,258575

---

35,000

Типовой

процесс

Параметры настройки

ПИ регулятора

Режим моделирования

Показатели качества

регулирования

Апериодический

2,667

15,61

---

Настройка

0,218586

---

50

Проверка на грубость

0,26916

---

41,25

С умеренным затуханием

1,444

10

---

Настройка

0,256115

0,98957

52,5

Проверка на грубость

0,307210

0,97961

73,75

Колебательный

3,208

16

---

Настройка

0,207209

---

45

Проверка на грубость

0,258575

---

35