Обоснование автоматизации технологических процессов
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
> - индуктивность обмотки термоэлектрического нагревателя, 37 Гн.
Введем оператор Лапласа, который определяется как
(5.3)
Тогда с учетом (5.3) выражение (5.2) принимает вид:
(5.4)
Коэффициент передачи и постоянная времени термоэлектрического нагревателя будут иметь вид:
(5.5)
где - максимальная температура разогрева (200 0С);
- напряжение питания (220В ).
(5.6)
Подставляя численные значения, получаем
Передаточная функция объекта управления, как указано имеет вид:
(5.7)
где Тст - постоянная времени объекта,н.ср. - коэффициент передачи объекта (нагреватель-стенка);
tст - время чистого запаздывания.
При проведении экспериментальных исследований экструдера РГШ-160, аналога экструдера, установленного на литьевом агрегате Svit, были получены следующие значения данных параметров:
Тст = 107с,н.ст. = 0,067,
tст = 50с.
Передаточная функция датчика температуры:
,(5.8)
где - коэффициент передачи датчика, принимаем 1,
- постоянная времени датчика, принимаем 2 с.
5.2 Построение переходного процесса. Оценка качества системы
Для оценки качества системы построим переходный процесс из условия работы системы рабочая температура 1600С.
Переходный процесс представлен на рисунке 5.2.
Проведём анализ качества системы:
систематическая ошибка равна 20С (при задании управления необходимо вносить корректировку на данное значение, т.е. в нашем случае сигнал задания 1620С)
статическая ошибка равна 50С
перерегулирование составляет 1,5 0С
время регулирования 270 с.
Полученные результаты удовлетворяют заданным требованиям.
6. Разработка принципиальной электрической схемы
.1 Разработка структурной электрической схемы
На принципиальной схеме изображают все электрические элементы или устройства, необходимые для осуществления и контроля в изделии заданных электрических процессов, все электрические связи между ними, а также электрические элементы (соединители, зажимы и т. п.), которыми заканчиваются входные и выходные цепи.
На структурной электрической схеме должны быть изображены все устройства и элементы, входящие в состав изделия, их входные и выходные элементы (соединители, платы, зажимы и т.п.), а также соединения между этими устройствами и элементами, которые на схеме изображаются в виде прямоугольников или упрошенных внешних очертаний.
Структурная электрическая схема - последовательность соединения электрических модулей в общей цепи включения.
Проектирование электрической схемы будем вести с учетом выбранных компонентов, структурной и функциональных схем автоматизации.
Мы имеем девять измерительных каналов, которые выдают унифицированный токовый сигнал. Каждый датчик требует только напряжение питания.
Все сигналы с вторичных преобразователей поступают на модули ввода-вывода аналогового сигнала в составе промышленного котроллера.
Принципиальная электрическая схема изображена на рисунке 6.1.
Для управления работой исполнительных механизмов используются электромагнитные реле, управляемые с помощью контроллера.
На рисунке 6.1 использованы следующие обозначения:
А1, А2 - модули ввода аналоговых сигналов FX2n-8AD и FX2n-2AD;
А3 - панель управления и отображения FX-10DM-E;
А4 - контроллер FX2N-32 MR-ES/UL;
А5 - пневмодатчик;
В1 - В2 - датчик положения PIM30P;
В3 - датчик частоты вращения Turck; В4 - датчик уровня Q50BVI;
ВК1 - ВК4 - датчики температуры Метран 276-09;, G2 - блок питания S82H-10024;- FU12 - предохранители;
ЕК1, ЕК2 - ТЭНы ТЭНП-14-220;
ЕК3 - ТЭНП-100-190;
ЕК4, ЕК5 - ТЭНы ТЭНП-490-95;- HL4 - сигнальные лампы;
КК1, КК2 - тепловые реле;
КМ1 - КМ7 - электромагнитные пускатели;
КМ1.1, КМ2.1, КМ3.1, КМ3.2, КМ4.1, КМ5.1, КМ6.1, КМ7.1 - контакты электромагнитных пускателей;
М1, М2 - двигатели;- QF3 - автоматические выключатели;, YA2 - электромагнитные реле; Z1 - сетевой фильтр.
Питание блоков питания и модуля процессора осуществляется от сети питания 220 В 50 Гц. Питание исполнительных механизмов - от сети 380 В.
После обработки информации промышленным контроллером, через релейные выходы оказывается воздействие на исполнительные механизмы. Это отражено на электрической схеме.
.2 Описание работы принципиальной электрической схемы
Датчики запитываются от источника питания 24 В и непрерывно вырабатывают аналоговый сигнал 4 - 20 mA. Этот сигнал поступает на аналоговые модули ввода-вывода, где преобразуются в цифровую форму и затем поступают на обработку в контроллер. Контроллер в соответствии с заданной программой вырабатывает управляющее воздействие на исполнительные механизмы. Все исполнительные механизмы (кроме ТЭНов) работают в режиме вкл - выкл, т.е. используется двухпозиционное регулирование с гистерезисом. При подаче управляющего напряжения на реле оно замыкает соответствующие контакты, и соответствующий исполнительный механизм начинает работать. При достижении требуемого технологического эффекта контроллер снимает управляющий сигнал, и исполнительный механизм останавливается.
Для регулирования температуры в зонах разогрева экструдера и пресс-форм используется встроенный в контроллер ПИД - регулятор. Параметры настройки регулятора по заданным критериям качества определяются при расчете САУ. Для защиты двигателей от перегрузки используем тепловые реле и предохранители. Для защиты це?/p>