Курсовая работа: Автоматизована система керування заводу по виготовленню цегли
Рис.7. Характеристика перехідного процесу.
Як автоматичний регулятор пропоную використовувати мікропроцесорний вимірювач-регулятор ТРМ1Б-Н.ТП. Клас точності 0,5.
Основн функції вимірювача-регулятора ТРМ 1
- УНІВЕРСАЛЬНИЙ ВХІД для підключення широкого спектру датчиків температури, тиску, вологості, витрати, рівня і тому подібне
- РЕГУЛЮВАННЯ вхідної величини:
- двопозиційне регулювання
- аналогове П-регулювання
- ЦИФРОВА ФІЛЬТРАЦІЯ І КОРЕКЦІЯ вхідного сигналу, масштабування шкали для аналогового входу
- ОБЧИСЛЕННЯ І ІНДИКАЦІЯ КВАДРАТНОГО КОРЕНЯ з вимірюваної величини (наприклад, для регулювання миттєвої витрати)
- ВИХІДНИЙ СИГНАЛ СТРУМУ 4...20 мА ДЛЯ РЕЄСТРАЦІЇ зміряної величини (модифікація за типом виходу І)
- МОЖЛИВІСТЬ УПРАВЛІННЯ ТРИФАЗНИМ НАВАНТАЖЕННЯМ (модифікація за типом виходу С3)
- ІМПУЛЬСНЕ ДЖЕРЕЛО ЖИВЛЕННЯ 90...245 47...63 Гц
- ВБУДОВАНЕ ДЖЕРЕЛО ЖИВЛЕННЯ 24 В для активних датчиків, вихідних аналогових пристроїв (ЦАП) і ін.
- ПРОГРАМУВАННЯ кнопками на лицьовій панелі приладу
- ЗБЕРЕЖЕННЯ НАЛАШТУВАНЬ при відключенні живлення
- ЗАХИСТ НАЛАШТУВАНЬ від несанкціонованих змін
Тобто одноканальний вимірювач-регулятор типу ТРМ1 в корпусі настінного кріплення з розмірами 130х105х65 мм, призначений для роботи з термоелектричними перетворювачами (термопарами), такий, що має на виході для управління виконавчими механізмами цифро-аналоговий перетворювач “параметр-струм” 4..20мА, клас точності якого 0.5, діапазон напруги живлення 85.250В постійного або змінного струму.
Мікропроцесорний програмований вимірювач-регулятор типу ТРМ1 спільно з вхідним датчиком (термопарою) призначений для контролю і управління різними технологічними виробничими процесами і дозволяє здійснювати наступні функції:
-вимірювання температури за допомогою стандартних датчиків.
-регулювання вимірюваної величини.
-формування вихідного струму 4..20 мА для реєстрації або управління ВМ по П-закону.
-відображення поточного вимірювання на вбудованому світлодіодному цифровому індикаторі.
Таблиця 8. Технічні характеристики і умови експлуатації.
| Умови навколишнього середовища | ||
| Температура повітря, що оточує прилад | +5..50ºС | |
| Атмосферний тиск | 86,,107 кПа | |
| Відносна вологість повітря (+35ºС) | 30..80% | |
| Живлення | ||
| Напруга живлення | 85..250 В постійного або змінного струму | |
| Споживана потужність, не більш | 6 ВА | |
| Входи | ||
| Тип датчика | Діапазон вимірювання, ºС | Роздільна здатність |
| TXK(L) | -50..+750 | 0,1 |
| TXA(K) | -50..+1300 | 1 |
| THH(N) | -50..+1300 | 1 |
| TЖK(J) | -50..+900 | 1 |
| Параметри вбудованих вихідних пристроїв | ||
| Діапазон опорів навантаження для ЦАП “параметр-струм” 4..20мА | 200..800 Ом | |
| Продолжительность опроса входа | не более 1,5 сек | |
| Тип индикатора | светодиодный цифровой 4-х разрядный | |
| Закон регулирования | двухпозиционное регулирование или аналоговое П-регулирование | |
Будова і робота приладу.
Функціональна схема приладу приведена на рис.7. прилад має вхід для підключення первинних перетворювачів (датчиків), блок обробки даних, що складається з вимірювача фізичних величин, цифрового фільтру логічного пристрою (ЛП). ЛП відповідно до запрограмованих користувачів функціональними параметрами формує сигнали управління вихідним пристроєм, який залежно від модифікації приладу може бути дискретного або аналогового типу.
Загальна схема підключення ТРМ1
Схема підключенія вимірюючих датчиків
Схема подключения ТРМ1 в DIN-рейковому корпусі
Рис10. Підключення ТРМ1 в DIN-рейковому корпусі з ЦАП
Рис.11. Підключення ТРМ1 в DIN-рейковому корпусі з ключовими пристроями
Вибір датчика
Як датчик я вибираю термопару ТХА (хромель-алюмель) з|із| діапазоном вимірювання -50... 1300ºС і роздільною здатністю 1. Діапазон вимірювання ц термопари цілком забезпечує діапазон температур в печі по технологічних вимогах процесу випалювання|випалу| цегли (900-1100ºС|), а також ненабагато перевищує її верхню межу.
Термопари ТХК, ТХА конструктивно є двома різнорідними термоелектродами, ізольованими термостійкою ізоляцією (кремнеземна нитка, кераміка і так далі) і зварені з одного кінця в термопару.
Термоелектродні матеріали-хромель, алюмель, виготовляються відповідно до ГОСТ 1790, а термопари, виготовлені з цих матеріалів мають нормован номінальні статичні характеристики ХК(L), ХА(К) по ГОСТ Р 50431.
Термопари виготовляються з термоелектродной дроту діаметром 0,2; 0,3; 0,5; 0,7; 1,2; 3,2 мм.
Для механічного захисту і захисту від агресивного середовища термопари поміщаються в захисні корпуси, виконані із сплавів металів різних марок.
Конструкція термоелектричних перетворювачів визначається технічними вимогами, що пред'являються до процесу вимірювання температури.Термопара (термоелектричний перетворювач) складається з двох з'єднаних на одному з кінців провідників, виготовлених із металів, що володіють різними термоелектричними властивостями.
Рис.13. Термопара(схеми)
З'єднан кінці, які звуться робочим спаєм, опускають у вимірюване середовище, а вільн кінці (холодний спай) термопари підключають до входу ТРМ. Якщо температури робочого холодного спаїв різні, то термопара виробляє термоЕДС, яка і подається на вимірника.
Оскільки термоЕДС залежить від різниці температур двох спаїв термопари, то для отримання коректних показів необхідно знати температуру "холодного" спаю ( вільних кінців), щоб компенсувати її в подальших обчисленнях.
У приладах модифікацій ТРМ1Х-Х.ТП.Х, ТРМ1Х-Х.ТПП.Х передбачена схема автоматично компенсації температури вільних кінців термопари. Датчиком температури "холодного" спаю служить напівпровідниковий діод, встановлений поряд з приєднувальним клемником.
Підключення термопар до приладу повинне проводитися за допомогою спеціальних компенсаційних (термоелектродних) проводів, виготовлених з тих же самих матеріалів, що термопара (див. рис. 13). Допускається також використовувати дроти з металів з термоелектричними характеристиками, які в діапазоні температур 0...100°С аналогічні характеристикам матеріалів електродів термопари. При з'єднанн компенсаційних проводів з термопарою і приладом необхідно дотримувати полярність. При порушенні вказаних умов можуть мати місце значні погрішност при вимірюванні.
Перетворення сигналу, отриманого з датчика, в поточне цифрове значення вимірюваної величини (температури, тиск, витрати і так далі) проводиться у вимірювачі. Оскільки більшість датчиків температури мають нелінійну залежність вихідного сигналу від температури, у вимірювачах закладені таблиці корекції свідчень для всіх типів датчиків, які можуть бути підключені до приладу. При роботі з датчиками, що формують на виході уніфікований сигнал струму або напруги, передбачається довільне масштабування шкали вимірювання. Для цього у відповідних функціональних параметрах встановлюються нижня і верхня межі діапазону відображення, а також положення десяткової крапки.
Для поліпшення експлуатаційних якостей в блоці обробки вхідних сигналів введений цифровий фільтр, що дозволяє зменшити вплив випадкових перешкод на вимірювання контрольованих величин. Робота фільтру описується параметрами, що задаються при програмуванні.
Логічний пристрій працює в режимі П-регулятора. ЛП порівнює поточне значення вимірювано величини із заданою установкою "Т" і видає на вихід сигнал 4...20 мА, пропорційний величині відхилення. Зона пропорційності при цьому задається параметром ∆. Струм 4...20 мА формується відповідно до встановленої в параметрі А1 -1 характеристикою регулятора або по прямопропорційному (нагрівач) або оберненопропорційному (охолоджувач) закону регулювання.
Аналоговим виходом є формувач струмової петлі 4-20 мА на активному навантаженні 200...800 Ом (див. рис. 14). Аналоговий вихід має гальванічну розв'язку від схеми приладу. Для роботи аналогового виходу використовується зовнішнє джерело живлення 27В±10% постійного струму.
Виконавчий механізм
У якості ВМ застосовується регулюючий пристрій РУ 16 (рисунок 15), Двигуно-виконавчий механізм, це електродвигун моделі ДСРК-30-01, реверсивний з прибудованим до нього редуктором. Такі двигуни використовуються як комплектуюч вироби в приладах і засобах промислової автоматики, побутових приладах для протипожежних і вентиляційних клапанів систем вентиляції будівель і ін. двигун працює від однофазної мережі напругою 220В і частотою 50 Гц. Режим роботи тривалий. Кліматичного виконання – Ухл4, з верхнім граничним значенням температури навколишнього повітря 60ºС|.
