Общая характеристика учебного комплекса

Общая характеристика учебного комплекса

Учебный комплекс “Цифровая система управления нагревательной установкой” (рис. 3.1) включает технологический объект (емкость с трубчатым ТЭНом, насосы Wester WP/WCP625 и технологические коммуникации), приборы и средства автоматизации (датчики технологических параметров дТС035, ТП2488, ПД100, АИР20, Эмис Мета 215, Эмис Вихрь 200, устройства ввода/вывода МВА8, МВУ8, МР1, исполнительные устройства (трубчатый тэн и регулирующие клапаны 25ч945п), микропроцессорные контроллеры ТРМ151, СПК270, многоканальный регистратор РМТ 69L, рабочую станцию (ПЭВМ) и шесть персональных компьютеров (ПК)). Контроллеры, регистратор и устройства ввода/вывода объединены в локальную сеть с интерфейсом RS-485. Обмен информацией между контроллерами, устройствами ввода/вывода и рабочей станцией осуществляется по интерфейсу RS-232 с помощью сетевого адаптера АС3. Связь рабочей станции с ПК выполнена на основе технологии Ethernet. Система управления обеспечивает опрос датчиков технологических параметров, представление и регистрацию информации, реализацию различных алгоритмов регулирования в контроллерах и рабочей станции, а также выдачу управляющих воздействий на исполнительные устройства.

 

 

Рис.

.

.3.1 Учебный

комплекс “Цифровая система управления нагревательной установкой

”

 

 

 

 

 

Описание технических средств автоматизации

Для решения поставленных задач подобраны следующие технические средства.

 

Измерение температуры

 

Измерение температуры воды во входном трубопроводе и в емкости осуществляется с помощью следующих датчиков:

- термоэлектрический преобразователь ТП2488/3д (рис. 3.5);

- термопреобразователь сопротивления ДТС035-100М (рис. 3.6).

 

Рис. 3.5. Внешний вид термопары ^ТП2488/3д

 

Рис. 3.6. Внешний вид термометра сопротивления ДТС035-100М

 

Основные технические характеристики используемых датчиков температуры приведены в табл. 3.1.

Таблица 3.1

 

Основные технические характеристики датчиков температуры

 

Наименование параметра	Значение параметра
ТП2488/3д	ДТС035-100М
НСХ датчика	ХК (L)	100М
Схема подключения датчика	двухпроводная	трехпроводная
Рабочий диапазон измеряемых темпера- тур	–100...+400 °С	–50...+180 °С
Класс допуска		В
Предел допускаемого отклонения от НСХ	±2,5 °С	±(0,25+0,0035|t|)
Показатель тепловой инерции, не более	10 с	10...30 с
Условное давление	0,1 МПа	10 МПа
Материал защитной арматуры	сталь 12Х18Н10Т	сталь 12Х18Н10Т
Степень защиты датчика по ГОСТ 14254	IP54	IP54

Измерение давления и уровня

 

Измерение давления на выходе из емкости и измерение уровня в емкости (по гидростатическому давлению) осуществляется с помощью следующих датчиков:

- датчик ПД100-ДИ (рис. 3.7 а), предназначенный для непрерывного преобразования избыточного давления воды в емкости в унифицированный сигнал постоянного тока 4…20 мА; - датчик ЭЛЕМЕР АИР-30 (рис. 3.7 б), обеспечивающий непрерывное преобразование гидростатического давления в емкости в один из унифицированных сигналов постоянного тока (задается при программировании прибора).

а) б)

 

Рис. 3.7. Внешний вид датчиков давления:

а) ПД100-ДИ; б) ЭЛЕМЕР АИР-30

 

Для питания датчиков давления используется блок питания БП145-Д4-5.

Основные технические характеристики используемых датчиков приведены в табл. 3.2.

 

Таблица 3.2

Основные технические характеристики датчиков давления

 

Наименование параметра	Значение параметра
ПД100-ДИ	ЭЛЕМЕР АИР-30
Диапазон измеряемого давления	0…250 кПа	0…600 кПа
Основная приведенная погрешность, до	±0,5%, ±1,0%	±0,1%
Преобразованный выходной сигнал	4…20 мА	0…5 мА, 4…20 мА, 4…20 мА с HARTпротоколом
Диапазон рабочих температур контролируемой среды	–40...+100 °С	–40...+120 °С
Диапазон рабочих температур окружающего воздуха	–40...+80 °С	–50...+80 °С
Напряжение питания постоянного тока	12…36 В	12…42 В
Потребляемая мощность, не более	1 Вт	0,84 Вт
Степень защиты корпуса датчика	IP65	IP65

 

Измерение расхода

 

Для измерения расхода воды во входном трубопроводе, а также расходов рецикла и выходного потока в канализацию применяются следующие датчики:

- ротаметр ЭМИС-МЕТА 215 (рис. 3.8 а), предназначенный для измерения расхода различных жидкостей и преобразования полученных значений расхода в стандартный аналоговый сигнал

4…20 мА или цифровой сигнал HART;

- вихревой расходомер ЭМИС Вихрь 200 (рис. 3.8 б), осуществляющий учет расхода различных сред (обеспечивает удаленную передачу данных, настройку и поверку через интерфейс RS-485 на базе протокола Modbus RTU).

а) б)

 

Рис. 3.8. Внешний вид расходомеров:

а) ЭМИС-МЕТА 215; б) ЭМИС Вихрь 200

 

Основные технические характеристики используемых датчиков расхода приведены в табл. 3.3.

Таблица 3.3

 

Циркуляционные насосы

 

Циркуляционные насосы WP/WCP625 (рис. 3.9) служат для создания напора воды в линиях подачи и рецикла.

 

Рис. 3.9. Внешний вид насоса WP/WCP625

Основные технические характеристики циркуляционного насоса WP/WCP625 приведены в табл. 3.4.

Таблица 3.4 Основные технические характеристики насоса

 

Наименование параметра	Значение параметра
Мощность насоса	91 Вт
Соединение, дюйм	1"
Максимальная производительность, м^3/час	3,5
Напор	0,5…5,2 м водяного столба
Максимальная температура контролируемой среды,	110 °С
Максимальное давление	10 атм
Питание насоса	230В, 50Гц

 

Скорость вращения ротора насоса устанавливается вручную специальными переключателями на корпусе. Пуск и останов насоса можно осуществлять дистанционно.

 

ТЭН и твердотельные реле

 

Трубчатый электронагреватель (ТЭН) (рис. 3.10 а), расположенный на дне емкости, предназначен для нагрева воды. ТЭН обладает следующими характеристиками: установочная длина – 190 мм; рабочее напряжение – 220 В; потребляемая мощность – до 2 кВт.

Для управления ТЭНом используются два твердотельных реле фирмы KIPPRIBOR (рис. 3.10 б): твердотельное реле с дискретным выходом и управляющим сигналом 3…32 В

(HD2544ZD3); твердотельное реле с плавным изменением выхода и управляющим унифицированным токовым сигналом 4…20 мА (HD02522.10U).

а) б)

 

Рис. 3.10. Внешний вид приборов: а) ТЭН; б) твердотельное реле

 

Регулирующие клапаны

 

Для аналогового регулирования технологических параметров процесса используются два запорно-регулирующих односедельных фланцевых клапана с электрическим исполнительным механизмом 25ч945п (рис. 3.11).

 

Рис. 3.9. Внешний вид клапана 25ч945п

 

Встроенный позициометр клапана (датчик положения) позволяет отслеживать его текущую степень открытия. Подача питания для пуска/останова клапана (задание направления его открытия/закрытия) осуществляется с двух дискретных выходов.

Основные технические характеристики 25ч945п приведены в табл. 3.5.

Таблица 3.5

 

 

Устройства ввода/вывода

 

Модуль ввода аналоговый ОВЕН МВА8 (рис. 3.10) используется для подключения технологических датчиков.

 

Рис. 3.10. Модуль ввода аналоговых сигналов МВА8

МВА8 обеспечивает цифровую фильтрацию и коррекцию входных сигналов, масштабирование показаний датчиков с унифицированным выходным сигналом (активных датчиков). Передача измеренных значений осуществляется по интерфейсу RS485.

Модуль вывода управляющий ОВЕН МВУ8 (рис. 3.11) используется для формирования управляющих воздействий на исполнительные устройства.

 

Рис. 3.11. Модуль вывода управляющий МВУ8

 

МВУ8 обеспечивает непосредственное управление ИМ по сигналам, полученным по сети RS-485 от контроллеров ТРМ151, СПК270.

Модуль расширения ОВЕН МР1 (рис. 3.12) может использоваться для управления твердотельными реле и клапанами.

 

Рис. 3.12. Модуль расширения МР1

 

Модуль МР1 обеспечивает увеличение количества выходных элементов МВУ8.

 

 

 

Общая характеристика учебного комплекса

Учебный комплекс “Цифровая система управления нагревательной установкой” (рис. 3.1) включает технологический объект (емкость с трубчатым ТЭНом, насосы Wester WP/WCP625 и технологические коммуникации), приборы и средства автоматизации (датчики технологических параметров дТС035, ТП2488, ПД100, АИР20, Эмис Мета 215, Эмис Вихрь 200, устройства ввода/вывода МВА8, МВУ8, МР1, исполнительные устройства (трубчатый тэн и регулирующие клапаны 25ч945п), микропроцессорные контроллеры ТРМ151, СПК270, многоканальный регистратор РМТ 69L, рабочую станцию (ПЭВМ) и шесть персональных компьютеров (ПК)). Контроллеры, регистратор и устройства ввода/вывода объединены в локальную сеть с интерфейсом RS-485. Обмен информацией между контроллерами, устройствами ввода/вывода и рабочей станцией осуществляется по интерфейсу RS-232 с помощью сетевого адаптера АС3. Связь рабочей станции с ПК выполнена на основе технологии Ethernet. Система управления обеспечивает опрос датчиков технологических параметров, представление и регистрацию информации, реализацию различных алгоритмов регулирования в контроллерах и рабочей станции, а также выдачу управляющих воздействий на исполнительные устройства.

 

 

Рис.

.

.3.1 Учебный

комплекс “Цифровая система управления нагревательной установкой

”