Умови аспекти і ступені автоматизації систем ТГВ. Мухін-автоматизація систем теплогазопостачання та вентиляції. Датчики є одним з функціональних найважливіших елементів будь-якої системи контролю. Їх властивості і характеристики часто багато в чому визначають р

Технологічні параметри, об'єкти систем автоматичного контролю. Поняття датчика і перетворювача. Перетворювачі переміщення. Диференціальні і мостові схеми підключення датчиків. Датчики фізичних величин - температури, тиску, механічних усілій.Контроль рівнів середовищ. Класифікація і схеми рівнемірів. Методи контролю витрат рідких середовищ. Витратоміри змінного рівня і змінного перепаду тиску. Ротаметри. Електромагнітні витратоміри. Реалізація витратомірів і область застосування.Способи контролю щільності суспензій. Маномет-річескій, ваговій і радіоізотопний густиноміри. Контроль в'язкості і складу суспензій. Автоматичні гранулометрію, аналізатори. Влагомери продуктів збагачення.

7.1 Загальна характеристика систем контролю. Датчики і перетворювачі

В основі автоматичного управління - безперервне і точне вимірювання вхідних і вихідних технологічних параметрів процесу збагачення.

Слід розрізняти основні вихідні параметри процесу (або конкретної машини), що характеризують кінцеву мету процесу, наприклад, якісно-кількісні показники продуктів переробки, і проміжні (непрямі) технологічні параметри, що визначають умови протікання процесу, режими роботи обладнання. Наприклад, для процесу збагачення вугілля в отсадочной машині, основними вихідними параметрами можуть бути вихід і зольність продуктів, що випускаються. У той же час на зазначені показники впливає ряд проміжних факторів, наприклад, висота і розрихленість ліжку в отсадочной машині.

Крім того, існує ряд параметрів, що характеризують технічний стан технологічного обладнання. Наприклад, температура підшипників технологічних механізмів; параметри централізованої рідкого мастила підшипників; стан перевантажувальних вузлів і елементів поточно-транспортних систем; наявність матеріалу на стрічці конвеєра; присутність металевих предметів на стрічці конвеєра, рівні матеріалу і пульпи в ємностях; тривалість роботи і час простоїв технологічних механізмів і т.д.

Особливі труднощі викликає автоматичний оперативний контроль технологічних параметрів, що визначають характеристику сировини та продуктів збагачення, таких як зольність, речовий склад руди, ступінь розкриття мінеральних зерен, гранулометричний і фракційний склад матеріалів, ступінь окислення поверхні зерен і ін. Дані показники або контролюються з недостатньою точністю або контролю не зовсім.

Велике число фізичних і хімічних величин, що визначають режими процесів переробки сировини, контролюється з достатньою точністю. До них можна віднести щільність і іонний склад пульпи, об'ємні і масові витрати технологічних потоків, реагентів, палива, повітря; рівні продуктів в машинах і апаратах, температура середовища, тиск і розрядження в апаратах, вологість продуктів і т.д.

Таким чином, різноманіття технологічних параметрів, їх важливість при управлінні процесами збагачення вимагають розробки надійно діючих систем контролю, де оперативне вимір фізико-хімічних величин засноване на самих різних принципах.

Потрібно відзначити, що надійність роботи систем контролю параметрів в основному визначає працездатність систем автоматичного керування технологічними процесами.

Системи автоматичного контролю служать основним джерелом інформації при управлінні виробництвом, в тому числі в АСР і АСУТП.

Датчики і перетворювачі

Основним елементом систем автоматичного контролю, який визначає надійність і працездатність всієї системи, є датчик, що безпосередньо контактує з контрольованим середовищем.

Датчиком називається елемент автоматики, який здійснює перетворення контрольованого параметра в сигнал, придатний для введення його в систему контролю або управління.

Типова система автоматичного контролю в загальному випадку включає первинний вимірювальний перетворювач (датчик), вторинний перетворювач, лінію передачі інформації (сигналу) і реєструючий прилад (рис. 7.1). Найчастіше система контролю має тільки чутливий елемент, перетворювач, лінію передачі інформації і вторинний (реєструючий) прилад.

Датчик, як правило, містить чутливий елемент, що сприймає величину вимірюваного параметра, а в деяких випадках і перетворює її в сигнал, зручний для дистанційної передачі на реєструючий прилад, а при необхідності - в систему регулювання.

Прикладом чутливого елемента може бути мембрана диференціального манометра, що вимірює різницю тисків на об'єкті. Переміщення мембрани, викликане зусиллям від різниці тисків, перетворюється за допомогою додаткового елемента (перетворювач) в електричний сигнал, який легко передається на реєстратор.

Інший приклад датчика - термопара, де поєднані функції чутливого елемента і перетворювача, так як на холодних кінцях термопари виникає електричний сигнал, пропорційний вимірюваній температури.

Детальніше про датчики конкретних параметрів буде викладено нижче.

Перетворювачі класифікуються на однорідні і неоднорідні. Перші мають однакові по фізичній природі вхідну і вихідну величину. Наприклад, підсилювачі, трансформатори, випрямлячі - перетворять електричні величини в електричні з іншими параметрами.

Серед неоднорідних найбільшу групу складають перетворювачі неелектричних величин в електричні (термопари, терморезистори, тензометричні датчики, п'єзоелементи та ін.).

По виду вихідної величини дані перетворювачі поділяються на дві групи: генераторні, що мають на виході активну електричну величину - ЕРС і параметричні - з пасивною вихідною величиною у вигляді R, L або С.

Перетворювачі переміщення. Найбільшого поширення набули параметричні перетворювачі механічного переміщення. До них відносяться R (резисторні), L (індуктивні) і С (ємнісні) перетворювачі. Дані елементи змінюють пропорційно вхідному переміщенню вихідну величину: електричний опір R, індуктивність L і ємність С (рис. 7.2).

Індуктивний перетворювач може бути виконаний у вигляді котушки з відведенням від середньої точки і переміщається всередині плунжером (сердечником).

Розглянуті перетворювачі зазвичай підключаються до систем контролю за допомогою мостових схем. В одне з плечей моста (рис. 7.3 а) підключається перетворювач переміщення. Тоді вихідна напруга (U вих), що знімається з вершин моста А-В, буде змінюватися при переміщенні робочого елемента перетворювача і може бути оцінений виразом:

Напруга живлення моста (U піт) може бути постійного (при Z i = R i) або змінного (при Z i = 1 / (Cω) або Z i = Lω) струму з частотою ω.

В бруківку схему з R елементами можуть підключатися терморезистори, тензо- і фоторезистори, тобто перетворювачі вихідний сигнал яких - зміна активного опору R.

Широко застосовується індуктивний перетворювач зазвичай підключається до мостовій схемі змінного струму, утвореної трансформатором (рис. 7.3 б). Вихідна напруга в цьому випадку виділяється на резисторі R, включеному в діагональ моста.

Особливу групу складають широко застосовуються індукційні перетворювачі - диференційно-трансформаторні і феро-динамічні (рис. 7.4). Це - генераторні перетворювачі.

Вихідний сигнал (U вих) даних перетворювачів формується у вигляді напруги змінного струму, що виключає необхідність застосування мостових схем і додаткових перетворювачів.

Диференціальний принцип формування вихідного сигналу в трансформаторному перетворювачі (рис. 6.4 а) заснований використанні двох вторинних обмоток, включених назустріч один одному. Тут вихідний сигнал - векторна різниця напруг, що виникають у вторинних обмотках при подачі напруги живлення U піт, при цьому вихідна напруга несе дві інформації: абсолютне значення напруги - про величину переміщення плунжера, а фаза - напрямок його переміщення:

Ū вих = Ū 1 - Ū 2 = KХ вх,

де k - коефіцієнт пропорційності;

Х вх - вхідний сигнал (переміщення плунжера).

Диференціальний принцип формування вихідного сигналу збільшує чутливість перетворювача в два рази, так як при переміщенні плунжера, наприклад, вгору, зростає напруга у верхній обмотці (Ū 1) через зростання коефіцієнта трансформації, на стільки ж знижується напруга в нижній обмотці (Ū 2) .

Диференційно-трансформаторні перетворювачі набули широкого поширення в системах контролю і регулювання завдяки своїй надійності і простоти. Їх розміщують у первинних і вторинних приладах вимірювання тиску, витрати, рівнів та ін.

Більш складними є феродинамічні перетворювачі (ПФ) кутових переміщень (рис. 7.4 б і 7.5).

Тут в повітряному зазорі магнітопровода (1) поміщений циліндричний сердечник (2) з обмоткою у вигляді рамки. Сердечник встановлений за допомогою кернів і може повертатися на невеликий кут α вх в межах ± 20 о. На обмотку збудження перетворювача (w 1) подається змінна напруга 12 - 60 В, в результаті чого виникає магнітний потік, що перетинає площу рамки (5). В її обмотці індукується струм, напруга якого (Ū вих) за інших рівних умов пропорційно куту повороту рамки (α вх), а фаза напруги змінюється при повороті рамки в ту чи іншу сторону від нейтрального положення (паралельно магнітному потоку).

Статичні характеристики перетворювачів ПФ показані на рис. 7.6.

Характеристику 1 має перетворювач без включеної обмотки зміщення (W см). Якщо нульове значення вихідного сигналу потрібно отримати не в середньому, а в одному з крайніх положень рамки, слід включити обмотку зміщення послідовно з рамкою.

У цьому випадку вихідний сигнал - сума напруг знімаються з рамки і обмотки зміщення, чому відповідає характеристика 2 або 2 ", якщо змінити підключення обмотки зміщення на протифазне.

Важливою властивістю феродинамічні перетворювача є можливість зміни крутизни характеристики. Це досягається зміною величини повітряного зазору (δ) між нерухомим (3) і рухомим (4) плунжерами муздрамтеатру, угвинчуючи або вигвинчуючи останній.

Розглянуті властивості перетворювачів ПФ використовують при побудові щодо складних систем регулювання з виконанням найпростіших обчислювальних операція.

Загальнопромислові датчики фізичних величин.

Ефективність процесів збагачення багато в чому залежить від технологічних режимів, які в свою чергу визначаються значеннями параметрів, що впливають на ці процеси. Різноманіття збагачувальних процесів обумовлює велику кількість технологічних параметрів, що вимагають свого контролю. Для контролю деяких фізичних величин досить мати стандартний датчик з вторинним приладом (наприклад, термопара - автоматичний потенціометр), для інших необхідні додаткові пристрої і перетворювачі (густиноміри, витратоміри, Золоміри та ін.).

Серед великої кількості промислових датчиків можна виділити датчики, широко застосовуються в різних галузях промисловості в якості самостійних джерел інформації і як складові елементи більш складних датчиків.

В даному підрозділі розглянемо найбільш прості загальнопромислові датчики фізичних величин.

Датчики температури. Контроль теплових режимів роботи котлоагрегатів, сушильних установок, деяких вузлів тертя машин дозволяє отримати важливу інформацію, необхідну для управління роботою зазначених об'єктів.

манометричні термометри. Цей пристрій включає в себе чутливий елемент (термобаллон) і показує прилад, з'єднаних капілярної трубкою і заповнених робочою речовиною. Принцип дії заснований на зміні тиску робочої речовини в замкненій системі термометра в залежності від температури.

Залежно від агрегатного стану робочої речовини розрізняють рідинні (ртуть, ксилол, спирти), газові (азот, гелій) і парові (насичений пар низкокипящей рідини) манометрические термометри.

Тиск робочої речовини фіксується манометричним елементом - трубчастою пружиною, що розкручується при підвищенні тиску в замкнутій системі.

Залежно від виду робочої речовини термометра межі вимірювання температури складають від - 50 о до +1300 про С. Прилади можуть оснащуватися сигнальними контактами, записуючим пристроєм.

Терморезистори (термосопротивления).Принцип дії заснований на властивості металів або напівпровідників ( термістори) Змінювати свій електричний опір зі зміною температури. Ця залежність для терморезисторов має вигляд:

де R 0 – опір провідника при Т 0 = 293 0 К;

α Т - температурний коефіцієнт опору

Чутливі металеві елементи виготовляють у вигляді дротяних котушок або спіралей в основному з двох металів - міді (для низьких температур - до 180 о С) і платини (від -250 про до 1300 ° C), поміщених в металевий захисний кожух.

Для реєстрації контрольованої температури терморезистор, як первинний датчик, підключається до автоматичного мосту змінного струму (вторинний прилад), дане питання буде розглянуто нижче.

У динамічному відношенні терморезистори можна уявити апериодическим ланкою першого порядку з передавальної функцією W (p) = k / (Tp + 1), Якщо ж постійна часу датчика ( Т) Значно менше постійної часу об'єкта регулювання (контролю), допустимо приймати даний елемент як пропорційне ланка.

Термопари.Для вимірювання температур в великих діапазонах і понад 1000 о С зазвичай застосовують термоелектричні термометри (термопари).

Принцип дії термопар заснований на ефекті виникнення ЕРС постійного струму на вільних (холодних) кінців двох різнорідних спаяних провідників (гарячий спай) за умови, що температура холодних кінців відрізняється від температури спаю. Величина ЕРС пропорційна різниці цих температур, а величина і діапазон вимірюваних температур залежить від матеріалу електродів. Електроди з нанизаними на них фарфоровими бусами поміщаються в захисну арматуру.

Підключення термопар до реєструючого приладу проводиться спеціальними термо проводи. Як реєструючого приладу може використовуватися мілівольтметр з певною градуировкой або автоматичний міст постійного струму (потенціометр).

При розрахунку систем регулювання термопари можуть представлятися, як і терморезистори, апериодическим ланкою першого порядку або пропорційним.

Промисловість випускає різні типи термопар (табл. 7.1).

Таблиця 7.1 Характеристика термопар

Датчики тиску. Датчики тиску (розрядження) і перепаду тискунабули найширшого застосування в гірничо-збагачувальної галузі, як загальнопромислові датчики, так і в якості складових елементів більш складних систем контролю таких параметрів, як щільність пульп, витрата середовищ, рівень рідких середовищ, в'язкість суспензії і п.п.

Прилади для вимірювання надлишкового тиску називаються манометрамиабо напоромери, Для виміру вакуумметричного тиску (нижче атмосферного, розрідження) - вакуумметрами або тягоміри, для одночасного вимірювання надлишкового та вакуумметричного тиску - мановакуумметрів або тягонапорометрамі.

Найбільшого поширення набули датчики пружинного типу (деформаційні) з пружними чутливими елементами у вигляді манометричної пружини (рис. 7.7 а), гнучкою мембрани (рис. 7.7 б) і гнучкого сильфона.

.

Для передачі показань на реєструючий прилад в манометрах може бути вбудований перетворювач переміщення. На малюнку показані индукционно-трансформаторні перетворювачі (2), плунжери яких пов'язані з чутливими елементами (1 і 2).

Прилади для вимірювання різниці двох тисків (перепаду) називаються диференціальними манометрами або дифманометрами (рис. 7.8). Тут тиск впливає на чутливий елемент з двох сторін, ці прилади мають два вхідних штуцери для подачі більшого (+ Р) і меншого (Р) тиску.

Діфманометри можна розділити на дві основні групи: рідинні і пружинні. По виду чутливого елемента серед пружинних найбільш поширені мембранні (рис. 7.8а), сильфонні (рис.7.8 б), серед рідинних - дзвіниці (рис. 7.8 в).

Мембранний блок (рис. 7.8 а) зазвичай заповнюється дистильованою водою.

Дзвіниці діфманометри, у яких чутливим елементом є дзвін, частково занурений догори дном в трансформаторне масло, є найбільш чутливими. Вони застосовуються для вимірювання невеликих перепадів тиску в межах 0 - 400 Па, наприклад, для контролю розрядження в топках сушильних і котельних установок

Розглянуті діфманометри відносяться до безшкальний реєстрація контрольованого параметра здійснюється вторинними приладами, на які надходить електричний сигнал від відповідних перетворювачів переміщення.

Датчики механічних зусиль. До цих датчиків належать датчики, що містять пружний елемент і перетворювач переміщення, тензометричні, п'єзоелектричні і ряд інших (рис. 7.9).

Принцип роботи даних датчиків ясний з малюнка. Відзначимо, що датчик з пружним елементом може працювати з вторинним приладом - компенсатором змінного струму, тензометричний датчик - з мостом змінного струму, п'єзометричний - з мостом постійного струму. Детальніше це питання буде викладено в наступних розділах.

Тензометрический датчик являє собою підкладку на яку наклеєно кілька витків тонкого дроту (спеціальний сплав), або металевої фольги як показано на рис. 7.9б. Датчик наклеюється на чутливий елемент, що сприймає навантаження F, з орієнтацією довгої осі датчика по лінії дії контрольованої сили. Цим елементом може бути будь-яка конструкція, яка перебуває під впливом сили F і працює в межах пружної деформації. Цією ж деформації піддається і тензодатчик, при цьому провідник датчика подовжується або скорочується по довгій осі його установки. Останнє призводить до зміни його провідникові за відомою з електротехніки формулою R = ρl / S.

Додамо тут, що розглянуті датчики можуть бути використані при контролі продуктивності стрічкових конвеєрів (ріс.7.10 а), вимірі маси транспортних засобів (автомобілів, залізничних вагонів, рис. 7.10 б), маси матеріалу в бункерах та ін.

Оцінка продуктивності конвеєра заснована на зважуванні певної ділянки навантаженої матеріалом стрічки при постійній швидкості її руху. Вертикальне переміщення вагової платформи (2), встановленої на пружних зв'язках, викликане масою матеріалу на стрічці, передається на поршень индукционно-трансформаторного перетворювача (ІТП), який формує інформацію на вторинний прилад (U вих).

Для зважування залізничних вагонів, завантажених автомобілів вагова платформа (4) спирається на тензометричні блоки (5), що представляють собою металеві опори з наклеєними тензометричними датчиками, які відчувають пружну деформацію, що залежить від маси об'єкта зважування.

теплогазопостачання

І ВЕНТИЛЯЦІЇ

Новосибірськ 2008

МІНІСТЕРСТВО АГЕНСТВО ДО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Новосибірський державний

АРХІТЕКТУРНО-технічний університет (Сібстрін)

Н.А. Попов

АВТОМАТИЗАЦІЯ СИСТЕМ

теплогазопостачання

І ВЕНТИЛЯЦІЇ

Навчальний посібник

Новосибірськ 2008

Н.А. Попов

Автоматизація систем теплогазопостачання та вентиляції

Навчальний посібник. - Новосибірськ: НГАСУ (Сібстрін), 2008.

У навчальному посібнику розглянуто принципи розробки схем автоматизації та існуючі інженерні рішення по автоматизації конкретних систем теплогазопостачання та теплоспоживання, котельних установок, вентиляційних систем і систем кондиціонування мікроклімату.

Посібник призначений для студентів, які навчаються за спеціальністю 270109 напряму «Будівництво».

рецензенти:

- В.І. Костін, д.т.н., професор кафедри

теплогазопостачання та вентиляції

НГАСУ (Сібстрін)

- Д.В. Зедгенізов, к.т.н., с.н.с. лабораторії

рудничної аеродинаміки ИГД СО РАН

© Попов Н.А. 2008 р

МЖ ВШ-1986 р 304 с.
Розглядаються фізичні основи управління виробничими процесами, теоретичні основи управління і регулювання, техніка і засоби автоматизації, схеми автоматизації різних систем ТГВ, техніко-економічні дані і перспективи автоматизації.
Зміст книги Автоматика та автоматизація систем теплогазопостачання та вентиляція.
Передмова.
Вступ.
Основи автоматизації виробничих процесів.
Загальні відомості.
Значення автоматичного управління виробничим процесами.
Умови, аспекти і ступені автоматизації.
Особливості автоматизації систем ТГВ.
Основні поняття і визначення.
Характеристика технологічних процесів.
Основні визначення.
Класифікація підсистем автоматизації.
Основи теорії управління та регулювання.
Фізичні основи управління і структура систем.
Поняття про управління простими процесами (об'єктами).
Сутність процесу управління.
Поняття про зворотний зв'язок.
Автоматичний регулятор і структура автоматичної системи регулювання.
Два способи управління.
Основні принципи управління.
Об'єкт управління та його властивості.
Акумулююча здатність об'єкта.
Саморегулювання. Вплив внутрішнього зворотного зв'язку.
Запізнення.
Статичні характеристики об'єкта.
Динамічний режим об'єкта.
Математичні моделі найпростіших об'єктів.
Керованість об'єктів.
Типові методи дослідження АСР і Асу.
Поняття про ланці автоматичної системи.
Основні типові динамічні ланки.
Операційний метод в автоматиці.
Символічна запис рівнянь динаміки.
Структурні схеми. З'єднання ланок.
Передавальні функції типових об'єктів.
Техніка й засоби автоматизації.
Вимірювання і контроль параметрів технологічних процесів.
Класифікація вимірюваних величин.
Принципи та методи вимірювання (контролю).
Точність і похибки вимірювань.
Класифікація вимірювальної апаратури і датчиків.
Характеристики датчиків.
Державна система промислових приладів і засобів автоматизації.
Засоби вимірювання основних параметрів в системах ТГВ.
Датчики температури.
Датчики вологості газів (повітря).
Датчики тиску (розрідження).
Датчики витрати.
Вимірювання кількості теплоти.
Датчики рівня розділу двох середовищ.
Визначення хімічного складу речовин.
Інші вимірювання.
Основні схеми включення електричних датчиків неелектричних величин.
Суммирующие пристрою.
Методи передачі сигналів.
Підсилювально-перетворювальні пристрої.
Гідравлічні підсилювачі.
Пневматичні підсилювачі.
Електричні підсилювачі. Реле.
Електронні підсилювачі.
Багатокаскадного посилення.
Виконавчі пристрої.
Гідравлічні і пневматичні виконавчі пристрої.
Електричні виконавчі пристрої.
Задають пристрої.
Класифікація регуляторів за характером задає впливу.
Основні види задають пристроїв.
АСР і мікроЕОМ.
Регулюючі органи.
Характеристики розподільних органів.
Основні типи розподільних органів.
Регулюючі пристрої.
Статичні розрахунки елементів регуляторів.
Автоматичні регулятори.
Класифікація автоматичних регуляторів.
Основні властивості регуляторів.
Регулятори безперервного і переривчастого дії.
Автоматичні системи регулювання.
Статика регулювання.
Динаміка регулювання.
Перехідні процеси в АСР.
Стійкість регулювання.
Критерії стійкості.
Якість регулювання.
Основні закони (алгоритми) регулювання.
Пов'язане регулювання.
Порівняльні характеристики і вибір регулятора.
Параметри настройки регуляторів.
Надійність АСР.
Автоматизація в системах теплогазопостачання та вентиляції.
Проектування схем автоматизації, монтаж і експлуатація пристроїв автоматики.
Основи проектування схем автоматизації.
Монтаж, налагодження і експлуатація засобів автоматизації.
Автоматичне дистанційне керування електродвигунами.
Принципи релейно-контакторного управління.
Управління асинхронним електродвигуном з коротко-замкнутим ротором.
Управління електродвигуном з фазним ротором.
Реверсування і управління резервними електродвигунами.
Апаратура ланцюгів дистанційного керування.
Автоматизації систем теплопостачання.
Основні принципи автоматизації.
Автоматизація районних теплових станцій.
Автоматизація насосних установок.
Автоматизація підживлення теплових мереж.
Автоматизація конденсатних і дренажних пристроїв.
Автоматичний захист теплової мережі від підвищення тиску.
Автоматизація групових теплових пунктів.
Автоматизація систем теплоспоживання.
Автоматизація систем гарячого водопостачання.
Принципи управління тепловими режимами будівель.
Автоматизація відпустки теплоти в місцевих теплових пунктах.
Індивідуальне регулювання теплового режиму опалювальних приміщень.
Регулювання тиску в системах опалення.
Автоматизація котелень малої потужності.
Основні принципи автоматизації котелень.
Автоматизація парогенераторів.
Технологічні захисту котлів.
Автоматизація водогрійних котлів.
Автоматизація котлів на газовому паливі.
Автоматизація паливоспалюючих пристроїв мікрокотлов.
Автоматизація систем водопідготовки.
Автоматизація топливоподготовительному пристроїв.
Автоматизація вентиляційних систем.
Автоматизація витяжних вентиляційних систем.
Автоматизація систем аспірації і пневмотранспорту.
Автоматизація аераційних пристроїв.
Методи регулювання температури повітря.
Автоматизація припливних вентиляційних систем.
Автоматизація повітряних завіс.
Автоматизація повітряного опалення.
Автоматизація установок штучного клімату.
Термодинамічні основи автоматизації Скв.
Принципи та способи регулювання вологості в Скв.
Автоматизація центральних Скв.
Автоматизація холодильних установок.
Автоматизація автономних кондиціонерів.
Автоматизація систем газопостачання газоспоживання.
Автоматичне регулювання тиску і витрати газу.
Автоматизація газоиспользующих установок.
Автоматичний захист підземних трубопроводів від електрохімічної корозії.
Автоматизація при роботі з рідкими газами.
Телемеханіка та диспетчеризація.
Основні поняття.
Побудова схем телемеханіки.
Телемеханіка та диспетчеризація в системах ТГВ.
Перспективи розвитку автоматики систем ТГВ.
Техніко-економічна оцінка автоматизації.
Нові напрямки автоматизації систем ТГВ.
додаток.
Література.
Покажчик.

Завантажити файл

• 3.73 МБ
• доданий 18.09.2009

Учеб. для вузів / А. А. калмаки, Ю. Я. Кувшинов, С. С. Романова, С. А, Щелкунов; Під ред. В. Н. Богословського. - М .: Стройиздат, 1986 р - 479 с: ил.

Викладено теоретичні, інженерні та методичні основи динаміки систем теплогазопостачання та кондиціонування мікроклімату (ТГС і СКМ) як об'єктів автоматизації. Дано ос ...

• 3.73 МБ
• доданий 04.06.2011

Учеб. для вузів / А. А. калмаки, Ю. Я- Кувшинов, С. С. Романова, С. А. Щелкунов; Під ред. В. Н. Богословського. - М .: Стройиздат, 1986. - 479 с .: іл.

Викладено теоретичні, інженерні та методичні основи динаміки систем теплогазопостачання та кондиціонування мікроклімату (ТГС і СКМ) як об'єктів автоматизації. Дано осн ...

• 1.99 МБ
• доданий 14.02.2011

Учеб. посібник для вузів. - Л., Стройиздат, Ленингр. відділення, 1976. - 216 с.

У навчальному посібнику викладаються основні поняття з теорії автоматичного регулювання та намічається інженерний підхід до вибору типів регуляторів, наводиться опис елементів регуляторів, розбираються переваги і недоліки застосовуваних схем а ...

• 1.58 МБ
• доданий 02.12.2008

Хабаровськ, 2005 р
Альбом № 1 типових проектних рішень
«Автоматизація систем опалення і
гарячого водопостачання »

Альбом № 2 типових проектних рішень

Методичні матеріали для використання
в навчальному процесі і в дипломному проектуванні.

• 7.79 МБ
• доданий 25.04.2009

Навчальний посібник. К .: Аванпост-Прим, 2005. - 560 с.

Навчальний посібник є викладом курсу «Спецтехнологія» для підготовки наладчиків приладів, апаратури та систем автоматичного контролю, регулювання та управління у сфері вентиляції і кондиціонування повітря.
У книзі описані основні положення теорії автомат ...

• 1.22 МБ
• доданий 13.12.2009

Методичні матеріали для використання. Без автора.
в навчальному процесі і в дипломному проектуванні для студентів спеціальності 290700 «Теплогазопостачання і вентиляція» всіх форм навчання.
Хабаровськ 2004 р Без автора.

Вступ.
Система вентиляції з регулюванням температури припливного повіт-ха.
С ...

Н.А. Попов

АВТОМАТИЗАЦІЯ СИСТЕМ

теплогазопостачання

І ВЕНТИЛЯЦІЇ

Новосибірськ 2007

Новосибірський державний

АРХІТЕКТУРНО-технічний університет (Сібстрін)

Н.А. Попов
АВТОМАТИЗАЦІЯ СИСТЕМ

теплогазопостачання

І ВЕНТИЛЯЦІЇ
Навчальний посібник

Новосибірськ 2007

Н.А. Попов

Автоматизація систем теплогазопостачання та вентиляції

Навчальний посібник. - Новосибірськ: НГАСУ (Сібстрін), 2007.
ISBN
У навчальному посібнику розглянуто принципи розробки схем автоматизації та існуючі інженерні рішення по автоматизації конкретних систем теплогазопостачання та теплоспоживання, котельних установок, вентиляційних систем і систем кондиціонування мікроклімату.

Посібник призначений для студентів, які навчаються за спеціальністю 270109 напряму «Будівництво».

рецензенти:

- П.Т. Понамарьов, к.т.н. доцент кафедри

електротехніки та електротехнологій СГУПС

- Д.В. Зедгенізов, к.т.н., с.н.с. лабораторії руд- нічной аеродинаміки ИГД СО РАН

© Попов Н.А. 2007 р

ВСТУП
Сучасні промислові і громадські будівлі обладнуються складними інженерними системами забезпечення мікроклімату, господарських та виробничих потреб. Надійна і безаварійна робота цих систем не може бути забезпечена без їх автоматизації.

Завдання автоматизації вирішуються найефективніше тоді, коли вони опрацьовуються в процесі розробки технологічного процесу.

Створення ефективних систем автоматизації зумовлює необхідність глибокого вивчення технологічного процесу не тільки проектувальниками, а й фахівцями монтажних, налагоджувальних та експлуатаційних організацій.

В даний час рівень техніки дозволяє автоматизувати практично будь-який технологічний процес. Доцільність автоматизації вирішується шляхом знаходження найбільш раціонального технічного рішення і визначення економічної ефективності. При раціональному застосуванні сучасних технічних засобів автоматики підвищується продуктивність праці, знижується собівартість продукції, підвищується її якість, поліпшуються умови праці і підвищується культура виробництва.

Автоматизація систем ТГіВ включає питання контролю і регулювання технологічних параметрів, управління електроприводами агрегатів, установок і виконавчих механізмів (ІМ), а також питання захисту систем і устаткування в аварійних режимах.

У навчальному посібнику розглянуті основи проектування автоматизації технологічних процесів, схеми автоматизації та існуючі інженерні рішення по автоматизації систем ТГіВ з використанням матеріалів типових проектів і окремих розробок проектних організацій. Велику увагу приділено вибору сучасних технічних засобів автоматизації для конкретних систем.

Навчальний посібник включає матеріали по другій частині курсу "Автоматизація та управління системами ТГіВ" і призначений для студентів, які навчаються за спеціальністю 270109 "Теплогазопостачання і вентиляція". Воно може бути корисним викладачам, аспірантам і інженерам, які займаються питаннями роботи, регулювання та автоматизації систем ТГіВ.

1. ОСНОВИ ПРОЕКТУВАННЯ

AВТОМАТІЗІРОВАННИХ СИСТЕМ

Теплогазопостачання та вентиляція

1. 
   Стадії проектування і склад проекту

Відповідно до СНИП 1.02.01-85 проектування систем автоматизації технологічних процесів виконують в дві стадії: проект і робоча документація або в одну стадію: робочий проект.

У проекті розробляється наступна основна документація: I) структурна схема управління і контролю (для складних систем управління); 2) функціональні схеми автоматизації технологічних процесів; 3) плани розташування щитів, пультів, засобів обчислювальної техніки і т.д .; 4) заявочні відомості приладів і засобів автоматизації; 5) технічні вимоги на розробку нестандартного обладнання; 6) пояснювальна записка; 7) завдання генпроектувальнику (суміжним організаціям або замовнику) на розробки, пов'язані з автоматизацією об'єкта.

На стадії робочої документації розробляються: 1) структурна схема управління і контролю; 2) функціональні схеми автоматизації технологічних процесів; 3) принципові електричні, гідравлічні і пневматичні схеми контролю, автоматичного регулювання, управління, сигналізації та живлення; I) загальні види щитів і пультів; 5) монтажні схеми щитів і пультів; 6) схеми зовнішніх електричних і трубних проводок; 7) пояснювальна записка; 8) замовні специфікації приладів і засобів автоматизації, засобів обчислювальної техніки, електроапаратури, щитів, пультів і т.д.

При двохстадійному проектуванні структурні і функціональні схеми на стадії робочої документації розробляються з урахуванням змін технологічної частини або рішень по автоматизації, прийнятих при затвердженні проекту. У разі відсутності таких змін, згадані креслення включаються до складу робочої документації без переробки.

У робочій документації доцільно давати розрахунки регулюють дросельних органів, а також розрахунки за вибором регуляторів і визначення зразкових значень їх параметрів настройки при різних технологічних режимах роботи обладнання.

До складу робочого проекту при одностадійному проектуванні входять: а) технічна документація, що розробляється в складі робочої документації при двохстадійному проектуванні; б) локальний кошторис на обладнання та монтаж; в) завдання генпроектувальнику (суміжним організаціям або замовнику) на роботи, пов'язані з автоматизацією об'єкта.
1.2. Вихідні дані для проектування
Вихідні дані для проектування містяться в технічному завданні на розробку системи автоматичного керування технологічним процесом. Технічне завдання складається замовником за участю спеціалізованої організації, якій доручається розробка проекту.

Завдання на проектування системи автоматизації містить технічні вимоги, що пред'являються до неї замовником. Крім того, до нього додається комплект матеріалів, необхідних для проектування.

Основними елементами завдання є перелік об'єктів автоматизації технологічних агрегатів і установок, а також функції, що їх системою контролю і регулювання, що забезпечує автоматизацію управління цими об'єктами. Завдання містить ряд даних, що визначають загальні вимоги та характеристики системи, а також описують об'єкти управління: 1) підстава для проектування; 2) умови експлуатації системи; 3) опис технологічного процесу.

Підстава для проектування містить посилання на планові документи, що визначають порядок проектування автоматизованого процесу, планові терміни проектування, стадійність проектування, допустимий рівень витрат на створення системи управління, техніко-економічне обґрунтування доцільності проектування автоматизації та оцінку підготовленості об'єкта до автоматизації.

Опис умов експлуатації проектованої системи містить умови протікання технологічного процесу (наприклад, клас вибухо- і пожежонебезпеки приміщень, наявність агресивної, вологою, сирий, запиленій навколишнього середовища і т.д.), вимоги до ступеня централізації контролю та управління, до вибору режимів управління, до уніфікації апаратури автоматизації, умови ремонту і обслуговування парку приладів на підприємстві.

Опис технологічного процесу включає: а) технологічні схеми процесу; б) креслення виробничих приміщень з розміщенням технологічного обладнання; в) креслення технологічного обладнання із зазначенням конструкторських вузлів для установки датчиків контролю; г) схеми електропостачання; д) схеми подачі повітря; е) дані для розрахунку систем контролю і регулювання; ж) дані для розрахунку техніко-економічної ефективності систем автоматизації.

1.3. Призначення і зміст функціональної схеми
Функціональні схеми (схеми автоматизації) є основним технічним документом, що визначає функціонально-блокову структуру окремих вузлів автоматичного контролю, управління і регулювання технологічного процесу і оснащення об'єкта управління приладами і засобами автоматизації.

Функціональні схеми автоматизації служать вихідним матеріалом для розробки всіх інших документів проекту автоматизації і встановлюють:

а) оптимальний обсяг автоматизації технологічного процесу; б) технологічні параметри, що підлягають автоматичному контролю, регулювання, сигналізації та блокувань; в) основні технічні засоби автоматизації; г) розміщення засобів автоматизації - місцевих приладів, добірних пристроїв, апаратури на місцевих і центральних щитах і пультах, диспетчерських пунктах і т.д .; д) взаємозв'язок між засобами автоматизації.

На функціональних схемах автоматизації комунікації і трубопроводи рідини і газу зображують умовними позначеннями відповідно до ГОСТ 2.784-70, а деталі трубопроводів, арматура, теплотехнічні та санітарно-технічні пристрої та апаратура - по ГОСТ 2.785-70.

Прилади, засоби автоматизації, електричні пристрої та елементи обчислювальної техніки на функціональних схемах показуються відповідно до ГОСТ 21.404-85. У стандарті первинні і вторинні перетворювачі, регулятори, електроапаратуру показують кружками діаметром 10 мм, виконавчі пристрої - кружками діаметром 5 мм. Гурток розділяється горизонтальною лінією при зображенні пристроїв, що встановлюються на щитах, пультах. У верхній його частині умовним кодом записують вимірювану або регульовану величину і функціональні ознаки приладу (показання, реєстрація, регулювання і т.п.), в нижній - номер позиції по схемі.

Найбільш застосовувані в системах ТГВ позначення вимірюваних величин: D- щільність; Е- будь-яка електрична величина; F- pаcход; Н- ручний вплив; До- час, програма; L- рівень; М- вологість; Р- тиск (розрідження); Q- якість, coстав, концентрація середовища; S- швидкість, частота; Т- температура; W- маса.

Додаткові літери, уточнюючі позначення вимірюваних величин: D- різниця, перепад; F- співвідношення; J- автоматичне перемикання, обегания; Q- інтегрування, підсумовування за часом.

Функції, що виконуються приладом: а) відображення інформації: А-cігналізація; I- показання; R- реєстрація; б) формування вигідного сигналу: З- регулювання; S- включення, відключення, перемикання, сигналізація ( Ні L- відповідно верхній і нижній межі параметрів).

Додаткові літерні позначення, що відображають функціональні ознаки приладів: Е- чутливий елемент (первинне перетворення); Т- дистанційна передача (проміжне перетворення); До- станція управління. Рід сигналу: Е- електричний; Р- пневматичний; G- гідравлічний.

В умовному позначенні приладу повинні відображатися ті ознаки, які використовуються в схемі. наприклад, РD1- прилад для вимірювання перепаду тиску, що показує дифманометр, РIS- прилад для вимірювання тиску (розрідження), з контактним пристроєм (манометр, вакуумметр), LCS-електрічеський контактний регулятор рівня, ТС- терморегулятор, ТІ- датчик температури, FQ1- прилад для вимірювання витрати (діафрагма, сопло і ін.)

Приклад виконання функціональної схеми (див. На рис. 1.1),
Мал. 1. 1. Приклад виконання функціональної схеми

автоматизації редукційно-охолоджувальної установки

де технологічне обладнання зображено в верхній частині креслення, а нижче в прямокутниках показані прилади, що встановлюються за місцем і на щиті оператора (автоматизації). На функціональній схемі всі прилади і засоби автоматизації мають буквене і цифрове позначення.

Контури технологічного обладнання на функціональних схемах рекомендується виконувати лініями товщиною 0,6-1,5 мм; трубопровідні комунікації 0,6-1,5 мм; прилади та засоби автоматизації 0,5-0,6 мм; лінії зв'язку 0,2-0,3 мм.

Автоматизація систем теплогазопостачання та вентиляції

Розділ I. ОСНОВИ АВТОМАТИЗАЦІЇ ВИРОБНИЧИХ ПРОЦЕСІВ

Глава 1. Загальні відомості

1. Значення автоматичного управління виробничими процесами
2. Умови, аспекти і ступені автоматизації
3. Особливості автоматизації систем ТГВ

Глава 2. Основні поіітіі і визначенні

1. Характеристика технологічних процесів
2. Основні визначення
3. Класифікація підсистем автоматизації

Розділ II. ОСНОВИ ТЕОРІЇ УПРАВЛІННЯ ТА РЕГУЛЮВАННЯ

Глава 3. Фізичні основи управління і структура систем.

1. Поняття про управління простими процесами (об'єктами)
2. Сутність процесу управління
3. Поняття про зворотний зв'язок
4. Автоматичний регулятор і структура автоматичної системи регулювання
5. Два способи управління

1. АГАЛЬНІ принципи управління

Глава 4. Об'єкт управлінні і його властивості

1. Акумулююча здатність об'єкта
2. Саморегулювання. Вплив внутрішнього зворотного зв'язку
3. запізнення
4. Статичні характеристики об'єкта
5. Динамічний режим об'єкта
6. Математичні моделі найпростіших об'єктів
7. керованість об'єктів

Глава 5. Типові методи дослідження АСР і АСУ

1. Поняття про ланці автоматичної системи
2. Основні типові динамічні ланки
3. Операційний метод в автоматиці
4. Символічна запис рівнянь динаміки
5. Структурні схеми. з'єднання ланок
6. Передавальні функції типових об'єктів

Розділ III. ТЕХНІКА І ЗАСОБИ АВТОМАТИЗАЦІЇ

Глава 6. Вимірювання і контроль параметрів технологічних процесів

1. Класифікація вимірюваних величин
2. Принципи та методи вимірювання (контролю)
3. Точність і похибки вимірювань
4. Класифікація вимірювальної апаратури і датчиків
5. характеристики датчиків
6. Державна система промислових приладів і засобів автоматизації

Глава 7. Засоби вимірювання основних параметрів в системах ТГВ

1. датчики температури
2. Датчики вологості газів (повітря)
3. Датчики тиску (розрідження)
4. датчики витрати
5. Вимірювання кількості теплоти
6. Датчики рівня розділу двох середовищ
7. Визначення хімічного складу речовин
8. Інші вимірювання
9. Основні схеми включення електричних датчиків неелектричних величин
10. суммирующие пристрої
11. Методи передачі сигналів

Глава 8. підсилювально-перетворювальні пристрої

1. гідравлічні підсилювачі
2. пневматичні підсилювачі
3. Електричні підсилювачі. реле
4. електронні підсилювачі
5. багатокаскадного посилення

Глава 9. Виконавчі пристрої

1. Гідравлічні і пневматичні виконавчі пристрої
2. Електричні виконавчі пристрої

Глава 10. Задаючі пристрої

1. Класифікація регуляторів за характером задає впливу
2. Основні види задають пристроїв
3. АСР і мікроЕОМ

Глава 11. Регулюючі органи

1. Характеристики розподільних органів
2. Основні типи розподільних органів
3. регулюючі пристрої
4. Статичні розрахунки елементів регуляторів

Глава 12. Автоматичні регулятори

1. Класифікація автоматичних регуляторів
2. Основні властивості регуляторів

Глава 13. Автоматичні системи регулювання

1. статика регулювання
2. Діваміка регулювання
3. Перехідні процеси в АСР
4. стійкість регулювання
5. критерії стійкості
6. якість регулювання
7. Основні закони (алгоритми) регулювання
8. пов'язане регулювання
9. Порівняльні характеристики і вибір регулятора
10. Параметри настройки регуляторів
11. надійність АСР

Розділ IV. АВТОМАТИЗАЦІЯ В СИСТЕМАХ теплогазопостачання та вентиляція

Глава 14. Проектування схем автоматизації, монтаж і експлуатація пристроїв автоматики

1. Основи проектування схем автоматизації
2. Монтаж, налагодження і експлуатація засобів автоматизації

Глава 15. Автоматичне дистанційне керування електродвигунами

1. Принципи релейно-контактори управління
2. Управління асинхронним електродвигуном з коротко-замкнутим ротором
3. Управління електродвигуном з фазним ротором
4. Реверсування і управління резервними електродвигунами
5. Апаратура ланцюгів дистанційного керування

Глава 16. Автоматизації систем теплопостачання

1. Основні принципи автоматизації
2. Автоматизація районних теплових станцій
3. Автоматизація насосних установок
4. Автоматизація підживлення теплових мереж
5. Автоматизація конденсатних і дренажних пристроїв
6. Автоматичний захист теплової мережі від підвищення тиску
7. Автоматизація групових теплових пунктів

Глава 17. Автоматизація систем теплоспоживання

1. Автоматизація систем гарячого водопостачання
2. Принципи управління тепловими режимами будівель
3. Автоматизація відпустки теплоти в місцевих теплових пунктах
4. Індивідуальне регулювання теплового режиму опалювальних приміщень
5. Регулювання тиску в системах опалення

Глава 18. Автоматизація котелень малої потужності

1. Основні принципи автоматизації котелень
2. Автоматизація парогенераторів
3. Технологічні захисту котлів
4. Автоматизація водогрійних котлів
5. Автоматизація котлів на газовому паливі
6. Автоматизація паливоспалюючих пристроїв мікрокотлов
7. Автоматизація систем водопідготовки
8. Автоматизація топливоподготовительному пристроїв

Глава 19. Автоматизація вентиляційних систем

1. Автоматизація витяжних вентиляційних систем
2. Автоматизація систем аспірації і пневмотранспорту
3. Автоматизація аераційних пристроїв
4. Методи регулювання температури повітря
5. Автоматизація припливних вентиляційних систем
6. Автоматизація повітряних завіс
7. Автоматизація повітряного опалення

Глава 20. Автоматизація установок штучного клімату

1. Термодинамічні основи автоматизації ВКВ
2. Принципи та способи регулювання вологості в ВКВ
3. Автоматизація центральних ВКВ
4. Автоматизація холодильних установок
5. Автоматизація автономних кондиціонерів

Глава 21. Автоматизація систем газопостачання та газоспоживання

1. Автоматичне регулювання тиску і витрати газу
2. Автоматизація газоиспользующих установок
3. Автоматичний захист підземних трубопроводів від електрохімічної корозії
4. Автоматизація при роботі з рідкими газами

Глава 22. Телемеханика і диспетчеризація

1. Основні поняття
2. Побудова схем телемеханіки
3. Телемеханіка та диспетчеризація в системах ТГВ

Глава 23. Перспективи розвитку автоматики систем ТГВ

1. Техііко-економічна оцінка автоматизації
2. Нові напрямки автоматизації систем ТГВ

Широке впровадження автоматики і засобів автоматизації в різні галузі техніки викликало необхідність вивчення дисципліни «Автоматизація виробничих процесів» студента ми практично всіх інженерно-техніч них спеціальностей вищої школи.

У завдання вивчення дисципліни входить ознайомлення з сучасними принципами і методами ефективного управління виробничими процесами і установками, а також автоматичними засобами. Викладаються основи теорії управління та регулювання, принцип дії п пристрій засобів автоматизації, основні принципові рішення схем. застосовувані в системах теплогазоснаб-вання і вентиляції (ТГВ) для підвищення продуктивності праці і економії паливно-енергетичних ресурсів.

Автоматизація виробничого процесу є вершиною в технічному оснащенні даної галузі. Тому поряд з обов'язковими спеціальними знаннями по об'єктах автоматизації потрібна серйозна підготовка з фундаментальних дисциплін - спеціальних розділів математики, фізики, теоретичної механіки, електротехніки та ін. Особливістю автоматики є перехід від традиційних стаціонарних режимів і розрахунків до нестаціонарним, динамічним, властивим галузі використання засобів автоматизації.

У книзі розглянуті сучасні вітчизняні автоматичні системи, а також деякі новітні зарубіжні розробки.

При автоматизації використовується великий обсяг графічного матеріалу у вигляді різних схем, тому запорукою успішного оволодіння курсом є обов'язкове знання азбуки автоматики - стандартних умовних позначень. При розгляді схем автоматизації автор обмежився лише принциповими рішеннями, надавши можливість читачеві розширити свої пізнання, користуючись довідковою і нормативною літературою.

За матеріалами http://www.tgv.khstu.ru