Тема проекта Разработка автоматизированной системы управления сушильно-барабанной машиной

Рис. Рисунок 13 – Функциональная схема автоматизации разрабатываемой установки

6. Составление принципиальной электрической схемы питания оборудования системы

В данном разделе составлены питающая и распределительная схемы, выбраны кабели, проводы и аппараты защиты сети, спроектирована схема управления элементом исполнительного оборудования.



6.1 Составление питающей и распределительной схем
На рис. 14 представлена питающая и распределительная схема разрабатываемой системы, где 1 – панель оператора, 2 – ПЛК, 3 – модули ввода/вывода, 4 – влагомер, 5 – термометр, 6 – датчик скорости, 7 – манометр.

Рис. Рисунок 14 – Питающая и распределительная схема разрабатываемой автоматизированной системы управления


6.2 Выбор кабелей, проводов и аппаратов защиты сети

В разрабатываемой системе выбор кабелей и аппаратов защиты необходимо осуществлять исходя из потребляемой мощности устройств на каждом узле электрической цепи. Такие приборы, как влагомер, термометр, датчик скорости и манометр потребляют в среднем по 60 Вт, следовательно, общая потребляемая мощность равна 240 Вт. Для приборов мощностью до 1 к Вт можно использовать кабели сечением 0,5 кв мм, однако возьмем с запасом, т.е. 1,5 кв мм, выберем трехпроводный кабель ВВГнг-LS-3х1,5 с изоляцией и оболочкой из ПВХ пластиката не поддерживающего горение с пониженным задымлением. В качестве аппаратов защиты в данной схеме используются автоматические выключатели.
Автоматический выключатель (механический), «автомат» — это механический коммутационный аппарат, способный включать, проводить и отключать токи при нормальном состоянии цепи, а также включать, проводить в течение заданного времени и автоматически отключать токи в указанном аномальном состоянии цепи, таких, как токи короткого замыкания. Для кабелей сечением 1,5 кв. мм следует выбирать автомат (например, фирмы “Шнайдер Электрик”) с номиналом в 10 А. Т.к. модули ввода/вывода, ПЛК и панель оператора тоже потребляют не больше 100 Вт, следовательно, к ним подведем также ВВГнг-LS-3х1,5 и поставим автоматы перед кабелем в 10 А.

6.3 Схема управления элементом исполнительного оборудования

Т.к. разрабатываемая система сочетает в себе влагу и электричество, то целесообразно использовать устройство защитного отключения. Так как нам необходимо применять электродвигатель для вращения сушильных барабанов, то применим устройство защитного отключения трехфазного электродвигателя ОВЕН УЗОТЭ 2У, которое предназначено для защиты трехфазных асинхронных электродвигателей, работающих в тяжелых производственных условиях: при перегрузках, вызванных пониженным напряжением в сети, при повышенной влажности и температуре, высокой запыленности. На рис.15 представлена схема подключения УЗО совместно с автоматами.

Рис. Рисунок 15 – Схема подключения УЗО совместно с автоматами




7. Расчет точности каналов измерения
Измерительные каналы являются наиболее сложной частью систем автоматизации и требуют глубоких знаний для получения достоверных результатов измерений. Качество полученных данных зависит не только от погрешности средств измерений, вовремя выполненной поверки или калибровки, но, в большей степени, от корректности методики измерений, правильности выполнения системы заземления, экранирования и кабельной разводки. Измерительные каналы систем автоматизации, в отличие от измерительных приборов, создаются в "полевых условиях", что является причиной появления ошибок, наличие которых не всегда удается обнаружить. Множество проблем возникает при выполнении статистической обработки результатов измерений, при необходимости достичь предела разрешающей способности системы, при выполнении косвенных, совместных и многократных измерений [10-13].
Погрешность может увеличиваться с ростом значений измеряемой величины. Такую погрешность учитывают путем умножения результата измерений на величину погрешности и называют мультипликативной. Примером мультипликативной погрешности является погрешность коэффициента передачи измерительного преобразователя. Мультипликативная относительная погрешность является постоянной величиной. Мультипликативная и аддитивная погрешности обычно являются параметрами линейной зависимости, позволяющей рассчитать результирующую погрешность средства измерений. Итоговая абсолютная погрешность измерений находится по формуле:

где  - мультипликативная погрешность,  - аддитивная погрешность,  - значение измеряемой величины.
Рассчитаем абсолютную погрешность для термометра, результат измерений примем равным =175º С, примем равной 1,001, а  =0,1, тогда получаем:
=1.001∙175+0,1=175,275ºС



8. Заключение
В данной работе выполнено описание технологического процесса и основного оборудования объекта управления. Осуществлена классификация объекта управления и разрабатываемой системы управления. Выполнена разработка КТС системы управления технологическим объектом. Составлена функциональная схема автоматизации установки. Составлена принципиальная электрическая схема питания оборудования системы. Выполнен расчет точности каналов измерения.









































Список использованных источников
1 . Харазов В. Г. Интегрированные системы управления технологическими процессами:
– СПб.: Профессия, 2009. – 592 с.
2. http://www.estis-equip.ru/thermometers/thermometers37.php
3. Гельперин Н.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. В двух книгах. М.: Химия, 1981;
4 Громов Б.В. и др. Химическая технология облученного ядерного топлива. М.: Энергоатомиздат, 1983;
5. Липатов Л.Н. Типовые процессы химической технологии как объекты управления. М.: Химия, 1987.
6. Александрович А.Е., Бородакий Ю.В., Чуканов В.О. Проектирование высоконадёжных информационно-вычислительных систем. –М.: Радио и связь, 2004. – 144 с.
7. Глазунов Л.П., Грабовецкий В.П., Щербаков О.В. Основы теории надёжности автоматических систем управления: учебное пособие для вузов. – Л.: Энергоатомиздат, Л.О., 1984. – 208 с.
8. Голинкевич Т.А. Прикладная теория надёжности: учебник для вузов. – М.: Высшая школа, 1985. – 168 с.
9. Гук Ю.Б. Теория надёжности в электроэнергетике: учеб. Пособие для вузов. – Л.: Энергоатомиздат, 1990. – 208 с.
10. ГОСТ 27.002–89. Надёжность в технике. Основные понятия. Термины и определения.
11. ГОСТ 28195–89. Оценка качества программных средств.
12. ГОСТ 27.001–95. Межгосударственный стандарт. Система стандартов «Надёжность в технике». Основные положения.
13. ГОСТ 27.310–95. Межгосударственный стандарт. Надёжность в технике. Анализ видов, последствий и критичности отказов. Основные положения.
14. Дружинин Г.В., Степанов С.В. и др. Теория надёжности радиоэлектронных систем в примерах и задачах: учеб. пособие для вузов. – М.: Энергия, 1976. – 448 с.
15. Дружинин Г.В. Надёжность автоматизированных производственных систем. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 480 с.
16. Иыуду К.А. Надёжность, контроль и диагностика вычислительных машин и систем: учеб. пособие для вузов. – М.: Высшая школа, 1989. – 216 с.
17. Кубарев А.И. Надёжность в машиностроении – М.: Изд-во стандартов, 1989. – 224 с.
18. Лонгботтом Р. Надёжность вычислительных систем: пер. с англ. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 288 с.











26