Проектирование автоматизированных систем

- Омск: СибАДИ, 2011. - 47 с.Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие/Под ред. О.Н. Русака. – СПб.: Издательство “Лань”, 2003. – 448 с.Безопасность производственных процессов: Справочник/Под ред. С.В. Белова. – М.: Машиностроение, 1985. – 448 с.Субботина Л.Г. Технико-экономическое обоснование работ исследовательского характера – Северск: СГТИ, 2006.Микропроцессорное устройство управления котлами, печами, сушилками АГАВА 6432.10. Инструкция по монтажу и пусконаладке дополнение №1 АГСФ.421455.001Д1 /Редакция 4.12/ Екатеринбург 2012Микропроцессорное устройство управления котлами, печами, сушилками АГАВА 6432.10 Техническое описание АГСФ.421455.001ТО /Редакция 7.18/ Екатеринбург 2011Приложение 1 Алгоритм розжига горелкиРозжиг горелки котла включает в себя следующие фазы работы (Рисунок 4.13)[19]:1 - включение прибора, установка заслонок газа, воздуха и шибера дымохода в положение «Закрыто», прохождение старт тестов, опрос состояния датчиков. По окончании этих процедур на дисплее появляется сообщение «ГОТОВ»;2 - нажатие кнопки «СТАРТ» - приводит к началу процесса вентиляции, включению и разгону дымососа при наличии его в системе, затем включению и разгону вентилятора, установке заслонок воздуха и шибера дымососа в положение вентиляции.3 - процесс вентиляции - на дисплее имеется сообщение «ВЕНТИЛЯЦИЯ + таймер обратного отсчета времени», прекращение этого режима невозможно до конца работы таймера. По истечении времени вентиляции заслонка вентилятора устанавливаются в закрытое состояние, на дисплее появляется сообщение - «ВЕНТИЛЯЦИЯ НОРМА ГОТОВ К РОЗЖИГУ»;4 - котел готов к розжигу, вентиляция закончена, ожидаются дальнейшие действия оператора:5 - повторное нажатие кнопки «СТАРТ» при выбранном автоматическом виде розжига приводит к розжигу котла и. после прогрева, переводу его в работу.Первым действием по розжигу является установка заслонки воздуха в положение «Закрыто», шибер дымохода управляется в соответствии с выбранным законом регулирования разрежения:Одновременно начинается первая фаза процесса проверки герметичности клапанов: - закрывается клапан свечи безопасности, анализируется давление газа в точке, расположенной между основным и рабочим отсечным клапаном (на циклограммах обозначена как tl);С момента нажатия кнопки «СТАРТ» до начала режима «Прогрев» показания датчика минимального давления воздуха не анализируются:6 - вторая фаза контроля герметичности клапанов - открывается первый отсечной клапан, давление газа должно быть больше заданного (на циклограммах обозначена как t2);7 - третья фаза контроля герметичности клапанов - закрывается первый отсечной клапан, свеча безопасности закрыта, давление газа в течение заданного времени не должно упасть ниже заданного значения (на циклограммах обозначена как t3);8 - четвертая фаза контроля герметичности клапанов - открывается свеча безопасности для сброса давления между клапанами, в течение заданного времени давление должно упасть ниже заданного значения (на циклограммах обозначена как t4);9 - открытие первого отсечного клапана и ожидание его полного открытия;10 - включение запального трансформатора, стабилизация искры;11 - включение клапана запальника, после чего несколько секунд отводится на ожидание сигнала от датчика факела запальника, время настраивается из меню12 - это время отводится на стабилизацию факела запальника.13 - открытие второго отсечного клапана, после чего выдерживается временной интервал до появления сигнала от датчика основного факела;14 - стабилизация факела горелки, это время отводится для завершения процессов розжига;15 - отключение клапана запальника, переход к прогреву котла при режиме малого горения. Котел работает в режиме малого горения, при этом анализируется состояние всех датчиков зашиты, а на индикаторе высвечивается сообщение «ПРОГРЕВ + таймер обратного отсчета времени»;16.17 - Работа. На диаграмме изображено управление мощностью котла по принципу позиционного регулирования.18 - Останов. Высвечивается сообщение «0СТЗНОВ+ таймер обратного отсчета времени». Выполняется переход на режим прогрев за время установленное в меню конфигурации на плавный останов котла. После окончания времени останова высвечивается сообщение «СТОП» Клапаны подачи газа закрываются. После погасания факела и спада давления газа перед горелкой происходит переход на вентиляцию котла.Рисунок П1.13 – Диаграмма процесса розжига котлаПриложение 2 Выбор датчиковДатчик температуры ТСП 1187 (Метран 276 ТСПУ)Для дистанционного контроля температуры использованы термометры типа ТСП 1187 (Метран) завода «Теплоприбор»[7]. Предназначены для преобразования температуры в жидких, газообразных и в твердых средах.Область применения: нефте - и газодобычи, в том числе на судах и АЭС.Измеряемые среды в пределах коррозионной стойкости стали 12Х18Н10Т.Использование термопреобразователей допускается в нейтральных и органических средах, по отношению к которым материал защитной арматуры является коррозийно-стойким. Принцип работы датчика - термопреобразователь сопротивления.Осуществляется преобразования сигнала первичного преобразователя температуры в унифицированный выходной сигнал постоянного тока (4-20 мА). Чувствительный элемент первичного преобразователя и встроенный в головку датчика.Изготавливаются по ТУ 311-00225621. 160-96.В комплекте поставляются блоки питания КАРАТ – 22Блок питания предназначен для питания стабилизированным напряжением 36 (24В).Число каналов: 1,2,4,8.Каналы гальванически развязаны. Имеется защита то короткого замыкания и перегрузок по каждому каналу. Датчики давления АДН-10.3В качестве датчиков давления для агрессивной среды остановим выбор на датчиках серии АДН-10.3[33]Рисунок П2.1 – Датчики серии АДН-10.3 Основное отличие данного многопредельного измерителя-регулятора АДН / АДР от ближайших аналогов в том, что он представляет собой законченный прибор, в котором объединены: первичный датчик давления (разрежения), микропроцессорный узел обработки и два индикатора (цифровой и барографический).Таблица П2.1 Технические характеристики измерителей-регуляторов АДН / АДР:ИзделиеНазначениеДиапазон (кПа) Погрешность (%)123АДР-10.3Регулятор разрежения-2.5…0-5…0-10…01.5АДН-10.3Регулятор давления0...2.50...50...101.5АДН-50.3Регулятор давления0...250...50-1.5АДР-50.3Регулятор разрежения-25...0-50...0-1,5Датчики загазованности СТМ-30Контроль загазованности в блок боксах, компрессорных, на наружных площадках и т.п. осуществляется сигнализаторами довзрывных концентраций типа СГОЭС СТМ-30[33] производства завода Аналитприбор г. Смоленск.Предназначены для автоматического непрерывного контроля довзрывных концентраций многокомпонентных воздушных смесей горючих газов и паров. Область применения: в процессе нефте - и газодобычи, на нефте - и газопроводах, на объектах газовых хозяйств. Тип анализатора – стационарный. Принцип работы датчика - термохимический. Датчики выполнены во взрывозащищенном исполнении 1ExdibIICT6(T3), блоки датчиков выполнены во взрывозащищенном исполнении 1ExdibIICT6(T3). Сигналы состоят из блока сигнализации и питания БСиП, блока датчика, блока обмена информацией БОИ. Сигнализация имеет световую сигнализацию при достижении пороговых концентрации горючих газов или неисправности датчика. СГОЭС состоит из:БД – производит измерения и выдает цифровую индикацию текущей концентрации газов по месту установки и передает нормированный сигнал по 2х проводной связи на БСП.БСП – обрабатывает информацию, поступающую с БД, имеет цифровую индикацию текущей концентрации контролируемых газов. Выдает световой сигнал, замыкает (размыкает) «сухие» контакты реле при достижении пороговых концентрации горючих газов или неисправности датчика.БОИ – сбор информации с БСП, накопление, хранение и передача обработанных данных в информационную систему посредством цифрового интерфейса RS 232. Конструкция позволяет объединять каналы в единые информационные системы для зашиты объектов и упрощает монтаж, обслуживание, проверку и ремонт на объектах.Датчики положения задвижек АДИ[33]Также в качестве датчиков используются конечные выключатели электрозадвижек, определяющие состояние этих исполнительных механизмов (открыто/закрыто), контакты магнитного пускателя ПМ 12-040, определяющие включение/отключение вытяжного вентилятора, который включается при загазованности в котельной.Сигнализатор АДУ-01[33]Предназначен для контроля одного или двух предельных положений уровня жидких некипящих сред в различных технологических резервуарах и хранилищах в стационарных и корабельных условиях, а также на подвижных объектах типа авто- и железнодорожных цистернах.Основные технические характеристики:предел измерения: от 80 до 2 000 мм;погрешность измерения: ± 2 мм при вертикальной установке датчика, ± 4 мм при горизонтальной установке датчика;питание: 220 В, 50 Гц переменного тока или 12 В, 24 В постоянного тока.Сигнализатор выполнен во взрывозащищенном исполнении с маркировкой «0ExiаIIВТ5». Данный прибор обеспечивает контроль исправности подачей постоянного напряжения 24 В в цепь контроля от отдельного источника питания для исполнения "Н" при осушенной точке контроля, для исполнения "О" - при погруженной точке контроля.АДП-01 датчик пламени[33]Датчик-реле контроля пламени АДП-01 предназначен для индикации наличия или отсутствия пламени и формирования сигнала для автоматики защиты котлаОтличительные особенности датчика АДП-01:Реагирует на пульсации пламени;В качестве чувствительного элемента используется фотодиод;Динамический диапазон не менее 90 дБ.Имеет автоматическую регулировку усиления сигнала;Имеет 4-х уровневый светодиодный индикатор величины сигнала пульсаций;Устойчив к вибрации элементов конструкции котлоагрегата.Рисунок П2.2 – АДП-01 датчик пламениТаблица П2.2 – Параметры датчик пламени АДП-01Трансформатор розжига OC33-730 УХЛ 2[33]Высоковольтный трансформатор розжига ОСЗЗ представляет собой специальное однофазное устройство, используемое для прямого поджога топливной смеси. Его основное применение - это розжиг горелок теплогенерирующего оборудования, такого, как: производственные и отопительные котлы, бойлеры, установки-утилизаторы и пр.Обмотка трансформатора подобрана таким образом, чтобы преобразовывать напряжение сети 220В в высоковольтный ток с величиной напряжения от 7.5 до 8.5кВ. Этого напряжения вполне достаточно, чтобы воспламенить топливо.Диапазон рабочих температур находится е пределах от -40С до +60С. Высота рабочего места над уровнем моря не должна превышать 2000 метров.Таблица П2.3 – Параметры Трансформатора розжига OC33-730 УХЛ 2ПараметрЗначениеЗначение номинального первичного напряжения:220ВГенерируемое вторичное напряжение:от 7.5 до 8.5кВПредельное отклонение номинального напряжения питания:±10%Ток в первичной катушке:1,25 АТок вторичной катушки:30 мАДлительность одного цикла:3 минутыВозможное непрерывное горение электрической дуги:не более 7 минутМаксимальное количество последовательных циклов:20Защита устройства (модель OC33-730)IP54Габаритные параметры:170x135x100ммВес:2,65кгТаблица П2.4 – Приборы КиП нижнего уровня Параметр/ДатчикМетран 280 ТСПУАДН-10.3СТМ-30Датчики положения задвижек АДИдатчик пламени АДП-01Контролируемый параметртемпературадавлениезагазованностьположениеНаличие пламени в горелкеТип выходного сигнала0-5мА, 4-20мА/дискретный0-5мА4-20мА4-20мАОткрытый коллекторЕдиницы измерения CМПаНаличие пламениДиапазон измерения4-100-50Погрешность0,25%1%0,25%--Конструктивное исполнения1ExdIIBT41ExdIIBT41ExdIIBT4Рабочие температуры (C)-10+500-1000Производитель «Теплоприбор»«РАСКО»ООО КБ «Агава»ООО КБ «Агава»В качестве клапанов для подачи газа на горелки используем современные электромагнитные клапаны с плавным открытием для исключения пневмоудара производства СП «ТЕРМОБРЕСТ» (Рисунок 3.6)Рисунок П2.4 – Запорный электромагнитный клапан Клапаны электромагнитные двухпозиционные серии ВН с медленным открытием предназначены для использования в системах управления потоками различных газовых сред, в том числе углеводородных газов, газовых фаз сжиженных газов, сжатого воздуха и других неагрессивных газов в качестве запорного органа в различных трубопроводных системах, где необходимо медленное открытие клапана (недопустимо наличие пневмоудара в момент включения).[34] Материал корпуса: алюминиевые сплавы АК12ОЧ, АК12ПЧ; легированная стальИсполнение клапана: общепромышленноеКлиматическое исполнение:  У2 (-45...+40 °С).Время открытия:5...20 с - для DN 25;5...30 с - для DN 32, 40, 50;5...40 с - для DN 65, 80, 100.Время закрытия: не более 1 с.Степень защиты: IP65.Частота включений, 1/ч, не более: 30Полный ресурс, не менее: 50 000 включений.Для автоматизации работы воздушных заслонок перед горелками и шибера за котлом, в дымовыводящей трубе, используем исполнительный механизм электрические однооборотный (МЭО-16)[11]Рисунок П2.5 – механизм исполнительный электрический однооборотный (МЭО-16)Тип механизмаКрутящий момент,НмВремя полногохода, сПолный ход(доля полногооборота)ПитаниеПотребляемаямощность,Вт, не болееМасса,кг, неболееЭлектродвигательоднофазныйМЭО-16/10-0.2516100.25220, 230, 240В -50Гцоднофазной сети1107ДСОР-110-1.0-136Степень защиты ― 1Р54.Встроенные датчики положения Токовый ― датчик с унифицированным сигналом 0-5мА, 0-20мА, 4-20мА (механизмы с токовым датчиком комплектуются блоком питания).Режим работы: Вид ― повторно-кратковременный с частыми пусками Б4 по ГОСТ 183;Частота включений ― до 320 в час;Продолжительность включений ― до 25% при нагрузке на выходном органе в пределах от номинальной противодействующей до 0.5 номинального значения сопутствующей;Максимальная частота включений ― 630 в час при продолжительности включений до 25%;При реверсировании интервал времени между выключением и включением на обратное направление ― не менее 50мс.