Производство силикатного кирпича

Датчик перепада давления. В качестве датчика перепада давления с унифицированным выходным сигналом 0—5 ма постоянного тока устанавливают дифференциальный манометр ДСЗЭМ-Ф (дифманометр сильфонный защищенный электронный малогабаритный), рассчитанный на статическое давление 320 кгс/см2 и имеющий пределы измерений: 0—40, 0—63, 0—100, 0—160, 0—400, 0—630, 0—1000 мм рт. ст. и 0—1,6 кгс/см2. Дифференциальный манометр обеспечивает линейную зависимость выходного сигнала от перепада давлений.

Рис. 5.4. дифференциальный манометр ДСЗЭМ-Ф

Если используют датчики не с унифицированным, а с обычным выходным сигналом, то к ним добавляют «нормирующие» преобразователи, которые могут быть установлены на некотором расстоянии от датчиков.

Температурный преобразователь. Измерительные преобразователи типов НП-ТЛ1-М, имеющиеся в системе ЭАУС, предназначены для преобразования сигнала от преобразователя термоэлектрического в унифицированный сигнал постоянного тока. Работают в комплекте с преобразователями термоэлектрическими ТХА, ТХК, ТПП, ТПР.

Приведём технические характеристики измерительных преобразователей: класс точности 1,0. Количество одновременно преобразуемых сигналов - один. Диапазон изменения входного сигнала от преобразователей термоэлектрических ТХА, ТХК, ТПП, ТПР; выходной сигнал 0...5 мА. Сопротивление: нагрузки не более 2,5 кОм; линии связи не более 150 Ом на два провода. Питание-от сети переменного тока: напряжение 220 В, частота 50 Гц. Потребляемая мощность 15 Вт. Габаритные размеры 120х160х500 мм. Масса не более 10кг. Вероятность безотказной работы в течение 2000 ч составляет 0,92. Условия эксплуатации: температура окружающего воздуха 5...50°С, относительная влажность до 80%.

Термопары. Термопары ТХК, ТХА (рис.5.5.) конструктивно представляют собой два разнородных термоэлектрода, изолированные термостойкой изоляцией (кремнеземистая нить, керамика и т.д.) и сваренные с одного конца в термопару.

Термоэлектродные материалы - хромель, алюмель, копель, изготавливаются в соответствии с ГОСТ 1790, а термопары, изготовленные из этих материалов имеют нормированные номинальные статические характеристики ХК(L), ХА(К) по ГОСТ Р 50431.

Термопары изготавливаются из термоэлектродной проволоки диаметром 0,2; 0,3; 0,5; 0,7; 1,2; 3,2 мм.

Рис.5.5. Термопары ТХА, ТХК.

Для механической защиты и защиты от агрессивной среды термопары помещаются в защитные корпуса, выполненные из сплавов металлов различных марок.

Конструкция термоэлектрических преобразователей определяется техническими требованиями, предъявляемыми к процессу измерения температуры.

Основываясь характеристиках регулировки процесса автоклавной обработки выбрана термопара ТПК005 с номинальной статической характеристикой К(ХА). Термоэлектрический преобразователь имеет следующие характеристики: класс допуска 2, рабочий диапазон измеряемых температур +400С - +6000С, условное давление 10 МПа, исполнение рабочего спая термопары относительно корпуса – изолированный, диаметр термоэлектродной проволоки 1,2 мм, показатель тепловой инерции не более 30-60, сопротивление изоляции 100 МОм, количество рабочих элементов 1-2, защищённость от воды и пыли IP 55

Контроллер. Контроллер микропроцессорный Ремиконт Р-130 (рис.5.6.) предназначен для построения современных автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП) и позволяет выполнять оперативное управление с использованием персональных ЭВМ, автоматическое регулирование, автоматическое логикопрограммное управление, автоматическое управление с переменной структурой, защиту и блокировку, сигнализацию, регистрацию событий. Контроллер в данной схеме выступает в качестве регулирующего прибора и переключателя рода работы автоклавной обработки силикатного кирпича, на который подаются сигналы с датчиков температуры и давления.

Рис.5.6. Контроллер микропроцессорный Ремиконт Р-130

Технологическое программирование контроллера микропроцессорного Ремиконт Р-130 выполняется без программистов специалистами, знакомыми с традиционными средствами контроля и управления в АСУТП. Запрограммированная информация сохраняется при отключении питания с помощью встроенной батареи.

Контроллер микропроцессорный Ремиконт Р-130 имеет проектную компоновку, которая позволяет пользователю выбрать нужный набор модулей и блоков, согласно числу и виду входных – выходных сигналов. В контроллер встроены развитые средства самодиагностики, сигнализации и индентификации неисправностей, в том числе при отказе комплектующих изделий, выходе сигналов за допустимые границы, сбое в ОЗУ, нарушении обмена по кольцевой сети и т.п. Для дистанционной сигнализации об отказе предусмотрены специальные дискретные выходы.

В процессе сбора и обработки информации от датчиков пользователь может выполнять необходимую коррекцию входных сигналов, их линеаризацию, фильтрацию, а также любую арифметическую операцию, в том числе извлечение квадратного корня. В контроллер устанавливаются 2 сменных модуля входа – выхода УСО (устройства связи с объектом), таким модулем может быть, например: МДА (дискретно-аналоговый) модуль, который имеет 8 аналоговых входов и 4 дискретных выхода.

Входные сигналы:

      сигналы от термопар ТХК, ТХА, ТПР, ТВР, ТПП;

      сигналы от термометров сопротивлений ТСМ, ТСП;

      унифицированные аналоговые сигналы постоянного тока 0-5 мА (0-20,  4-20 мА; 0-10В);

      дискретные сигналы:

o        логическая «1» напряжением от 19 до 32В;

o        логический «0» напряжением от 0 до 7В.

Выходные сигналы:

      унифицированные аналоговые сигналы постоянного тока 0-5 мА (0-20, 4-20 мА)

      дискретные сигналы:

o        транзитного выхода – максимальное напряжение коммутации 40В, максимальный ток нагрузки 0,3А

o        сильноточного релейного выхода – максимальное напряжение коммутации 220В, максимальный ток нагрузки 2А.

Технические характеристики контроллера микропроцессорного Ремиконт Р-130:

        Объем памяти: ПЗУ – 32 кбайт, ОЗУ – 8 кбайт, ППЗУ – 8 кбайт.

        Текущее время (таймеры, программные задатчики и т.д.), постоянные времени, интервалы от 0 до 819 с, от 0 до 819 ч.

        Время цикла – от 0.2 до 2с.

        Количество алгоблоков – 99.

        Количество алгоритмов в библиотеке – 76.

        Погрешности преобразования: АЦП - ±0.4%; ЦАП - ±0.5%.

        Время сохранения информации при отключении питания – 10 лет.

        Каналы интерфейсной связи – ИРПС или RS232С.

        Скорость обмена – 1,2; 2,4; 4,8; 9,6 кбит/с.

        Потребляемая мощность контроллера – 15 ВА.

        Напряжение питания – 220В или 240В переменного тока, 24В постоянного тока (при отсутствии блока БП-1).

        Условия эксплуатации: температура от 1 до 45°С, влажность до 80%.

Исполнительный механизм. Приводы и исполнительные механизмы запорно-регулирующей, регулирующей и запорной трубопроводной арматуры предназначены для преобразования управляющего сигнала  в механическое перемещение штока привода и жестко связанного со штоком запорного органа .

Схема мембранного исполнительного механизма (МИМ) показана на рисунке 5.7. Перемещение выходного штока 2, соединенного с регулирующим органом, в одну сторону осуществляется силой, которая создается давлением Р, в другую — усилием пружины 3. Сигнал Р поступает в герметичную мембранную «головку», в которой находится мембрана из прорезиненной ткани толщиной 2-4 мм с жестким центром. Снизу на мембрану давит пружина 3. В мембранных исполнительных механизмах давление управляющего воздуха воздействует на мембрану 4, зажатую по периметру между крышками привода, и создает усилие, которое уравнивается пружиной 3. Таким образом, ход штока 2 привода пропорционален величине управляющего давления. Жесткость и предварительное сжатие пружины определяет диапазон усилий привода и номинальный ход.

Рис.5.7. Схема мембранного исполнительного механизма,

установленный на регулирующем клапане:

1 - регулирующий орган; 2 - шток; 3 - пружина; 4 - мембрана; 5 - сальник

Мембранные исполнительные механизмы классифицируют, по размерам мембранных «головок». МИМы поставляются обычно совместно

с регулирующими органами — клапанами. Так как при снятии давления Р мембрана всегда перемещается вверх, то в зависимости от конструкции регулирующего органа различают нормально открытые НО и нормально закрытые НЗ клапаны.

Статические характеристики большинства МИМов близки к линейным, однако они обладают зоной гистерезиса, составляющей 2—15% от наибольшего значения Р. Эта величина зависит от усилий трения в сальнике 5, от перепада давлений на регулирующем органе, от характеристик пружины и эффективной площади мембраны.

Для сопряжения с электрическими сигналами систем управления применяют электропневматические позиционеры, которые кроме улучшения статических характеристик мембранных исполнительных механизмов, обеспечивают преобразование электрического сигнала в импульс управляющего воздуха, подаваемого на МИМ.

Для регулировки процесса автоклавной обработки выбран мембранный исполнительный механизм МИМ500.

Основные технические характеристики мембранного исполнительного механизма МИМ500, изображенного на рисунке 5.8:

      Эффективная площадь мембраны 1000 см2

      диаметр защёлки 500 мм

      условный ход штока 40,60 мм

      вид действия: нормально-открытый (н.о.) и нормально-закрытый (н.з.)

      диапазон температур окружающей среды -10 - +85

      относительная среднегодовая влажность 80% при 270С

      номинальный входной сигнал 0,5-1,6 МПа

      максимальный входной сигнал 0,8-3,5 МПа

      наибольшее усилие, необходимое для вращения на маховике дублера 32 кгс

      масса привода без дополнительных блоков 15 кг.

Рис.5.8. Мембранный исполнительный механизм МИМ500

При автоклавной обработке силикатного кирпича для безопасности работы предусмотрено запрещение вклю­чения исполнительных механизмов при откры­той или не полностью закрытой крышке авто­клава; ис­полнительные механизмы ставят быстродействующими, постоянно за­крытыми. При регулировки процесса термовлажностной обработки кирпича используют исполнительные механизмы впус­ка и выпуска пара.

Регулирующий орган. Регулирование потоков газов и регулирование взаимных положений различных компонентов в процессе производства является неотъемлемой составляющей частью любого технологического процесса. Применяемые для этих целей регулирующие органы, такие как клапаны, задвижки и заслонки осуществляют регулирование давлений (расходов) газообразных сред в широких диапазонах температур, давлений и физических свойств технологических сред и параметров. Исполнительные регулирующие органы осуществляют непрерывное изменение расхода регулируемого потока газа от минимального, когда клапан полностью закрыт, до максимального, когда клапан полностью открыт. собственно регулирующий орган, осуществляющий непосредственный контакт и взаимодействие с технологической средой, веществом, материалом или теплоносителем и призванный изменять через свою исполнительную часть количественные или качественные характеристики материала.

Таким образом, приборы и аппаратура системы ЭАУС-У весьма эффективно решают задачу регулировки и управления процесса автоклавной обработки силикатного кирпича. Они предназначены для работы во взрывобезопасных помещениях при температуре окружающей среды от +5 до +50°С и относительной влажности воздуха до 80%. Допускаемая напряженность внешнего магнитного поля в месте установки аппаратуры составляет до 5э, вибрация— 25 Гц (с амплитудой до 0,1 мм). Сопротивление линии связи (вместе с нагрузкой) величиной от 1 Ом до      3 кОм практически не оказывает влияния на точность работы системы.