Выбор технических средств для реализации САУ. ч2

Датчик давления

Для измерения давления греющего пара в 3 сушильной группе используется датчик давления модели 1151 фирмы "Rosemount", США - это электронный прибор для измерения давления. Датчик модели 1151 предназначен для работы в паре с ручным коммуникатором 268 Smart Family Interface. Коммуникатор 286 может использоваться для снятия данных, конфигурирования, проверки и подстройки данного датчика, так же может связаться с другими микропроцессорными приборами фирмы"Rosemount".

Электропневматический позиционер серии NЕ 700 фирмы "Neles-Jamesbury" (Финляндия) обеспечивает пропорциональную зависимость выходного давления воздуха по отношению к входному сигналу в миллиамперах (постоянный ток).

Конструкция электропневматического позиционера NE.

Рис. Электропневматический позиционер NЕ

1- балочка, 2 - поршень мембранного узла, 3 - пружина обратной связи, 4 - рычаг, 5 - кулачок, 6 - ось обратной связи, 7 - муфта, 8 - ось привода, 9 - привод, 10 - золотник,  11 - корпус золотника, 12 - регулирование нулевого положения, 13 - пружина внутреннего контура обратной связи, 14 - деталь изменения направления действия, 15 - катушка, 16 - постоянный магнит, 17 - реверсивный рычаг катушки, 18 - сопло, 19 - дроссель,  20 - регулировка диапазона.

Принцип действия электропневматического позиционера NЕ 700.

Катушка (15), установленная в магнитном поле постоянного магнита, образует     момент, пропорциональный управляющему сигналу на рычаге катушки (17). Пружина обратной связи (3) образует обратный момент на рычаге катушки (17), в зависимости от угла поворота оси привода. Движение оси передается через муфту, ось обратной связи, кулачок и рычаг на нижний конец пружины обратной связи. Сопло (16) реагирует на балансовое состояние рычага катушки (17). Когда входной сигнал возрастает, балочка приближается к соплу (18), давление в сопле увеличивается и мембранный поршень (2), балочка (1) и золотник (10) движутся вниз. Золотник (10, 11) направляет поток воздуха на верхнюю часть поршня привода через выходное отверстие. Благодаря разнице давлений, сила поршня преодолевает фрикционный и динамический моменты и передвигает поршень привода в положение,   соответствующее новому сигналу. Моменты рычага катушки (17) сбалансированы. Пружина (13) вызывает отрицательное обратное движение между первой (форсунка (18), передний дроссель (19) и мембранный поршень (2) / и второй / золотник (10, 11) и привод)/ ступенями усиления. Изменяя место крепления нижнего конца пружины на рычаге катушки (17), можно настроить динамику позиционера в соответствии с размером привода. Дифференциальные мембраны успешно компенсируют перепады давления питания. Ноль настраивается при помощи гайки (12), а диапазон - по потенциометру (20).

Технические характеристики NЕ 700.

Стандартный командный сигнал                                     4-20 мА, 0-20 мА

Поддиапазоны                                                                 4-12 мА, 12-20 мА

Внутреннее сопротивление                                             макс. 190 Ом

Угол поворота оси обратной связи                                  макс. 95⁰

Отношение угла поворота к командному сигналу          линейное

Давление питания                                                           0,14 - 0,8 МПа

Влияние давления питания                                            < 0,2 % / 10 КПа

Температура окружающей среды                                   - 25 ...+ 85 °С

Влияние температуры                                                    < 0,05 % /°С

Эксплуатационные характеристики, измеренные с приводом

- полоса нечувствительности                                         < 0,3 %

-гистерезис                                                                       < 0,7 %

- линейность                                                                     < 2 %

Влияние вибрации (5 - 100 Гц)                                        < 1 %

Материалы конструкции

- Кожух из анодированного алюминиевого сплава с эпоксидным покрытием.

- Крышка из поликарбоната или алюминиевого сплава, внутренние части из нержавеющей стали и алюминиевого сплава.

- Мембрана и уплотнения из нитриловой резины (стандартная модель).

Вес    прибл. 2,2 кг

Пневматический поршневой привод

Привод типа BJ фирмы "Neles-Jamesbury" (Финляндия) сконструирован для регулирующих и от­сечных клапанов с поворотом на четверть оборота. Поршневой привод с возвратной пружиной управляется пневматически, пружина закрывает.

Конструкция поршневого привода ВJ.

Рис. 8.3. Пневматический поршневой привод типа BJ.

1 - кожух, 2 - крышка, 3 - рычаг, 4 - шарнир, 5 - подшипник, 6 - дно цилиндра, 7 - центр, 8 - цилиндр, 9 - поршень, 10 - шток поршня, 11 - пружина, 12 - стакан пружины, 16-19  -  О- образное кольцо, 20-21 - вкладыш, 22-23 - вкладыш, 24 - уплотнение поршня, 25 - втулка, 26-27 - винт,  30,32 - винт, 33-34 - гайка, 35 - контргайка, 44 - крышка цилиндра, 61 - указатель положения.

Принцип действия пневматического поршневого привода ВJ.

Рычажный механизм преобразовывает линейное движение поршня во вращательное приводного вала на 90° (мах. 98°). Рычажный механизм сконструирован таким образом, что от­ношение выходного крутящего момента к усилию, действующему на поршень зависит от угла поворота приводного вала.

Регулирующий фланцевый клапан

Сегментный регулирующий фланцевый клапан серии R 21 фирмы "Neles-Jamesbury" (Финляндия) с V- образной прорезью обеспечивает равнопроцентную пропускную характеристику. Широкий диапазон регулирования и исключительно стабильные характеристики.

Технические характеристики сегментного клапана R21.

Программируемые логические контроллеры

С SIMATIC PCS 7 могут использоваться различные типы центральных процессоров в программируемых логических контроллерах SIMATIC S7– 400. ПЛК S7–400 может использоваться как локальное устройство, так и удаленное периферийное устройство ввода-вывода. Для распределенных устройств ввода-вывода интерфейсы PROFIBUS–DP встроены в ЦПУ. В программируемые логические контроллеры семейства S7–400 входят резервированные ЦПУ со встроенным отказобезопасным ЦПУ с PCS 7.

Центральный контроллер S7–400

Структура центрального контроллера

Центральный контроллер S7–400 состоит из следующих компонентов:

• корзина S7–400 с 9/18 слотами
• ЦПУ
• источник питания 24–VDC или 115–VAC/230–VAC
• рабочая память 768 Кб/1600 Кб/3200 Кб/4000 Кб
• статическое ОЗУ с загружаемой памятью 1 Мб/2 Мб/4 Мб
• Временная лицензия на библиотеку PCS 7 "Блоки устройств PCS 7

[PCS 7 Driver Blocks]"

Конструкция

Система автоматизации S7-400 имеет модульную конструкцию. Она может комплектоваться широким спектром модулей, устанавливаемых в монтажных стойках в любом порядке. Система включает в свой состав:

• Модули блоков питания (PS): используются для подключения SIMATIC S7-400 к источникам питания =24/ 48/ 60/ 120/ 230В или ~120/ 230В.
• Модули центральных процессоров (CPU): в составе контроллера могут использоваться центральные процессоры различной производительности. Все центральные процессоры оснащены встроенными интерфейсами PROFIBUS-DP. При необходимости, в базовом блоке контроллера может быть использовано до 4 центральных процессоров.
• Сигнальные модули (SM): для ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов.
• Коммуникационные модули (CP): для организации последовательной передачи данных по PtP интерфейсу, а также сетевого обмена данными.
• Функциональные модули (FM): для решения специальных задач управления, к которым можно отнести счет, позиционирование, автоматическое регулирование и т.д.

Для подключения центральных компонентов к системе требуется дополнительный коммуникационный процессор CP 443. Тип коммуникационного процессора зависит от используемой системной шины (предпочтительнее Industrial Ethernet). Встроенный в ЦПУ интерфейс PROFIBUS–DP соединяется с модулями рапределенного ввода-вывода. Если в вашем приложении необходимо несколько линий PROFIBUS–DP от одного центрального компонента, то вы можете установить в центральный компонент от 4 до 10 дополнительных модулей расширения CP 443-5. В общем случае PCS 7 поддерживает конфигурацию распределенных структур ввода-вывода. Однако программируемые логические контроллеры семейства S7–400 позволяют создавать только локальную (централизованную) конфигурацию входов-выходов. Для такой конфигурации вам надо вставить сигнальный модуль семейства S7–400 в центральную или расширенную корзину.

Контроллер S7–400 является наилучшей базой для создания автоматизированной системы управления. Модульная архитектура, программное параметрирование, надежность, огромный спектр коммуникационных возможностей, встроенные системные функции, простое внедрение локальных и удаленных структур делают применение программируемого логического контроллера SIMATIC S7–400 оптимальным.