Проект автоматизации процессов ферментации и концентрирования кормовых дрожжей

Монтаж  проводов к преобразователю производить  в следующем порядке: отвернуть четыре винта и снять крышку. Вывернуть штуцер 8 (рис. 2.34), удалить заглушку, извлечь металлическую шайбу 7 и уплотнительное кольцо 5. В обратной последовательности надеть на монтажный провод штуцер 8, шайбу 7, кольцо 5, предварительно зачистив и облудив концы проводов на 4-5 mm. Облуженные концы проводов вставить в наконечники 1 (входящие в комплект поставки), обжать лепестки и припаять наконечники, на места пайки надеть хлорвиниловые трубки 2. Места пайки покрыть лаком. Привернуть наконечники винтами 3 (входящими в комплект поставки) к колодке 4, соблюдая при этом полярность, затем привернуть крышку 6 к основанию преобразователя 7. Ввинчиванием штуцера 8 в крышку, обеспечить герметичность провода за счет деформации уплотнительного кольца 5.

Пневматический  монтаж преобразователя осуществляется посредством штуцерного соединения 00-01-1 к которому крепится труба поливинилхлоридная 8х1ТУ 605-1342-70.

 

Рисунок 2.34 – Монтаж соединительных проводов.

 

2.8.7 Монтаж щита

 

Щит передаются заказчиком в законченном для монтажа виде с аппаратурой, арматурой и установочными изделиями, с электрической внутренней проводкой, подготовленныой к подключению внешних электрических проводок и приборов, а также с крепежными изделиями для сборки и установки щита на объекте (комната мастеров).

Крепежные резьбовые соединения плотно и равномерно затянуты и предохранены от самоотвинчивания.

Щит установливается на закладных конструкциях. Способ закрепления опорных рам щита к закладным конструкциям – неразъемный, осуществляемый сваркой. Щит при установке выверяется по отвесу, после чего закрепляется. Установка вспомогательных элементов (панелей декоративных) производится с сохранением осевых линий и вертикальности всей фронтальной плоскости щита.

Вводы электрических проводок в щит выполняются – снизу, через флан-панель, для предотвращения попадания пыли внутрь щита.

При установке электрической аппаратуры и приборов в щите между открытыми токоведущими элементами разных фаз рядом стоящих приборов и аппаратов, а также между элементами и неизолированными металлическими частями обеспечены расстояния не менее 20 мм -по поверхности изоляции и 12 мм - по воздуху.

Щит имеет узлы заземления, позволяющие присоединить заземляющие проводники (провод ПВ3 1х1.5) и стальные заземляющие проводники [24].

 

2.8.10 Монтаж исполнительных устройств

 

Исполнительные механизмы монтируются  в строгом соответствии с проектом в хорошо освещенных местах, не подверженных вибрации. Места установки исполнительных механизмов должны находиться вблизи регулирующих органов. Исполнительные механизмы устанавливают на полу на специальных подставках или на кронштейнах, которые в свою очередь закрепляют на стенах, колоннах и других несущих конструкциях зданий.

Конструкция крепления исполнительных механизмов должна быть жесткой с учетом массы механизма и развиваемых им усилий.

Мембранные исполнительные механизмы  устанавливают вертикально, мембраной  вверх. К технологическому трубопроводу их присоединяют на фланцах или на конической резьбе в зависимости  от конструкции исполнительного механизма. Исполнительные механизмы с регулирующими органами сочленяют жесткими тягами. Сжатый воздух подается по поливинилхлоридным трубкам, которые присоединяют к штуцерам механизма с помощью ниппеля с накидной гайкой [53].

 

2.8.11 Монтаж внешних электрических и трубных проводок

 

Электрические проводки необходимо прокладывать в соответствии с требованиями СНиП 3-34-74, Правилами устройства электроустановок и другими нормативными документами.

Электрические проводки к  приборам и средствам автоматизации прокладывают по кратчайшему расстоянию между соединяемыми приборами с минимальным числом поворотов параллельно стенам и перекрытиям и во избежание электрических помех по возможности дальше от технологического оборудования, электрооборудования, силовых и осветительных линиях. Для защиты от механических повреждений и воздействия окружающей среды электрические проводки прокладываются в металлических трубах.

Для защиты от механических повреждений  и воздействий окружающей среды  электрические проводки прокладывают в коробах.

Высота установки коробов от пола не нормируется. При наличии  условий, которые могут вызвать  тягу воздуха внутри коробов (уклон  трассы, разность температур), необходимо предусматривать уплотнения, разделяющие  трассу коробов на отдельные участки.

Монтаж коробов проводят на опорных конструкциях и закрепляют с помощью болтов к опорным конструкциям и соединяют с защитными трубами.

Крепеж коробов должен проводится до прокладки кабельных проводок. Внутренние поверхности коробов не должны иметь заусенцев, острых кромок и других дефектов, из-за которых может быть повреждена изоляция проводов и кабелей.

После прокладки и крепления  кабель необходимо промаркировать бирками, которые устанавливают с обеих  сторон проходов через стены и  перекрытия, у соединительных коробок и у концевых заделок.

Измерительные цепи прокладываются в  коробах отдельно от силовых цепей. Ориентировочная высота трасс 2,5 м от пола [46, 47, 50, 88].

 

2.9 Пояснения к графической части проекта

2.9.1 Схема автоматизации функциональная (АПП.000001.018 А2)

 

Функциональная схема автоматизации  является основным техническим документом, определяющим функциональную структуру  и объем автоматизации технологических  установок и отдельных агрегатов  промышленного объекта.

При реализации функциональной схемы использовались следующие стандарты и нормативные документы [ 4-11].

Функциональная схема автоматизации  дает общее представление об автоматизируемом объекте и позволяет перейти  к изучению принципиальных схем отдельных  функциональных узлов [49].

 

2.9.2 Схема структурная (АПП.000002.018 А1)

 

На схеме показана конфигурация промышленного контроллера ADAM-5511.

Контроллер ADAM-5511 устроен по модульному принципу. В каждый контроллер можно установить до 4-х модулей. В первом контроллере установлено 4 модуля аналогово ввода ADAM-5017, во втором контроллере стоят 4 модуля аналогово вывода ADAM-5024, в третьем контроллере установлено 2 дискретных модуля ввода/вывода. Все три контроллера соединены сетью по стандарту RS-485. Также по сети, контроллеры соединены с OPC Server, через повторитель ADAM-4510 и преобразователь RS-485 <-> RS-232 ADAM-4521. Связь с сервером поддерживается по протоколу Modbus. Сервер относится к системе верхнего уровня, которая так же включает в себя автоматизированное рабочее место оператора и программиста. На каждом рабочем месте предусмотрены: системный блок, цветной монитор, клавиатура, мышь. [62, 65, 73]

 

2.9.3 Схема питания принципиальная электрическая (АПП.000003.018 Э3)

 

На принципиальных электрических  схемах питания отображаются решения принятые по выполнению системы электропитания приборов и средств автоматизации.

Источник питания системы должен иметь достаточную мощность и  обеспечивать требуемое напряжение у электроприемников. Отклонение напряжения на шинах питания не должно превышать значений, при которых обеспечивается нормальная работа наиболее удаленных или наиболее чувствительных к отклонениям напряжения электроприемников в возможных наихудших для системы электроснабжения автоматизируемого объекта нагрузочных режимах.

Особо важную роль в системе электропитания приборов выполняет аппаратура защиты, так как бесперебойная работа электрических установок невозможна без защитных устройств, своевременно отключающих поврежденные элементы, быстро реагирующих на нарушения нормальных условий работы электрического оборудования и действующих в определенной, заранее установленной последовательности во времени.

Наиболее опасными аварийными режимами являются короткие замыкания. В большинстве  случаев они возникают из-за пробоя изоляции.

Автоматические выключатели используются в качестве защитной аппаратуры от коротких замыканий и перегрузок, а также для несчастных оперативных  отключений электрических цепей  и отдельных электроприемников  при нормальных режимах работы.

Выбор автоматических выключателей производится по номинальному напряжению и току с соблюдением следующих условий

 

   ,       (2.32)

где   — номинальное напряжение автомата, В;

 — номинальное напряжение сети, В;

 — ток расцепителя, А;

 — номинальный ток электроприемника, А.

 

Если известны номинальные мощности электроприемников, то их номинальные токи (в амперах) могут быть определены по формуле (2.33).

 

,          (2.33)

где  P – номинальная мощность электроприемника, кВ;

Uн – номинальное напряжение, В.

 

Номинальные токи и токи расцепителей для выбора автоматических выключателей QF1 и SF1-SF14 для щита КИП приведены в таблице 2.14 [83].

Выбираем автоматические выключатели  из серии ВА-61 производства ОАО «ДЗНВА»  г. Дивногорск. двуполюсный для  QF1 и однополюсные для SF1-SF14/

При реализации схемы электрической  питания использовались следующие  стандарты и нормативные документы [5, 12, 55].

 

Таблица 2.14 — Номинальные токи и токи расцепителей

Место установки	Позиция			Выбор
Щит КИП	QF1	0,914	1,462	ВА-61Н29-2L1.0
	SF1 – SF5	0,045	0,072	ВА-61Н29-1L0.5
	SF6 – SF11	0,090	0,144
	SF12	0,002	0,003
	SF13	0,009	0,014
	SF14	0,114	0,182

 

 

2.9.4 Схема питания принципиальная пневматическая (АПП.000004.018 П3)

 

При разработке схемы пневмопитания  были учтены :

1) рациональная конфигурация сети с минимальной протяженностью линий связи и количеством арматуры с целью сокращения потерь и утечки воздуха;

2) возможность отключения отдельных участков сети для осмотра и ремонта при обеспечении нормальной эксплуатации оставшейся в действии части;

3) возможность продувки.

Основные требования к питающему  воздуху:

1. воздух должен быть очищен, не более 5 мг/м³ твердых примесей;
2. воздух должен быть сухой, влага в виде капель не допускается;
3. давление воздуха 0,6 МПа;
4. питающая установка должна обеспечить расход воздуха 23,4 м³/ч без потери давления [49].

Основным элементом в схеме  пневмопитания является редуктор давления.

Редуктор выбираем по максимальному  расходу F_max и давлению на выходе Р_вых исходя из условий:

F_max > ∑F_потр;          (2.34)

Р_вых = Р_потр,

где  Р_потр – номинальное давление питания потребителя, для ЭП-3211 составляет 0,14 МПа;

F_потр – расход воздуха потребителем, для ЭП-3211 составляет 30л/мин = 1,8 м³/ч (максимальный расход во время регулирования)

 

∑F_потр=1,8*13=23,4 м³/ч

 

Исходя из условий выбираем редуктор РДФ с фильтром и манометром, технические  характеристики отобразим в таблице 2.15 [74]

 

Таблица 2.15 – Редуктор давления серии РДФ

Обозначение	Тип	Вх. давление, МПа	Вых. давление, МПа	Максимальный расход, м3/ч
РДФ-1	РДФ-6-06	0,1 – 1	0,001 – 0,14	25

 

2.9.5 Схема принципиальная электрическая подключения (АПП.000005.018 Э3)

 

Основанием для разработки являются функциональная схема (АПП.000001.018 А2), принципиальная электрическая (АПП.000003.018 Э3) и пневматическая (АПП.000004.018 П3) схемы питания, а также схемы соединений и подключений аппаратуры в соответствии с инструкциями заводов изготовителей [65-72, 75, 84, 87].

При подключения измерительных  цепей к модулям аналогово ввода ADAM-5017 (AI1..AI4) к каждому задействованному каналу необходимо подключить сопротивление 125 Ом, точностью 0,1 % в соответствии с рисунком 2.35

Блоки питания БП6 – БП11 это  одноканальные источники питания Метран-601б. Т.к. блоки питания рассчитаны на подключения нагрузки до 20 Вт каждый, то к одному блоку питания  допустимо подключить несколько потребителей, при условии, что их суммарная потребляемая мощность будет меньше 20Вт.

 

 

Рисунок 2.35 – Монтаж соединительных проводов.

 

В таблице 2.16 отображено распределение нагрузки на блоки питания БП6 – БП11.

 

Таблица 2.16 – Распределение нагрузки на блоки питания Метран-601б

Блок питания	Тип нагрузки	Позиция нагрузки на схеме	Потребляемая мощность, Вт	Общая потребляемая мощность, Вт
БП6	Метран-360	1-1, 2-1, 3-1	3,6*3	18,9
БП7	Метран-360	4-1, 5-1, 6-1	3,6*3	18,9
БП8	Метран-360	22-1	3,6*1	3,6
БП9	ADAM-5511	CPU1, CPU3	2*2	9,6
	ADAM-5017	AI1…AI4	1,2*4
	ADAM-5050	DIO1, DIO2	0,4*2
БП10	ADAM-5511	CPU2	2*1	12
	ADAM-5024	AO1…AO4	2,5*4
БП11	РП53	KL, 1-KL..5-KL	2,4*6	14,4