Автор работы: Пользователь скрыл имя, 05 Мая 2013 в 23:12, курсовая работа
Розвиток світової техніки йшов в трьох головних напрямках. Один із них було створення машин для контролю і управління технологічними процесами. По мірі ускладнення задач управління удосконалювалися засоби і системи контролю і автоматизації виробничих процесів. З’явилися автоматичні запобіжні установки від аварій при порушенні нормальних умов роботи. Одночасно було створені пристрої дистанційного управління в яких здійснювалось управління на деяких відстанях за допомогою механічних чи гідравлічних передаточних механізмів. Важливим в розвитку автоматичних пристроїв є поява систем з зворотнім зв’язком від управляючого об’єкту до регулюючого пристрою.
Допустимі електричні навантаження кнопкового перемикача і перемикача управління:
- напруга, В – 20 - 300;
- струм, А - 0,033 - 0,6;
- розривна потужність, В • А, не більше – 25;
- опір ізоляції електричних ланцюгів відносно шасі блоку при нормальних умовах, МОм, не більше – 40;
- імовірність безвідмовної
- габаритні розміри, мм - 60x60x165;
- маса, кг, не більше - 0,6
- середній термін служби, років, не менше – 8.
Конструкція
Блок управління БУ 21 конструктивно виконаний в одному корпусі і кріпиться до площини пульта двома гвинтами. Вихідна клемна колодка блоку виконана на штепсельні рознімання типу 2РМ.30Б32Ш1В1.
На лицьову панель (див. рис. 13) блоку винесені світлові індикатори "Б" - більше і "М"- менше, кнопка індикації "І", перемикач управління навантаженням на три фіксованих положення: "А " - автоматичне керування, "Р" - ручне, "В" - зовнішнє.
Пускач безконтактний
Призначення. Пускач призначений для безконтактного управління електричним виконавчим механізмом з однофазним конденсаторним електродвигуном.
Пускач призначений для
- температура від +5 до +50 0С;
- відносна вологість від 30 до 80% при +35 0С;
- вібрація: частота до 25 Гц, а амплітуда до 0,1 мм;
- магнітні поля постійні або змінні (частота 50 Гц) до 400 А/м.
Технічні дані:
- живлення: однофазна мережа змінного струму напругою 220+22 (- 33) В, частотою 50 Гц;
- вхідний опір пускача не менше 750 Ом;
- максимальний комутуючий струм – 4 А.
Динамічні характеристики пускача: швидкодія (час запізнення вихідного струму при подачі і знятті управляючого сигналу) не більше 25 м/с; різниця між тривалістю вхідного і вихідного сигналів не більше 20 м/с; повна потужність, споживана пускачем, не більше 10 ВА. Напруга джерела живлення кіл управління 22-26 В; середній термін роботи пускача – 10 років; маса пускача – не більше 4,5 кг.
Обладнання та принцип дії
На передній панелі розташовані дві клемні колодки для підключення пускача до зовнішніх ланцюгів, а також гвинт заземлення. Клемні колодки закриті кришками. На платі встановлені елементи схеми пускача. Плата встановлюється в кожух і закріплюється трьома бовтами.
Кріплення пускача на вертикальну площину здійснюється пластинами 1 (див. рис. 14), які закріплені на задньому боці кожуха. Для кріплення необхідно відгвинтити гвинт 2, зняти пластини і встановити їх на кожух отворами вгору і до низу.
Схема пускача складається зі схеми управління безконтактними ключами, силової схеми комутуючої напруги живлення механізму і джерела живлення для дистанційного управління пускачем.
У схемі керування резистори R2, R1 задані вхідні опори пускача при малому вхідному сигналі. Транзистор V8, резистори R4, R5 і діодна матриця V9 включають вмикання генераторів при подачі сигналу керування з обох виходів. Стабілітрони V7, V8 призначені для захисту транзистора V8, від пробою при перевантаженні пускача по вхідному сигналу.
1 – куток (згідно з ДЕСТ 8509 – 75), який рекомендується, як допоміжна опора на об’єкт, 2 – гвинт , 3 – пластини.
Рисунок 14 - Загальний вигляд приладу ПБР-2М
Джерело живлення ланцюга дистанційного
керування складається з
Якщо по вимогам експлуатації можливі короткі замикання на вході пускача, то в межах безпеки повинен бути встановлений запобіжник типу ПК45-5А, який ввімкнений в дроти, які будуть підходити до клем 1 і 2.
Виконавчий механізм МЕО-100/25-0.25
МЕО-100/25-0.25 призначений для переміщення робочого органу АСР відповідно з керуючими сигналами регулюючих приладів. Він призначений для використання у середині приміщення (встановлюють на підлозі, стіні).
Виконавчій механізм (ВМ) складається з:
- електродвигуна;
- редуктора черв’ячного;
- фрикційного диску;
- гальма;
- електромагнітного фрикційного диску;
- блока індуктивних датчиків;
- мікровимикачів, які призначені для вимикання електродвигуна при крайніх положеннях після зникнення керуючого сигналу, який подається на обмотку керування.
Першою особливістю, що відрізняє ВМ типу МЕО-100/25-0.25 є використання в них однофазних асинхронних конденсаторних двигунів. Вони відрізняються малою інерційністю, високою надійністю і можливістю довго працювати на упор. Вони живляться напругою 220В, що спрощує електричну схему керування.
Другою особливістю МЕО-100/25-
ВМ керує затулками, шиберами і клапанами, які знаходяться всередині трубопроводів.
Закріплюють механізм до основи чотирма бовтами М10. Механізм припускають і фланцеві закріплення на РЕ. Дроти зовнішнього кола – мідні дроти перерізом до 1,5мм2, заводяться в механізм через два сальникових вводи штуцерної колодки. Прохідний переріз отворів вводів 25мм. При введенні кабелів з зовнішнім діаметром меншим за 25мм на кабель намотується стрічка або інший ізоляційний матеріал до розміру 24мм. Такий кабель може бути по товщині кільцем, підтиснутий сальниковою гайкою.
При встановленні механізму в приміщенні з високою запорошеністю, механізм необхідно герметизувати. [6], [12]
2.3 Розробка автоматичної системи регулювання температури в просторі мартенівської печі
Автоматичнее регулювання
Якісне регулювання
Динамічна характеристика об’єкта регулювання залежить від способу вимірювання температури; термопарою або пірометром візованого на дно вогнетривкого стакану другий пірометр візован безпосередньо на факел або крізь факел на стінку печі або металу.
Температура в робочому просторі, вимірюється за допомогою датчика температури - термопари типу ТПР (поз. 12-а), який перетворює теплоту в електричний сигнал, який передається до вторинного приладу типу ДИСК- 250 (поз. 12-б), що показує та реєструє цей сигнал. Зі вторинного приладу сигнал пропорційний заданому значенню температури прямує до Реміконт Р - 130 (поз. 12-в) де відбувається порівняння двох сигналів. При відхиленні дійсного значення від заданого, Реміконт Р - 130 формує керуючий вплив згідно з прийнятим законом регулювання. Керуючий вплив крізь блок ручного керування типу БУ – 21 (поз. 12-в ), пускач типу ПБР (поз. 12-г) прямує до виконавчого механізму типу МЕО (поз. 12-е), який змінює стан регулюючого органу (поз. 12-ж), що міститься на газопроводі.
Рисунок 15 – Вузол регулювання температури мартенівської печі
2.4 Розрахунок одно контурної
системи регулювання
Початкові дані для розрахунку:
Параметр, що регулюється – температура.
Рівняння технологічного об’єкта управління.
Максимальне експлуатаційне зберуння %
Показники якості регулюванн:
- коливальність
- динамічна похибка
- статична похибка
- час регулювання
Розрахунок
, тоді рівняння набуде такого вигляду
Розділемо всі члени рівняння на
Позначимо
;
;
, тоді
Характеристичне рівняння динаміки об’єкту має вигляд
Визначимо його корні
;
Позначимо ,
Перехідну функцію можна записати формулою, яка є рішенням диф. Рівняння другого порядку:
(13)
Для побудои кривої розгону знаходимо інтервали та кроки часу:
;
;
;
.
Для побудови кривої розгону вводимо дані в ЕОМ:
; ; ; .
Розрахунок оптимальних
Згідно з отриманою
де - коефіцієнт передачі об’єкта управління;
- постійно часу об’єкта;
- час чистого запізнення;
де - час транспортного запізненн;
- час ємнісного запізнення;
Вибір регулятора та закону регулювання
Вибір регулятора та закону регулювання починаємо з визначення відношення:
так як , то вибираємо безперервний тип регулятора.
Вибираємо типовий перехідний процес за значенням коливальності М, так як М=1,35 , то вибираємо типовий процес з мінімальною інтегральною площиною квадратичних відхилень.
Для вибору закону регулювання визначаємо динамічний коефіцієнт регулювання:
,
де - динамічна похибка;
- коефіцієнт передачі об’єкту управління;
узб – максимальне експлуатаційне збурення.
Відповідно з графіком для визначення визначаємо закони регулювання, у яких , у нашому випадку це:
ПІ – регулятор;.
Пропорційно – інтегральний регулятор перевіримо на значення часу регулюванн:
де - час регулювання;
- час чистого запізнення.
Так як, допустиме значення , то ПІ-регулятор можна використовувати.
Розрахунок оптимальних
Розрахунок оптимальних
Для побудови АФХ системи спочатку треба побудувати АФХ об’єкту управління, апроксимованого двома ланками першого порядку і чистого запізнення.
Передаточна функція об’єкта управління.
Змінивши в передаточній функції об’єкта управління (р) на (jω), одержимо вираз для АФХ об’єкта:
де - АФХ ланки першого порядку, тобто АФХ нашого об’єкту, але без запізнення на комплексній площині це – на півколо з діаметром, рівним .
АФХ об’єкту управління одержимо, якщо кожний вектор АФХ першого порядку, не змінюючи його по модулю, повернути за годинниковою стрілкою на кут (рад) послідовно з ланкою першого порядку.
- час запізнення, с;
- частота, яка відповідє
Таким чином ми послідовно з ланкою першого порядку додаємо ланку чистого запізнення.
Частоти, які відповідають векторам АФХ, визначається за формулою: