51
Рисунок 15 - Номограмма для нахождения σд и σвд
Находим время наполнения рабочей полости.
, (12)
где p
a
– атмосферное давление, кгс;
p
m
– давление в магистрали, кгс;
Находим значение функции ψ по номограмме, изображенной на рисунке
16.
ψ
1
(σ
д
) = 1,2.
ψ
1
(σ
а
) = 0,2.
????
????
????
????
????, (13)
где V
0
– начальный объем рабочей полости, м
3
;
μ – Коэффициент расхода падающей линии;
f – площадь входа пневмоцилиндра, м
2
;
???? ????
52
Рисунок 16 - Номограмма для определения функции ψ
Находим время опоражнивания выхлопной полости.
ψ1(σ
д
) = 0,9.
ψ1(σ
а
) = 0,8.
????
????
???? ????
????, (14)
где V
в
–объем выхлопной полости, м
3
;
μ
в
– Коэффициент расхода выхлопной линии;
f
в
– площадь выхода пневмоцилиндра, м
2
;
k – коэффициент адиабаты =1,4.
???? ????
Т.к. время опоражнивания больше времени наполнения, то мы берем
большее время.
Нахождение времени заключительного этапа находиться по тем же
формулам, только меняются постоянные объемы.
Находим время наполнения рабочей полости.
ψ
1
(σ
д
) = 1,1.
ψ
1
(σ
а
) = 0,2.
53
????
????
????
????
????, (15)
где V
в
– начальный объем выхлопной полости, м
3
;
μ – Коэффициент расхода падающей линии;
f – площадь входа пневмоцилиндра, м
2
;
???? ????
Находим время опоражнивания рабочей полости
ψ
1
(σ
д
) = 0,9.
ψ
1
(σ
а
) = 0,8.
????
????
????
????
???? , (16)
где V
0
– начальный объем рабочей полости, м
3
;
μ
в
– Коэффициент расхода выхлопной линии;
fв – площадь выхода пневмоцилиндра, м
2
;
k – коэффициент адиабаты =1,4.
???? ????
Т.к. время наполнения больше времени опоражнивания, то выбираем
большее время.
Для контроля конечных положений затворов смесителя и дозатора
необходимо использовать бесконтактные датчики.
Требуется датчик со следующими параметрами:
Выходной сигнал 0;24В;
Напряжение питания 24В;
Тип выходного элемента PNP, Н.О.;
Элемент воздействия – металл.
Для контроля наличия смеси на элеваторе так же использовать
бесконтактный датчик.
Требуется датчик со следующими параметрами:
Выходной сигнал 0;24В;
54
Напряжение питания 24В;
Тип выходного элемента PNP, Н.О.;
Элемент воздействия - сыпучее вещество.
Таблица 3
Варианты датчиков
Из предложенных вариантов для контроля конечных положений
затворов выбираем датчик ВБИ-М12-34С-1111-3, поскольку только он
подходит по параметрам.
Из предложенных вариантов для контроля наличия смеси на элеваторе
выбираем датчик ВБЕ-Т20-100С-2113-3А, поскольку только он подходит по
параметрам.
Емкостные датчики ВБЕ имеют чувствительный элемент в виде
вынесенных к активной поверхности пластин конденсатора, рисунок 17.
Рисунок 17 - Принцип работы
Приближение объекта из любого материала к активной поверхности
ведет к изменению емкости конденсатора, параметров генератора и в конечном
итоге к переключению коммутационного элемента, рисунок 18.
Наименован
ие
Тип
Sn
Выходной
сигнал
Напряжени
е питания
Тип
выхода
SICK IM4
Индуктивный
датчик
1мм
Дискретный
0;24
10…30В
NPN. Н.О.
LM12-2004A
3мм
Дискретный
210…250В
Релейный
Н.О.
ВБИ-М12-34С-
1111-3
2мм
Дискретный
0;24
10…30В
PNP. Н.О.
SICK CM12-
3004 NB
Емкостный
датчик
0-4мм
Дискретный
0;24
6-36В
NPN. Н.О.
ВБЕ-Т20-100С-
2113-3А
0-6мм
Дискретный
0;24
12…24В
PNP Н.О.
Fotek CP18-
30N
0-
10мм
Дискретный
0;24
10-30В
NPN Н.О
55
Рисунок 18 - Общий вид ВБЕ-Т20-100С-2113-3А.
Рисунок 19 - Схема подключения ВБЕ-Т20-100С-2113-3А
Для регулирования скорости питателей необходимо использовать
частотное регулирование, поскольку такой способ регулирования обеспечит
более жесткое регулирование оборотов электродвигателей.
Будем использовать преобразователь частоты серии ATV31 (Шнейдер
Электрик).
Рисунок 20 – Внешний вид ATV31
Простой, надёжный, удобный в эксплуатации, преобразователь частоты
(инвертор) Altivar31 (ATV31) традиционно используется для управления
короткозамкнутыми асинхронными двигателями.
Сфера применения инверторов Altivar31:
Компрессоры, насосы, вентиляторы;
56
Механизмы фасовки и упаковки;
Электротали, конвейеры и другое транспортировочное
оборудование;
Спецоборудование (смешивающие механизмы, текстильные
агрегаты и пр.)
Основные рабочие функции инверторов Altivar31:
защита преобразователя и двигателя;
логика управления тормозом;
кривые разгона-торможения (линейные S- и U-образные, а также
индивидуальные);
режим "быстрее-медленнее";
предварительно заданные скорости (16);
повторный пуск после автоматического захвата с поиском скорости;
ПИ-регулятор и задания для ПИ-регулятора;
конфигурация возникающих неисправностей и типов остановки;
сохранение параметров конфигурации в памяти инвертора.
Инверторы ATV31 предназначаются для электродвигателей разных
мощностей (от 0,18 до 15 кВт), и имеют четыре типа питания от сети
Преобразователь частоты (инвертор) Altivar31 имеет шесть дискретных
и три аналоговых входа, а также по одному дискретному и аналоговому и два
релейных выхода. В стандартный комплект поставки инвертора ATV31 входит
также охлаждающий радиатор.
Для питателей и элеватора необходимо устройство со следующими
параметрами:
Коммутируемое напряжение 220В;
Коммутируемый ток не менее 10А;
частота срабатывания не менее 1200;
Управляющая цепь 220В;
Количество полюсов 3.
57
Для смесителя необходимо устройство со следующими параметрами:
Коммутируемое напряжение 220В;
Коммутируемый ток не менее 10А;
частота срабатывания не менее 1200;
Управляющая цепь 220В;
Количество полюсов 3.
Из предложенных вариантов, таблица 4, выбираем контактор для
питателей и элеватора КМИ11210, для смесителя КМИ46512, т.к. они подходят
по предъявленным требованиям.
Для включения контактора потребуется реле с параметрами:
Коммутируемый ток 5А;
Коммутируемое напряжение 220В;
Напряжение включения 24В или 5В.
Варианты выбора реле представлены в таблице 4.
Таблица 4
Выбор реле
Модель
U упр,В
I упр.,
А
U комм.,
В
Ток
комм., А
Цена,
руб.
К239КП1А
0,8..5В
0,2
+60..+230
0,3
250
К239КП11АП
0,8.5В
0,25
±60
5
300
WGA8-6D03R
3 – 32
0, 14
24 - 280
0,05-3
1000
MD0544ZD3
3 – 32
0,2
40-440
до 5
259
SST15A 440В
4 – 32
0,12
24 - 380
15А
4000
Выберем реле MD0544ZD3, так как оно имеется в наличии и подходит
по необходимым параметрам.
Рисунок 21 - Электрическая схема подключения реле
MD0544ZD3 электрические характеристики:
58
Напряжение коммутации: до 440В.
Ток коммутации 5А.
Ток включения минимум/максимум: 0,2 А.
Напряжение включения 3…32 В
Выходное сопротивление: 1кОм.
Напряжение изоляции: 1500В.
Температура рабочая: -45..85С.
Для выбора блока питания определим основные источники потребления
электроэнергии: ПЛК и модуль расширения (120 Вт), реле (70 Вт).
Сложив эти мощности, мы получил требуемую мощность блока
питания, которая составляет 120, 70 Вт. Выберем блок питания с запасом по
мощности 240 Вт, для возможного расширения.
Использовать фирменный источник питания SITOP производства
SIEMENS. Семейства SITOP Power и LOGO!Power объединяют в своем составе
широкую гамму стабилизированных блоков питания, предназначенных для
эксплуатации в промышленных условиях.
Внешний вид представлен на рисунке 20.
Рисунок 22 - Внешний вид блока питания
59
3.2. Внедрение и тестирование АСУ ТП на предприятии
При приемке смены каждый рабочий фабрики, обслуживающий машины
и механизмы (машинист, аппаратчик), обязан:
1) осмотреть свой участок, проверить, очищена ли вся площадка, нет ли
скоплений грязи и пыли на обслуживаемом оборудовании, не захламлены ли
проходы; проверить наличие и исправность предохранительных ограждений,
кожухов и барьеров, а также их крепление на обслуживаемых машинах и
механизмах; ознакомиться с состоянием оборудования своего участка и его
пускорегулирующей аппаратуры; проверить наличие смазки в смазываемых
узлах и исправность смазочных устройств; проверить наличие запаса
смазочных и обтирочных материалов, достаточных для работы в течение всей
смены;
2) убедившись в исправности проверяемой машины или механизма,
опробовать их в режиме холостого хода;
3) при обнаружении каких-либо механических неисправностей или
технологических нарушений поставить в известность мастера смены до
приемки рабочего места.
Согласно ПБ, состояние рабочих мест и механизмов обязан проверить
мастер смены и принять меры к устранению замеченных неисправностей. До
устранения неисправностей пуск машины или механизма в работу запрещается.
Во время работы рабочий, обслуживающий машины и механизмы
фабрик, обязан:
1) следить за нормальной работой всего оборудования своего участка;
2) наблюдать за наличием смазки во всех подшипниках и масленках и за
температурой подшипников;
3) регулярно проверять нагрев деталей, прослушивать, нет ли в машине
необычного шума;
4) содержать в чистоте обслуживаемые машины и рабочее место.
60
При сдаче смены рабочий должен о всех неисправностях и нарушениях
режима сообщить сменяющему его рабочему, сдать чистыми рабочее место и
обслуживаемый агрегат.
Электрооборудование по мобильности относительно обслуживаемых
объектов разделяется на передвижное, переносное и стационарное.
Передвижное электрооборудование используется на скреперных
передвижных лебедках, катучих конвейерах, разгрузочных тележках и т. п.
Особенность эксплуатации такого электрооборудования – выполнение
защитного заземления в виде отдельной заземляющей жилы гибкого кабеля.
Переносное электрооборудование используется при ремонте, наладке,
измерениях (например, ручные электроинструменты).
К стационарному электрооборудованию относятся электроприводы
технологического и транспортного оборудования.
По степени или способу защиты от прикосновения к элементам
электрооборудования различают два вида исполнения: открытое и закрытое.
Электрооборудование открытого исполнения не имеет защиты от
прикосновения к его движущимся и токоведущим частям, а также от
случайного попадания внутрь конструкции посторонних предметов и не имеет
защитных оболочек. Оно размещается в электро-помещениях или шкафах.
Электрооборудование закрытого исполнения выполняется таким
образом, что сообщение между его внутренним пространством и окружающей
средой возможно только через неплотности соединений. Такое
электрооборудование применяется в запыленных помещениях, однако во
взрывоопасной среде использовать его не разрешается.
Согласно ПБ, для безопасной эксплуатации электроустановок фабрики
должны иметь защитные средства согласно нормам комплектования
электроустановок; техническую документацию по электрохозяйству,
включающую: паспортные карты или журналы с описью электрооборудования
и защитных средств с указанием мест установки и всех ремонтов, которым
подвергалось оборудование; чертежи электроустановок, сооружений,