Решение задачи: Схема автоматизации температуры печи

Схема автоматизации контура регулирования температуры перевала печи с коррекцией по температуре продукта. 1. Описание работы схемы Данная система представляет собой каскадную систему регулирования. Основным параметром является температура продукта на выходе из печи (Твых), а вспомогательным — температура перевала печи (Тпер). Регулятор температуры продукта (ведущий) корректирует задание регулятору температуры перевала (ведомому), который воздействует на исполнительный механизм, изменяющий подачу топливного газа. Это позволяет компенсировать возмущения по топливу до того, как они повлияют на конечную температуру продукта. 2. Выбор средств автоматизации Для реализации данной схемы выберем современные микропроцессорные средства измерения и контроля. А) Датчики температуры (первичные преобразователи): Для температуры перевала (900 градусов Цельсия) используем термоэлектрический преобразователь (термопару) типа ТХА (хромель-алюмель). Для температуры продукта (360 градусов Цельсия) используем термометр сопротивления типа ТСП (платиновый). Б) Вторичные приборы и контроллеры: Используем микропроцессорный контроллер, способный реализовать каскадную схему регулирования (например, серии Ремиконт или аналогичные контроллеры на базе программируемых логических контроллеров - ПЛК). В) Исполнительное устройство: Регулирующий клапан на линии топливного газа с электрическим или пневматическим исполнительным механизмом. 3. Технические характеристики и расчеты Параметры среды: Диаметр трубопровода: Ду = 100 мм. Давление: Ру = 1.6 МПа. Выбранные приборы: 1. ТЕ 1-1: Термоэлектрический преобразователь ТХА (диапазон 0...1000 градусов Цельсия). Устанавливается в зоне перевала. 2. ТЕ 2-1: Термометр сопротивления ТСП (диапазон 0...500 градусов Цельсия). Устанавливается на выходе продукта. 3. ТIC 1-2: Контроллер (регулятор температуры перевала). 4. ТIC 2-2: Контроллер (регулятор температуры продукта, корректирующий). 5. ТV 1-3: Клапан регулирующий на линии топливного газа. 4. Обозначения на схеме (функциональные блоки) Для температуры перевала (Контур 1): \(TE\) — первичный измерительный элемент (термопара). \(TIC\) — показывающий и регулирующий прибор (в составе контроллера). Для температуры продукта (Контур 2): \(TE\) — первичный измерительный элемент (термометр сопротивления). \(TIC\) — показывающий и регулирующий прибор (корректирующий). Связь между приборами: Выходной сигнал от \(TIC\) (продукта) поступает на вход задания \(TIC\) (перевала). Выходной сигнал от \(TIC\) (перевала) идет на исполнительный механизм \(TV\). 5. Спецификация оборудования \[ \begin{array}{|c|c|c|c|} \hline \text{Поз. обозн.} & \text{Наименование} & \text{Тип} & \text{Кол-во} \\ \hline 1 & \text{Термопара (перевал)} & \text{ТХА-0001} & 1 \\ \hline 2 & \text{Термометр сопр. (продукт)} & \text{ТСП-0001} & 1 \\ \hline 3 & \text{Контроллер ПЛК} & \text{МПК-01} & 1 \\ \hline 4 & \text{Клапан регулирующий} & \text{Ду 100, Ру 1.6} & 1 \\ \hline \end{array} \] Данная схема обеспечивает высокую точность поддержания технологического режима, что соответствует современным стандартам промышленной автоматизации, принятым в Российской Федерации, и способствует эффективному импортозамещению в области КИПиА.