Монтаж пристроїв та систем автоматизац

8. Монтаж регулятора та виконавчого механізму з регулюючим органом

Гідравлічні виконавчі механізми ГВМ вмонтовують на горизонтальній площині. Живлення ГВМ здійснюється через редукційний клапан типу РК-2. Клапан розрахований на живлення трьох-чотирьох механізмів, підтримує тиск води, що поступає, на рівні 0,16 МПа. Встановлюють його на відведенні живильного водопроводу, виконаному з водогазопровідних труб Dy20 мм. Для підтримки тиску води в заданих межах може бути використаний будь-який редукційний клапан з відповідною характеристикою. Для цієї ж мети використовують напірний бак, мається свій в розпорядженні на висоті 10--15 м від рівня установки виконавчих механізмів. У разі відсутності водопровідної води використовують замкнуту систему водопостачання. При цьому натиск води також створюється за рахунок бака.

Рис.8.1. Конструкція для установки гідравлічного виконавчого механізму: 1 -- підставка, 2 -- труба, 3 -- гайка, 4-- контргайка, 5 -- муфта, 6 -- воронка, 7-- хомут

Для установки ГВМ застосовують нормалізовані конструкції (Рис. 8.1), що складаються з підставки 1 і закріпленої на ній труби 2 із зливною воронкою 6. Приєднання труби до дренажного трубопроводу виконано накидною сполучною гайкою 3, а до зливної воронки--муфтой 5 і контргайкою 4. Кут б визначають залежно від розташування дренажного трубопроводу на місці монтажу. Під час монтажу звертають увагу на стан регулюючого органу, зчленованого з виконавчим механізмом. Регулюючий орган повинен бути урівноважений і легко переміщатися. Якщо для перестановки потрібні значні зусилля, проводять ревізію і усувають причини його неправильної роботи. Конструкція зчленовування гідравлічного виконавчого механізму з регулюючим органом повинна передбачати використовування повного ходу поршня сервомотора механізму при повному ходу регулюючого органу.

Електричні виконавчі механізми встановлюють підставою або бічною стінкою на кронштейні або якій-небудь іншій конструкції. При цьому вісь вихідного валу виконавчого механізму повинна займати горизонтальне положення. Вихідний вал виконавчого механізму зчленовують з валом регулюючого органу кривошипом і жорсткою тягою. Вузли зчленовування виконавчого механізму з регулюючим органом не повинні мати люфтів. Корпуси електричних виконавчих механізмів заземляють за допомогою дроту перетином з площею не менше 4 мм2 через спеціальний болт, передбачений на механізмі. На Рис.8.2 показана установка електричного виконавчого механізму типу МЕО, керівника поворотним регулюючим шибером. Шибер розташований вертикально в димарі нагрівальної печі і є регулюючим органом в схемі автоматичного регулювання тиску в печі. Виконавчий механізм 3 встановлюють на кронштейні 1, який прикріплений безпосередньо до корпусу 8 колонки регулюючого шибера. Важіль 5 виконавчого механізму шарніра зчленований із сполучною тягою 6, інший кінець якої також шарнірно зчленований з важелем 9 поворотного шибера. Переміщення важеля 5 по або проти годинникової стрілки обмежується кінцевими вимикачами. Упор 2, що переміщається одночасно з важелем 5, впливає на кінцеві вимикачі так, що виконавчий механізм переміщає поворотний шибер в межах 90° від крайнього положення «Закрито».

Рис.8.2. Установка електричного виконавчого механізму типу МЕО, керівника поворотним регулюючим шибером: 1 -- кронштейн, 2 -- упор, 3 -- виконавчий механізм, 4 -- вихідний вал виконавчого механізму, 5 -- важіль, 6 -- сполучна тяга, 7 -- вихідний вал регулюючого шибера, 8 --корпус колонки регулюючого шибера, 9 -- важіль поворотного шибера

Вимоги до установки інших однооборотних виконавчих механізмів, таких як ДР-1М і ПР1-М, аналогічні вимогам, що пред'являються до установки механізмів типу МЕО. Слідує лише мати на увазі, що конструкція цих виконавчих механізмів розрахована на роботу тільки при горизонтальному розташуванні валу ротора електродвигуна.

Електричні виконавчі механізми ИМ встановлюють в приміщеннях з температурою навколишнього середовища від 20 до 60° С і відносною вогкістю 30--80%. На Рис.8.3 показаний приклад установки виконавчого механізму ИМ-2/120 на вертикальному трубопроводі. Вісь його вихідного валу повинна бути розташований горизонтально. Механізм кріплять до несучої конструкції підставою або однієї з бічних стінок корпусу чотирма болтами М8х20.

Командні дроти від магнітних підсилювачів регуляторів перепитом 1,5--4 мм2 вводять у виконавчий механізм 7 через кільце ущільнювача штуцерного введення. Вихідний вал 8 виконавчого механізму сполучають з вихідним валом 4 регулюючі органи кривошипом 9 і сталевою тягою 6 діаметром 10 мм. Довжина тяги повинна бути мінімальною, її вибирають залежно від відстані між виконавчим механізмом і заслінкою і типоразмера останньої.

Поворотну регулюючу заслінку 2 вбудовують в чавунний литий корпус і кріплять між фланцями трубопроводу 1 болтами, число і діаметр яких залежать від типоразмера встановлюваної заслінки і вказані в заводській інструкції.

Мал. 185. Установка електричного виконавчого механізму типу НИМ, зчленованого з поворотною регулюючою заслінкою.

9. Виконання зовнішніх схем з'єднань вибір трубних проводок та кабелів

Схеми показують лінії зв'язку між приладами засобів автоматизації і щитами. Виконуються вони по виробничій ознаці.

При виконанні схеми по її периметру розташовують табличні пояснюючі написи, які розміщують в прямокутниках. Пояснюючі написи можуть бути і індивідуальні, які розташовують над ним усередині графічних зображень елементів схеми. В пояснюючих таблицях указують найменування агрегатів, контрольованих і регульованих технологічних параметрів, місця установки добірних пристроїв, найменування апаратів.

Ближче до центру, над і під таблицями показують добірні пристрої, первинні перетворювачі, виконавчі механізми і інші засоби авгоматизации, встановлювані на технологічному устаткуванні і трубопроводах. Вказані апарати показують у вигляді кіл з умовним позначенням, прийнятим при виконанні ФСА.

Усередині умовних зображень первинних перетворювачів і інших приладів, що мають під'єднування до електричного ланцюга, показують затиски про відповідність з їх дійсним положенням на виробі, а також тип приладу. Над винесенням проставляють позицію приладу по ФСА і специфікации, а під виноской--номер настановного креслення для даного приладу.

Для апаратів, що не мають маркіровки зовнішніх висновків, указують схему внутрішніх з'єднань.

В середній частині схеми у вигляді прямокутників показують щити, пульти. Між зображенням щитів і зображеннями добірних пристроїв первинних перетворювачів і виконавчих механізмів розміщують зображення сполучних коробок, вторинних приладів і інших елементів систем автоматизації, встановлюваних по місцю.

Біля їх графічного зображення під винесенням указують тип і порядковий номер даного пристрою.

Електричні проводки між перерахованими елементами систем автоматизації креслять на схемі суцільними лініями. Біля кожної лінії наносять марку кабелю (дроти), його довжину в метрах, число жил, їх перетин. Маркірують електричні проводки порядковими номерами зліва направо і зверху вниз. При цьому першими номери дроти від первинних перетворювачів до сполучних коробок, потім -- дроти від з'єднуючих коробок до щитів. На зображенні дротів указують маркіровку ланцюгів, узяту з принципових схем, заводську маркіровку затисків.

Ті ж дані проставляють у трубних проводок, що зображаються штрик-пунктирними лініями. Трубні проводки маркірують в тому ж порядку, номерами з нулем попереду.

10. Розрахунок регулюючого клапана

Схеми регулюючих органів показані на Рис.10.1. В регулюючому клапані шток виконавчого механізму жорстко пов'язаний із затвором (Рис.10.1,а). При переміщенні останнього щодо сідла змінюється прохідний перетин і відповідно витрата речовини, що проходить через регулюючий орган. В засліночному регулюючому органі (Рис.10, б) шток приводу через важіль, сполучений з віссю, обертає заслінку, яка змінює витрату речовини.

Виконавчий пристрій, що складається з пневматичного мембранного виконавчого механізму і регулюючого органу, називають пневматичним регулюючим клапаном (Рис.10.2).

По виду замочного пристрою пари затвор -- сідло пневматичні регулюючі клапани ділять на односідельні і двохсідельні. Перші мають неврівноважений затвор, оскільки на нього діє виштовхуюча сила середовища, і тому застосовуються у виконавчих пристроях малих розмірів при низькому тиску середовища. Другі мають урівноважений затвор і використовуються у виконавчих пристроях великих розмірів і при високому тиску середовища.

Пневматичні регулюючі клапани можуть бути «нормально відкритими» і «нормально закритими». У нормально відкритих (НО) за відсутності тиску повітря в головці клапана прохідний перетин повністю відкрито (Рис.10.2,а); з підвищенням тиску повітря на мембрану прохідний перетин закривається. Такі клапани також називають «повітря закриває» (ВЗ). У нормально закритих (НЗ) за відсутності тиску повітря в головці клапана прохідний перетин закритий (Рис.10.2,б); з підвищенням тиску повітря на мембрану прохідний перетин відкривається. Такі клапани також називають «повітря відкриває» (ВО).

Клапани типу НО застосовують в тих випадках, коли при аварійному припиненні подачі повітря в головку клапана за технологічних умов більш безпечно мати відкриту лінію. В осоружному випадку ставлять клапан НЗ.

Рис.10.1. Схеми регулюючих органів: а -- односідельного; б -- засліночного; 1 -- корпус; 2 -- затвор; 3 -- шток;

Рис.10.2. Схеми пневматичних регулюючих клапанів: а-нормально відкритого (НО); б - нормально закритого (Н3) 1 - корпус; 2 - затвор; 3 -- шток; 4 -- пружина; 5 -- мембрана.

Наприклад, при регулюванні за допомогою подачі пари температури реактора, в якому можливо затвердіння речовини, слід використовувати клапан НО. При виході з ладу системи подачі повітря такий клапан повністю відкриється і температура в реакторі не знизиться до неприпустимих значень. Якщо ж в цьому випадку встановити клапан НЗ, то в аналогічних умовах він закриється і припинить подачу пари, що може привести до аварії.

Робота регулюючих органів визначається їх характеристиками: конструктивної, виражаючої взаємозв'язок між переміщенням затвора і що змінюється при цьому площею прохідного перетину і витратної робочої, виражаючої взаємозв'язок між переміщенням затвооа і витратою речовини за реальних робочих умов, коли перепад тиску на регулюючому органі непостійний. Витратна робоча характеристика може бути лінійною або равнопроцентной (логарифмічної). Вибір витратної робочої характеристики регулюючого органу залежить від властивостей об'єкту регулювання і інших елементів, що входять в контур регулювання.

Для визначення роботи виконавчого пристрою в статичному стані розглянемо сталий рух потоку середовища (нестискувана рідина), що протікає через регулюючий орган виконавчого пристрою. Використовуючи рівняння Бернуллі для горизонтального потоку і властивість нерозривності середовища при рівних вхідному і вихідному перетинах регулюючого органу, можна записати

(10.1)

де P1 і Р2 -- статичний тиск середовища відповідно у вхідному і вихідному перетинах регулюючого органу, Па;

р -- густина рідини, кг/м3;

W -- швидкість рідини в регулюючому органі, м/с;

о -- коефіцієнт гідравлічного опору.

Підставляючи в рівняння (10.1) значення W=F/A (F -- витрата середовища, м3/с; А -- площа прохідного перетину регулюючого органу, м2) і проводячи необхідні перетворення, отримаємо

F = B (10.2)

де В -- числовий коефіцієнт;

ДР = Р1:--Р2 -- перепад тиску на регулюючому органі, Па.

Член B називають коефіцієнтом пропускної спроможності регулюючого органу і позначають Kv. Коефіцієнт Kv відображає вплив гідравлічного опору і площі прохідного перетину регулюючого органу, вимірюється в м2.

Для рідини коефіцієнт Kv розраховують по рівнянню

Kv = 36 (10.3)

де F -- витрата рідини, що проходить через регулюючий орган, м3/с;

ДР -- перепад тиску на регулюючому органі, Па,

р -- густина рідини, кг/м3.

Для середовищ (газ або пара), що стискаються, в рівняння (10.3) вводять відповідні поправочні коефіцієнти.

Звичайно при розрахунку регулюючих органів визначають максимальну пропускну спроможність Kvmax, яка дорівнює ДPmіn.

В промисловості користуються поняттям умовної пропускної здатний ст і регулюючого органу Kv у, яку визначають експериментально як витрата рідини в м3/ч, має густину р=1 г/см3 і що пропускається регулюючим органом при перепаді тиску на ньому в 1 кгс/см2. Величина коефіцієнта умовної пропускної спроможності Kvy характерна для кожного регулюючого органу. Тому її використовують з метою порівняння різних регулюючих органів по їх продуктивності в статичному режимі.

При розрахунку АСР пневматичний регулюючий клапан представляють аперіодичною ланкою 1-го порядку.

Для розрахунку ми можемо використати програму «Для розрахунку клапанів» (Додаток к курсової роботі- Диск).

Програма дозволяє визначити тип клапану згідно разрохунків, та викреслює динамічні характеристики клапану, та багато іншого.

Висновок

В процесі виконання курсової роботи ми ознайомилися з основними завданнями монтажних організацій їх функціями і методами роботи. Вже самостійно змогли скласти перелік монтажних робіт, ознайомитися з правилами установки первинних перетворювачів і добірних пристроїв, ознайомилися з монтажем трубних проводок і електричних проводок, щитів і пультів, правильністю заземлення (занулення) систем автоматизації і технікою безпеки при виробництві монтажних робіт.

Розібравшись з принципом роботи трубчастої печі, змогли розробити систему автоматизації подачі палива залежно від проміжних чинників: тиск, температури і ін. Завдяки засобам автоматизації встановлюватиметься оптимальний режим подачі палива, а це у свою чергу викличе економію палива і збільшить термін служби трубчастої печі.

Література і нормативно технічна документація

1. Автоматические приборы, регуляторы и вычислительные системы: Справ, пособие / Под ред. Б. Д. Кошарского.-- 3-е изд.-- Л. : Машиностроение. Ленингр. отд-ние. 1976.-- 488 с.

2. Барласов Б. 3., Ильин В. И. Наладка приборов и систем автоматизации.--М. : Высш. шк., 1985.--304 с.

3.Барласов Б. 3., Демкович В. А. Предмонтажная проверка средств автоматизации.-- Л. : Стройиздат. Ленингр. отд-ние.-- 1979.-- 264 с.

4. Емельянов А. И., Капкин О. В. Проектирование систем автоматизации производственных процессов : Справ, пособие.-- 3-е изд. -- М. : Энергоатом-издат, 1983.-- 400 с.

5. Клюев А. С, Минаев П. А. Наладка систем контроля и автоматического управления.-- Л. : Стройиздат, Ленингр. отд-ние. -- 1980.-- 208 с.

6. Минаев П. А. Монтаж проводок систем контроля и автоматики.-- М. : Стройиздат, 1981.-- 200 с.

7. Монтаж приборов и средств автоматизации: Справочник / Под ред. А. С. Клюева.-- 2-е изд.-- М. : Энергия, 1979.-- 728 с.

8. Системы автоматизации технологических процессов. Требования к выполнению проектной документации : РМ4-107--82.-- М. : Главмонтажавтоматика, 1982.-- 138 с.

9. Каминский М.Л., Каминский В.М. Монтаж приборов и систем автоматизации: Учебник - М., Высшая школа, 1988 - 296с.

10. Полоцкий Л.М., Лапшенков Г.И. Автоматизация химических производств. Теория, расчет и проекетирование систем автоматизации - М., Химия, 1992 - 296с.

11. Ентус Н.Р. Трубчатые печи - М., Химия , 1977 - 224 с.

12. Гресько А.А., Долгая Л.А. Справочник слесаря по контрольно-измерительным приборам - К., Тэхника, 1978 - 176с.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5