Исполнительные устройства дроссельного типа.
Эти ИУ нашли преимущественное распространение в силу универсальности и простоты. В зависимости от u ИМ изменяет какой-либо параметр дросселя РО, что приводит к изменению расхода F.
Пропускной характеристикой дросселя называется зависимость расхода F от перепада давления ΔР = Рвх – Рвых, положения РО и т.д.
Зависимость F(ΔР) для турбулентного потока:
F = γ 
,
где 
, S – площадь сечения потока, ξ – коэффициент местного сопротивления, ρ – плотность.
 |
Типы ИУ:
1) Плунжерные – расход регулируется путем изменения площади проходного сечения, образованного парой «седло-затвор» (см. рис.). Форма затвора подбирается таким образом, чтобы пропускная характеристика F = F(h) была линейна (h – положение штока).
2) Шланговые – расход регулируется сжиманием гибкого шланга (тип ПШУ-1).
3) Диафрагмовые – используют гибкие мембраны.
|
5) Краны – используют затворы, выполненные в виде цилиндра, усеченного конуса или сферы с проходным отверстием; расход регулируется поворотом затвора на определенный угол.
6) Задвижки – расход регулируется плоской задвижкой, перемещающейся перпендикулярно оси трубопровода.
Исполнительные механизмы.
Стандартные исполнительные механизмы (ИМ) работают в комплекте с РО, образуя вместе ИУ, и классифицируются по:
- виду энергии, создающей перестановочное усилие (электрические, пневматические, гидравлические и др.);
- виду движения (прямоходовые, однооборотные и многооборотные);
- принципу создания перестановочного усилия (мембранные, поршневые, сильфонные, лопастные, электромагнитные, электродвигательные и др.).
Пневматические ИМ нашли широкое распространение благодаря простоте конструкции, низкой стоимости, надежности, способности работать в пожаро- и взрывоопасных условиях. Недостатки: ограниченность расстояния от регулятора до места установки ИУ (обычно до 200 м), низкое быстродействие, низкий класс точности.
Входным сигналом этих ИМ является давление сжатого воздуха, которое, воздействуя на мембрану, создает усилие
F = Sэф (Рu – Ро),
где Pu – управляющее давление,
Ро – начальное давление, при котором создается движение плунжера,
Sэф – эффективная площадь мембраны.
Электрические ИМ имеют преимущества: высокое быстродействие, точность позиционирования, компактность, доступность источника энергии, большие перестановочные усилия. Недостатки: дороговизна, необходимость мер защиты во взрыво- и пожароопасных условиях.
Подразделяются на электродвигательные (привод от двигателя) и электромагнитные.
Промышленность выпускает практически только электродвигательные ИМ с напряжением 220 В или 380 В:
- многооборотные (МЭМ),
- однооборотные (МЭО) с углом поворота до 360º,
- прямоходовые (МЭП).
Пример маркировки: МЭО-0,63/10-0,25 (однооборотный электрический ИМ, момент 6,3 Н.м, время хода 10 сек, номинальный ход 0,25 оборота).
Лекция 9 Функциональные схемы автоматизации (2 часа)
Условные обозначения
Все местные измерительные и преобразовательные приборы, установленные на технологическом объекте изображаются на функциональных схемах автоматизации в виде окружностей (см. рис. 2.30, а и б).
 |
Если приборы размещаются на щитах и пультах в центральных или местных операторных помещениях, то внутри окружности проводится горизонтальная разделительная линия (см. рис. 2.30, в и г). Если функция, которой соответствует окружность, реализована в системе распределенного управления (например, в компьютеризированной системе), то окружность вписывается в квадрат (см. рис. 2.30, д).
Внутрь окружности вписываются:
- в верхнюю часть - функциональное обозначение (обозначения контролируемых, сигнализируемых или регулируемых параметров, обозначение функций и функциональных признаков приборов и устройств);
- в нижнюю - позиционные обозначения приборов и устройств.
Места расположения отборных устройств и точек измерения указываются с помощью тонких сплошных линий.
Буквенные обозначения средств автоматизации строятся на основе латинского алфавита и состоят из трех групп букв:
1 буква- Контролируемый, сигнализируемый или регулируемый параметр:
D - плотность,
Е - любая электрическая величина,
F - расход,
G - положение, перемещение,
Н - ручное воздействие,
К - временна’я программа,
L - уровень,
М - влажность,
Р - давление,
Q - состав смеси, концентрация,
R - радиоактивность,
S - скорость (линейная или угловая),
Т - температура,
U - разнородные величины,
V - вязкость,
W – масса.
2 буква(не обязательная) - уточнение характера измеряемой величины:
D - разность, перепад,
F - соотношение,
J - автоматическое переключение,
Q - суммирование, интегрирование.
3 группа символов (несколько букв) - функции и функциональные признаки прибора:
I - показания,
R - регистрация,
С - регулирование,
S - переключение,
Y - преобразование сигналов, переключение,
А - сигнализация,
Е - первичное преобразование параметра,
Т - промежуточное преобразование параметра, передача сигналов на расстояние,
К - переключение управления с ручного на автоматическое и обратно, управление по программе, коррекция.
Условные обозначения других приборов, используемых на схемах, показаны на рис. 2.31:
- автоматическая защита из системы противоаварийной защиты (ПАЗ, см. рис. 2.31,а);
- технологическое отключение (включение) из системы управления (см. рис. 2.31, б);
- регулирующий клапан, открывающийся при прекращении подачи воздуха (нормально открытый) – рис. 2.31, в;
- регулирующий клапан, закрывающийся при прекращении подачи воздуха (нормально закрытый) – рис. 2.31, г;
- управляющий электропневматический клапан (ЭПК) – рис. 2.31, д;
- отсекатель с приводом (запорный клапан) – рис. 2.31, е.
 |
Примеры построения условных обозначений приборов и средств автоматизации
(В скобках указаны примеры типов приборов)
| Первичный измерительный преобразователь для измерения температуры, установленный по месту (например, термоэлектрический преобразователь (термопара), термопреобразователь сопротивления, термобаллон манометрического термометра, датчик пирометра и т.д.). | |
| Прибор для измерения температуры показывающий (термометры ртутный, манометрический и т.д.). | |
| Прибор для измерения температуры показывающий, установленный на щите (милливольтметр, логометр, потенциометр (типа КСП и др.), мост автоматический (типа КСМ и др) и т.д.). | |
| Прибор для измерения температуры бесшкальный с дистанционной передачей показаний, установленный по месту. | |
 | Прибор для измерения температуры одноточечный регистрирующий, установленный на щите (милливольтметр самопишущий, логометр, потенциометр и т.д.). |
 | Прибор для измерения температуры с автоматическим обегающим устройством регистрирующий, установленный на щите (термометр манометрический, милливольтметр, потенциометр, мост и т.д.). |
 | Прибор для измерения температуры регистрирующий, регулирующий, установленный на щите (термометр манометрический, милливольтметр, потенциометр и т.д.). |
 | Регулятор температуры бесшкальный, установленный по месту (дилатометрический регулятор температуры и д.р.). |
| Комплект для измерения температуры регистрирующий, регулирующий, снабженный станцией управления, установленный на щите (пневматический вторичный прибор, например, ПВ 10.1Э системы «Старт» с регулирующим блоком ПР 3.31). | |
| Прибор для измерения температуры бесшкальный с контактным устройством, установленный по месту (реле температурное). | |
| Байпасная панель дистанционного управления, установленная на щите. | |
| Переключатель электрических цепей измерения (управления), переключатель для газовых (воздушных) линий, установленный на щите. | |
| Прибор для измерения давления (разряжения), показывающий, установленный по месту (любой показывающий манометр, дифманометр, напоромер и т.д.). | |
| Прибор для измерения перепада давления показывающий, установленный по месту (дифманометр показывающий. | |
| Прибор для измерения давления (разряжения) бесшкальный с дистанционной передачей показаний, установленный по месту (дифманометр бесшкальный с пневмо- или электропередачей). | |
| Прибор для измерения давления (разряжения) регистрирующий, установленный на щите (самопишущий манометр или любой другой вторичный прибор для регистрации давления). | |
 | Прибор для измерения давления с контактным устройством, установленный по месту (реле давления). |
 | Прибор для измерения давления (разряжения) показывающий с контактным устройством, установленный по месту (электроконтактный манометр и т.д.). |
| Регулятор давления прямого действия «до себя». | |
| Первичный измерительный преобразователь для измерения расхода, установленный по месту (диафрагма, сопло Вентури датчик индукционного расходомера и т.д.). | |
| Прибор для измерения расхода бесшкальный с дистанционной передачей показаний, установленный по месту (бесшкальный дифманометр, ротаметр с пневмо- или электропередачей). | |
| Прибор для измерения соотношения расходов регистрирующий, установленный на щите (любой вторичный прибор для регистрации соотношения расходов). | |
| Прибор для измерения расхода показывающий, установленный по месту (дифманометр или ротаметр показывающий и т.д.). | |
| Прибор для измерения расхода интегрирующий показывающий, установленный по месту (любой счетчик-расходомер с интегратором). | |
| Прибор для измерения расхода показывающий интегрирующий, установленный на щите (показывающий дифманометр с интегратором). | |
| Прибор для измерения расхода интегрирующий с устройством для выдачи сигнала после прохождения заданного количество вещества, установленный по месту (счетчик-дозатор). | |
| Первичный измерительный преобразователь для измерения уровня, установленный по месту (датчик электрического или емкостного уровнемера). | |
| Прибор для измерения уровня показывающий, установленный по месту. | |
| Прибор для измерения уровня с контактным устройством, установленный по месту (реле уровня). | |
| Прибор для измерения уровня с контактным устройством бесшкальный с дистанционной передачей показаний, установленный по месту (уровнемер бесшкальный с пневмо- или электропередачей). | |
| Прибор для измерения уровня бесшкальный регулирующий с контактным устройством, установленный по месту (электрический регулятор-сигнализатор уровня с блокировкой по верхнему уровню). | |
| Прибор для измерения уровня показывающий с контактным устройством, установленный на щите (вторичный показывающий прибор с сигнализацией верхнего и нижнего уровня). | |
| Прибор для измерения плотности раствора бесшкальный с дистанционной передачей показаний, установленный по месту (датчик плотномера с пневмо- или электропередачей). | |
| Прибор для измерения размеров показывающий, установленный по месту (толщиномер). | |
 | Прибор для измерения любой электрической величины показывающий, установленный по месту. |
| Вольтметр. | |
| Амперметр. | |
| Ваттметр | |
| Прибор для управления процессом по временной программе, установленный на щите (командный пневматический прибор, многоцепное реле времени и т.д.). | |
| Прибор для измерения влажности регистрирующий, установленный на щите (вторичный прибор влагомера и т.д.). | |
| Первичный преобразователь для измерения качества продукта, установленный по месту (датчик рН-метра и т.д.). | |
| Прибор для измерения качества продукта показывающий, установленный по месту (газоанализатор на кислород и т.д.). | |
| Прибор для измерения качества продукта регистрирующий регулирующий, установленный на щите (вторичный самопишущий прибор регулятора концентрации серной кислоты в растворе и т.д.). | |
| Прибор для измерения радиоактивности показывающий с контактным устройством, установленный по месту (прибор для показаний и сигнализации предельно допустимых значений a и b-излучений). | |
| Прибор для измерения частоты вращения привода регистрирующий, установленный на щите (вторичный прибор тахогенератора). | |
| Прибор для измерения нескольких разнородных величин регистрирующий, установленный по месту (самопишущий дифманометр-расходомер с дополнительной записью давления и температуры). | |
| Прибор для измерения вязкости раствора показывающий, установленный по месту (вискозиметр показывающий). | |
| Прибор для измерения массы продукта показывающий с контактным устройством, установленный по месту (устройство электронно-тензометрическое сигнализирующее и т.д.). | |
| Прибор для контроля погасания факела печи бесшкальный с контактным устройством, установленный на щите (вторичный прибор запально-защитного устройства; применение резервной буквы В должно быть оговорено на поле схемы). | |
| Преобразователь сигнала, установленный на щите (входной и выходной сигналы – электрические; нормирующий преобразователь и т.д.). | |
| Преобразователь сигнала, установленный по месту (входной сигнал пневматический, выходной – электрический; электропневмопреобразователь ЭПП-63 и т.д.). | |
| Устройство, выполняющее функцию умножения на постоянный коэффициент К. | |
 | Пусковая аппаратура для управления электродвигателем (магнитный пускатель, контактор и т.д.; применение резервной буквы N должно быть оговорено на поле схемы). |
 | Аппаратура, предназначенная для ручного дистанционного управления, установленная на щите (кнопка, ключ управления, задатчик и т.д.). |
 | Аппаратура для ручного дистанционного управления, снабженная устройством для сигнализации, установленная на щите (кнопка с лампочкой и т.д.). |
 | Ключ управления, предназначенный для выбора управления, установленный на щите. |
Примеры схем контроля температуры.