Выбор способа управления и разработка функциональной схемы и технической структуры предлагаемой САУ

Управление влажностью высушенного материала возможно следующими способами:

– изменением скорости вращения сушильного барабана;

– изменением температуры топочных газов(теплоносителя), поступающих в сушильный барабан. Температурой теплоносителя можно управлять расходом мазута в топке или расходом воздуха в камере разбавления после топки;

– изменением скорости движения топочных газов в сушильном барабане. Это возможно с помощью изменения разрежения в топке, то есть расхода уходящих газов.

Управление влажностью изменением скорости вращения сушильного барабана нецелесообразно вследствие большой длины барабана и возможного увеличения нагрузки на электропривод сушильного барабана.

Управление влажностью изменением скорости движения топочных газов также неэффективно, так как, например, при уменьшении скорости движения увеличивается отложение материала на стенках дымовой трубы и ухудшается процесс управления разрежением в верхней части топки.

Наиболее целесообразным и эффективным является управление изменением температуры топочных газов, поступающих в сушильный барабан, за счет изменения расхода мазута.

Этот способ управления возможно реализовать по следующей схеме. Внутренний стабилизирующий контур – САУ температурой газов в топке. Внешний задающий контур – САУ влажностью высушенного материала.

Разрабатываем новую функциональную схему САУ (рис. 7). Измеренное значение влажности сухого материала поступает в контроллер, где производится его обработка и выдается управляющий сигнал в виде задания внутреннему контуру – САУ температурой в топке.

Рис. 7. Функциональная схема предлагаемой САУ влажностью материала после барабанной сушилки

Ниже представлена спецификация на технические средства к новой функциональной схеме САУ (табл. 2).

Таблица 2. Спецификация на технические средства автоматизации

Позиция	Наименование, техническая характеристика оборудования	Тип, марка, обозначение документа, опросного листа	Код оборудования, изделия, материала	Завод-изготовитель	Единица измерения	Кол-во	Масса единицы оборудо вания, кг	Примечание
ТЕ 1-1	Термоэлектрический преобразователь, рабочий диапазон 0-1300 °С, ПП(S), L=800мм	АТПП 01.20-К-И-22-800	-	ПК «Тесей», г. Обнинск	шт.		-	-
TY 1-2	Измерительный преобразователь, диапазон измерения 800-1200 °С, ПП(S), выход 4-20мА	ПИ 9701-ПП(S)	-	ПО «Эталон», г. Омск	шт.		-	-
NS 1-3	Пускатель бесконтактный реверсивный	ПБР-2М	-	ОАО ЗЭиМ», г. Чебоксары	шт.		-	-
1-4	Механизм электрический однооборотный, 220В, с соединительной тягой	МЭО-40/63-0,25-94	-	ОАО ЗЭиМ», г. Чебоксары	шт.		7,0	-
GT 1-5	Блок сигнализации положения ИМ токовый (блок питания БП-10 и датчик БД-10)	БСПТ-10	-	ОАО ЗЭиМ», г. Чебоксары	шт.		2,45	-
ME 2-1	Интеллектуальный измеритель влажности инфракрасный, диапазон измерения 0-90 %, IP65	ММ710	-	PROMTEX Ltd, Великобритания	шт.		-	-
MT 2-2 MI 2-3	Интерфейс Gauge Port с выносным индикатором SDU выход 4-20 мА, Fieldbus	М Gaude Port, SDU	-	PROMTEX Ltd, Великобритания	шт.		-	-

Измерительный блок ММ710 обеспечивает получение калиброванных результатов измерения влажности. Интерфейс Gaude Port обеспечивает связь прибора с внешними устройствами (токовые и цифровой выходы) и удобное питание измерительного блока напряжением 24 В постоянного тока. Кроме обычных аналоговых и цифрового выхода Gaude Port обеспечивает подключение к сети Fieldbus и релейные выходные сигналы.

Выносной индикатор SDU устанавливается рядом с измерительным блоком и позволяет вести наблюдение за результатами измерений.

Кроме функции индикации SDU имеет специальную клавиатуру, используемую в качестве средства управления при взятии проб в период калибровки прибора.

Техническая структура (рис. 8) отражает реализацию управления на аппаратном уровне и показывает общую взаимосвязь уровней управления.

Рис. 8. Техническая структура предлагаемой САУ влажностью материала после барабанной сушилки

На технологическом уровне находятся первичные преобразователи, измерительные преобразователи и исполнительные механизмы. Аналоговые и дискретные сигналы поступают в УСО, которые преобразуют эти сигналы в цифровой формат и передают их по локальной шине в центральное процессорное устройство (ЦПУ) контроллера. Роль устройства управления выполняет GE Fanuc 90-30 с установленным модулем ЦПУ CPU 364. УСО являются безынициативными устройствами, работающими под управлением контроллера. Управление осуществляется дискретно посредством ШИМ (широтно-импульсной модуляции).

На цеховом уровне находится непосредственно программируемый контроллер (ПК). В соответствии с программой ПК принимает сигналы от подключенных входных устройств и производит выдачу управляющих сигналов на ИМ через промежуточное реле и усилители ПБР-2М. Контроллер используется также для связи с диспетчерским уровнем. Модули входов/выходов устанавливаются непосредственно на панели ЦПУ. Здесь также реализована система резервирования АРМ с помощью установки панели оператора ОР-27. На диспетчерском уровне располагаются станции в виде IBM PC-совместимых компьютеров, которые обеспечивают диспетчеризацию технологического процесса и реализуют принцип бесщитовой автоматики. Роль индустриальной шины играет HUB, связывающий все устройства диспетчерского уровня.

Панель оператора подключена непосредственно к контроллеру через интерфейс RS-232 и в случае отказа HUB позволит оператору производить управление до устранения неисправности. Компьютер с установленным на нем SCADA-пакетом является АРМ оператора. С данного компьютера оператор осуществляет контроль и управление объектом. Сервер данных является промежуточным звеном в цепи оператор – контроллер. В нем архивируются данные с контроллера. Инженерная станция предназначена для специалистов группы АСУТП. Посредством данной станции можно производить мониторинг и программировать контроллер в реальном времени. Отдельная информационная линия предназначена для вывода текущей информации в локальную сеть группы АСУТП. Для усиления сигналов здесь устанавливается сетевой модем.