Практичне заняття № 2

Тема. Розробка функціональної схеми системи автоматизації технологічного комплексу

Мета: ознайомлення з методикою розробки функціональної схеми системи автоматизації технологічного комплексу.

 

Короткі теоретичні відомості

1.     Вибір структури і рівня автоматизації технологічного комплексу

Вибір структури і рівня автоматизації технологічного комплексу здійснюється на основі порівняльного критичного аналізу існуючої системи керування та сучасного вітчизняного та закордонного досвіду, з врахуванням технічних аспектів, вимог з охорони праці та захисту оточуючого середовища. На основі проведеного аналізу формулюється мета, обґрунтовуються і приймаються основні рішення з автоматизації обладнання технологічного комплексу, обґрунтовується вибір загальної функціональної схеми автоматизованого керування.

При цьому мають бути висвітлені наступні питання:

– раціональність розробки автоматизованої системи керування технологічного комплексу;

– вибір і обґрунтування оптимальної для заданих умов структури автоматизації технологічного комплексу;

– задачі автоматизації технологічного комплексу відповідно до прийнятої структури автоматизації виробництва в цілому.

На базі структурної та технологічної схем розробляється функціональна схема автоматизації технологічного процесу. Наприклад функціональна схема автоматизації технологічного процесу виробництва фасадної плитки приведена рисунку 2.1.

 

Рисунок 2.1 – Функціональна схема автоматизації технологічного процесу виробництва фасадної плитки

 

2.   Приклад опису функціональної схеми автоматизації технологічного процесу фасадної плитки

Технологічний процес виробництва фасадної плитки протікає наступним чином.

Помелена глина завантажується в бункер 1. Рівень глини в бункері контролюється датчиком рівня LE 1-1, сигнал з якого поступає на аналоговий вхід контролера.

Маріуполіт завантажується в бункер 2. Рівень глини в бункері контролюється датчиком рівня LE 2-1, сигнал з якого поступає на аналоговий вхід контролера.

Червоний шлам завантажується в бункер 3. Рівень глини в бункері контролюється датчиком рівня LE 4-1, сигнал з якого поступає на заданий аналоговий вхід контролера.

Для завантаження глини в змішувач 5 на заданому каналі дискретного модуля виводу контролера формується сигнал, що подається на пускач NS 1-5, який вмикає подачу живлення на електродвигун приводу дозатора 4. Кількість поданої глини в змішувач вимірюється витратоміром FE 1-3, сигнал з якого поступає на заданий аналоговий вхід контролера. При досягнення заданого значення кількості завантаженої в змішувач глини, контролер припиняє подачу живлення на заданий канал дискретного модуля виводу контролера формується сигнал, до якого підключений пускач NS 1-5 і електродвигун приводу дозатора 4 зупиняється.

Для завантаження маріуполіту в змішувач 5 на заданому каналі дискретного модуля виводу контролера формується сигнал, що подається на пускач NS 2-5, який вмикає подачу живлення на електродвигун приводу дозатора 4. Кількість поданого маріуполіту в змішувач вимірюється витратоміром FE 2-3, сигнал з якого поступає на заданий аналоговий вхід контролера. При досягнення заданого значення кількості завантаженого в змішувач маріуполіту, контролер припиняє подачу живлення на заданий канал дискретного модуля виводу контролера формується сигнал, до якого підключений пускач NS 2-5 і електродвигун приводу дозатора 4 зупиняється.

Для завантаження червоного шламу в змішувач 5 на заданому каналі дискретного модуля виводу контролера формується сигнал, що подається на пускач NS 4-5, який вмикає подачу живлення на електродвигун приводу дозатора 4. Кількість поданого червоного шламу в змішувач вимірюється витратоміром FE 4-3, сигнал з якого поступає на заданий аналоговий вхід контролера. При досягнення заданого значення кількості завантаженого в змішувач червоного шламу, контролер припиняє подачу живлення на заданий канал дискретного модуля виводу контролера формується сигнал, до якого підключений пускач NS 4-5 і електродвигун приводу дозатора 4 зупиняється.

Для ввімкнення мішалки змішувача 5 на відповідному заданому каналі модуля дискретного виводу контролера формується сигнал, що подається на пускач NS 3-3, який вмикає подачу живлення на електродвигун приводу мішалки.

Для подачі в змішувач 5 рідких компонентів (пластифікатора або рідкого скла) на відповідному заданому каналі модуля дискретного виводу контролера формується сигнал, що подається на електричний виконавчий елемент NS 3-9, що відкриває електроклапан. Кількість завантажених в змішувач рідких компонентів вимірюється витратоміром FE 3-7, сигнал з якого поступає на заданий аналоговий вхід контролера. При досягнення заданого значення кількості завантажених в змішувач рідких компонентів, контролер припиняє подачу живлення на заданий канал дискретного модуля виводу контролера формується сигнал, до якого підключений електричний виконавчий елемент NS 3-9 і електроклапан закривається.

Вологість суміші в змішувачі контролюється вологоміром WE 3-8, сигнал з якого поступає на заданий аналоговий вхід контролера. При досягнення заданого значення вологості суміші, контролер припиняє подачу живлення на заданий канал дискретного модуля виводу контролера формується сигнал, до якого підключений електричний виконавчий елемент NS 3-9 і електроклапан подачі рідких компонентів закривається.

Після завершення заданого часу змішування (програмно) контролер на відповідному заданому каналі модуля дискретного виводу формується сигнал, що подає живлення на електричний виконавчий елемент NS 3-6, який відкриває електроклапан і суміш поступає до дозатора 4. Тоді на відповідному заданому каналі модуля дискретного виводу контролера формується сигнал, що подає живлення на пускач NS 3-5, який подає живлення на електродвигун приводу дозатора 4 і суміш заповнює форму 6, що розміщена на стрічковому транспортері 7. На відповідному каналі модуля дискретного виводу контролера формується сигнал, що подає живлення на пускач NS 3-4, який вмикає подачу живлення на електродвигун приводу стрічкового транспортера на заданий в програмі контролера час, що відповідає кроку переміщення до наступної форми.

Рівень суміші в змішувачі 5 контролюється датчиком рівня LE 3-1, сигнал з якого поступає на заданий аналоговий вхід контролера. При досягненні нижнього рівня контролер припиняє формування сигналу на відповідному заданому каналі модуля дискретного виводу, що припиняє подачі живлення на пускач NS 3-3, який вимикає подачу живлення на електродвигун приводу мішалки.

Після заповнення площадки віброущільнюючої машини 8 заданою програмно в контролері кількістю форм на відповідному заданому каналі модуля дискретного виводу, формується сигнал для подачі живлення на пускач NS 3-7, який вимикає на заданий в контролері програмно час подачу живлення на електродвигун приводу віброущільнюючої машини.

Після цього заготовки плитки вручну вивантажуються з форм і вкладаються на транспортер печі.

Для виходу печі на робочий режим на відповідному заданому каналі модуля дискретного виводу контролера формується сигнал, що подається на електричний виконавчий елемент NS 7-7, що відкриває електроклапан подачі природнього газу до зон печей. Після цього послідовно запалюються пальники п’яти зон печі. Для цього послідовно відкриваються відповідні електроклапани подачі газу до пальників. Спочатку на відповідному заданому каналі модуля дискретного виводу контролера формується сигнал, що подається на електричний виконавчий елемент NS 7-8, що відкриває електроклапан першої зони, тоді формується сигнал, що подається на електричний виконавчий елемент NS 7-8, що відкриває електроклапан першої зони, тоді формується сигнал, що подається на електричний виконавчий елемент NS 7-9, що відкриває електроклапан другої зони, тоді формується сигнал, що подається на електричний виконавчий елемент NS 7-10, що відкриває електроклапан третьої зони, тоді формується сигнал, що подається на електричний виконавчий елемент NS 7-11, що відкриває електроклапан четвертої зони, і лише тоді формується сигнал, що подається на електричний виконавчий елемент NS 7-12, що відкриває електроклапан п’ятої зони з одночасним електрозапалом пальників.

Витрата природного газу вимірюється витратоміром FE 7-5, а тиск РЕ 7-3, сигнали з яких поступають на відповідні канали модуля аналогового вводу контролера.

Контроль наявності полум’я здійснюється для кожної із п’яти зон печі відповідними датчиками BS 6-39, BS 6-41, BS 6-43, BS 6-45 та BS 6-47, сигнали з яких поступають на відповідні канали модуля аналогового вводу контролера. У разі відсутності полум’я на пальниках у будь-якій із п’яти зон печі спрацьовує відповідний датчик наявності полум’я і за сигналом з контролер перекривається відповідний електроклапан подачі газу на пальники зони.

Температура в шістнадцяти зонах печі вимірюється відповідними датчиками температури ТЕ 6-5, ТЕ 6-7, ТЕ 6-9, ТЕ 6-11, ТЕ 6-13, ТЕ 6-15, ТЕ 6-17, ТЕ 6-19, ТЕ 6-21, ТЕ 6-23, ТЕ 6-25, ТЕ 6-27, ТЕ 6-29, ТЕ 6-31, ТЕ 6-33, ТЕ 6-35 та ТЕ 6-37, сигнали з яких поступають на відповідні канали модуля аналогового вводу контролера.

Для підтримання процесу горіння в піч подається очищене повітря з навколишнього середовища. Для цього на відповідному каналі модуля дискретного виводу контролера формується сигнал, що подає живлення на пускач NS 9-1, який подає живлення на електродвигун приводу другого вентилятора. Тиск у кожному з двох повітрепроводів вимірюється за допомогою датчиків тиску РЕ 9-3 та РЕ 9-5, сигнали з яких поступають на відповідні канали модуля аналогового вводу контролера.

Разом з цим, для відводу відпрацьованих газів та очищення їх при викиді в навколишнє середовище на початку печі на відповідному каналі модуля дискретного виводу контролера формується сигнал, що подає живлення на пускач NS 5-3, який подає живлення на електродвигун приводу першого вентилятора. Температура відпрацьованих газів у двох точках повітрепровода вимірюється за допомогою датчиків тиску ТЕ 6-1 та ТЕ 5-1, сигнали з яких поступають на відповідні канали модуля аналогового вводу контролера. Величина розрідження вимірюється датчиком РЕ 6-3, сигнал з якого поступає на відповідний канал модуля аналогового вводу контролера.

Разом з цим, для відводу відпрацьованих газів та очищення їх при викиді в навколишнє середовище в кінці печі на відповідному каналі модуля дискретного виводу контролера формується сигнал, що подає живлення на пускач NS 8-3, який подає живлення на електродвигун приводу першого вентилятора. Температура відпрацьованих газів в повітрепроводі вимірюється за допомогою датчиків тиску ТЕ 8-1, сигнали з якого поступає на відповідний канал модуля аналогового вводу контролера. Величина розрідження вимірюється датчиком РЕ 8-7, сигнал з якого також поступає на відповідний канал модуля аналогового вводу контролера.

Для охолодження плиток після випалу на відповідному каналі модуля дискретного виводу контролера формуються сигнали, що подають живлення на пускачі NS 8-4 та NS 9-5, які подають живлення відповідно на електродвигуни приводу першого та другого транспортерів. Одночасно на відповідному каналі модуля дискретного виводу контролера формується сигнал, що подає живлення на пускач NS 8-6, який подає живлення на електродвигун приводу третього вентилятора, що нагнітає повітря з навколишнього середовища в зону охолодження.

Завдання для виконання

1.     Розробити функціональну схему системи автоматизації технологічного комплексу.

2. Навести основні функції інтелектуальних систем керування.

3. Оформити звіт з практичної роботи.

 

Контрольні питання

1.   На основі чого розробляється функціональна схема системи автоматизації технологічного комплексу?

2.   Наведіть приклади основних функцій інтелектуальної системи керування.