Задание 3.2 часть 1
3.2. Задания
Задание 1. Температура на выходе теплообменника типа «труба в трубе» +70°С контролируется термобаллоном манометрического термометра и регулируется изменением подачи греющего агента клапаном с пневмоприводом.
Для регулирования температуры выбран самопишущий манометрический термометр с пневматическим регулирующим устройством типа ТГ-711РМ ПО «Теплоконтроль» (Казань) с техническими характеристиками:
пределы измерения 0-100°С,
длина соединительного капилляра 16 м, длина погружения термобаллона 160 мм, класс точности 1, рабочий диапазон выходных пневматических сигналов 0,02-0,1 МПа, пределы допускаемой основной погрешности регулирующего устройства ±1%,
расстояние передачи пневматических сигналов не более 300 м, зона пропорциональности регулирующего устройства 5…250%, время изодрома от 3 до 6?10?с.
Условия работы теплообменника безопасные. В аварийной ситуации клапан должен быть закрыт.
Изобразите схему автоматизации поддержания постоянства температуры в теплообменнике в двух вариантах:
а) развернутым способом;
б) упрощенным способом.
Задание 2. Температура на выходе теплообменника типа «труба в трубе» +85°С контролируется термоэлектрическим преобразователем ТХК Метран-202(НСХ-L) Челябинской группы предприятий «Метран» с длиной погружной (монтажной) части 80 мм с одним чувствительным элементом. Термоэлектрический преобразователь подключен к показывающему прибору ДИСК-250 («Метран»), установленному на щите оператора. Технические характеристики ДИСК-250:
пределы измерения 0-150°С; основная погрешность в % от нормирующего значения, не более: ±0,5 по показаниям и преобразованию, ±1,0 по регистрации, регулированию и сигнализации; пропорционально-интегральное (ПИ-) регулирующее устройство с выходным пневматическим сигналом 0,02-0,1 МПа; два двухпозиционных устройства сигнализации с релейным выходом для включения и выключения сигнальных ламп. Параметры сигнализации можно устанавливать от 0 до 100% шкалы.
Температура регулируется изменением подачи греющего пара клапаном с пневмоприводом. В аварийной ситуации клапан должен быть закрыт.
Сигнальные лампы оповещают о снижении температуры до 70°С (зеленая) и увеличении свыше 100°С (красная).
Изобразите схему автоматизации поддержания постоянства температуры в теплообменнике в двух вариантах:
а) развернутым способом;
б) упрощенным способом.
Задание 3. Управление процессом в реакторе «с рубашкой» осуществляется устройством программного управления TREI-5B (контроллером). Функции контроллера:
воспринимает электрические аналоговые, дискретные и частотно-импульсные сигналы первичных преобразователей;
измеряет и нормирует принятые сигналы; выполняет программную обработку сигналов с первичных преобразователей и формирует аналоговые и дискретные управляющие сигналы; отображает информацию на экране монитора.
Температура в реакторе измеряется интеллектуальным термопреобразователем сопротивления типа Метран-286 и поддерживается на значении 127°С клапаном с пневмоприводом, установленным на подаче пара в рубашку.
В аварийной ситуации клапан должен быть закрыт. Сигнал первичного преобразователя температуры преобразуется в унифицированный выходной сигнал постоянного тока 4-20 мА. Термопреобразователь Метран -286 обеспечивает детектирование обрыва или короткого замыкания первичного преобразователя. Сигнал с контроллера на клапан подается через позиционер электропневматический ЭПП Саранского приборостроительного завода. Позиционер не имеет самостоятельного применения, является комплектующим изделием для исполнительных механизмов и предназначается для повышения быстродействия мембранного привода. Диапазон изменения входного сигнала позиционера 4-20 мА. Давление воздуха питания 400 кПа.
Изобразите схему управления постоянством поддержания температуры в реакторе в двух вариантах:
а) развернутым способом;
б) упрощенным способом.
Задание 4. Давление пара легколетучего растворителя в реакторе 0,6 МПа регулируется сбросом пара через клапан с мембранным пневмоприводом. В аварийной ситуации клапан должен быть открыт. Для измерения давления' применен малогабаритный датчик избыточного давления взрывозащищенный типа Метран 55-Ех-ДИ с техническими характеристиками: пределы измерения 0-1,0 МПа, пределы допускаемой основной погрешности ±0,25%, выходной сигнал 4-20 мА. Через барьер искрозащиты РИФ-А1 датчик давления подключен к устройству программного управления TREI-5B (контроллеру).
Барьер РИФ обеспечивает искробезопасность электрических цепей датчика давления, используемого во взрыво- и пожароопасном технологическом процессе. Функции контроллера:
воспринимает электрические аналоговые, дискретные и частотно-импульсные сигналы первичных преобразователей; измеряет и нормирует принятые сигналы;
выполняет программную обработку сигналов с первичных преобразователей и формирует аналоговые и дискретные управляющие сигналы;
отображает информацию на экране монитора.
Сигнал с контроллера на клапан подается через барьер искрозащиты РИФ-А4, предназначенный для обеспечения искробезопасности цепей электропневмопозиционера ЭПП-Ех (Саранского приборостроительного завода) во взрывозащищенном исполнении.
Позиционер не имеет самостоятельного применения, является комплектцющим изделием для исполнительных механизмов, предназначается для повышения быстродействия мембранного привода клапана. Диапазон изменения входного сигнала позиционера 4-20 мА; давление воздуха питания 400 кПа.
Изобразите схему управления постоянством поддержания давления в реакторе в двух вариантах:
а) развернутым способом;
б) упрощенным способом.
Задание 5. В трубопроводе необходимо редуцировать давление азота с 1,0 МПа до 0,8 МПа Давление измеряется интеллектуальным датчиком избыточного давления Метран-100-ДИ с техническими характеристиками: пределы измерения 0-1,6 МПа, основная погрешность измерения ±0,1% от диапазона, выходной сигнал 4-20 мА.
Сигнал с выхода датчика поступает на показывающий и регистрирующий прибор ДИСК-250 модификации, обеспечивающей пропорционально – интегральное пневматическое регулирование с выходным сигналом 0,02-0,1 МПа. Прибор установлен на щите в операторной.
Регулирующий клапан с мембранным пневмоприводом находится на трубопроводе азота и при аварийных условиях должен быть закрыт.
Изобразите схему управления давлением азота в трубопроводе в двух вариантах:
а) развернутым способом;
б) упрощенным способом.
Задание 6. Разрежение в аппарате должно находиться в пределах от 0,04 МПа до 0,02 МПа. При увеличении разрежения свыше указанного предела включается сигнальная лампа зеленого цвета и отключается вакуум-насос, при уменьшении разрежения – включается сигнальная лампа красного цвета и вакуум-насос включается. Разрежение измеряется малогабаритным датчиком давления Метран-55-ДВ с техническими характеристиками:
пределы измерения 0-0,06 МПа,
пределы допускаемой основной погрешности ±0,5%,
выходной сигнал 4-20 мА.
Выходной сигнал датчика давления передается на щит оператора к прибору А100 промышленной группы «Метран». Прибор А100 обеспечивает измерение, регистрацию и сигнализацию заданных значений разрежения.
Изобразите схему сигнализации разрежения в аппарате и управление включением вакуум-насоса в двух вариантах:
а) развернутым способом;
б) упрощенным способом.
Задание 7. Уровень в открытой емкости измеряется интеллектуальным датчиком гидростатического давления (уровня) Метран-100-ДГ с техническими характеристиками:
пределы измерения 0-40 кПа,
пределы допускаемой основной погрешности ±0,5%,
выходной сигнал 4-20 мА.
Выходной сигнал датчика давления передается на щит оператора.
На дисплее цифрового индикатора, встроенного в корпус, текущее значение уровня измеряется в % от установленного диапазона измерения.
Сигнал с выхода датчика поступает на показывающий и регистрирующий прибор ДИСК-250 модификации, обеспечивающей пропорционально-интегральное пневматическое регулирование с выходным сигналом 0,02-0,1 МПа.
Прибор установлен на щите операторной.
Регулирующий клапан с мембранным пневмоприводом находится на трубопроводе слива жидкости из емкости и при аварийных условиях должен быть открыт.
Изобразите схему управления уровнем в емкости в двух вариантах:
а) развернутым способом;
б) упрощенным способом.
Задание 8. Уровень жидкости в закрытом резервуаре измеряется интеллектуальным датчиком разности давлений Метран-100-ДД, «плюсовая» камера которого соединена с сосудом уравнительным СУ, установленном на максимальном значении уровня в аппарате. «Минусовая» камера датчика подсоединена непосредственно к емкости на высоте минимального уровня. Технические характеристики датчика давления:
пределы измерения 0-16 кПа,
пределы допускаемой основной погрешности ±0,5%,
выходной сигнал 4-20 мА.
На дисплее цифрового индикатора, встроенного в корпус, текущее значение уровня измеряется в % от установленного диапазона измерений, сигнал с выхода датчика подключен к устройству программного управления TREI-5B (контроллеру). Функции контроллера:
воспринимает электрические аналоговые, дискретные и частотно-импульсные сигналы первичных преобразователей;
измеряет и нормирует принятые сигналы;
выполняет программную обработку сигналов с первичных преобразователей и формирует аналоговые и дискретные управляющие сигналы;
отображает информацию на экране монитора.
Сигнал с контроллера направляется к электропневмопозиционеру ЭПП Саранского приборостроительного завода. Позиционер не имеет самостоятельного применения, является комплектующим изделием для исполнительных механизмов и предназначается для повышения быстродействия мембранного привода клапана, установленного на трубопроводе подачи жидкости в емкость. Диапазон изменения входного сигнала позиционера 4-20 мА. Давление воздуха питания 400кПа.
В аварийной ситуации клапан должен быть закрыт.
Изобразите схему управления постоянством поддержания уровня в емкости в двух вариантах:
а) развернутым способом;
б) упрощенным способом.
Задание 9. Расход пара в трубопроводе измеряется расходомером переменного перепада давления, состоящим из диафрагмы камерной (сужающего устройства) ДКС, установленной во фланцах трубопровода и датчика разности давлений Метран-100-ДД, который при помощи скобы и кронштейна смонтирован в обогреваемом шкафу (по месту). Давление «до» и «после» диафрагмы передается через конденсационные сосуды СК к датчику по импульсным трубкам. Цифровое значение сигнала датчика выводится на цифровой индикатор в %. Выходной сигнал изменяется по закону квадратного корня в пределах 4-20 мА.
Задание 9. Расход пара в трубопроводе измеряется расходомером переменного перепада давления, состоящим из диафрагмы камерной (сужающего устройства) ДКС, установленной во фланцах трубопровода и датчика разности давлений Метран-100-ДД, который при помощи скобы и кронштейна смонтирован в обогреваемом шкафу (по месту). Давление «до» и «после» диафрагмы передается через конденсационные сосуды СК к датчику по импульсным трубкам. Цифровое значение сигнала датчика выводится на цифровой индикатор в %. Выходной сигнал изменяется по закону квадратного корня в пределах 4-20 мА.
Сигнал с выхода датчика поступает на показывающий и регистрирующий прибор ДИСК-250 модификации, обеспечивающей пропорционально-интегральное пневматическое регулирование с выходным сигналом 0,02-0,1 МПа. Прибор ДИСК-250 установлен на щите в операторной.
Регулирующий клапан с мембранным пневмоприводом находится на трубопроводе пара и при аварийных условиях должен быть закрыт.
Изобразите схему управления расходом пара в трубопроводе в двух вариантах:
а) развернутым способом;
б) упрощенным способом.
Задание 10. Коммерческий учет расхода воды на отделение контролируется преобразователем расхода вихреакустическим типа Метран-300ПР. Номинальный расход воды 60 м3/ч.
Преобразователь смонтирован между двумя фланцами трубопровода с Ду=80 мм. Выходной сигнал преобразователя 4-20 мА; ЖК-индикатор преобразователя отображает значение расхода, накопленный объем, время наработки. Приведенная погрешность измерения расхода по аналоговому сигналу ±1,5%. Сигнал с преобразователя Метран-300ПР передается на устройство программного управления TREI-5B (контроллер).
Функции контроллера:
воспринимает электрические аналоговые, дискретные и частотно-импульсные сигналы первичных преобразователей;
измеряет и нормирует принятые сигналы;
выполняет программную обработку сигналов с первичных преобразователей и формирует аналоговые и дискретные управляющие сигналы;
отображает информацию на экране монитора.
Сигнал с контроллера направляется к электропневмопозиционеру ЭПП Саранского приборостроительного завода. Позиционер не имеет самостоятельного применения, является комплектующим изделием для исполнительных механизмов и предназначается для повышения быстродействия мембранного привода клапана, установленного для регулирования расхода воды на трубопроводе подаче ее в отделение. Клапан нормально-открытого типа. Диапазон изменения входного сигнала позиционера 4-20 мА. Давление воздуха питания 400кПа.
При снижении расхода воды ниже 15 м3/ч контроллер обеспечивает включение звукового и светового сигнала.
Изобразите схему управления постоянством поддержания расхода воды на отделение и сигнализацию резкого падения этого расхода. Схему представьте в двух вариантах:
а) развернутым способом;
б) упрощенным способом.
Задание11. Расход мазута измеряется расходомером кориолисовым Метран-360. Минимальный расход через трубопровод Ду=50 мм составляет 2500 кг/ч, максимальный 43000 кг/ч. Температура измеряемой среды 60°С. Измерительный преобразователь и датчик расхода (сенсор) смонтированы на трубопроводе. Пределы основной относительной погрешности измерения массового расхода ±0,5%. На жидкокристаллический индикатор измерительного преобразователя выводится:
текущее значение массового расхода,
суммарная масса,
плотность,
размерность технических единиц.
Выходной сигнал – аналоговый 4-20 мА.
Оптимальное значение расхода мазута 35000 кг/ч поддерживается клапаном с мембранным пневмоприводом, установленным на трубопроводе мазута, в аварийной ситуации подача мазута прекращается. Выходной сигнал с расходомера подается к показывающему и регистрирующему прибору ДИСК-250 модификации, имеющей пропорционально – интегральное пневматическое регулирующее устройство с выходом 0,02-0,1 МПа. Прибор ДИСК-250 установлен на щите в помещении оператора, выходной сигнал с него поступает к клапану с мембранным приводом.
Изобразите схему автоматизации поддержания постоянства расхода мазута в двух вариантах:
а) развернутым способом;
б) упрощенным способом.
Задание 12. Подача раствора катализатора в реактор поддерживается постоянной и равной 0,012 м?/ч с погрешностью не более ±0,0006 м?/ч. Для измерения расхода на трубопроводе с Ду=10 мм установлен ротаметр электрический взрывозащищенный РЭВ-0,025ЖУЗ, выпускаемый ОАО «Арзамасский приборостроительный завод». Технические характеристики ротаметра:
верхний предел измерения 0,025 м?/ч,
нижний предел – не более 20% от верхнего предела,
погрешность измерения ±2,5%,
выходной сигнал (-10)-0-(+10) мГн.
При увеличении расхода свыше 0,014 м?/ч и уменьшении до 0,010 м?/ч должна срабатывать световая сигнализация.
Выходной сигнал ротаметра подается на установленный в помещении оператора вторичный показывающий и регистрирующий прибор с двумя двухпозиционными устройствами сигнализации с релейным выходом. Тип прибора КСД-250, выпускает ПГ «Метран». Модификация прибора обеспечивает пропорционально - интегральное пневматическое регулирование. Выходной сигнал 0,02-0,1 МПа воздействует на регулирующий клапан с мембранным пневмоприводом типа ПОУ-8М (производитель ПНФ «ЛГ автоматика» г. Москва), установленный на трубопроводе подачи катализатора в реактор.
Изобразите схему автоматизации поддержания постоянства расхода катализатора в реакторе в двух вариантах:
а) развернутым способом;
б) упрощенным способом.
Задание 13. работа центрифуги контролируется по числу оборотов электропривода тахометром электронным типа ТЭ-Д (ОАО «Саранский приборостроительный завод»). Тахометр непрерывно дистанционно измеряет частоту вращения и представляет результат на пятиразрядном цифровом индикаторе.
Тахометр состоит из первичного преобразователя и показывающего прибора. Первичный преобразователь монтируется на электроприводе, показывающий прибор – на пульте оператора.
Длина линии связи между первичным преобразователем и показывающим прибором не более 100 м. Технические характеристики тахометра:
верхний предел измерения 10000 об/мин,
класс точности 0,5,
дискретность измерения 1 об/мин.
Комплект поставки:
преобразователь первичный ППЭ-Д1;
прибор показывающий ТЭ-Д.
Центрифуга работает нормально при 1700 об/мин.
Изобразите схему автоматического контроля числа оборотов в двух вариантах:
а) развернутым способом;
б) упрощенным способом.
Задание 14. Вязкость в реакторе 14 Па?с?кг/м? контролируется вискозиметром вибрационным низкочастотным ВВН-8-011 (АООТ «Автоматика» г. Воронеж).
Автоматический непрерывнодействующий, стационарный, одноточечный, показывающий вискозиметр имеет взрывозащищенное исполнение.
Измерительный преобразователь вискозиметра установлен на байпасной линии слива готового продукта из реактора. Электронный блок, входящий в комплект вискозиметра, связан с измерительным преобразователем экранированным кабелем и установлен вне взрывоопасных помещений (местный щит).
Технические характеристики вискозиметра:
пределы измерения 1-20 Па?с?кг/м?,
предел основной приведенной погрешности не более ±2,5%,
выходной сигнал 0-5 мА.
Сигнал с вискозиметра подключен к устройству программного управления TREI-5B (контролеру). Функции контроллера:
воспринимает электрические аналоговые, дискретные и частотно-импульсные сигналы первичных преобразователей;
измеряет и нормирует принятые сигналы;
выполняет программную обработку сигналов с первичных преобразователей и формирует аналоговые и дискретные управляющие сигналы;
отображает информацию на экране монитора.
Сигнал с контроллера на клапан подается через барьер искрозащиты РИФ-А4 (АОЗТ «Метран»), предназначенный для обеспечения искробезопасности цепей электропневмопозиционера ЭПП-Ех (Саранского приборостроительного завода) во взрывозащищенном исполнении. Позиционер не имеет самостоятельного применения, является комплектующим изделием для исполнительных механизмов и предназначается для повышения быстродействия мембранного привода клапана. Диапазон изменения входного сигнала позиционера 4-20 мА. Давление воздуха питания 400 кПа.
Клапан с мембранным приводом установлен на трубопроводе подачи жидкого растворителя в реактор, в аварийной ситуации должен быть закрыт.
Изобразите схему управления постоянством поддержания вязкости продукта в реакторе в двух вариантах:
а) развернутым способом;
б) упрощенным способом.
Задание 15. В смесителе готовится нитрующая смесь, плотность которой 1265кг/м? регулируется клапаном с мембранным пневмоприводом, установленным на трубопроводе подачи в смеситель серной кислоты. Для контроля плотности смеси кислот на байпасной линии трубопровода слива готового продукта из аппарата установлен промышленный поплавковый плотномер жидкости ПАЖ-303 (АООТ «Автоматика» г. Воронеж).
Задание 15. В смесителе готовится нитрующая смесь, плотность которой 1265кг/м? регулируется клапаном с мембранным пневмоприводом, установленным на трубопроводе подачи в смеситель серной кислоты. Для контроля плотности смеси кислот на байпасной линии трубопровода слива готового продукта из аппарата установлен промышленный поплавковый плотномер жидкости ПАЖ-303 (АООТ «Автоматика» г. Воронеж).
Технические характеристики плотномера бесшкального с температурной компенсацией: пределы измерения плотности ?, кг/м?: от 1260 до 1270 кг/м?, основная погрешность 0,2% от верхнего предела измерения, выходной пневматический сигнал 0,02-1,0 МПа, температура контролируемой жидкости (80±5)°С. Выходной сигнал плотномера поступает одновременно к станции управления пневматической ФК0071 и пропорционально-интегральному пневматическому регулятору ФР0091 (устройства выпускает АОЗТ «Тизприбор» г. Москва).
Технические характеристики ФК0071: шкала 0-100% равномерная, класс точности 1,
давление питания (0,140±0,014) МПа,выходной сигнал (0,02-0,1) МПа.
Функции станции ФК0071: производит запись и показание параметра; имеет задатчик и показывает величину задания; показывает давление на мембранном приводе клапана;
позволяет переключаться на ручное дистанционное управление со щита оператора в случае аварийного выхода регулятора ФР0091 из строя. Монтируется на щите оператора.
Технические характеристики регулятора ФР0091: пределы пропорциональности 2-3000%, время изодрома от 3с до 100 мин,
давление питания (0,140±0,014) МПа, давление входных и выходных сигналов (0,02-0,1) МПа.
Изобразите схему автоматического регулирования плотности нитрующей смеси в двух вариантах:
а) развернутым способом;
б) упрощенным способом.