Разработка системы автоматизации холодильной установки

Контакты МКП1-5 замыкаются и включается СВ (А2.

Контакты МКП1-6 обеспечивают СВ (А1 т (А4.

Контакты МКП1-8 в цепи КМ №2 размыкаются , но КМ №2 должен продолжать

работать , потому что сразу после оттаивания ВО №1 начинается опорожненние

РД.

Итак , на этом оттаивание ВО №1 закончено. Реле МКП1 выключено при

этом замкнута всего одна пара его контактов МКП1-5 , через которые питается

СВ (А2.

3.4.6 Опорожненние РД и нормальная работа КМ №2.

Итак , МКП1 и МКП2 работали одновременно полчаса. Через полчаса реле

МКП1 выключилось , реле МКП2 через полчаса замкнуло свои контакты МКП2-9 .

Итак в процессе оттайки ВО №1 находились в работе реле МКП1 и МКП2.

Опорожненние РД осуществляется при помощи реле МКП2 . так , контактами МКП2-

9 включается промежуточное реле 24к ( жидкость в РД после оттаивания ВО №1

имеется и контакты 45б замкнуты) и 25к. Контактами 24к-1 включается СВ (А9

и (А12 , то есть создается путь для вытеснения жидкости из РД горячим паром

аммиака. Контактами 24к-2 ( контакты 21к-1 замкнуты) включается КМ №2.

Контактами 24к-3 включается водяной насос и вентилятор КД. Контактами 25к-1

и 25к-2 обрывается параллельные участки цепей управления КМ №2, водяного

насоса , вентилятора КД. Контакты МКП2-10 и МКП2-11 разомкнуты и СВ (А10,

(А11 и (А13 обесточены. Итак , в процессе опорожненния РД КМ №2 , водяной

насос и вентилятор КД работают и в схему включен только ВО №2. При этом СВ

(А10, (А11, (А13, (А3 , (А4, (А1, (А5, (А8 закрыты, а (А2, (А7, (А6, (А9 и

(А12 открыты. Горячим паром , который подается с линии нагнетания КМ №2

через (А9 в РД, осуществляется вытеснения жидкости из РД через (А12 и (А7 в

ВО №2 . Откачивание пара осуществляется КМ №2 из ВО №1 и №2 через (А2 и

(А6.

В процессе опорожнения РД можно наблюдать следующие случаи:

. время выдержки на опорожнения РД не закончилось , то есть контакты МКП2-

9 еще не разомкнуты , а РД опорожнился и контакты 45б разомкнуты . При

этом реле 24к обесточено, а 25к продолжает быть включенным. Контактами

24к-1 обесточивается (А9 , (А12 и таким образом горячий пар в РД не

попадает и из него не может попасть в ВО №2. Контактами 24к-2

выключается КМ №2 , контактами 24к-3 водяной насос и вентилятор КД .

Они не будут включатся до тех пор ,пока не разомкнутся контакты МКП2-9

. СВ (А13 остается закрытым.

Контакты 25к-1 и 25к-2 не позволяют включатся КМ №2 , водяному насосу

и вентилятору КД по параллельным цепям.

По окончании выдержки на опорожненние РД контакты МКП2-9 разомкнутся ,

обесточится реле 25к и замкнет свои контакты 25к-1 и 25к-2 в цепях

управления КМ №2 , водяным насосом и вентилятором КД . Сейчас их включение

зависит от температуры воздуха в камере , то есть если контакты 23б

замкнутся , то они включатся и будут работать до размыкания контактов 23б,

то есть до снижения температуры воздуха в камере до нижнего предела

заданного диапазона. Заметим , что одновременно с размыканием контактов

МКПБ2-9 замкнутся контакты МКП2-10 и МКП2-11. Это приведет к открытию СВ

(А10 , (А11 и (А13.

Далее происходит нормальная работа установки в автоматическом режиме ,

то есть камерное реле температуры своими контактами 23б включает и

выключает КМ №2 , водяной насос и вентилятор КД. При выключении КМ №2

контактами 2к-КМ выключается СВ (А7 на подаче жидкости в ВО №2 .Тем самым

исключается заполнение жидким аммиаком ВО №2 ( СВ (А13 открытый) при не

работающем КМ №2 . При включении КМ №2 контактами 2к-КМ включается (А7

через КТ2-1 и реле времени КТ . которое через некоторое время размыкает

свои контакты КТ2-1 и с этого момента при работающем КМ №2 СВ (А7 управляет

РРТ своими контактами 24а. Реле времени в этой цепи использовано для того,

чтобы исключить следующее . При не работающем КМ №2 температура в камере

может быть равной нулю и РРТ будет удерживать СВ (А7 некоторое время

закрытым при включении КМ №2. Особенно это недопустимо при включении в

работу оттаяного ВО №2 , поскольку РРТ может не сработать ( перегрев

отсутствует ) и работа установки будет ненормальной. При пуске КМ и

присутствие в ВО жидкости этот узел является лишним.

. контакты МКП2-9 разомкнуты , а 45б остался замкнутым , то есть время

опорожнения прошло , и РД не опорожнился . Этого нельзя допускать

потому, что РД будет постепенно заполнятся . На это следует обратить

внимание при наладке автоматики.

. контакты МКП2-9 и 45б разомкнулись одновременно - это оптимальный

вариант , но при наладке автоматики рекомендуется реализовать пункт

первый.

3.4.7 Оттаивание ВО №2.

Через 23,5 часа после включения МКП2 начинается оттаивания ВО №2 . При

этом , во-первых, должен выключится КМ №2 и вентилятор №2 , а КМ №1 и

вентилятор №1 должен включится потому, что горячий пар с линии нагнетания

КМ №1 должен оттаивать ВО №2 . Для этого соответствующие СВ переключают

таким образом. Через 23,5 часа роботы реле времени МКП2 происходит

переключение его контактов ( см. рис. 3.4).

Контактами МКП2-1 обесточено промежуточное реле 21к и своими

контактами 21к-1 выключает КМ №2 , контактами 21к-2 обрывает одну из цепей

управления водяным насосом и вентилятором КД . Контактами 2к-КМ магнитного

пускателя КМ 32 обесточено СВ (А7 , и также реле времени КТ2.

Контактами МКП2-3 приблизительно на полчаса включают водяной насос и

вентилятор КД. Они должны работать эти полчаса , а также КМ №1 и вентилятор

№1 потому, что в это время происходит оттаивание ВО №2.

Контактами МКП2-4 включается моторное реле времени МКП1. Итак за

полчаса до выключения реле МКП2 включается реле МКП1. После включения МКП1

происходит замыкание его контактов МКП1-12, которые шунтируют контакты МКП2-

4, которые через несколько минут размыкаются.

Контактами МКП2-4 обесточивается газовый СВ ВО №2 и закрывается

потому, что этот ВО должен оттаивать.

Контактами МКП2-6 включается СВ (А5 и(А8 , так как через них и ВО №2

циркулирует горячий пар.

Контактами МКП2-7 обесточивается СВ (А10 и(А11 , и этим самым РД

рассоединяется с ОЖ на время оттайки ВО №2.

Контактами МКП2-8 включается КМ №2 ( и тут действует блокирование , то

есть сначала включается водяной насос с вентилятором КД, а только потом КМ

№1 ) при замкнутых контактах 20к-1.

Реле МКП1 , которое включилось за полчаса до включения реле МКП2,

переключает свои контакты ( рис 3.3).

Контактами МКП1-1 включается промежуточное реле 20к , которое своими

контактами 20к-1 включает КМ №1 при замкнутых контактах МКП2-8 , а

контактами 20к-2 подготавливает одну из цепей водяным насосом и

вентилятором КД.

Контактами МКП1-2 включается вентилятор №1 и ВО №1 .

Контактами МКП1-5 включается СА (А2 на газовой линии ВО №1.

Контактами МКП1-7 Подготовляется цепь для включения СВ (А10 и (А11 (

контакты МКП1-11 пока что разомкнуты ). которые на время оттайки ВО №2

остаются закрытыми. После завершения оттаивания ВО №2 реле времени МКП2

обесточивается контактами МКП1-12 , а МКП1 уже находится полчаса в работе.

В реле МКП2 размыкаются контакты МКП2-3 в цепи управления водяным

насосом и вентилятором КД.

Контакты МКП2-5 перед выключением МКП2 замыкаются и включают СВ (А6 и

этим самым газовая линия ВО №2 соединяется с всасывальной линией КМ №1.

Контакты МКП2-6 размыкаются и обесточивают СВ (А5, (А8 и тем самым

проток горячего пара ВО №2 прекращается , то есть оттаивание завершается .

Контактами МКП2-8 выключается КМ №1.

Контактами МКП2-10 обесточивает и закрывает СВ (А13 , то есть с этого

момента начинается опорожненние РД.

Этим цикл работы схемы заканчивается , то есть начало ее работы было

рассмотрено с момента включения МКП1.

Итак , в установленном режиме работы схемы моторное реле времени МКП

осуществляет:

. опорожненние РД;

. нормальную работу КМ №1( ВО №1) при работе термореле 19б;

. оттаивание ВО №1.

Реле времени МКП2 осуществляет:

. опорожненние РД;

. нормальную работу КМ №2( ВО №2) при работе термореле 23б;

. оттаивание ВО №2.

4 Устройство и принцип работы пульта автоматизации компрессора ПАК-11

4.1. Конструктивно пульт выполнен в виде двух узлов : электронно-

релейного блока (ЭРБ) и соединительного устройства СУ, электрически

соединяемых штепсельными разъемами.

4.2. ЭРБ представляет собой панель ,на задней стороне которой

установлена электронно-релейная аппаратура и винт заземления. На передней

стороне панели расположены органы управления ( кнопки, тумблера ) и

световая сигнализация( цифровой индикатор и нанесенные рядом с ним условные

символы).

Расшифровка сигналов цифрового индикатора приведена в табл. 4.1

Таблица 4.1

|Цифра |Условный |Расшифровка сигнала |

|индикатора |символ | |

|0 |[pic] |Подготовка схемы |

|1 |[pic] |Отсутствие протока охлаждающей воды |

|2 |[pic] |Высокое давление нагнетания |

|3 |[pic] |Высокая температура нагнетания |

|4 |[pic] |Высокий уровень жидкого хладагента в |

| | |отделителе жидкости |

|5 |[pic] |Низкая разность давлений масла в системе |

| | |смазки |

|6 |РЕЗЕРВ |Резервный вход |

4.3. СУ представляет собой корпус пульта , внутри которого размещены

выходные блоки зажимов и узел заземления.

4.4. ЭРБ крепится к СУ четырьмя винтами, один из которых пломбируется.

4.5. Пульт может быть установлен на приборном щитке компрессора

(агрегата) , на стене помещения , на опорной колонне , либо на центральном

щите автоматики и крепится четырьмя опорными винтами №8.

4.6. Габаритный чертеж пульта ПАК-11 приведен в приложении

[pic]

4.7. Пульт обеспечивает в соответствии с электрической принципиальной

схемой ( приложение) работу компрессора в одном из следующих режимов

управления:

автоматическом-

[pic]

ручном ( с функционированием автоматической защиты)-

Требуемый режим устанавливается тумблером SB2(“1”).

4.8. В автоматическом режиме управления компрессором осуществляется по

команде , поступающей от соответствующего командоаппарата КА ( регулятора

температуры, давления и пр.) , а в ручном - от кнопок SB1(“0”) и SB2 (“1”)

, расположенных на фасаде пульта.

4.9. Независимо от режима управления включение компрессора в работу

происходит после нажатия пусковой кнопки SB2(“1”).

4.10. Работа схемы в режиме ручного управления .

4.10.1. При нажатии кнопки SB2 включается реле К8 и К9 . При этом :

включаются и становятся на самопитание реле К1 и К7; подготавливается к

включению пускатель К2 и реле времени КТ1; на цифровом индикаторе Н

зажигается цифра “0”, сигнализирующая готовность схемы; подготавливаются

цепи подачи обобщенного сигнала “ Авария” и подачи команды на включение

маслонасоса ( при управлении винтовым компрессором).

4.10.2. Реле К1 контактом 61-63 посылает команду на включение

электропривода маслонасоса М2 ( приложение ) .При появлении разности

давлений масла в системе смазки компрессора замыкаются контакты датчика -

реле разности давлений РРД (5-31) и включается реле К4, которое замыкает

контакты 17-19 , 43-45 и размыкает контакт 43-51.

4.10.3. Нажатием местной кнопки SB3(приложение ) перемещают золотник в

сторону открытия ( уменьшения производительности компрессора ). При полном

открытии золотника замыкается контакт конечного выключателя В5(15-17).

4.10.4. При замкнутых контактах В5(15-17) и К4( 17-19) включаются

пускатель К2 и реле времени КТ1.

Пускатель К2 размыкающим контактом 5-27 отключает электромагнитный

вентиль байпаса (А2 ( при управлении поршневым компрессором с байпасом) , а

замыкающими контактами 69-71 и 1-27 включает соответственно электропривод

компрессора ( приложение ) и электромагнитный вентиль подачи охлаждающей

воды (А1 . При появлении протока охлаждающей воды замыкается контакт

датчика реле протока РП (45-47).

Реле времени КТ1 с заданной выдержкой времени замыкает свой контакт 19-

21 в цепи катушки реле К3 , которое переключающим контактом 47-43-51 вводит

в действие защиты “ по воде “ и “ маслу” , а замыкающим контактом 77-79

посылает команду на автоматическое включение ступени низкого давления (

СНД) при работе агрегата в системе двухступенчатого сжатия.

4.10.5. После пуска компрессора , нажатием местной кнопки SB4

(приложение) . перемещает золотник в сторону закрытия до достижения

заданной производительности компрессора.

4.11. Работа схемы в режиме автоматического управления .

4.11.1 При замыкании контакта КА (5-7) после предварительного нажатия

кнопки SB2 . включается реле К1 . Далее схема работает аналогично

описанному в п.п. 10.1-10.5 с той лишь разницей , что управление

электроприводом золотника осуществляется автоматически от соответствующих

блокконтактов КМ №1 (29-1 и 29-91) контактора электродвигателя компрессора.

4.12. Останов агрегата в любом режиме управления осуществляется

нажатием кнопки SB1 в цепи 1-3.

При этом отключается компрессор , маслонасос и электромагнитный

вентиль (А1 и включается электромагнитный вентиль байпаса (А2 . При

остановке агрегата с винтовым компрессором ,работавшим в режиме

автоматического управления , поступает команда на открытие золотника .

Кнопка SB1 размыкает одновременно свой контакт в цепи 73-75, отключающий

другую ступень при работе в составе агрегата двухступенчатого сжатия.

4.13. Независимо от режима управления схемой предусмотрены защита с

сигнализацией причин останова компрессора от следующих аварийных ситуаций :

. отсутствие протока охлаждающей воды;

. высокого давления нагнетания;

. высокой температуры нагнетания ;

. высокого уровня жидкого хладагента в отделителе жидкости ;

. низкой разности давления масла.

Кроме того предусмотрен один резервный вход ( при использовании

резервного входа следует снять перемычку 47-53 и вместо нее подключить

размыкающий контакт соответствующего датчика - реле , а его замыкающий

контакт подключить к проводам 47-39).

4.14. При срабатывании любого датчика - реле защиты происходит

отключение компрессора . При этом на цифровом индикаторе высвечивается

цифра , которой соответствует определенный символ , показывающий причину

аварийного останова . Одновременно на центральный щит автоматики выдается

обобщенный сигнал “Авария”.

[pic]

Так . например , при повышении давления нагнетания выше заданного

допустимого значения срабатывает датчик - реле РД, который размыкающим

контактом 5-33 отключает реле К7-К9 , а замыкающим контактом 5-35 -

включает реле К5, которое становится на самопитание. Теряют питание катушки

реле К2, К3 и КТ1 . Останавливаются маслонасос и компрессор , закрывается

электромагнитный вентиль (А1 и открывается (А2. Через контакты К9( 5-207) -

К1 (207-209) - К7(209-211) - К6 (211-213) К5 (213-215) поступает питание на

катод 2 цифрового индикатора Н . При этом на индикаторе зажигается цифра

“2” , которой соответствует символ на фасаде пульта . Одновременно через

контакты К1(61 -63) и К8( 63-65) на центральный щит автоматики поступает

обобщенный сигнал “Авария”.

4.15. После устранения неисправности сброс аварийного светового

сигнала осуществляют кратковременным отключением тумблера “Сеть”.

4.16 . Повторный пуск компрессора после аварийного останова возможен

только после нажатия кнопки SB2.

4.17 Подготовка пульта к работе.

4.17.1. Провести внешний осмотр пульта.

4.17.2. Установить пульт на место эксплуатации и подключить его в

соответствии со схемой подключения кабелей.

4.17.3. Подать питание на пульт.

4.17.4 Включить тумблер “Сеть”.

4.18 Порядок работы.

4.18.1 Работа в режиме с ручным управлением.

[pic]

4.18.1.1 Установить тумблер выбора режима управление в положение

4.18.1.2. Нажать пусковую кнопку “1” . При этом на цифровом индикаторе

высвечивается цифра “0”.

4.18.1.3. При управлении агрегатом с поршневым компрессором

одновременно с нажатием пусковой кнопки “1” включается маслонасос, а затем

, при установке золотника в положение , соответствующее минимальной

производительности, включается компрессор. Перемещение золотника

осуществляется осуществляют в ручную с помощью местных кнопок

“SB3”(уменьшение производительности ) и “SB4” ( увеличение

производительности).

После пуска компрессора золотник устанавливают в положение ,

соответствующее требуемой производительности.

4.18.1.5. Останов компрессора осуществляют нажатием кнопки “0”.

[pic]

4.18.2. Работа в режиме автоматического управления.

4.18.2.1. Установить тумблер выбора режима в положение

4.18.2.2. Нажать пусковую кнопку “1” . При этом на цифровом индикаторе

высвечивается цифра “0”.

4.18.2.3. После нажатия пусковой кнопки “1” пуск и останов компрессора

осуществляются автоматически от команеды командоаппарата.

4.18.2.4. Принудительный останов компрессора осуществляется нажатием

стоповой кнопки “0”.

4.18.3. Перевод с одного режима на другой может осуществлятся при

работающем компрессоре.

4.18.4. Сброс аварийного светового сигнала после устранения

неисправности осуществляется кратковременным отключением питания пульта

тумблером “Сеть “.

5 РАСЧЕТ ТЕМПЕРАТУРЫ В ХОЛОДИЛЬНОЙ КАМЕРЕ

Расчет будем производить на основании [ 7 ] . В инженерной практики

принято промышленные холодильные камеры описывать линейным дифференциальным

уравнением 1-го порядка с постоянными коэффициентами . Камеры являются

весьма инерционными объектами . Так , например , постоянная времени Т

рассматриваемой холодильной камеры равна 100 ч.

Однако промышленные холодильные камеры фактически являются многоемкостными

объектами и более точно их следует описывать дифуравнениями выше первого

порядка с тем , чтобы проверить насколько целесообразна их апроксимация

дифуравнениями первого порядка .

В [ 7 ] предлагается описывать холодильную камеру линейным уравнением

второго порядка с постоянными коэффициентами:

d2(t d(t

Т1 * Т2 (( + (Т1 + Т2 ) (( + (t = (ty

d(2 d(

Используя уравнение (1) и , пренебрегая запаздыванием объекта , проводили

исследования двухпозиционной системы регулирования в холодильной камере .

Расчет проводили методом Рунге - Кутта ( исходный текст программы приведен

в приложении).

Метод Рунге - Кутта предназначен для дифференциального уравнения второго

порядка вида (c учетом того , что (ty изменяет свое значение в зависимости

от того работают компрессоры или происходит нагрев воздуха в камере за счет

естественного притока тепла , или же при отрицательных температурах

окружающей среды когда воздух в камере исскуственно подогревается за счет

нагревательных элементов или температура в камере падает за счет

естественного оттока тепла через стены камеры)

d2(t

(t”= (( = F(( , (t , (t’, (ty),

d(2

имеющий погрешность R((h5) , реализовался с помощью следующих формул [ 8

] :

К1=h * F((i ; (t i ; (t’i ; (tyi);

К2=h * F((i +(h/2); (t i +(h/2)* (t’i+(h/8)* К1 ;(t’i + (К1/2); (tyi);

К3=h * F((i +(h/2); (t i +(h/2)* (t’i+(h/8)* К1 ;(t’i + (К2/2); (tyi);

К4=h * F((i +h; (t i +h* (t’i+(h/2)* К3 ;(t’i + К3; (tyi);

(t i+1=(t i+ h*[ (t’i +( К1+ К2 + К3 )/6] ;

(t’i+1 =(t’i + (К1+ 2*К2 + 2*К3 + К4)/6

Расчет проводился на участке от 0 ч до 200 ч при следующих начальных

условиях:

(t 0= (t0;

(t’0 = 0.

Вариант 1. Т1 =100 ч ,Т2 =10 ч , заданный диапазон 0,5 - 1 (С,

установившаяся температура при ее росте 10 (С и установившаяся температура

при ее снижении минус 3 (С . При этом были получены следующие результаты :

фактический диапазон поддержания температуры составил 0,45 - 1,25 (С , а

период колебаний 54 ,2 часа .График переходного процесса и протокол работы

приведен в приложении .

При описании холодильной камеры линейным дифуравнением первого порядка

следующего вида :

d(t

Т (( + (t = (ty

d(

провели аналогичные исследования системы двухпозиционного регулирования ,

т.е. полагали Т= Т1 +2* Т2=120 ч, а остальные данные были такими же , как

и в варианте 1 . При этом температура поддерживалась в заданном диапазоне (

запаздыванием пренебрегали), а период колебаний составил 22,5 ч .

Из приведенных данных следует , что фактический диапазон поддержания

температуры при более точном математическом описании холодильной камеры

увеличивается в 1,6 раза а период колебаний возрастает в 2,5 раза .

Следовательно для приведенных исходных данных рассматривать камеру в

упрощенном варианте не следует .

Вариант 2. Т2 = 0,5 ч , а остальные данные аналогичны варианту 1 . По

данному варианту получили , что температура поддерживается в заданном

диапазоне , а период колебаний составил 21,3 ч . Исследования в упрощенном

объекте ( Т = 101 ч ) показало , что период колебаний получился равным 19 ч

. Как видим , для варианта 2 апроксимация холодильной камеры апериодическим

звеном первого порядка вполне допустима.

Вариант 3 . Поддержание рабочей температуры в камере происходит за счет

работы электронагревателей при Т1 =100 ч ,Т2 =15ч , заданный диапазон 0,5 -

1 (С, установившаяся температура при ее росте 4 (С и установившаяся

температура при ее снижении минус 5 (С . При этом были получены следующие

Страницы: 1, 2, 3, 4