АСР с функциональными блоками
Методику наладки системы рассмотрим на примере наладки АСР 'узла адсорбции, рассмотренного в § 59. В отличие от изображенной на рис. 130 системы автоматизации рассматриваемая АСР построена на пневматической аппаратуре и более сложная. На вход аппарата 2 (см. рис. 130) подают газовую смесь, из которой должен быть извлечен один из компонентов. Навстречу потоку газа насосом 3 подают поглощающую жидкость (орошение). Обогащенная компонентом жидкость поступает на склад или на циркуляцию, а газы из головки аппарата выбрасываются в атмосферу.
Степень поглощения будет зависеть от величины орошения и при некотором его значении для определенного расхода газовой смеси будет полной. Количество подаваемой для полного поглощения жидкости будет зависеть и от температуры в зоне поглощения, так как растворимость газов в жидкостях увеличивается при уменьшении температуры. Из этих соображений строят систему регулирования, которая стабилизирует расход орошения 7 в зависимости от расхода газовой смеси 1 и с коррекцией этого расхода по температуре в зоне поглощения 2.
Принципиальная схема пневматической АСР изображена на рис. 133. В схеме могут быть предусмотрены блоки извлечения квадратного корня из пневматических сигналов, а вместо сумматора может быть применен блок ПФ1.18.
При работе в автономном режиме (режим «А») регулирующий блок ПР3.31 поддерживает расход орошения на заданном вручную значении. При изменениях расхода газовой смеси систему переводят в режим АП и заданием для регулирующего блока становится количество газовой смеси, подаваемой в аппарат. Это задание может быть изменено при отклонении температуры в зоне поглощения от номинальной. Величина изменения задания может быть установлена на блокеПФ1.9, выходной сигнал которого суммируется в блоке ПФ1.1 с заданием.
В процессе рассмотрения проектной документации определяют номинальные значения нагрузки и уточняют зависимость между температурой и поглощающей способностью жидкости.
Например, для рассматриваемого аппарата номинальный расход газовой смеси 2000 м/3ч. На каждый кубометр газа необходимо орошение 1,6 т жидкости при номинальной температуре в зоне поглощения —70э С. При отклонении температуры от номинальной на каждые 5° С необходимо изменять орошение на 0,1 т на каждый 1 м3 расхода газа
После проверки измерительных преобразователей и регулирующих блоков приступают к проверке функциональных устройств.
Функциональные блоки «Старт» имеют класс точности 1 и для их проверки применяют образцовые манометры с пределами измерения О -4-0,1 или 0 — 0,16 МПа, имеющие 100 делений на шкале.
Для проверки блока простейших алгебраических операций типа ПФ1.1 к входам pi —рЗ подключают задатчики 31—33, давление которых контролируют образцовыми манометрами Ml—М3 (см. рис. 125)
Проверку начинают с определения работоспособности задатчиков / и 2 (см. рис. 125), Для этого подают питание 0,14 МПа и выворачивают винты обоих задатчиков. Плавно вворачивая регулировочный винт задатчика 2 (см. рис. 125), убеждаются в том, что выходное давление блока, контролируемое образцовым манометром, рвых растет плавно и достигает при полностью ввернутом винге величины 0,11 - г 0,12 МПа, Так же проверяют работу задатчика ирн сбрею.* давления. Сброс давления должен быть быстрым, а величина дпнлпши должна изменяться без провалов или стоянок. После этою дяцлишс смещения устанавливают равным рс2 0,1 МПа и проверяют дипиа. чом действия и монотонность характеристики задатчика 1 Для этого, вворачивая винт задатчика /, убеждаются в том, что выходное давление монотонно убывает до нулевого значения, и наоборот.
Для проверки основной погрешности блока на вход р! (см. рис. 125) последовательно подают от задатчика 1 давления ри равные 0,03; 0,06 и 0,09 МПа, и определяют основную погрешность блока по формуле
У = -JV.— Pgb*-. 100%.
0,08
Давление питания в период проверки основной погрешности блока следует контролировать, оно должно отличаться от номинального, равного 0,14 МПа, на величину не более 0,004 МПа.
Затем при pi = 0,09 МПа задатчиком 2 подают на вход р2 давления, равные 0,03; 0,06 и 0,07 МПа, и убеждаются в том, что выходное давление последовательно уменьшается до величины 0,06; 0,03 и 0,02 МПа. По приведенной выше формуле для каждой точки определяют основную погрешность. Затем при рвых = 0,02 МПа элементом 3 подают давления 0,01; 0,04 и 0,07 МПа. При этом рпЫх должно становиться равным 0,03; 0,06 и 0,09 МПа.
Для проверки блока в режиме умножения на 2 от одного задатчика параллельно на входы pi и рЗ подают давления, равные 0,03 и 0,05; 0,06 МПа. Давление рвык соответственно должно принимать при этом значения 0,04; 0,08 и 0,1 МПа.
Для проверки блока в режиме деления на два выходное давление подают на штуцер р2 блока и при подаче на штуцер pi давлений 0,04; 0,08 и 0,1 МПа выходное давление должно принимать значения 0,03; 0,05 и 0,06 МПа. Проверку повторяют при введении смещения рс1 и и рс2, которые обеспечивают проверку блока в различных режимах в пределах всего диапазона изменения входных и выходных - сигналов. Предел допускаемой основной погрешности блока равен 1%, или, 0,0008 МПа. Если при проверке окажется, что основная погрешность больше, чем установленный предел, регулируют семимембранный элемент функционального блока. При проверке его в режиме суммирования применяют манометры класса точности не ниже 0,16. Разность между входным и выходным давлениями после регулировки элемента путем изменения положения сопел элемента должна быть не более 0,0005 МПа.
Для проверки блока умножения на постоянный коэффициент на его вход (см. рис. 126) подключают задатчик и образцовый манометр.
Если блок поступает с произвольной настройкой, особенно если на объекте сравнительно много множительных устройств и они должны иметь по условиям работы различные значения коэффициентов передачи, производят общую проверку блока. Если значение коэффициента при заказе блока не оговорено, завод-изготовитель поставляет блоки. с коэффициентом k <1 1.
На блок подают питание сжатым воздухом, равное 0,14 МПа. Отклонение давления питания от номинального в процессе проверки не должно превышать 0,004 МПа. На вход блока подают сигнал рвх ;= 0,02 МПа. Вращая винты регулировки объема емкостей VI (см. рис. 126) и VIII, убеждаются в том, что выходное давление остается равным 0,02 МПа. Если этого не происходит, то в точку р3 *іринципиальной схемы блока вместо заглушки подключают переходный штуцер, к которому подсоединен дополнительный образцовый манометр, и задатчиком блока IV устанавливают р3 — 0,02 МПа. Аналогично подключаясь к выходам задатчиков давления I w II, проверяют и при необходимости устанавливают давление подпоров соответственно 0,04 и 0,095 МПа. Затем проверяют возможность реализации коэффициентов усиления в диапазоне k =1,1 -г-5.
В процессе предмонтажной проверки проверяют возможность реализации k на трех фиксированных значениях: 1,5; 3 и 5. На вход блока подают давление рв1 = 0,06 МПа и определяют расчетное значение рвых для k = 1,5 по формуле рьых. р = 1,5 (0,06 —0,02) - f - - f - 0,02 = 0,08 МПа. Если выходное давление меньше расчетного значения, одновременно вывертывают регулировочные ручки переменных емкостей, увеличивая рвых до расчетного значения. Если же Рвых > Рвых р, ручки емкости VIII и VI ввертывают, уменьшая объем. Погрешность произведения на данной точке будет равна
Затем устанавливают рвх^= 0,04 МПа и определяют расчетное значение рВЬ1Х. р — 1,5 (0,04 —0,02) + 0,02 = 0,05 МПа. Определяют
основную погрешность Vi,5= РвЬ1х0 08 '—• 100%.
Основную погрешность определяют также для рвк = 0,03 МПа, для которого Рвых. р — 0,045 МПа. Одновременно с определением основной погрешности определяют вариацию — разницу между выходными давлениями, полученными при прямом и обратном ходе проверки, отнесенную к диапазону изменения входного сигнала (0,02 — 0,1 МПа).
Для проверки работы блока при k = 3 на вход подают давление Рвх = 0,04 МПа и увеличением объема переменных емкостей добиваются, чтобы выходное давление стало равным рвых. р = 3(0,04 —і — 0,02) + 0,02 = 0,08 МПа. Определяют основную погрешность блока, последовательно устанавливая значения, равные 0,035; 0,03 и ■0,025 МПа. На значении 0,035 МПа добиваются установки р,1ЫХ — = рПых. р = 0,095 МПа, а затем определяют погрешность при рвнх. р, равном 0,07 и 0,045 МПа. На каждом из значений входного сигнала помимо погрешности определяют и вариацию.
Для проверки блока с коэффициентом передачи k < 1 переключатель значения коэффициентов поворачивают на 180° и герметизируют. При этом схема блока становится аналогичной схеме рис. 126.
Основную погрешность и вариацию блока оіїредеЛют ПРИ значениях коэффициентов 0,08; 0,05 и 0,03.
Для проверки характеристик блока при k = 0,8 &ЩДное давление устанавливают равным 0,09 МПа и определяют ^>08х
X (0,09 — 0,02) 4- 0,02 = 0,076 МПа. Изменением объемов 'йетр£мек_ ных емкостей добиваются равенства выходного давления расч^Ь^ь^У значению. Если выходное значение меньше расчетного, то регулиро> вочные ручки ввинчивают в дроссели, уменьшая объем переменных емкостей, если больше расчетного — ручки вывертывают. Определяют аналогично изложенному для k > 1 основную погрешность и вариацию блока при значениях входного сигнала 0,07 и 0,05 МПа. Расчетные значения выходного сигнала при этом должны быть 0,06 и 0,044 МПа.
Операции повторяют для k = 0,5 при значениях входного сигнала 0,1; 0,08 и 0,06 МПа, а также для k — 0,3 при значениях рвк, равных 0,1; 0,09 и 0,08 МПа.
Если при проверке окажется, что изменением объема емкостей не удается реализовать граничные значения коэффициентов (5; 0,2 и 0,3), значит, разрегулирован генератор колебаний. Граничных значений коэффициента усиления добиваются, увеличивая частоту генератора путем увеличения проводимости переменного дросселя XI (см. рис. 126).
Значение основной погрешности и вариации при всех значениях и при любых значениях входного давления должно быть не более 1 % от диапазона изменения входного сигнала, или 0,0008 МПа.
Когда основная погрешность или вариация блока имеют значения выше, чем допускаемый предел, проверяют пятимембранный элемент II в режиме сравнения. Полное изменение выходного давления в правильно отрегулированном элементе должно происходить при разнице между входными давлениями не более чем 0,0004 МПа.
После проверки работоспособности блоков производят статический расчет схемы. В рассматриваемом примере диапазоны измерения преобразователей для измерения расходов газовой смеси и орошения выбраны соответственно 2500 м3/ч и 4000 т/ч. Такой выбор обеспечивает требуемое соотношение расходов. При температуре в зоне поглощения — 70° С корректирующее воздействие должно равняться 0. Давление воздуха на выходе ТПГ-ІІ с пределом измерения 0 ~ 100° С при этой температуре будет
р70 = 0,08 - f 0,02 = 0,08 • —= 0,076 МПа. Поскольку сигнал Н70 Тп р 100 у
подают на плюсовой вход сумматора, задатчиком 1 (см. рис. 125) блока ПФ1.1 при входном сигнале рвх1 = 0,076 МПа добиваются выходного сигнала, равного 0,02 МПа. Для определения коэффициента передачи ПФІ.9 определяют величину изменения выходного давления ТПГ-ІІ при изменении температуры на 5° С (5% диапазона измерения). Эта величина будет равна 0,05 х 0,08 ;= 0,004 МПа. В том случае, когда пневматические сигналы расходомеров линеаризованы, для изменения расхода орошения на 320 т/ч необходимо сигнал задания увеличить
на 0,008 МПа, т. е. коэффициент передачи ПФ1.9 kn должен бььь ■ равен 2.
Если зависимость между расходами и пневматическими сигна - I лами квадратичная, то при различных нагрузках для изменения рас - ■ хода на одну и ту же ьеличину необходимо скорректировать задание f на различные значения. Из материала § 82 следует, что при изме-И нении расхода на 1% при 30, 50 и 100%-нои нагрузке унифициро-И ванный сигнал изменяется соответственно на 0,6, 1 и 2%, т. е. на J
о Q
* — ■ Для нашего случая при номинальной нагрузке коэффициент 1|
передачи kn — 2-2 = 2-2 = 3,2. На блоке ПФ1.9
F п Стах 4000
устанавливают требуемое значение ки.
После проверки герметичности пневмолиний и достижения па-Н грузки, соответствующей расходу орошения выше 30% предела из-И мерений.
включают АСР для работы в качестве автоматической си-И стемы стабилизации (режим «А» на ПВ.10—1Э). При достижении но - II минальной нагрузки проверяют величину смещения С на ПФ1.1 и работу ПФ1.9 по показаниям контрольных технических параметров И и затем, нажимая клавишу «АП» на приборе ПВ10.1Э, переводят» АСР в работу в следящем режиме с автоматической коррекцией по!! температуре в поглотительном аппарате.
В процессе наладки определяют одним из инженерных методов* настройки регулирующего блока ПР3.31 Та. опт и бопт. При из-И менении нагрузки, состава газовой сдоеси или температурного режи-И ма может возникнуть необходимость изменения коэффициента пере-II дачи ПФ1.9 или смещения блока ПФ1.1. Для изменения коэффицн-И ента передачи ПФ1.9 снимают и регулируют на стенде. Смещение!' ПФ1.1 настраивают на месте установки с помощью двух ПНП-2.1 При перенастройке элементов АСР работает в режиме автоматическойI стабилизации.