Автоматизированные установки систем водоснабжения, примеры схем

Введение

Программой экономического и социального развития нашей страны предусматривается дальнейшее широкое внедрение автоматизации производственных процессов. Широкое применение новейших средств автоматизации, микропроцессорной вычислительной техники и промышленных роботов различного назначения создает предпосылки для коренного совершенствования производственной деятельности человека.

Под автоматизацией производственных процессов понимается совокупность технических средств и методов, освобождающих человека в определенной степени или полностью от непосредственного выполнения функций контроля за этими процессами и управления ими.

Производственный процесс совершенствуется в три основные стадии: механизация этого процесса, заключающаяся в замене во всех его звеньях ручного труда машинным; введение в процесс непрерывности (поточности); автоматизация процесса.

Таким образом, автоматизация является высшей формой организации производственного процесса в целом, при этом совокупность технических средств, используемых для автоматизации процесса, совместно с объектом управления образуют систему управления. Система управления включает в себя приборы контроля, задачей которых является получение информации об изменении параметров производственного процесса, т. е. об изменении состояния объекта управления.

В нашей стране достигнуты большие успехи в разработке теории автоматического управления и технической кибернетики. Успеху в исследовании целого ряда новых теоретических проблем автоматики способствовало развитие теории информации и теории надежности. Важнейшее значение имеют исследования в области вычислительной математики и теории построения вычислительных машин. На основе этих теоретических исследований разработаны новые, методы и технические средства автоматики.

Для автоматизации производственных процессов широко применяются микропроцессоры. С большой эффективностью используются промышленные роботы и автоматические манипуляторы. Создаются гибкие автоматизированные производства, позволяющие быструю переналадку оборудования, изменение технологического режима и выпуск новой продукции. Большое развитие получают системы автоматизированного проектирования (САПР) и системы автоматического управления технологическими процессами (АСУ ТП).

Важное практическое значение имеет созданная в нашей стране Государственная система приборов и средств автоматизации (ГСП). Блочный и модульный принципы построения, полная взаимозаменяемость на основе высокой степени унификации, стандартизация габаритов и универсальность приборов этой системы обеспечивают ее применение в самых различных условиях производственной практики

Унификация средств автоматики позволила упорядочить их производство, расширить масштабы применения и сократить номенклатуру приборов.

Основными тенденциями дальнейшего развития ГСП являются быстрый рост числа датчиков на различные технологические параметры, повышение надежности, экономичности, точности и быстродействия систем измерения, совершенствование методов и средств формирования, передачи, обработки и использования измерительной информации.

Огромны успехи советских ученых и инженеров в создании сложных систем автоматического управления производственными процессами. Примером отечественных достижений в области создания и освоения этих систем являются успехи нашей страны в освоении космического пространства.

По мере внедрения автоматики в производстве наблюдается переход от частичной автоматизации отдельных процессов к комплексной автоматизации всех производственных процессов и далее к полной автоматизации производства, протекающего без непосредственного участия обслуживающего персонала.

Современные системы водоснабжения и канализации, представляющие сложный комплекс рассредоточенных сооружений, связанных единым технологическим циклом, проектируются и сооружаются с централизованным управлением на базе автоматизации отдельных процессоров и использования средств вычислительной техники и телемеханики для управления и контроля. На передовых предприятиях водоснабжения и канализации достигнута комплексная автоматизация систем в целом или отдельных цехов.

Автоматизация производства имеет большое социальное значение. Изменяя характер труда, автоматизация способствует повышению производительности, улучшению условий труда, повышению качества продукции. Экономическая эффективность автоматизации определяется снижением производственных затрат при одновременном повышении выпуска продукции.

Преимущества и недостатки использования автоматики

Установка блоков контроля избавляет потребителей от ручного управления системой. Использование автоматических устройств имеет несколько преимуществ:

• Осуществляется полный контроль над функционированием сети водоснабжения.
• В компактном электронном блоке производители собирают все узлы автоматики.
• Использование регулятора увеличивает срок эксплуатации помпы.
• Поддержание постоянного напора обеспечивает комфортное пользование сантехническими приборами.

Для удобства потребителей блоки оснащены цифровыми дисплеями для слежения за параметрами. В случае сбоя они перезапускаются самостоятельно.

Недостатки автоматики:

• Функционирование электронных приборов зависит от напряжения в электрической цепи.
• Блоки управления отличаются высокой стоимостью.
• Системы контроля не подходят для вибрационных насосов.
• Заводские настройки приборов не всегда подходят для конкретной сети, выполнить регулировку может только специалист.

1.3 Основные элементы системы водоснабжения

Система водоснабжения — это комплекс сооружений для обеспечения
потребителей водой в требуемых количествах и требуемого качества.

В состав системы водоснабжения входят следующие сооружения:

а) водоприемные сооружения (водозабор);

б) водоподъемные сооружения (насосные станции);

в) сооружения для очистки, обработки и охлаждения воды;

г) водоводы и водопроводные сети;

д) башни и резервуары. Это регулирующие и запасные емкости для сохранения
и аккумулирования воды.

На состав и схему системы водоснабжения большое влияние оказывают местные
природные условия, источник водоснабжения и характер потребления воды. Поэтому
в некоторых случаях могут отсутствовать те или иные сооружения. Например, в
самотечных системах отсутствуют насосные станции, в системах водоснабжения от
артезианских скважин нет очистных сооружений, при равномерном графике
потребления не устанавливают водонапорные башни или резервуары и т.п.

На предприятиях может быть несколько систем водоснабжения одновременно.
Например, отдельно системы производственно-технического, хозяйственно-питьевого
назначения.

Систему противопожарного водоснабжения обычно объединяют с какой-либо
другой. Чаще всего с хозяйственно-питьевой в силу ее разветвленности. Но может
быть создана и отдельная противопожарная система.

Приводы исполнительных устройства

Приводы клапанов бывают пороговые (двух-трех позиционными) и аналоговые, с возможностью плавного регулирования.

Самым известным и распространенным способом регулирования в насосной системе является регулирование заслонкой, когда двигатель работает на полных оборотах, а регулирование давления в системе осуществляется с помощью запорной арматуры (задвижек, вентилей, отводов, шаровых кранов и т.д.). Работа насоса обеспечивается постоянной подачей энергии на него от электродвигателя, а управление им – устройством регулирования давления.

Регулирование заслонкой можно сравнить с управлением автомобилем: при выжатой до упора педали газа скорость движения регулируется педалью тормоза.

Более экономичный способ управления расходом теплоносителя — применение частотных преобразователей для регулирования частоты вращения двигателей насосов системы отопления.

При этом способе регулирования достигается до 50% экономии потребления энергии, а если учесть, что в течение срока службы двигатель расходует электроэнергии на сумму, намного превосходящую его стоимость, то это показатель оказывается чрезвычайно актуальным. Например, работающий в течение года по 8 часов в день двигатель мощностью 11 кВт израсходует электроэнергии на сумму около 145 тыс. руб. (при тарифе 4.5 руб./кВтч).

1.2 Виды водоснабжения

Автоматизация холодного водоснабжения

Что и как автоматизировать? Основные принципы

В зависимости от типа системы нагревания теплоносителя, управление будут отличаться и управляемые системой автоматики параметры.

В общем случае, оператор задает желаемую температуру в помещении, через пульт управления или через ПК, через пульт в отдельном помещении и т.п.

Система автоматизации отопления система на основе данных о температуре воздуха в здании, температуры наружного воздуха, времени суток, наличия в помещении людей выбирает режим работы и передает управляющие сигналы на исполнительные устройства, которые могут отличаться:

А) Для управления электрической системой отопления применяются приборы, управляющие мощностью электрического тока: биметаллические термостаты, работающие по принципу «вкл/выкл», или тиристорные регуляторы напряжения, с помощью которых при уменьшении напряжения уменьшается и потребляемую мощность прибора. В качестве примера, можно вспомнить электрический конвектор, пользователь задает необходимую температуру, а терморегулятор поддерживает температуру включая и отключая подачу электроэнергии к прибору.

Б) Для управления системой отопления с контуром теплоносителя применяются приборы, регулирующие температуру и расход теплоносителя. При этом регулировка температуры теплоносителя возможна только в автономных системах с котлами и нагревателями, например, в частных домах, для систем централизованного отопления температура входящего и исходящего потоков теплоносителя заданы графиками:

• от крупных ТЭЦ: 150/70°С, 130/70°С или 105/70°С;
• от котельных и небольших ТЭЦ: 105/70°С или 95/70°С.

Таким образом, на больших объектах регулирование температуры в помещении может осуществляться только с помощью приборов, изменяющих расход теплоносителя в сети отопления и поддерживающих его на заданном уровне, чтобы не выходить за рамки температурного графика.

Предисловие

Гравитационные манометры

Электрические манометры

Принцип их действия основан на физических явлениях, в которых проявляется зависимость свойств либо электрических, либо легко преобразуемых в электрические от воздействующего давления

Бывают нескольких видов:

• Омические манометры

• Пьезоэлектрические манометры

• Ионизационные манометры

• Радиоизотопные манометры

• Магнитоупругие манометры

• Тепловые манометры

Деформационные манометры

Принцип работы основан на преобразовании упругим чувствительным элементом измеряемого давления в силу, деформацию или перемещение.

Чувствительные элементы, воспринимающие измеряемое давление делятся на:

Ø Трубчатые пружины

Ø Мембранные коробки

Ø Мембраны (плоские или гофрированные)

Ø Сильфоны

Конструкция манометров на примере деформационного манометра

Элементы систем отопления

Какие элементы могут быть использованы (и автоматизированы).

Котлы. Основной элемент любой системы, так как именно здесь происходит процесс сгорания топлива, после чего тепло, выделяющееся при этом, передается теплоносителю (воде или антифризу).

По типу энергоносителя котлы бывают:

• газовые;
• электрические;
• жидкотопливные;
• твёрдотопливные;
• комбинированные;
• альтернативные, например, солнечные коллекторы.

По количеству контуров циркуляции теплоносителя котлы бывают:

• Одноконтурные – предназначены только для отопления;
• Многоконтурные – используются так же для подогрева воды или включения системы теплых полов.

Горелки. Устанавливаются на газовых котлах и бывают вентиляторными (с нагнетателем) и атмосферными. Вентиляторные горелки более шумные, но могут работать при любом давлении поступающего газа.

Температурный график отопления. В многоквартирных домах, общественных и промышленных зданиях, котлы и горелки заменяет ТЭЦ или ТЭС. Со станции, по системам теплотрасс, нагретый пар поступает в ЦТП района, а от него, в свою очередь в ИТП здания. От нагретого, в соответствии с температурным графиком, теплоносителя, через теплообменники ИТП, в контуры отопления, вентиляции и ГВС передается тепло. На выходе их теплообменников, температура теплоносителя, возвращающегося в сеть, должна соответствовать температурному графику.

Подробнее об автоматизации ИТП.

Воздушные клапаны. Служат для выведения из системы воздуха. Такие клапаны есть в радиаторах отопления и в стояках. Многие знакомы с ручным клапаном маевского.

Расширительные бачки. При повышении температуры внутреннее гидравлическое давление в замкнутой системе, заполненной водой, увеличивается, и чтобы не произошло аварии, излишки воды поступают в расширительный бачок. Если в системе отсутствует котел, то не потребуется и расширительный бачок.

Циркуляционные насосы. Используются для движения теплоносителя в системе с принудительной циркуляцией.

Система трубопроводов. Используются для перемещения по ним теплоносителя, бывают стальные, медные и полимерные.

Радиаторы, теплые полы. Конечные нагревательные приборы. Используются для обогрева помещения, бывают стальные, чугунные, алюминиевые и биметаллические.

Датчики температуры и давления, измерители расхода, регуляторы частоты вращения и терморегуляторы. Все эти средства применяются для контроля параметров системы, исключения аварий, управления системой, ручного или автоматического.

1.3 Основные элементы системы водоснабжения

Виды и устройство автоматики

Автоматика первого поколения

По степени автоматизации управляющие блоки делят на три поколения.

Первое поколение

Широкое применение получил простейший тип автоматики для скважинного насоса с гидроаккумулятором и реле давления. Он доступен для самостоятельного монтажа и обслуживания. Приборы контроля совместимы с погружными и поверхностными агрегатами. Размер накопительного бака зависит от общего потребления воды. Подача электричества к помпе осуществляется через реле давления. При падении напора в системе контакты замыкаются, включается насос. Он функционирует до верхнего порога давления. Цикл регулярно повторяется. Гидроаккумулятор сокращает количество включений агрегата, компенсирует гидроудары.

Второе поколение

Блоки управления второго поколения

Автоматическое управление осуществляется блоком с набором датчиков. Его основой является пресс-контроль. Прибор обеспечивает регулировку подачи и давления воды в системе. При аварии отключает насос, выполняет автоматический перезапуск. Электронный регулятор принимает сигналы от датчиков в трубопроводе. Устройство работает тихо, не требует обслуживания. Прибор устанавливается до первой точки водоразбора. На корпусе имеется стрелка, показывающая направление движения жидкости. Блоки работают без гидроаккумулирующих баков.

Третье поколение

Частотный преобразователь для скважинного насоса

Системы автоматики последнего поколения контролируют скорость вращения двигателя насоса. Она выходит на рабочую мощность только при значительном расходе воды. Осуществляется плавный пуск, медленно вырабатывается ресурс механизма, экономится электроэнергия. Такие приборы являются частотными преобразователями. Автоматика имеет тонкие настройки, обеспечивает надежную защиту двигателя от неполадок в электрической сети. Напор в системе остается неизменным при одновременном включении нескольких точек потребления. Для компенсации утечек рекомендуется установка бака на 2 л. Стоимость частотного преобразователя значительно выше остальной автоматики, она составляет 17-35 тыс. рублей.

Автоматизация горячего водоснабжения

Как было упомянуто, горячее водоснабжение может быть централизованным и местным.

В местных системах горячего водоснабжения подогрев воды осуществляют локально, в газовых водонагревателях или колонках, с учетом того, что каждый нагреватель имеет собственную систему автоматики, разрабатывать интегрированную систему автоматизации нет смысла, достаточно обеспечить хорошую теплоизоляцию трубопроводов и вывести (при необходимости) данные о работе установки на пульт управления зданием.

Иногда целесообразно осуществлять управление электрическим котлом, в зависимости от присутствия людей в здании (показания датчиков движения или СКУД).

В системах централизованного отопления или водоснабжения, автоматизации подлежит все технологическое оборудование: циркуляционные насосы, клапаны и вентили трубопроводов, оборудование теплообменников и радиаторов, подогреватели и т.п. Проект автоматизации ГВС разрабатывается совместно с проектом автоматизации ИТП.

Основная цель автоматизации систем ГВС – поддержание в системе заданного давления и температуры, кроме того автоматизация систем горячего водоснабжения выполняет следующие задачи:

• Повышения надежности теплоснабжения и горячего водоснабжения потребителей;
• Уменьшение зависимости от «человеческого фактора», возможность эксплуатации без постоянного присутствия оперативного персонала
• Оптимизации отпуска и потребления тепла, снижения коммунальных расходов;
• Снижения затрат электрической энергии в насосных установках;
• Увеличения ресурса работы и облегчение эксплуатации технологического оборудования;
• Контроля состояния технологического оборудования и технологических параметров;
• Оперативной передачи предупредительной и аварийной информации на диспетчерский пункт.

Реле давления

1.4 Описание технологического процесса прямоточного водоснабжения

Прямоточная система применяется для хозяйственно-питьевого и противопожарного водоснабжения. В некоторых случаях применяется и для производственно-технического водоснабжения.

На рис.1 приведена схема взаимосвязи основных элементов в прямоточной системе водоснабжения. Именно по такой схеме осуществляется водоснабжение городов, поселков и других населенных пунктов.

Рис. — Схема прямоточной системы водоснабжения: 1 — водозабор; 2.1 — насосная станция 1-го подъема; 3.1 — очистные сооружения природной воды; 3.2 — очистные устройства для загрязненных стоков; 4.1 — резервуар чистой воды; 5 — водоводы; 6 — водонапорная башня (резервуар); 7.1-7.6 — потребители воды (цеха, здания); 8 — водопроводная сеть; 9 — сеть трубопроводов для сбора отработавшей воды; 10 — водоохлаждающее устройство.

При работе этой системы вода забирается из источника с помощью водозаборного устройства 1 и подается насосами насосной станции 1-го подъема (НС 1) на очистные сооружения 3.1. Здесь обычно вода идет самотеком. Очищенная до необходимого качества она собирается в резервуаре очищенной воды 4.1. Отсюда насосами насосной станции 2-го подъема (НС 2) вода по водоводам 5 подается на территорию предприятия. Из водоводов вода попадает в водопроводную сеть 8 и подается потребителям 7.1-7.6.

Присоединенная к сети регулирующая емкость 6 позволяет сглаживать влияние пиков водопотребления на работу насосов НС 2. Она может быть установлена в любой точке водопроводной сети.

Вся отработавшая вода сбрасывается в источник ниже (по течению) места забора воды. При необходимости эта вода очищается и охлаждается перед сбросом. В этом случае в системе предусматриваются устройства 3.2 и 10.

Недостатки прямоточной системы водоснабжения:

а) производительность всех элементов приходится выбирать из условия покрытия максимума суточного расхода. Это увеличивает размеры сооружений и мощности всех элементов системы, что удорожает ее. Возрастает и удельный расход энергии из-за работы насосных агрегатов бoльшую часть времени в нерасчетном режиме;

б) необходим источник с достаточным дебитом воды. Часто он удален от предприятия и приходится сооружать длинные водоводы. Это тоже ведет к удорожанию и снижению надежности системы;

в) в прямоточной системе вся отработавшая вода сбрасывается в природные водоемы. Эти водоемы должны обладать способностью поглощать эти сбросы без нарушения экологического равновесия.

Прямоточная система обеспечивает подачу наиболее качественной воды. Она единственно возможна там, где исключается повторное использование воды. Это в хозяйственно-питьевом и противопожарном водоснабжении.

В техническом водоснабжении часто можно обходиться без очистных сооружений, что удешевляет систему и увеличивает ее надежность.

2. Разработка функциональной схемы автоматизации процесса

2.2 Подбор необходимых датчиков, исполнительных механизмов и мест их расположения.

Для того чтобы разработать функциональную схему, необходимо сначала определить какого рода информация будет отображаться на ОС, т.е. нужно определить места установки датчиков и их характеристики. Также нам необходима обратная связь с объектом управления, чтобы мы могли оказывать управляющее воздействие. Для этого необходимо подобрать соответствующие исполнительные механизмы. Т.к. разрабатываемая схема функциональная, то достаточно будет определить задачи, решение которых возлагается на тот или иной исполнительный механизм и место его установки.

Описание технологического объекта, приведенное ранее, позволяет определить необходимые датчики:

§ уровня воды в резервуаре (датчики устанавливаются в резервуары 1, 2);

§ показателя pH в воде (устанавливаются в резервуар 1);

Выбор датчиков и исполнительных механизмов:

1) Контролировать необходимое количество воды в емкостях необходимо датчиками уровня. Для этих целей нам подойдут бесконтактные сигнализаторы уровня БСУ, которые имеют один входной параметр (уровень), а также малую погрешность 1,5 мм. Выходной сигнал с датчика — дискретный. На функциональной схеме датчики уровня, согласно ГОСТ 21.404-85 буквенные условные обозначения, будем обозначать буквами LE.

2) Контроль показателя pH будет производить PH-018 (ЭкоЮнит).

водоснабжение автоматизация контроллер

Рисунок 3 — PH-018

Область применения: мониторинг и контроль pH в промышленных аквариумах, бассейнах, котлах, в промышленных системах подготовки воды и т.д.

Характеристики:

· Диапазон измерения pH: 0.00 — 14.00

· Встроенный сенсор для автоматической компенсации температуры (от 0 до 100°C)

· Рабочая среда 0-50°C, влажность не более 95%

· Цена деления 0.01pH

· Погрешность +/- 0.02pH

· Токовый выход (для подключения к компьютеру): 4-20 мА

· Входное сопротивление 10*12 Ом

· Калибровка с помощью калибровочной отвертки (в комплекте)

· Питание: переменный ток 220В, 50Hz

· Размеры 96 x 96 x 160 мм

· Вес 950 г

3) В качестве системы очистки воды выбран Nimbus MN800.

Рисунок 4 —Nimbus MN800

Это высокопроизводительная система очистки воды методом обратного осмоса с возможностью использования накопительного бака различного объема.

Система предназначена для работы в тяжелых условиях с плохим качеством исходной воды, а также может использоваться для очистки воды с низким давлением подачи.

Характеристики:

· Производительность: 1900л/сут, 2л/мин;

· Давление, мин — 1атм, макс 12 атм;

· Степень очистки: 96% всех растворенных веществ (вкл. органику и неорганику);

· Размер мембраны: 2.5″х25″, макс восстановление 33%;

· Колво мембран — 2;

· 10″ Кальцитовый постфильтр для понижения уровня pH (опция);

· Материал корпуса мембранных отсеков — нерж сталь;

· Насос повышающий давление, 250Вт;

· Размеры: 1050х480х405мм, вес 42кг.

4) На насосы необходимо поставить пусковые устройства, позволяющие включать и выключать двигатели. Данные устройства работают с аналоговыми сигналами. Обозначение на функциональной схеме NS.

2.4 Выбор контроллера для автоматизированной системы

Особенности монтажа и подключения

Схема подключения блока управления

Потребитель самостоятельно может выполнить монтаж поплавкового выключателя и системы контроля первого поколения. Установку электронных регуляторов и частотных преобразователей лучше доверить специалистам. Приборы контроля размещаются в отапливаемом сухом помещении. Реле давления устанавливается на пятивыводном штуцере перед входом в гидроаккумулятор. Остальные входы соединяются: с трубой от насоса, разводкой к точкам разбора, манометром. На участке между помпой и баком врезается обратный клапан.

Поплавковый механизм и защита от «сухого хода» устанавливаются на насос до его опускания в скважину. Для корректной работы блоков управления требуется установка фильтров.

Настройка

Самостоятельная настройка параметров возможна только на механическом реле давления. Она осуществляется при открытом корпусе. Внутри прибора расположены две пружины. Поворотом большей детали регулируется давление включения помпы. Ослабление и закручивание небольшой пружины изменяет разницу между верхним и нижним давлением.

Последовательность расчета сужающего устройства

Контрольные вопросы

1. Определите расход вещества?

2. Что такое расходомером вещества?

3. Какие способы применяются для регулирования расхода?

4 Назовите основные характеристики движения жидкостей и дайте им определения.

5 Какова физическая сущность измерения расхода методом переменного перепада давления.

6 Поясните характер движения потока жидкости на участке установки сужающего устройства.

7 Приведите алгоритм вывода уравнения расхода жидкости.

8 Какова последовательность расчета сужающего устройства и цель этого расчета.

9 Вычертите эскиз сужающего устройства и обозначьте его основные параметры.

10 Поясните физический смысл уравнения неразрывности потока, его математическое выражение.

Лабораторно-практическая работа №4

«Изучение конструкции, принципа действия, номенклатуры и методов поверки приборов измерения давления»

Цель работы:

1. Изучить принцип действия приборов и устройство прибора давления.

2. Изучить номенклатуру и поверки приборов измерения давления.

Объем работы: продолжительность работы 4 часа:

Основные термины и определения

Давление– это предел отношения нормальной составляющей силы к площади, на которую действует сила: P=F/S, а так же степень напряженного состояния материи в твердом, жидком или газообразном виде.

Виды давления:

Ø Абсолютное— давление, измеренное от точки абсолютного вакуума /нуля абсолютного давления/

Ø Атмосферное — давление, измеренное на уровне моря: Ратм=760 мм.рт.ст.=0.10132 МПа (стандартное); может немного колебаться

Ø Избыточное— разность между абсолютным и атмосферным давлениями (отрицательное называется вакуум, разряжение): Р_изб=Р_абс — Р_атм

Современная номенклатура приборов измерения давления

Типы приборов измерения давления:

1. Барометры – для измерения атмосферного давления;
2. Манометры – для измерения положительных избыточных давлений;
3. Микроманометры (напоромеры)- для измерения положительных избыточных давлений до +40000 Па;
4. Вакуумметры – для измерения отрицательных избыточных давлений;
5. Микровакуумметры (тягомеры)- для измерения отрицательных избыточных давлений до -40000 Па;
6. Мановакуумметры – для измерения положительных и отрицательных избыточных давлений;
7. Микромановакуумметры (тягонапоромеры) — для измерения избыточных давлений до ±20000 Па;
8. Дифференциальные манометры – для измерения разности давлений.

Классификационная характеристика и физические основы

Построения приборов давления

Позиционные обозначения приборов, средств автоматизации и электроаппаратуры.

ПРИМЕРЫ ПОСТРОЕНИЯ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

Таблица № 2.4

Пример построения условного обозначения прибора

Пример выполнения схемы автоматизации с применением ЭВМ

Пример выполнения функциональной схемы для однотипных технологических объектов с приборами, установленными на щите.

Отчет по выполнению лабораторно-практической работы

В первой части практической работы выполняется отчет рукописно, форма выполнения титульного листа работы представлена в приложении №1. В отчете должно быть представлены основные положения стандарта по разработке функциональных схем по автоматизации: понятие ФСА, её структуру изображения, условное и графическое изображение технологического оборудования и средств автоматизации, буквенное и цифровое обозначение средств автоматизации, а также пример изображения ФСА.

Выполнение второй части практической работы связано с разработкой ФСА конкретного объекта СВВ. Приложение №2.

Контрольные вопросы

1. Что называется функциональной схемой автоматизации?
2. Каков основной состав проектной документации автоматизации?
3. Как изображаются приборы и средства автоматизации, располагаемые на щитах, вне щитов?
4. Как изображаются линии связи между приборами и средствами автоматизации?
5. Приведите пример выполнения функциональной схемы для однотипных технологических объектов с приборами, установленными на щите.
6. Как изображаются контуры контроля и управления на функциональной схемой автоматизации?

Лабораторно-практическая работа №3

«Методы и приборная техника измерения расхода в системах

водоснабжения и водоотведения»

Цель работы:

1. Изучить методы и приборную технику автоматического измерения расхода, жидких сред в системах водоснабжения и водоотведения.

2. Освоить методику расчета сужающего устройства.

Задачи:

1. Приобретение знаний в области методологии и теоретических основ измерения расхода жидких сред.

2. Ознакомиться с номенклатурой современных средств измерения расхода.

3. Овладение принципами конструктивного построения и функционирования современных моделей расходомеров.

4. Научиться проводить расчеты первичных преобразователей расходомеров.

Объем работы: продолжительность работы 6 часа.

Гидростатические уровнемеры

Емкостные уровнемеры

Работа таких уровнемеров основана на различии диэлектрической проницаемости жидкостей и воздуха. Простейший первичный преобразователь емкостного прибора представляет собой электрод (металлический стержень или провод), расположенный в вертикальной металлической трубке. Стержень вместе с трубой образуют конденсатор. Емкость такого конденсатора зависит от уровня жидкости, так как при его изменении от нуля до максимума диэлектрическая проницаемость будет изменяться от диэлектрической проницаемости воздуха до диэлектрической проницаемости жидкости.

Емкостные уровнемеры могут измерять уровень не только жидкостей, но и твердых сыпучих материалов: цемента, извести и т. п.Большое распространение получили емкостные сигнализаторы уровня. Для повышения чувствительности их электроды устанавливают в горизонтальном положении.

Подходы к построению автоматизированной системы

В основу разработки автоматизированных систем (АС) положены следующие принципы:

• Принцип развития – возможность масштабирования и обновления. АС создается с учетом возможности постоянного совершенствования ее функций и возможности расширения;
• Принцип совместимости – обеспечение взаимодействия различных АС, в едином процессе при их совместном функционировании (для объектов жилищно-коммунального строительства этот принцип обеспечивает система интеллектуального здания);
• Принцип стандартизации и унификации предполагает, по возможности, применение типовых, унифицированных и стандартизированных схем и элементов функционирования АС;
• Принцип эффективности заключается в достижении рационального соотношения между затратами на создание АС и экономическим эффектом, получаемым при ее функционировании.

Хозяйственно Разработка автоматизированной системы управления водоснабжения и водоотведения один из основных разделов проектной документации. Для современных систем водоснабжения, указанные принципы должны соблюдаться в максимальном объеме, системы водоотведения существенно проще, поэтому часто при их разработке не учитывается принцип развития.

Терморегуляторы

Терморегуляторы являются элементом управления системы и бывают механическими и электронными.

Механические терморегуляторы состоят из термической головки (чувствительного элемента) и клапана. Рабочее тело чувствительно элемента – жидкость, газ или упругий элемент, изменяющий свою форму в зависимости от температуры. При изменении температуры воздуха в обогреваемом помещении происходит изменение объема рабочего тела. Чувствительный элемент реагирует на это и перемещает шток клапана регулятора. Таким образом изменяется проходное сечение в канале.

Электронные терморегуляторы (ЭТ) . Это автоматический прибор, состоящий из нескольких устройств, которые обеспечивают поддержание заданной температуры в тепловых установках. В системе отопления они автоматически управляют режимами работы оборудования и исполнительных механизмов (котлы, смесители, насосы, клапаны и др.), при результатом их работы будет создание в помещении температурного режима, заданного пользователем.

Цифровые терморегуляторы бывают с «открытой» и с «закрытой логикой». Закрытая логика подразумевает под собой жесткие алгоритмы управления и определенный набор внешний устройств, подключаемых к системе (датчиков, приводов). Изменять можно только ограниченные параметры, программировать алгоритмы управления пользователь не может.

В больших системах применяют терморегуляторы с открытой логикой – это свободно программируемые контроллеры, имеющие большой диапазон настроек и функций. Их можно включить в централизованную систему управления зданием. Монтируются в щиты автоматизации. Установки и настройка таких терморегуляторов требует определенной квалификации.