Выбор способа управления и разработка функциональной схемы и технической структуры предлагаемой САУ

Управление влажностью высушенного материала возможно следующими способами:

– изменением скорости вращения сушильного барабана;

– изменением температуры топочных газов(теплоносителя), поступающих в сушильный барабан. Температурой теплоносителя можно управлять расходом мазута в топке или расходом воздуха в камере разбавления после топки;

– изменением скорости движения топочных газов в сушильном барабане. Это возможно с помощью изменения разрежения в топке, то есть расхода уходящих газов.

Управление влажностью изменением скорости вращения сушильного барабана нецелесообразно вследствие большой длины барабана и возможного увеличения нагрузки на электропривод сушильного барабана.

Управление влажностью изменением скорости движения топочных газов также неэффективно, так как, например, при уменьшении скорости движения увеличивается отложение материала на стенках дымовой трубы и ухудшается процесс управления разрежением в верхней части топки.

Наиболее целесообразным и эффективным является управление изменением температуры топочных газов, поступающих в сушильный барабан, за счет изменения расхода мазута.

Этот способ управления возможно реализовать по следующей схеме. Внутренний стабилизирующий контур – САУ температурой газов в топке. Внешний задающий контур – САУ влажностью высушенного материала.

Разрабатываем новую функциональную схему САУ (рис. 7). Измеренное значение влажности сухого материала поступает в контроллер, где производится его обработка и выдается управляющий сигнал в виде задания внутреннему контуру – САУ температурой в топке.

Рис. 7. Функциональная схема предлагаемой САУ влажностью материала после барабанной сушилки

Ниже представлена спецификация на технические средства к новой функциональной схеме САУ (табл. 2).

Таблица 2. Спецификация на технические средства автоматизации

Измерительный блок ММ710 обеспечивает получение калиброванных результатов измерения влажности. Интерфейс Gaude Port обеспечивает связь прибора с внешними устройствами (токовые и цифровой выходы) и удобное питание измерительного блока напряжением 24 В постоянного тока. Кроме обычных аналоговых и цифрового выхода Gaude Port обеспечивает подключение к сети Fieldbus и релейные выходные сигналы.

Выносной индикатор SDU устанавливается рядом с измерительным блоком и позволяет вести наблюдение за результатами измерений.

Кроме функции индикации SDU имеет специальную клавиатуру, используемую в качестве средства управления при взятии проб в период калибровки прибора.

Техническая структура (рис. 8) отражает реализацию управления на аппаратном уровне и показывает общую взаимосвязь уровней управления.

Рис. 8. Техническая структура предлагаемой САУ влажностью материала после барабанной сушилки

На технологическом уровне находятся первичные преобразователи, измерительные преобразователи и исполнительные механизмы. Аналоговые и дискретные сигналы поступают в УСО, которые преобразуют эти сигналы в цифровой формат и передают их по локальной шине в центральное процессорное устройство (ЦПУ) контроллера. Роль устройства управления выполняет GE Fanuc 90-30 с установленным модулем ЦПУ CPU 364. УСО являются безынициативными устройствами, работающими под управлением контроллера. Управление осуществляется дискретно посредством ШИМ (широтно-импульсной модуляции).

На цеховом уровне находится непосредственно программируемый контроллер (ПК). В соответствии с программой ПК принимает сигналы от подключенных входных устройств и производит выдачу управляющих сигналов на ИМ через промежуточное реле и усилители ПБР-2М. Контроллер используется также для связи с диспетчерским уровнем. Модули входов/выходов устанавливаются непосредственно на панели ЦПУ. Здесь также реализована система резервирования АРМ с помощью установки панели оператора ОР-27. На диспетчерском уровне располагаются станции в виде IBM PC-совместимых компьютеров, которые обеспечивают диспетчеризацию технологического процесса и реализуют принцип бесщитовой автоматики. Роль индустриальной шины играет HUB, связывающий все устройства диспетчерского уровня.

Панель оператора подключена непосредственно к контроллеру через интерфейс RS-232 и в случае отказа HUB позволит оператору производить управление до устранения неисправности. Компьютер с установленным на нем SCADA-пакетом является АРМ оператора. С данного компьютера оператор осуществляет контроль и управление объектом. Сервер данных является промежуточным звеном в цепи оператор – контроллер. В нем архивируются данные с контроллера. Инженерная станция предназначена для специалистов группы АСУТП. Посредством данной станции можно производить мониторинг и программировать контроллер в реальном времени. Отдельная информационная линия предназначена для вывода текущей информации в локальную сеть группы АСУТП. Для усиления сигналов здесь устанавливается сетевой модем.