Разработка мнемонической схемы

Повышение надежности системы управления - одна из важнейших задач. Один из путей решения этой задачи - оснащение операторских пультов (щитов) графической моделью технологического процесса с раз­мещенной на ней сигнализацией, т.е. мнемосхемой. При разработке мне­мосхем следует руководствоваться следующими правилами:

а)на мнемосхеме не должно быть второстепенных элементов техно­
логического процесса;

б)мнемосхема должна представлять собой предельно упрощенную
технологическую схему объекта, или поточно транспортных систем в
объёме, позволяющей оператору быстро ориентироваться в ходе процес­са;

в)плотность размещения символов на мнемосхеме должна допускать
внесение небольших изменений в случае модернизации процесса;

г)направление основного технологического процесса на мнемосхе­ме принимается, как правило, слева направо;

д)символы технологических машин, установок следует размещать на
поле мнемосхемы таким образом, чтобы исключить или свести к минимуму
число пересечений линий мнемосхемы;

е)линии технологических потоков между символами аппаратов не­
обходимо проводить по кратчайшему пути и по возможности без пересечений;

ж)на линии технологических потоков, как правило, около машин и аппаратов, изображают стрелки - направление потока. На линиях, кото­рые не оканчиваются символами , в конце изображают стрелки - направ­ления потока. На линиях, которые не оканчиваются символами, в конце изображают стрелки и помещают необходимые поясняющие надписи.

з)при разработке мнемосхемы следует руководствоваться принци­пами технологической эстетики, инженерной психологии и дизайна [2]. Условные обозначения на мнемосхеме (символы) приведены в литературе [2]. Размеры символов нужно принимать с учетом дистанции чтения. Символами больших размеров следует изображать более ответственные аппараты. Минимально допустимые размеры символов определяют по фор­муле:

R = 2Ltg (φ / 2) (9.1)

где R - размер символа ;

L - расстояние до символа по линии взгляда, м;

φ - угол зрения в угловых минутах.

Символы обычно наносят краской, однако лучше использовать нак­ладные символы, выполненные из дюралюминия ' толщиной 1-2 мм или пластических масс. Ширину полос, изображающих линии потоков, следует выбирать из ряда : 4,6,8,10 и 12 мм. Причем линии технологических потоков должны быть в 2 и более раза шире импульсных и командных ли­ний. Цвета окраски элементов мнемосхем должны соответствовать цве­там, принятым в технологической сети объекта. Цвета окраски приведе­ны в литературе [2], в ГОСТ 6465-76. На чертеже мнемосхемы должны быть указаны координаты ее размещении на щите.

12. Надежность системы управления

Надежность определяет свойство объекта, системы выполнять за­данные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуа­тационных показателей в определенных пределах, соответствующих за­данным режимам и условиям использования, технического обслуживания, хранения, транспортирования. Вопросы надежности функционирования от­дельных элементов и систем в целом регламентируются ГОСТ 13377 - 75 "Надежность в технике, термины и определения".

Для определения надежности автоматического управляющего уст­ройства необходимо знать:

-типы элементов входящих в схему;

-число элементов каждого типа;

-интенсивность отказов элементов, входящих в схему.

Выполнению расчетов предшествует составление таблицы 12.1. Дан­ные выписывают по группам: резисторы, конденсаторы, диоды, реле и т.д. Значения интенсивностей отказов, поправочные коэффициенты для наиболее распространенных элементов приведены в литературе [14].

Интенсивность отказа элемента с учетом условий эксплуата­ции определяется по формуле:

λ_i = a_i λ_0i П_i=1ⁿ k_i (12.1)

λ_0i - номинальная интенсивность отказов (табл.12.4 )

a_i - поправочный коэффициент, учитывающий влияние электрической нагрузки и температуры [ ];

k_i - поправочный коэффициент, учитывающий влияние механических факторов и окружающей среды (табл.8,9,10).

П_i=1ⁿ k_i = k₁· k₂· k₃

Таблица 8 - Данные для расчёта схем управления

Таблица 9 –Значение поправочного коэффициента в зависимости от влажности и температуры окружающей среды

Таблица 10 –Номинальная интенсивность отказов основных элементов АСУ

Номинальное значение интенсивности отказов определяют при нормальных условиях эксплуатации: температуре +20...+10 °С, относитель­ной влажности 45...80 %, атмосферном давлении 98 кПа, отсутствии ме­ханических воздействий и агрессивной газовой среды, номинальном электрическом режиме.

Коэффициент нагрузки R_H оценивает электрический режим работы элемента и определяется отношением значения параметра в рабочем ре­жиме к номинальному значению параметра. Если данных нет, то темпера­туру принимают номинальной для данного элемента, а коэффициент наг­рузки К_н = 1.

Надёжность узла, блока и системы управления в целом определяет­ся безотказной работой и средней наработки на отказ.

Вероятность безотказной работы:

Р = е^-λto (12.2)

где λ - интенсивность отказов устройства, 1/ч;

t₀ - время, для которого определяется интенсивность отказов, ч.

Интенсивность отказов устройства:

λ = n₁ (12.3)

где λ_i - интенсивность отказов i-го элемента;

n_i - количество 1-х элементов (число элементов в группе);

к - число групп элементов.

Величина t - определяется цикличностью плановых ремонтов и тех­нологическими условиями. Например, для автоматики сельхозмашин она равна числу часов работы в течение сезона, для животноводческих по­мещений - продолжительности стойлового периода, для СУ микроклиматом животноводческих помещений t₀ = 4000 ч. Средняя наработка на отказ:

t₀ = М_тр·Д_м·Ч_см

Р ≥0,9

Т_ср = 1/ λ (12.4)

Это время должно быть больше, чем Т_ср > 10t₀.

Если расчеты надежности уступают требуемым, то необходимо при­нять меры к повышению надежности. Для этого необходимо:

-выявить в таблице 12.1 наименее надежные элементы схемы и постараться их заменить эквивалентными, но более надежными;

-предусмотреть возможность быстрой замены наименее надежных уз­лов сменными блоками, а также другие мероприятия по повышению надеж­ности схемы управления.

13. Выводы и заключение

В заключительной части курсового проекта необходимо сформулиро­вать все основные проектные решения: обоснование выбора основных элементов принципиальной электрической схемы, мест установки прибо­ров и оборудования. Кроме того нужно привести рекомендации по повы­шению надежности и ремонтопригодности элементов схемы, -а также ме­роприятия по охране труда. Необходимо сделать вывод о преимуществах и недостатках разработанной системы управления. Сопоставить ее с ба­зовым вариантом. Необходимо отметить влияние автоматизации на произ­водительность труда, затраты энергии, материалов и других ресурсов.

Литература

1. Бородин И.Ф..Кирилин Н.И. Основы автоматики и автоматизации технологических процессов.-М.: Колос, 1977.

2. Богданович Л.Б., Бурьян В.А., Раутман Ф.И. Художественное конструирование в машиностроении.-Киев.: Техника, 1976.

3. Бохан Н.И., Дробышев Ю.В. и др. Элементы и устройства сельскохозяйственной автоматики. Справочное пособие.-Мн.: Ураджай, 1989.

4. Волкотруб И.Т. Основы художественного конструирования.-Ки­ев. : Вища школа, 1982.

5. Герасимович Л.С. Электрооборудрование и автоматизация сельскохозяйственных агрегатов и установок.-М.: Колос, 1980.

6. Дубровский А.X. Устройство электрической части систем ав­томатики -М. :Энергоатомиздат,1984.

7. Елистратов П.С. Электрооборудование сельскохозяйственных предприятий. Справочник.-Мн.: Ураджай, 1986.

8. Емельянов А. И. , Капник О.В. Проектирование систем автомати­зации технологических процессов. Справочное . посо­бие. -М.:Энергойздат, 1983.

9. Каминский Е.А. Практические приемы чтения электрических
схем электроустановок.-М.: Энергоатомиздат. 1988.

10. Мартыненко И.И. Проектирование, монтаж и эксплуатация систем автоматики.-М.: Колос, 1981.

11. Михальчук А.Н. Спутник сельского электрика. Справочник.-М.: Росагропромиздат, 1989.

12. Номенклатурный каталог ЦНИЙТЭИ приборостроения. Приборы и средства автоматизации для сельского хозяйства. Ч. 1 и Ч.2 . -М.,1981.

13. Техника проектирования систем автоматизации технологи­ческих процессов. Под ред. Л. И.Шепетина. -М.: Машинострое­ние, 1976.

14. Методическая разработка по теме: " Надежность радиоэлектрон­ной аппаратуры."/ Сост. Н.И.Лагутина.-Л.1979.

Приложение 1

Оформление титульного листа

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

МАРЬЙНОГОРСКИЙ ОРДЕНА "ЗНАК ПОЧЕТА" СОВХОЗ-ТЕХНИКУМ ИМ.В.Е.ЛОБАНКА

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по предмету: "Автоматизация технологических процессов"

на тему: "Автоматизация одноагрегатной водоподъемной установки"

Выполнил : Сидоров П. Л

Проверил : Петров С.Р.

Н.. контроль: Иванов С.П.

г.Марьина Горка, 1996
Приложение 7

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: