Файл: Смирнов А.А. Основы автоматизации целлюлозно-бумажного и лесохимического производств учебник для техникумов.pdf

сушке оборудования защитная пленка восстанавливается и металл снова становится коррозионноустойчивым.

Применение кислотоупорной стали обеспечивает получение химически чистой целлюлозы, что способствует изготовлению чистой бумаги.

При производстве натронной целлюлозы агрессивность среды умеренная. Однако и в этом и во всех других случаях при наличии хотя бы слабой агрессивной среды используется кислотоупорная сталь. Например, коррозия при производстве древесной массы истиранием вызывается наличием выделяющихся слабых кислот. Коррозия при этом невелика, но для повышения белизны древес­ ной массы не применяется углеродистая сталь.

Кислотоупорная сталь надежно противостоит агрессивным средам, если в ней содержится достаточное количество хрома и никеля.

Существенной особенностью целлюлозно-бумажного и картон­ ного производств является наличие суспензий, состоящих из во­ локон древесины или целлюлозы и воды. Волокна древесной или целлюлозной массы и твердые частицы засоренных сред в трубо­ проводе могут откладываться на поверхностях защитных устройств чувствительных и регулирующих элементов, что зачастую приводит к их обрастанию волокнами и потере работоспособности. Периоди­ ческие чистки оборудования способствуют восстановлению работо­ способности указанных элементов.

Особенности лесохимических и гидролизных производств.

К средствам автоматического контроля и управления лесохимиче­ ских и гидролизных производств предъявляются такие же повы­ шенные требования, как и к средствам автоматизации, используе­ мым в производственных условиях целлюлозно-бумажных произ­ водств. Наличие взрывоопасных сред в помещениях цехов еще более повышает эти требования и заставляет применять почти исключительно пневматические средства автоматизации.

Для обеспечения надежности работы первичных преобразова­ телей и исполнительных устройств их детали (защитная трубка, штуцер, плунжер, шток и т. д.), соприкасающиеся с агрессивными жидкими и газовыми средами, изготовляются в каждом отдельном случае из коррозионностойких металлов или сплавов. Например, очень стойка к органическим кислотам первичная деоксидирован­ ная медь, тогда как вторичная медь, полученная в результате пере­ плавки металлолома, содержит окислы и поэтому химически мало­ стойкая. Перегрев медных защитных трубок при напайке их к штуцерам, сопровождающийся окислением меди, понижает ее стойкость к воздействию кислот. Недостаточно стойкими к коррозии оказываются места пайки.

Латунные защитные трубки, плунжеры регулирующих органов и другие части удовлетворительно противостоят коррозии от орга­ нических кислот лишь при температурах не выше 50° С.

Применение обычной углеродистой стали в канифольном произ­ водстве для изготовления вводимых в трубопроводы или аппараты

22

первичных преобразователей или других устройств может привести к потемнению канифоли или приобретению скипидаром желтова­ того оттенка, т. е. к ухудшению качественных показателей про­

дукции.

Покрытие защитных трубок фенолформальдегидными, поли­ хлорвиниловыми и другими антикоррозийными синтетическими материалами увеличивает тепловую инерционность первичных преобразователей и по этой причине зачастую является нежела­

тельным.

Применение кислотоупорной стали с достаточным содержанием хрома и никеля во всех случаях обеспечивает высокую надежность деталей, соприкасающихся с агрессивными средами, и получение продуктов производства необходимого качества.

Особенности производства древесных пластиков и плит. Требо­ вания к средствам автоматизации производств древесных пласти­ ков и плит в основном аналогичны требованиям к ним в условиях целлюлозно-бумажных, лесохимических и гидролизных произ­ водств. Особенно это относится к производству древесноволокни­

стых плит мокрым способом.

В производстве древесностружечных плит широко используются электрические средства автоматического контроля и управления, но вследствие запыленности воздуха в помещениях цехов надеж­ ность их иногда бывает недостаточно высокой.

ГЛАВА 2. ПОНЯТИЕ О СИСТЕМАХ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ

Классификация приборов. Технологические процессы характери­ зуются совокупностью определяющих их физических величин (температурой, давлением, расходом вещества, концентрацией массы и т. д.). Для нахождения значений этих физических величин применяются контрольно-измерительные приборы и контрольно­ измерительные системы.

Контрольно-измерительный прибор предназначается для выра­ ботки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. Контрольно-измери­ тельный прибор представляет собой единое конструктивное целое, т. е. состоит из одного не расчленяемого на части устройства (пружинный манометр для измерения давления, ртутный стеклян­ ный термометр для измерения температуры).

Контрольно-измерительной системой называется совокупность средств измерений (измерительных приборов, измерительных пре­ образователей) и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи, предназначенная для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для непосредствен­ ного восприятия наблюдателем или для автоматической обработки, передачи и использования в автоматических системах управления.

Контрольно-измерительная система состоит из отдельных изме­ рительных преобразователей, приборов и вспомогательных

23'

устройств, т. е. из частей, каждая из которых самостоятельно выполняет присущую только ей определенную роль во всем про­ цессе измерения.

Измерительный преобразователь представляет собой средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобра­ зования, обработки и хранения, но не поддающейся непосредствен­ ному восприятию наблюдателем.

Измерительные преобразователи разделяются на первичные, промежуточные и передающие.

П е р в и ч н ы й п р е о б р а з о в а т е л ь является первым по ходу измерительного сигнала функциональным элементом в измеритель­ ной цепи. Например, термопара в цепи термоэлектрического тер­ мометра, служащая для преобразования тепловой энергии в элек­ трическую, или сужающее устройство расходомера переменного перепада, служащее для частичного преобразования потенциальной энергии потока вещества в кинетическую. Заметим, что часть первичного преобразователя, находящаяся под непосредственным воздействием измеряемой величины, а иногда весь преобразователь являются чувствительным элементом контрольно-измерительного прибора или системы.

П р о м е ж у т о ч н ы й п р е о б р а з о в а т е л ь — это преобразо­ ватель, занимающий в измерительной цепи место после первичногоНапример, в системе расходомера переменного перепада бесшкаль­ ный дифманометр является промежуточным преобразователем.

П е р е д а ю щ и й п р е о б р а з о в а т е л ь — это преобразователь, предназначенный для дистанционной передачи сигнала измеритель­ ной информации. Например, в системе расходомера переменного перепада устройство дистанционной пневматической передачи раз­ мера перепада давлений на измерительный прибор является пневматическим передающим преобразователем.

Сигнал измерительной информации осуществляется по каналам связи.

К а н а л с в я з и — это трубные коммуникации, электрические соединительные провода или механические (кинематические) звенья и цепи звеньев, служащие для объединения отдельных составных частей в контрольно-измерительную систему. В каналы связи могут быть в случае необходимости включены вспомогатель­ ные устройства.

В с п о м о г а т е л ь н ы е у с т р о й с т в а представляют собой устройства, приспособления и механизмы, не участвующие непо­ средственно в самом процессе измерения, но используемые для обеспечения правильности и бесперебойности действия контрольно­ измерительных приборов и контрольно-измерительных систем. К вспомогательным устройствам относятся, например, фильтры, разделительные сосуды и другие промежуточные устройства, циркуляционные устройства, источники питания.

К вспомогательным также относятся приемные устройства, применяемые для отбора из контролируемого аппарата сигнала

24

измерительной информации с целью подвода его по каналу связи к чувствительному элементу первичного преобразователя (прием­ ные устройства манометров, тягомеров, газоанализаторов и т. д.).

Если по ходу сигнала измерительной информации в контрольноизмерительную систему входят два измерительных прибора, то первый по порядку прибор называется первичным, а последующий— вторичным. В этом случае для передачи сигнала измерительной информации между приборами размещается передающий преобра­ зователь.

Если в контрольно-измерительную систему входят два измери­ тельных прибора, действующих от одного первичного или передаю­ щего преобразователя, то они оба именуются первичными при­ борами.

Контрольно-измерительные приборы и системы разделяются на аналоговые и цифровые. В аналоговых приборах или системах по­ казания являются непрерывной функцией изменений измеряемой величины. В цифровом приборе показания представлены в цифро­ вой форме, для чего автоматически вырабатываются дискретные (прерывистые) сигналы измерительной информации.

Контрольно-измерительные приборы по способу воспроизведения значения измеряемой величины подразделяются на показывающие, регистрирующие и интегрирующие.

П о к а з ы в а ю щ и е п р и б о р ы допускают только отсчитывание показаний, для чего имеют отсчетное приспособление, по которому определяют значение измеряемой величины в данный момент вре­ мени. Для этого прибор имеет циферблат со шкалой, градуирован­ ной в единице измерения, и стрелку. По положению стрелки против той или иной отметки на шкале производят отсчет. Отсчетом на­ зывается число, прочитанное по шкале против конца указателя

(стрелки). Отсчет является отвлеченным числом, которое ста­ новится показанием прибора при подстановке единицы измерения.

Показанием прибора называется отсчет, выраженный в единице измерения. Например, если на шкале прибора для измерения тем­ пературы против конца указателя стоит цифра 200, то показание будет равно 200° С. Во многих случаях для того, чтобы получить показание, надо отсчет умножить на постоянную прибора.

Постоянной шкалы, диаграммы или интегратора называется величина, на которую следует умножить отсчет по шкале, диаг­ рамме или отсчетному приспособлению интегратора, чтобы полу­ чить числовое значение измеряемой величины в принятых единицах измерения. Снизу или сверху шкалы на циферблате прибора по­ стоянная может быть указана, например, следующим знаком: X 100° С. Этот знак показывает, что отсчеты следует умножить на

100° С.

К показывающим приборам относится большинство применяе­ мых на практике контрольно-измерительных приборов. Это объяс­ няется тем, что показывающие приборы обладают крупными, хорошо читаемыми шкалами, вследствие чего они могут успешно применяться для оперативного управления технологическим

\25

процессом. Меньше подходят для этих целей самопишущие реги­ стрирующие приборы.

С а м о п и ш у щ и е п р и б о р ы автоматически записывают свои показания на движущейся диаграммной бумаге, что позволяет анализировать правильность соблюдения установленного режима. Диаграммная бумага разделяется на дисковую, рассчитанную на суточную запись, и ленточную, рассчитанную на длительную не­ прерывную запись показаний (до нескольких десятков суток или менее в зависимости от установленной скорости перемещения бумаги). Для записи показаний в самопишущих приборах приме­ няются перья с чернилами или красящие ленты с печатающими устройствами (нумераторы и т. д.).

Самопишущие приборы обычно устанавливаются на групповых или центральных щитах и являются приборами контроля, а в слу­

в которых подводимый сигнал измерительной информации или под­ водимая величина подвергается интегрированию по времени или по другой независимой переменной. Интегрирующие контрольно­ измерительные приборы имеют суммирующий механизм, при по­ мощи которого определяется суммарное значение измеряемой вели­ чины за определенный промежуток времени. Например, интегратор, имеющийся в комплекте расходомера-паромера, позволяет устано­ вить количество пара, прошедшее через трубопровод за смену,

самопишущих приборов при обработке записей на этих диа­ граммах.

Показывающие и самопишущие приборы, которые имеют спе­ циальные приспособления для сигнализации и регулирования из­ меряемой величины, называются регулирующими приборами. Регулирующий прибор является составной частью автоматического регулятора.

Все измерительные приборы делятся на о б р а з ц о в ы е , к о н ­ т р о л ь н ы е и р а б о ч и е . Образцовые приборы предназначены для воспроизведения и хранения единиц измерения и для поверки и градуировки в лабораторных условиях прочих, менее точных изме­ рительных приборов; рабочие — для практического применения в производственных условиях; контрольные — для поверки рабочих приборов на месте их установки в цехах. Контрольные приборы по точности подходят к грубым образцовым приборам, но имеют удобный для переноски корпус и измерительный механизм, на надежность работы которого сотрясения при переноске почти не влияют.

Приборы, обладающие наивысшей точностью и служащие для воспроизведения и хранения единиц измерения, называются этало­ нами. Эталоны являются физической основой измерения всех величин в установленных единицах. Для практических работ по

26