Дипломная работа: Разработка системы автоматизированного управления дозатором технологических растворов

- R=0,2м;

q=υ·ω (1.1)

где υ – это скорость, а ω – площадь живого сечения.

ω=πd² /4=3,14·0,01² /4=78,5·10^-6 м² , (1.2)

отсюда скорость

υ=2,7·10^-8 /78,5·10^-6 =0,34·10^-3 м/с, (1.3)

Далее рассчитывается необходимое давление:

P=F/S, (1.4)

где F–сила;

S – площадь приложения силы;

S= πr² =0,1256м² (1.5)

F=ma (1.6)

где a – ускорение;

а m – масса.

a= υ/t=0,34·10^-3 /3600=9,4·10^-5 мс² (1.7)

m=V·ρ => P= ρ·V·a/S=600·2,5·10^-3 ·9,4·10^-5 /0,1256=1,12мПа (1.8)

По расчетам получается, что, для минимального расхода дозируемого раствора, необходимо поддерживать давление в районе 1 мПа, а таких регуляторов давления нет.

1.6 Дозатор «Архимеда»

Схема дозатора представлена на рисунке 1.4 (Полная схема представлена в приложении Б)

Рисунок 1.4 – Дозатор «Архимеда»

Данный дозатор разработан в ОКБ КИПиА, по заказу ФГУП ГХК. В основе работы дозатора лежит закон Архимеда: погруженное в жидкость тело, вытеснит объем, равный объему тела. В зависимости от скорости опускания поршня, меняется расход. Поршень приводится в движение посредством шагового двигателя (далее – ШД), которым в свою очередь управляет контроллер. Меняя частоту вращения двигателя, изменяется скорость опускания поршня. Плюс данного дозатора в том, что не имеет значение плотность вещества и прост в конструкции. Минус – необходимо как минимум два дозатора, что бы включался в работу второй, когда технологический раствор в первом закончился.

Данный дозатор из всех рассмотренных, единственный подходящий, для решения поставленной задачи.

2 Информационная структура объекта управления

На рисунке 2.1 представлена информационная структура объекта управления (ОУ).

Рисунок 2.1 – Схема информационной структуры объекта управления

Информационная структура представляет собой объект управления с входными и выходными сигналами. На ОУ поступают три дискретных сигнала: DI_H – сигнал ограничителя верхнего уровня хода штока; DI_L – ограничитель нижнего уровня хода штока; DI_U – уровень технологического раствора в дозирующем устройстве; и один аналоговый сигнал: AI_T – температура технологического раствора в дозирующем устройстве.

На выходе сигнал расхода технологического раствора.