SISTEME DE REGLARE UNIFICATE CONVENTIONALE

Sisteme de reglare unificate conventionale

1. Sisteme de reglare unificate pneumatice

Intr-o serie de domenii industriale care impun un anumit grad de protectie antiexploziva, anumite conditii de robustete etc., se prefera aparatura pneumatica de automatizare. In plus chiar si in cazul conducerii numerice elementele de executie cu membrana sau cu piston asigura cele mai bune performante (forte si impulsuri, liniaritate, raspunsuri dinamice, caracteristice).

Aparatura pneumatica produsa pe plan mondial este in mare parte integrata sistemului de reglare unificat cu semnale de presiune 0.2-1 bar.

In figura este prezentata structura sistemului de reglare unificat pneumatic produs de intreprinderea de elemente pneumatice si aparate de masurare S.C. FEPA S.A. Barlad construita dupa licente Kent-Tieghi si FOXBORO.

Sistemul este compus din patru grupe ierarhice de aparate:

- elemente de captare a informatiei - TRADUCTOARE;

- elemente de executie;

- elemente de memorare si afisare a informatiei (indicatoare si inregistratoare);

- elemente de prelucrare a informatiei - regulatoare si blocuri de calcul.

In afara acestor elemente de baza, sistemul mai cuprinde o serie de elemente auxiliare cum ar fi : statii de reducere-filtrare pentru prepararea aerului instrumental, conducte de semnal, reductoare de presiune etc.

Dintre caracteristicile tehnice deosebite ale aparaturii pneumatice se enumera:

- compensarea automata a variatiilor presiunii de alimentare;

- sisteme de conexiuni flexibile care permit o intretinere si o depanare rapida; in cazul defectarii unui regulator, acesta poate fi inlocuit rapid cu un altul sau cu un element de comanda manuala fara modificarea conexiunilor;

- regulatoarele sunt construite pe principiul compensarii fortelor, fapt care determina deplasari mici ale elementelor componente mobile, asigurandu-se in acest mod o precizie ridicata prin eliminarea erorilor rezultate din fortele de frecare;

- circuitul de reglare este complet separat de circuitul de masurare si indicare astfel incat mecanismele de indicare si inregistrare nu mai pot influenta negativ calitatea reglarii;

- puterea de iesire si viteza de actionare sunt compatibile cu necesitatile proceselor tehnologice lente; puterea de iesire permite actionarea directa a elementelor de executie pneumatice cu semnal unificat;

- timpii de raspuns sunt mai mari, comparativ cu sistemele electronice datorita vitezei finite a aerului instrumental.

Principalele aparate ce apar in figura din componenta sistemului FEPA au urmatoarele functiuni:

1.Traductoare: Sunt construite in principal in jurul adaptorului (sau transmiterului) deplasare-presiune (0.2-1 bar) PLT370,la care se adauga convertorul primar ce contine elementul sensibil si convertorul de deplasare. Aceste convertoare sunt: AT10 si AT20 - convertoare de presiune relativa, AT30 si AT36-convertoare de presiune diferentiala, AT40-convertoare de presiune absoluta , AT50-convertor nivel de lichid-deplasare; D-BT si D-TE - elemente sensibile pentru masurarea temperaturii cu tub termomanometric.

Codul taductoarelor este compus din codul elementului sensibil si codul adaptorului. Astfel AT50PLT370 - este codul traductorului de nivel, D-TEPLT370 ,traductor de temperatura.

2.Inregistratoare si indicatoare:

F-DA - indicator de abatere,

F-DB indicator cu mai multe intrari,

F-RB - inregistrator continuu cu 1 pana la 3 canale,

F-SB - inregistrator continuu cu selector.

3. Programatoare pneumatice: F-CA

4.Elemente de calcul pneumatice:

B-CA - Elemente de calcul (adunare, scadere, inmultire);

F-IB - Integratoare cu indicare;

F-VB - Integrator cu prescriere.

5.Regulatoare pneumatice:

F-AB - Regulatoare cu indicarea abaterii

F-BB - Regulatoare cu indicarea marimilor masurate

B-AG - Regulatoare locale

J-XX(D-BT sau D-TE) - Regulator local cu element de masurare inclus in aparat.

6.Aparate auxiliare:

F-EB - Aparat pentru fixarea manuala a raportului;

F-HB - Generator de functii;

F-AF,F-BE - Aparat de comanda manuala cu indicarea abaterii/marimii masurate;

F-GB - Aparat de telecomanda;

F-YB - Aparat de comutare manuala;

F-PB - Aparat de semnalizare;

F-FF - Aparat pentru fixarea raportului cu prescriere manuala.

7.Convertoare:

PLT-114 - Traductor pneumatic de pozitie;

PLA-114 - Pozitioner pneumatic.

Fiecare aparat este caracterizat printr-un cod format din cele trei litere specificate mai sus urmate de 8 sau 10 cifre in functie de componenta aparatelor conform codului de catalog. De exemplu FBB 2.53.2.7.04.6.11 reprezinta un regulator FBB de panou cu indicarea marimii masurate si prescrise, semnal unificat, lege de reglare PI, prevazut cu microcontacte de semnalizare.

2. Sisteme de reglare unificate electronice

Sistemele unificate electronice lucreaza cu semnalul unificat in curent 2-10 mA c.c. sau 4-20 mA c.c. Varianta de semnal in curent 4-20 mA (sau 0-20 mA) a fost adoptata si de producatorii de echipamente numerice destinate conducerii proceselor.

In fig.2.2. este prezentata structura sistemului national de automatizare (SNA) electronic produs in principal de S.C. FEA SA Bucuresti dupa licente Hocushin Japonia si FOXBORO. Aceeasi componenta se regaseste insa si la alte sisteme produse de alte tari.

Sistemele unificate electronice au urmatoarele caracteristici:

- Impedanta de intrare standard:

- 200 pentru semnal 2-10 mA;

- 100 pentru semnal 4-20 mA.

Pot apare abateri de la aceasta impedanta in functie de tipul si functiunile aparatelor , de exemplu 400 W sau 800 W pentru convertoarele curent-presiune 0-100 W variabila in functie de factorul de transfer la dispozitivele de calcul cu coeficienti variabili cum ar fi elementele de adunare-scadere, inmultire-impartire, etc.

- Impedanta iesire standard :

- 200-3300 W pentru semnal in curent 2-10mA;

- 100-1500 W pentru semnal in curent 4-20mA;

Elementele sistemelor unificate electronice se grupeaza in doua categorii din punct de vedere al carcasei de protectie:

- aparatura locala (traductoare, adaptoare, convertoare) realizata in constructii compacte si robuste, etanse sau antiexplozive, in vederea functionarii in spatii neacoperite sau medii corozive sau explozive;

- aparatura de panou, realizata in varianta usor de manevrat si depanat si cu protectie doar la atingere.

Echipamentele electronice de automatizare cu semnal in curent 4-20 mA cc se utilizeaza in prezent in combinatie cu echipamentele numerice datorita numeroaselor avantaje care apar: viteza de raspuns, imunitate si siguranta in transmisia semnalelor in curent, robustete si cerinte de mediu, simplitate in montare si exploatare, etc.

In componenta sistemului produs la FEA-Bucuresti intra urmatoarele tipuri de aparate specificate in figura 2.2.

1.Elemente sensibile

- Termocupluri (TC) de diverse tipuri si dimensiuni;

- Termorezistente (TR) din cupru sau platina de diverse dimensiuni

2.Adaptoare si traductoare

- Adaptoare de temperatura ELT162, 162SG

- Traductoare de presiune FE1AM,FE1GM si transmiterul (adaptorul) ELT370 - Traductoare de nivel -FE7DL -ELT370

- Traductoare electromagnetice de debit FE800-E96

- Traductoare de pH-W62(63,64) ELT632

- Traductoare de conductivitate W44 - ELT732

3. Indicatoare si inregistratoare

- Indicator electronic - ELR12

- Inregistrator electronic simplu sau dublu ELR352,452

- Inregistrator electronic mare simplu sau dublu ELR362A,362

- Inregistrator electronic multipunct 6 sau 12 canale ELR362B

4. Elemente de calcul

- Extractor de radical integrator ELI1032

- Integrator liniar ELI1122

- Element de adunare scadere ELX212

- Extractor de radacina patrata ELX222

- Element de inmultire impartire ELX232

- Element de impartire ELX231

- Element de compensare a temperaturii ELX242

5. Programatoare

- Element de referinta ELX1152

- Programator ciclic ELX732

- Element de raport ELX 1262,1263

6. Regulatoare

- Regulator electronic continuu PI sau PID ELC122

- Regulator electronic cu semnal in impulsuri PID ELC232,132

- Regulator bipozitional ELX75

- Regulator tripozitional ELX176

- Regulator bipozitional multiplu X174

7. Elemente auxiliare

- Element de semnalizare multipunct X71

- Element de comanda manuala ELX127

- Element de limitare ELX117

8. Convertoare

- Convertor electropneumatic (4-20mA/0.2-1 bar) ELA104

- Convertor electropneumatic cu pozitioner ELA114

3. Aplicatii, Limitari. O data cu dezvoltarea echipamentelor numerice incepand cu regulatoarele numerice bazate pe microprocesor si continuand cu microcalculatoarele de proces specializate s-a restrans aria utilizarii aparaturii conventionale analogice. Dar in foarte multe cazuri se pastreaza in buclele numerice traductoarele analogice, convertoarele curent-presiune si elementele de executie pneumatice. Acest lucru este impus de urmatorii factori:

- Robustetea si stabilitatea in timp a traductoarelor analogice in conditiile de lucru real;

- Avantajele transmisiei in curent a semnalelor (eliminarea fenomenelor de inductie si a altor perturbatii de transmisie, independenta valorii semnalului de lungimea liniei si a rezistentelor electrice pe linie, posibilitatea depistarii simple a intreruperilor liniei etc.)

- In cazul sistemelor compatibile FOXBORO se elimina sursele de alimentare din instalatie si automat se reduce numarul de fire de transmisie.

- Elementele de executie pneumatice asigura fortele sau cuplurile necesare actionarii robinetelor sau clapetelor de reglare si pot fi realizate ca elemente proportionale (liniare).

In plus in cazul proceselor rapide sau pentru compensarea locala a unor perturbatii (in special in buclele de debit) se prefera pastrarea la nivelul de baza de automatizare a reglarii conventionale, pe post de element de executie, calculatorul actionand numai asupra marimii prescrise a regulatorului.