Система керування підігрівачем природного газу

Система керування підігрівачем природного газу, що містить датчики контролю полум'я, пристрій обробки вхідних сигналів, регулятор виконавчих механізмів, виконавчі механізми, яка відрізняється тим, що як датчик контролю полум'я використано фотодатчик контролю полум'я та контрольний електрод, пристрій обробки вхідних сигналів виконано у вигляді модулю контроля полум'я, регулятор виконавчих механізмів виконано у вигляді програмованого контролера, а виконавчі механізми виконано у вигляді клапанів, при цьому датчик температури газу та датчик температури 3 20795 довно через дросель та підключеними до пневмоповторювача, дилатометричний датчик типу "сопло-заслінка", порожнини якого включені паралельно з реле-інвертором, а пневмоповторювач додатково з'єднаний із запальником за допомогою автономного дроселя. При порушенні одного з контрольованих параметрів (загасанні полум'я. перегріванні печі, порушенні тяги) подача газу на пальники та у канали контролю і регулювання повністю припиняється [1]. Даний пристрій для контролю і регулювання газового водонагрівача також як і система керування підігрівачем природного газу, включає датчики контролю полум'я, датчик температури печі, датчик контролю тяги, пристроїв, за допомогою яких здійснюється керування виконавчими механізмами та виконавчий механізм. Однак, даний пристрій має наступні недоліки: відсутня можливість контролю і керування із системи керування верхнього рівня, та низька надійність, що обумовлена малою кількістю контрольованих параметрів. Відомо також пристрій автоматичного керування розпалом пальника, що містить запальник та пульт керування, з'єднаний з логічним блоком, пов'язаним із блоком керування механізмами пальника з реле часу, з'єднаним із блоком керування вентилем мазуту та з блоком контролю факелу, що підключений до блоку керування вентилем мазуту та логічного блоку, блок контролю електричної дуги, блок керування електродами, причому логічний блок пов'язаний із блоком керування електродами та з блоком живлення електричної дути, з'єднаним із блоком контролю факела та з блоком контролю електричної дуги, що пов'язаний із блоком керування електродами та блоком керування вентилем мазуту [2]. Даний пристрій автоматичного керування розпалом пальника також як і система керування підігрівачем природного газу, що заявляється, має датчики контролю полум'я, блок автоматичного розпалу полум'я пальника за допомогою потужного іскрового розряду, блок керування виконавчими механізмами та виконавчі механізми. Однак, даний пристрій має наступні недоліки: відсутня можливість контролю і керування із системи керування верхнього рівня, та низька надійність, обумовлена малою кількістю контрольованих параметрів. Відома система автоматичного регулювання процесу факельного спалювання горючих газів, що відходять, яка обрана у якості прототипу, що містить датчики теплового випромінювання полум'я, з'єднані через нормуючі перетворювачі, із блоком виділення максимального сигналу, та екстремальний регулятор, пов'язаний з датчиком витрати газу та регулятором витрати пари, блок виділення мінімального сигналу, два суматора та блоки диференціювання, причому входи блоку виділення мінімального сигналу з'єднані з виходами нормуючих перетворювачів, а ви хід - з першим суматором, до входів якого приєднані вихід блоку виділення максимального сигналу та ви ходи нормуючих перетворювачів, а до виходу - перший вхід другого суматора та через блок диференціювання другий вхід другого суматора, при цьому вихід 4 останнього з'єднаний з екстремальним регулятором [3]. Дана система автоматичного регулювання процесу факельного спалювання горючих газів, що відходять, також як і система керування підігрівачем природного газу, що заявляється, має датчики контролю полум'я, пристрій обробки вхідних сигналів (нормуючі перетворювачі з блоком виділення максимального сигналу, блок виділення мінімального сигналу, два сумматора і блоки диференціювання), які у корисній моделі, що заявляється, реалізовані в програмованому контролері, регулятор виконавчих механізмів, виконавчі механізми. Однак, даний пристрій має наступні недоліки: відсутня можливість контролю і керування із системи керування верхнього рівня, та низька надійність, обумовлена малою кількістю контрольованих параметрів. В основу корисної моделі поставлена задача у системі керування підігрівачем природного газу шляхом використання в якості датчика контролю полум'я фотодатчика контролю полум'я та контрольного електрода, пристрою обробки вхідних сигналів, який виконано у вигляді модуля контроля полум'я, регулятора виконавчих механізмів, який виконано у вигляді програмованого контролера, та виконавчих механізмів, які виконано у вигляді клапанів забезпечити можливість контролю і керування з системи верхнього рівня та підвищення надійності. Задача, яка поставлена, вирішується за рахунок того, що у системі керування підігрівачем природного газу, що містить датчики контролю полум'я, пристрій обробки вхідних сигналів, регулятор виконавчих механізмів, виконавчі механізми, згідно з корисною моделлю в якості датчика контролю полум'я використано фотодатчик контролю полум'я та контрольний електрод, пристрій обробки вхідних сигналів виконано у вигляді модуля контроля полум'я, регулятор виконавчих механізмів виконано у вигляді програмованого контролера, а виконавчі механізми виконано у вигляді клапанів, при цьому датчик температури газу та датчик температури проміжного теплоносія з'єднано з входами модуля аналогових сигналів, вихід якого з'єднано з входом модуля входів, а датчик тиску паливного газу, датчик рівня проміжного теплоносія, датчик прориву трубного пучка та датчик тяги з'єднано з входами модуля входів, ви хід модуля входів з'єднано з програмованим контролером, фотодатчик контролю полум'я та контрольний електрод з'єднано з входами модуля контролю полум'я, вихід якого з'єднано з входом модуля входів, модуль пам'яті з'єднано з програмованим контролером, органи керування та індикації з'єднані з панеллю індикації, яка з'єднана з програмованим контролером, вихід перетворювача з'єднано з модулем інтерфейсу, який з'єднано з програмованим контролером, вхід модуля виходів з'єднано з програмованим контролером, а вихід з входом блоку вихідних элементов керування, виходи якого з'єднані з клапаном відсічки, пристроєм розпалу, клапаном запальника, клапаном "50%" та клапаном "100%". 5 20795 Технічний результат, якого можна досягти при використанні корисної моделі, виражений в тому, що забезпечується можливість контролю і керування з системи верхнього рівня та підвищення надійності. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак корисної моделі і технічним результатом просліджується в тому, що нові ознаки: використання в якості датчика контролю полум'я фотодатчика контролю полум'я та контрольного електрода, пристрій обробки вхідних сигналів виконано у вигляді модуля контроля полум'я, регулятор виконавчих механізмів виконано у вигляді програмованого контролера, а виконавчі механізми виконано у вигляді клапанів, таким чином, що датчик температури газу та датчик температури проміжного теплоносія з'єднано з входами модуля аналогових сигналів, вихід якого з'єднано з входом модуля входів, а датчик тиску паливного газу, датчик рівня проміжного теплоносія, датчик прориву трубного пучка та датчик тяги з'єднано з входами модуля входів, ви хід модуля входів з'єднано з програмованим контролером, фотодатчик контролю полум'я та контрольний електрод з'єднано з входами модуля контролю полум'я, вихід якого з'єднано з входом модуля входів, модуль пам'яті з'єднано з програмованим контролером, органи керування та індикації з'єднані з панеллю індикації, яка з'єднана з програмованим контролером, вихід перетворювача з'єднано з модулем інтерфейсу, який з'єднано з програмованим контролером, вхід модуля виходів з'єднано з програмованим контролером, а вихід з входом блоку вихідних элементов керування, виходи якого з'єднані з клапаном відсічки, пристроєм розпалу, клапаном запальника, клапаном "50%" та клапаном "100%" при взаємодії з відомими ознаками, а саме з наявністю датчиків контролю полум'я, пристроєм обробки вхідних сигналів, регулятором виконавчих механізмів, виконавчими механізмами забезпечують прояв нових технічних властивостей, а саме наявність зовнішнього інтерфейсу та збільшення кількості контрольованих параметрів підігрівача. Це дозволяє отримати очікуваний технічний результат, а саме: можливість контролю і керування з системи верхнього рівня та підвищення надійності, так як наявність зовнішнього інтерфейсу надає можливість контролю і керування з системи верхнього рівня, а збільшена кількість контрольованих параметрів підігрівача призводить до відвищення надійності системи керування підігрівачем природного газу. На Фіг.1 наведено структурн у схему системи керування підігрівачем природного газу. Система керування підігрівачем природного газу складається з органів керування та індикації 1, панелі індикації 2, блоку живлення 3, модуля пам'яті 4, програмованого контролера 5, модуля інтерфейсу 6, перетворювача 7, модуля контролю полум'я 8, модуля входів 9, модуля виходів 10, модуля аналогових сигналів 11, блоку вихідних елементів керування 12, фотодатчика контролю полумя 13, контрольного електрода 14, датчика температури газу 15, датчика температури проміжного теплоносія 16, датчика тиску паливного газу 6 17, датчика рівня проміжного теплоносія 18, датчика прориву тр убного пучка 19, датчика тяги 20, клапана відсічки 21, пристрою розпалу 22, клапана запальника 23, клапана "50%" 24, клапана "100%" 25. Датчик температури газу 15 та датчик температури проміжного теплоносія 16 з'єднано з входами модуля аналогових сигналів 11, ви хід якого з'єднано з входом модуля входів 9, а датчик тиску паливного газу 17, датчик рівня проміжного теплоносія 18, датчик прориву тр убного пучка 19 та датчик тяги 20 з'єднано з входами модуля входів 9, вихід модуля входів 9 з'єднано з програмованим контролером 5, фотодатчик контролю полум'я 13 та контрольний електрод 14 з'єднано з входами модуля контролю полум'я 8, вихід якого з'єднано з входом модуля входів 9, модуль пам'яті 4 з'єднано з програмованим контролером 5, органи керування та індикації 1 з'єднані з панеллю індикації 2, яка з'єднана з програмованим контролером 5, вихід перетворювача 7 з'єднано з модулем інтерфейсу 6, який з'єднано з програмованим контролером 5, вхід модуля виходів 10 з'єднано з програмованим контролером 5, а вихід з входом блоку вихідних злементів керування 12, виходи якого з'єднані з клапаном відсічки 21, пристроєм розпалу 22, клапаном запальника 23, клапаном "50%" 24 та клапаном "100%" 25. Система керування підігрівачем природного газу працює у такий спосіб. Програмований контролер 5 зчитує програму, яка записана в модулі памяті 4. З датчика температури газу 15 та датчика проміжного теплоносія 16 подаються сигнали на модуль аналогових сигналів 11, у якому вони перетворюються за рівнем, та через модуль входів 9 передаються в програмований контролер 5. Програмований контролер 5 за допомогою програми визначає у які межі потрапляє значення темпепратури газу. У разі, якщо температура газу нижче значення tmin, програмований контролер видає сигнал через модуль виходів на вихідні елементи керування про відкриття клапану "100%". При цьому на пальник підігрівача подається максимальна кількість паливного газу. У разі, якщо температура газу знаходиться у межах від значення tmin до tcep, програмований контролер видає сигнал через модуль виходів на вихідні елементи керування про відкриття клапану "50%". При цьому на пальник підігрівача подається кількість паливного газу, що відповідає 50% від масимальної. У разі, якщо температура газу знаходиться у межах від значення tcep до tmin програмований контролер видає сигнал через модуль виходів на вихідні елементи керування про відкриття клапану запальника. У разі, якщо температура газу вище значення tmax, програмований контролер видає сигнал через модуль виходів на вихідні елементи керування про закритття усі х клапанів. У робочому режимі при відсутності полум'я на пальнику сигнал з контрольного електроду та фотодатчика контролю полумя поступає на модуль контроля полум'я а далі через модуль входів на програмований контролер, який через модуль виходів виробляє аварійний сигнал на вихідні елементи керування про закритття усіх клапанів та 7 20795 формує на панелі індикації повідомлення про аварійну зупинку. У робочому режимі при появі сигналів з датчика тиску паливного газу 17, датчика рівня проміжного теплоносія 18, датчика прориву трубного пучка 19 та датчика тяги 20, які передаються через модуль входів на програмований контролер, програмований контролер через модуль виходів виробляє аварійний сигнал на вихідні елементи керування про закритття усі х клапанів та формує на панелі індикації відповідне повідомлення про аварійну зупинку. Панель індикації відображує у реальному масштабі часу у залежності від сигналів з датчиків інформацію про наступне: готовність системи до роботи, режим зупинки, режим розпалу, режим роботи запальника, аварійна зупинка при зникненні полумя, аварійна зупинка при прориві трубного пучка, аварійна зупинка при низькому рівні проміжного теплоносія, аварійна зупинка в разі відсутності розрідження в топці підігрівача, аварійна зупинка при низькому тиску паливного газу, аварійна зупинка при високому тиску паливного газу, аварійна зупинка при при температурі теплоносія ви Комп’ютерна в ерстка М. Ломалова 8 ще допустимого значення, аварійна зупинка при обриві датчика проміжного теплоносія, аварійна зупинка при температурі газу вище максимально встановленого значення, аварійна зупинка при обриві датчика температури газу. Блок живлення призначений для забезпечення живленням програмованого контролера та додаткового обладнання, електроклапанів паливного газу. Блок складається з двох джерел постійного струму. Перетворювач 7 здійснює передачу та перетворення сигналів від системи керування верхнього рівня до модулю інтерфейсу 6 та навпаки. Це дозволяє по цифровому каналу зв'язку проводити повний віддалений контроль і управління підігрівачем газу. Джерела інформації 1. Патент на винахід №881458, М.Кл3 F23N 5/06, опублікований 15.11.81, Бюл. №42. 2. Патент на винахід №1000680, М.Кл3 F23N 5/00, F23Q 3/00, опублікований 28.02.83, Бюл. №8. 3. Патент на винахід SU №1216570, F23N 5/02, опублікований 07.03.86, Бюл. №9 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601