Файл: Национальный исследовательский томский политехнический университет а. А. Мезенцев, В. М. Павлов.pdf

119 из 137
Задание №12
На схеме представлена ректификационная установка, в которой ис- ходная смесь продуктов, нагреваемая теплоносителем, разделяется на два компонента – дистиллят и остаток. В дефлегматоре конденсируется высококипящий компонент. При сильном изменении состава исходной смеси нормальное протекание процесса разделения возможно только при коррекции качества смеси в колонне путём регулирования расходов дистиллята и теплоносителя. Для решения данной задачи используется вычислительное устройство.
Рисунок 23. ФСА системы регулирования расхода продукта с коррекцией по составу целевых продуктов:
1 – колонна;
2 – дефлегматор;
3 – кипятильник

120 из 137
Задание №13
Абсорбент, возвращаемый с участка десорбции, может содержать некоторое количество компонентов газовой смеси, что значительно ухудшает качество процесса абсорбции. В этом случае необходимо вы- водить часть отработанного абсорбента из системы и вводить равную часть свежего. Баланс между расходами отработанного абсорбента и свежего поддерживается с помощью регулятора, действующего на рас- ход сливаемого абсорбента.
Рисунок 24. ФСА процесса регулирования состава абсорбента в колонне

121 из 137
Задание №14
На верхнюю тарелку адсорбера из дозатора попадает адсорбент, который под действием силы тяжести проваливается с тарелки на та- релку и выводится через низ аппарата. На встречу ему снизу вверх дви- жется газовая смесь. Один из компонентов газовой смеси поглощается частицами адсорбента. Цель управления – поддержание заданной вели- чины остаточной концентрации поглощаемого компонента, что дости- гается путём изменения расхода адсорбента. Контролю подлежат: рас- ход газовой смеси, конечная концентрация поглощаемого компонента, температура газовой смеси и адсорбента, температура адсорбента на различной высоте колонны, давление в верхней и нижней частях колон- ны, перепад давления между ними. Сигнализации подлежат: концентра- ция адсорбируемого компонента в отводимом газе и давление в колон- не. При резком возрастании последнего должно срабатывать устройство защиты.
Рисунок 25. ФСА процесса адсорб- ции
:
1 – адсорбционная колонна;
2 – тарелки;
3 – дозатор

122 из 137
Задание №15
Выделение из адсорбента поглощённого вещества проводится в кипящем слое противоточных тарельчатых сорбционных аппаратов.
Адсорбент попадает на верхнюю тарелку, а в нижнюю часть после ка- лорифера поступает нагретый воздух. Система регулирования включает в свой состав следующие узлы: регулирования перепада давления и рас- хода воздуха. Для лучшего выделения поглощённого вещества стабили- зируют температуру воздуха на выходе калорифера путём изменения расхода теплоносителя.
Рисунок 26. ФСА процесса десорбции в кипящем слое:
1 – калорифер;
2 – десорбционная колонна;
3 – тарелки;
4 – дозатор

123 из 137
Задание №16
Сушка производится в барабанной прямоточной сушилке, в кото- ром сушильным агентом служат дымовые газы, получаемые в топке.
Показатель эффективности процесса – влажность материала на выходе, а регулирующим воздействием на это параметр является количество сушильного агента. Соотношение между расходами топлива и воздуха подаваемого в топку должно быть стабилизировано. Температура су- шильного агента на входе в барабан должна стабилизироваться путём изменения расхода вторичного воздуха. Необходимо также стабилизи- ровать расход влажного материала и разрежение в сушилке путём изме- нения расхода отбираемого сушильного агента. Следует также контро- лировать расходы топлива, первичного и вторичного воздуха, влажного и сухого материала, температуру сушильного агента на входе и выходе барабана, температуру в сушилке, разрежение в смесительной камере.
При значительном отклонении показателя эффективности от заданного значения, опасном повышении температуры сушильного агента на вхо- де в сушилку должна производиться сигнализация, а при останове элек- тродвигателя должна быть прекращена подача материала в сушилку.
Рисунок 27. ФСА процесса сушки влажного материала:
1 – топка, 2 – смеси- тельная камера, 3 – барабан, 4 – бункер, 5 – циклон, 6 – вентилятор, 7 – автоматиче- ский дозатор, 8 – электродвигатель барабана

124 из 137
Задание №17
В противоточной сушилке для предотвращения разложения мате- риала под действием высоких температур в качестве основной регули- руемой величины нужно использовать температуру материала на выхо- де из сушилки и вносить регулирующее воздействие изменением коли- чества сушильного агента. Температура воздуха на входе в барабан ре- гулируется изменением расхода теплоносителя, подаваемого на возду- хонагреватель, а влажность изменением расхода рециркулирующего воздуха. Изменение расхода сушильного агента в противоточной су- шилке может быть осуществлено и в зависимости от влажности матери- ала, а так же, – от температуры в барабане.
Рисунок 28. ФСА противоточной барабанной сушилки:
1 – транспортёр влажного материала;
2 – барабан;
3 – воздухонагреватель

125 из 137
Задание №18
Регулирование ленточных сушилок подобно барабанным, рассмот- ренным в задании №17. Стабилизации подлежат влажность сухого ма- териала или конечная температура сушильного агента, температура су- шильного агента на входе в сушилку, разрежение в сушилке. Наличие транспортёра позволяет выполнять регулирование уровня влажности материала путём изменения скорости движения ленты транспортёра.
При наличии дополнительного нагревателя под транспортёром расход теплоносителя в подогревателе стабилизируется.
Рисунок 29. ФСА ленточной сушилки:
1 – калорифер;
2 – сушилка;
3 – дополнительный подогреватель;
4 – вентилятор;
5 – питатель

126 из 137
Задание №19
В струйных сушилках выполняется сушка суспензий различных неорганических соединений (предварительно нагретых в теплообмен- нике) за счёт распыливания их сушильным агентом. При этом необхо- димо получить не только заданный уровень влажности, но и заданный гранулометрический состав материалов. Дисперсность распыла опреде- ляется в основном соотношением расходов сушильного агента и суспен- зии. Поэтому к уже известным решениям (задание №16) добавляется узел регулирования размера частиц.
Рисунок 30. ФСА струйной сушилки:
1 – топка;
2 – сушилка;
3 – теплообменник;
4 – сепаратор;
G – линейный размер частиц

127 из 137
Задание №20
В сушилках с механическим распылением суспензия распыливает- ся за счёт давления создаваемого на входе механического распыливате- ля (форсунки), которое следует стабилизировать. Все остальные узлы, такие же, как у струйных сушилок, описанных в задании №19. На ри- сунке представлена схема управления влажностью сухого продукта, пу- тём изменения расхода суспензии, подаваемой в сушилку. Изменение выполняется путём возврата части суспензии с выхода насоса на его вход. В представленной сушилке одновременно выполняется разделе- ние высушенного продукта мешочными фильтрами. Для их регенерации предусмотрен встряхивающий механизм, который управляется по жёст- ко заданной временной циклограмме.
Рисунок 31. ФСА распылительной сушилки:
1 – вентилятор;
2 – теплообменник;
3 – сушилка;
4 – мешочный фильтр;
5 – встряхивающее устройство;
6 – механические распылители (форсунки);
7 – питающий насос

128 из 137
Задание №21
При регулировании процессов сушки в радиационных сушилках в качестве основной регулируемой величины используется косвенный показатель – температура поверхности излучателя или же температура отработанного сушильного агента (воздуха). Кроме регулятора темпера- туры излучателя в схеме предусмотрен регулятор соотношения расхо- дов топлива и воздуха и регулятор влажности отработанного сушильно- го агента.
Рисунок 32. ФСА радиационной сушилки:
1 – топка;
2 – излучатель;
3 – конвейер;
4 – сушильная камера

129 из 137
Задание №22
Объектом управления является барабанная мельница сухого моло- та. Показателем эффективности процесса является линейный размер кусков измельчённого материала. Измельчение происходит с использо- ванием металлических шаров, которыми наполнен барабан мельницы.
Контролю в данной системе подлежат: расход материала, амплитуда шума создаваемого мельницей, количество потребляемой мельницей энергии.
Рисунок 33. ФСА процесса измельчения:
1 – ленточный питатель;
2 – барабан;
Б – амплитуда шума;
N – аппаратура включения

130 из 137

ПРИЛОЖЕНИЕ В. Практические задания к главе №8
Задание №1
Разработать компьютерную программу в интегрированной среде разработки TRACE MODE 6.06.2, которая позволит, используя тексто- вый интерфейс пользователя отследить состояние входов платы ввода дискретных сигналов ADVANTECH PCL-733. Проект должен быть раз- работан для микропроцессорного контроллера, работающего под управ- лением DOS. Структурная схема лабораторной установки представлена на рисунке 34.
Рисунок 34. Структурная схема лабораторной установки
Рекомендации:
Базовый адрес платы PCL-733 на шине ISA – 0×300.
Базовый адрес платы PCL-734 на шине ISA – 0×310.

131 из 137
Задание №2
В интегрированной среде разработки TRACE MODE 6.06.2 разра- ботать компьютерную программу для микропроцессорного контролле- ра, работающего под управлением ОС MS Windows. Программа, ис- пользуя графический интерфейс пользователя, должна выполнять инди- кацию состояний входов платы ввода дискретных сигналов
ADVANTECH PCL-733 установленной в другом микропроцессорном контроллере, работающем под управлением DOS и функции ввода ко- манд управления состоянием выходов платы вывода дискретных сигна- лов ADVANTECH PCL-734. Структурная схема лабораторной установ- ки представлена на рисунке 35
Рисунок 35. Структурная схема лабораторной установки

132 из 137
Рекомендации:
Для каналов вывода данных в составе узла верхнего уровня АСУ настроить Дамп текущих значений в ПЗУ. В качестве IP-адреса исполь- зовать: «10.0.0.1» и «10.0.0.4» для RTM и MicroRTM соответственно.
Базовый адрес платы PCL-733 на шине ISA – 0×300.
Базовый адрес платы PCL-734 на шине ISA – 0×310.
Задание №3
В интегрированной среде разработки TRACE MODE 6.06.2 разра- ботать компьютерную программу для ЭВМ оператора, которая работает под управлением ОС MS Windows. Компьютерная программа должна выполнять следующие функции:
1. ввод команд управления с использованием функциональной клавиатуры;
2. индикацию состояния оборудования с использованием эле- ментов индикации в составе функциональной клавиатуры.
В составе программы необходимо разработать мнемосхему вирту- ального технологического процесса (например, процесса нагрева про- дукта в резервуаре с использованием некоторого теплоносителя) или использовать одну из схем Приложения Б. Функцию ввода команды управления с использованием кнопочных блоков в составе функцио- нальной клавиатуры реализовать по схеме коммутации выходного сиг- нала с фиксацией, с учётом того, что кнопки ФК имеют нормально за- мкнуты контакт. Индикацию сигналов контроля и факта ввода и обра- ботки команд в составе графического интерфейса пользователя реали- зовать в соответствии с ГОСТ Р МЭК 60073-2000. Структура лабора- торного стенда представлена на рисунке 8.18. Таблица соответствия входов и выходов платы УСО подключенным к ней элементам ввода команд управления и индикации сигналов характеризующих состояние оборудования представлена в таблице 8.2.