Файл: 1. Общие цели автоматизации технологического процесса 2 Описание технологического процесса 3.docx

Содержание

1. Общие цели автоматизации технологического процесса

Автоматизация производственных процессов – одно из основных направлений технического прогресса производства. Автоматизированные системы управления гарантируют качество продукции, повышают производительность труда, обеспечивают безопасность производства, экономят ресурсы и позволяют продлить срок службы технологического оборудования.

Сложность современных процессов химической технологии заключается в значительном числе и многообразии параметров, определяющих течение процесса, многочисленных связях между параметрами, их взаимном влиянии. На процесс накладываются различные возмущения, статистически распределенные во времени.

Разрабатываемая система автоматизации должна обеспечить решение следующих задач:

− централизованный контроль технологических параметров, характеризующих состояние технологического процесса и оборудования, сигнализация нарушений;

− автоматическое регулирование;

− дистанционное управление;

− противоаварийная защита;

− учет количества израсходованных (полученных) материалов и энергии.

Так как принципы управления тем или иным технологическим процессом заложены в его физико-химических основах и зависят от особенностей его аппаратурного оформления, к работе по автоматизации химических производств привлекаются технологи, механики и специалисты по автоматизации.

2. Описание технологического процесса

Сушилки со взвешенным (кипящим) слоем являются наиболее прогрессивными среди установок для сушки мелкодисперсных и сыпучих материалов. Процесс во взвешенном слое позволяет значительно увеличить поверхность контакта между частицами материала и сушильным агентом, интенсифицировать испарение влаги из материала и сократить до нескольких минут продолжительность сушки. Наиболее распространены однокамерные сушилки непрерывного действия.

---

Однокамерная сушильная установка со взвешенным слоем:

1 – камера сушки; 2 – топливно-смесительная камера; 3 – вентилятор подачи воздуха; 4 – транспортер влажного материала; 5 – бункер; 6 – питатель; 7 – газораспределительная решетка; 8 – разгрузочное устройство; 8 транспортер-разгрузчик; 9 – бункер; 10 – транспортер; 11 – элеватор; 12 – скруббер или циклон; 13 – батарейный пылеуловитель; 14 – вентилятор
Высушиваемый материал подается из бункера 5 питателем 6 в слой материала, «кипящего» на газораспределительной решетке в камере сушки 1. Сушильный агент – горячий воздух или топочные газы, разбавленные воздухом, который подается в смесительную камеру 2 вентилятором 3, – проходит с заданной скоростью через отверстия решетки и удаляется через верхний патрубок сушильной камеры. Далее отработаные газы очищаются от унесенной пыли в циклоне 12 и батарейном пылеуловителе 13, после чего выбрасываются в атмосферу.

3. Выбор критерия управления объектом

Критерий управления – это обобщенный показатель технологического процесса, характеризующий его протекание. Для обеспечения критерия управления необходимо управлять: расходом влажного материала, температурой и расходом сушильного агента, высотой кипящего слоя.

Функциональная зависимость критерия управления процессом, в общем, имеет вид:
Кy=W=f(T;F;∆P) ; где

Кy - критерий управления

W-влажность сухого материала

T- Температура

F -Расход

∆P -Разность давления до и после решетки

4. Обоснование выбора регулируемых параметров и способов их регулирования

При автоматизации сушки в кипящем слое основным показателем процесса является температура в слое, и только в случае крупных установок, когда температура по высоте слоя меняется, лучше в качестве такого показателя брать температуру сушильного агента на выходе, которая соответствует средней температуре материала в слое.

Регулирующие воздействия при стабилизации температур могут осуществляться изменением расхода влажного материала или сушильного агента, а также изменением температуры последнего.

---

Нормальная работа сушилок КС возможна только при определенной высоте кипящего слоя. С целью поддержания заданного значения этого параметра стабилизируется гидродинамическое сопротивление слоя, т. е. перепад давлений до и после решетки, воздействием на вариатор электродвигателя питателя сухого материала. Можно регулировать перепад давлений и изменением расхода сушильного агента, однако при этом температура в кипящем слое будет сильно колебаться.

Кроме этих регуляторов предусматриваются стандартные узлы регулирования разрежения, начальной температуры сушильного агента, его расхода, соотношения расходов топлива и первичного воздуха.


Рис. 1 Схема регулирования процесса в сушилках с кипящим слоем

1 — сушилка; 2 — кипящий слой; 3 —решетка; 4 — топка; 5 — промежуточный

бункер; 6 — питатели; 7 — вариаторы; 8— электродвигатели; 9— циклон.

5. Обоснование необходимости организации автоматического контроля технологических параметров. Выбор методов измерения и типов измерительных установок

Измерение расхода топлива (газ) и воздуха осуществляется по методу переменного перепада давления, создаваемого сужающим устройством ДК6-50.

Измерение температуры в верхней и нижней камерах основано на свойстве проводников, помещенных в измеряемую среду, изменять электрическое сопротивление при изменении температуры. Такой метод измерения имеет ряд преимуществ: высокую точность измерения, высокую стабильность, близость характеристики к линейной зависимости, широкий диапазон измерения.

Для измерения давления в аппарате используем метод на основе явления тензоэффекта – это тензорезисторы. Непрерывно преобразуют давление измеряемой среды в унифицированный сигнал постоянного тока 4…20 мА. Они имеют повышенную надежность и стабильность характеристик, выполнены в корпусах из нержавеющей стали, имеют высокую герметичность за счет минимального количества разъемных соединений, имеют малые габариты и вес, что позволяет их устанавливать в труднодоступных местах.

---

6. Принципы действия, конструкции и основные технические характеристики выбранных приборов

1 комплект – регулирование расхода топлива (газ) и воздуха.

С
ужающее устройство ДК6-50 создает переменный перепад давления, который замеряется дифманометром ДМ-3583М (рис. 1). Дифманометр передает унифицированный сигнал. ПИД-регулятору ТРМ10 (рис. 2), который сверяет значение расхода с заданным и тем самым воздействует на исполнительный механизм электрический однооборотный МЭО-16.




Рис 1 – Дифманометр ДМ-3583М Рис 2 - ПИД-регулятор одноканальный

ОВЕН ТРМ10

2 комплект – предназначен для регулирования температуры.

Термопреобразователи сопротивления ТСП-6097 (рис 3) изменяют свое сопротивление при изменении температуры и передают сигнал на ПИД-регулятор ТРМ212 (рис 4), управляющий задвижкой МЭО-16.


Рис 3- Термопреобразователь сопротивления Рис 4 - ПИД-регулятор для управления ТСП-6097 задвижками ТРМ 12
3 комплект – регулирование давления пара.

Преобразователь давления ПД100 (рис 5) генерирует унифицированный сигнал постоянного тока пропорциональный давлению пара, его фиксирует ПИД-регулятор ТРМ212 (рис 6) и управляющим воздействием с помощью МЭО-16 удаляет отработанный сушильный агент.


Рис 5 - Преобразователь давления ПД100 Рис 6 - ПИД-регулятор для

Управления задвижками ТРМ212
4 комплект – регулирование давления пара.
П
реобразователь давления ПД100 (рис 5) генерирует унифицированный сигнал постоянного тока, пропорциональный давлению пара, его фиксирует ПИД-регулятор ТРМ212 (рис 6), и управляющим воздействием с помощью регулирующего органа - универсального векторного преобразователя частоты

---

(
рис 7), на исполнительный механизм – шибер (рис 8), регулирует подачу влажного материала.

Рис 7 - Преобразователь частоты ПЧВ1 Рис 8 – Шибер задвижка ERHARD

DN50мм PN16

7. Заказная спецификация

Позиция	Наименование параметра, среда, место отбора импульса	Пределы измеряемых значений	Место установки	Наименование и техническая характеристика	Тип, модель прибора
1	2	3	4	5	6
1а	регулирование расхода природного газа и воздуха.	D=15... 200 мм	По месту	Диафрагма камерная, давление 6 атм, условный диаметр 50 мм	ДК6-50
1б		-30℃….+50℃	По месту	Дифманометр, допустимое избыточное давление 25 МПа	ДМ-3583М
1в		-40℃…+50℃	На щите	ПИД-регулятор одноканальный, 4…20 мА, 0...10 В	ТРМ12
1г		D=15……50 мм -10…+120 °С	По месту	регулирующий шаровой кран c электроприводом	BELIMO-TR24-3
2а	регулирование температуры.	-50℃...+150℃	По месту	Термометр сопротивления, 50П	ТСП-6097
2б		-40℃….+50℃	На щите	ПИД-регулятор для управления задвижками, 4…20 мА, 0…10 В, автонастройка	ТРМ 12
2в		D=15.….50 мм -10…+120 °С	По месту	Регулирующий шаровой кран c электроприводом	BELIMO-TR24-3
3а	регулирование расхода природного газа и воздуха.	D=15…200 мм	По месту	Диафрагма камерная, давление 6 атм, условный диаметр 50 мм	ДК6-50
3б		-30℃…. +50℃	По месту	Дифманометр, допустимое избыточное давление 25 МПа	ДМ-3583М
3в		40℃…... 50℃	На щите	ПИД-регулятор одноканальный, 4…20 мА, 0...10 В	ТРМ12
3г		D=15.….50 мм -10…+120 °С	По месту	Регулирующий шаровой кран c электроприводом	BELIMO-TR24-3
4а	регулирование температуры.	-50℃...+150℃	По месту	Термометр сопротивления, 50П	ТСП-6097
4б		-40℃….+50℃	На щите	ПИД-регулятор для управления задвижками, 4…20 мА, 0…10 В, автонастройка	ТРМ 12
4в		D=15….50 мм -10…+120 °С	По месту	Регулирующий шаровой кран c электроприводом	BELIMO-TR24-3
5а	Регулирование давления	-40℃+100℃	По месту	Преобразователь давления, нержавеющая сталь	ПД100
5б		-40℃…+50℃	На щите	ПИД-регулятор двухкональный, автонастройка	ТРМ12
5в		D=15.….50 мм -10…+120 °С	По месту	Регулирующий шаровой кран c электроприводом	BELIMO-TR24-3
6а	Регулирование давления	-40℃+100℃	По месту	Преобразователь давления, нержавеющая сталь	ПД100
6б		-40℃…+50℃	На щите	ПИД-регулятор двухкональный, автонастройка	ТРМ12
6в		D=40.….400мм -20 до +130°С	По месту	Затвор дисковый поворотный с электроприводом	ARMA

---