Автоматизація технологічного процесу виробництва пелет

                        Витрата   палива для теплогенератора                   

 

                                                                       

                                                                                                 

  Тиск в дробилці                                            Температура на виході                                      

         

Тиск в пресс-грануляторі                                 Якісний склад  кпелет

 

 

                                                                      

                     Температура в сушильному барабані

 

 

Рис. 1. Структурної схеми взаємозв’язку між технологічними параметрами об’єкта

 

2. Розроблення системи автоматичного керування технологічним процесом
1. Аналіз структурної схеми взаємозв’язку  між технологічними параметрами об’єкту

Функціональна схема  автоматизації представлена на листі А2.

       Показником ефективності даного процесу являється якість пеллет на виході з установки, Якість пеллет залежить від багатьох параметрів установки які наведені в технологічній карті. Метою керування даного процесу є підтримання вказаних вище параметрів на заданому рівні.

На рисунку приведена  функціональна схема автоматизації установки виготовлення пеллет.

Сигналізації  підлягають наступні параметри:

Тиски в різних апаратах.

Рівень в бункері

Температура в сушильному барабані і оходжувачі гранул.

2.3. Вибір технічних засобів автоматизації

2.3.1.Обгрунтування вибору ТЗА

Автоматизована установка  виготовлення пеллет керується дистанційно за допомогою приладів та апаратів з центрального щита та засобами механізації. Комплексна механізація передбачає САР основного обладнання і наявність постійного обслуговуючого персоналу.

При здійснені будь якої автоматизації  обов’язкове дотримання умов державного нагляду, техніки безпеки та державного нагляду. За цими умовами деякі прилада на виробництві є обов’язковими, а деякі повині дублюватися.

Виходячи з вище сказаного, всі  контролюючі прилади процесу виготовлення комбікорму можна поділити на 4 групи , призначені для вимірювання:

тиску;

рівня.

Температури

витрати

Майже всі прилади складаються  із сприймаючої частини – датчика, передаючої частини і вторинного приладу, по якому вимірюють необхідну  величину.

В даному курсовому проекті було підібрано прилади електромагнітної та магніто-індукційної системи, які мають достатній клас точності і використовуються для автоматизації процесу виготовлення комбікорму.Кожний прилад підібраний у відповідності до свого призначення. Для вимірювання витрати використовується Масовий витратомір витрати Mass Probar. Для вимірювання тиску на вході установки я використав Вакуумметр ДВ 05063. Рівень в бункерах вимірюю за допомогою рівнеміра сипучих матеріалів СУМ-1. Температура вимірюється за допомогою термоелектричного датчика температури Т1518. В обраних приладах діапазон вимірювання параметрів повністю підходить для вимірювання величин, які фігурують установці виготовлення пеллет(це можна побачити, порівнявши технологічну карту та технічні характеристики приладів). Деякі прилади використовуються в комплекті з перетворювачем, а в деяких приладах перетворювач сигналів вмонтований в корпус, що полегшує експлуатацію та демонтаж.При виборі ТЗА я спирався на клас точності приладів, діапазон вимірювань, а також на спосіб їх монтажу. Для проведення даного процесу я старався обирати сучасні прилади вони хоча і не перевірені часом, але на даний момент працюють надійно.

2.2. Принцип дії та способи монтажу вибраних ТЗ

1.Масовий витратомір витрати Mass Probar, що компенсується, на основі сенсора Annubar і багато параметричного датчика 3095MV

 

      Витратомір Mass ProBar є вставним пристроєм високої точності, який вимірює масову витрату рідин, газів і пари в трубопроводах розміром від 13 до 1825 мм.

Масовий витратомір Mass ProBar об'єднує в інтегральний витратомір технологію первинного елемента витрати Annubar компанії DSI і датчик моделі 3095MVд Multivariable компанії Rosemount. Масовий витратомір Mass ProBar вимірює тиск, температуру і перепад тиску через один отвір в трубопроводі, що забезпечує істотну економію витрат на установку. Електроніка такого датчика здатна вимірювати одночасно всі три змінні процесу і обчислювати масову витрату. Динамічна компенсація забезпечує точність системи в +/-1,3% від масової витрати в діапазоні зміни масової витрати 8:1, що забезпечує більш високі показники, ніж традиційні компенсовані вимірювання витрати методом перепаду тиску.

При зміни процесу вимірюються одним сенсором:

Температура

Температура вимірюється  стандартним 100-ОМним платиновим ТПС, вбудованим в сенсор витратоміра Mass ProBar на трубах діаметром 4" (100 мм) і більше. Ізольована від технологічного середовища камера первинного елемента витрати Annubar використовується як захисна кишеня. Це дозволяє проводити зняття і заміну ТПС без зняття витратоміра або відключення процесу.

Тиск

Статичний тиск вимірюється  з боку високого тиску сенсора  масового витратоміра Mass ProBar. Електроніка  масового витратоміра Mass ProBar розраховує, яка частина тиску з боку високого тиску сенсора рівна дійсному статичному тиску в трубі.

Перепад тиску.

Перепад тиску сприймається з використанням запатентованої сенсорної технології первинного елемента витрати Diamond II + Annubar. Масовий витратомір Mass ProBar сприймає весь профіль потоку і видає точний сигнал перепаду тиску.

2.Манометр ДВ 05

Вимірювання тиску.

Опис

Скло - технічне.  Механізм - мідно-латунний сплав.  Ступінь захисту - ІР40.   Експлуатація в діапазоні від -40 до 70 °С.

Назва товара		Артикул	Діапазон, Па	Клас точності
Манометр ДВ 05063		100035	-0…600 кПа	2,5

3.Сигнализатор рівня СУМ-1 сипучих матеріалів

Сигналізатори (датчики) рівня мембранні типу СУМ у  відповідності з технічними умовами  призначені для контролю рівня зерна та інших аналогічних сипучих продуктів у виробничих ємностях, бункерах і самопливом.Однак, як показує аналіз споживчого ринку, область застосуванн  таких пристроїв значно ширше.

 Сигналізатори купують не тільки підприємстваагропромислового комплексу, а й підприємства гірничодобувної та харчової промисловості, заводи з виробництва будівельнихматеріалів, перевізники сипких вантажів, і навіть

риболовецькі  судна Далекого Сходу.

Застосування нових сучасних матеріалів для виготовленнямембранного полотна дозволило підвищити точність спрацьовування сигналізатора.  Датчики, які встановлюються взернопроводів і транспортують механізмах 
оснащуються мембранами з підвищеною зносостійкістю.

Простота конструкції цього пристрою забезпечує його надійну і безвідмовну роботу в експлуатації.

Технічні характеристики:

Параметри  Норма

Напруга змінного струму, В 220 

струм, А 2

Частота струму, Гц  50

Зусилля спрацювання, Н 0,5±20%

Ймовірність безвідмовної роботи за 2000 годин нараобітку, не менше  0,94

Установлена безвідмовна наработка, циклів, не менше  30000

Середній строк служби, років  10

Маса, кг, не більше  0,45

Ступінь захисту  IP 65

Сигналізатор рівня СУМ1-У2 складається з пластмасовогокорпусу, в якому встановлена панель з мікроперемикачем, контактної планкою і регулювальноїпружиною, тарілки мембрани, робочої мембрани. Закривається корпус кришкою, на якій встановлена компенсаційна мембрана і 
запобіжна кришка.

Тиск продукту через робочу мембрану передається на шток мікроперемикача і регулювальну пружину. Мікроперемикач спрацьовує і подає сигнал в ланцюгуправління і сигналізації. При переміщенні робочої мембрани тиск всередині сигналізаторівзалишається постійним за рахунок переміщення компенсаційноїмембрани, що сприяє стійкою і надійною роботі сигналізатора. За допомогою регулювального гвинта, який впливає на пружину, регулюється зусилля спрацьовування і зусилля повернення.

4. Універсальний  вимірювач-регулятор, восьми канальний  із вбудованим бар’єром іскрозахисту  ОВЕН ТРМ138В.

Призначення приладу ОВЕН ТРМ138В

  Аналог ТРМ138 з вбудованими бар'єрами іскрозахисту. Може застосовуватися в харчовій, медичній, хімічній, нафтопереробній промисловості. Призначений для підключення датчиків, що перебувають у вибухонебезпечних зонах. 
Може бути використаний як багатозонний регулятор, багатопорогової сигналізації, а також як восьмиканальний активний бар'єр іскрозахисту.

Основні блоки функціональної схеми

ТРМ138В включає в себе наступні основні функціональні елементи: 
8 універсальних входів; 
бар'єр іскрозахисту; 
блоки цифрової фільтрації, корекції і масштабування для кожного вхідного сигналу; 
8 логічних пристроїв (ЛУ); 
8 вихідних пристроїв (ВП); 
модуль інтерфейсу RS-485. 
Користувач може створювати будь-які конфігурації функціональних схем.

Вбудований бар'єр іскрозахисту

Вбудований бар'єр іскрозахисту для ліній зв'язку ТРМ138В з датчиками має маркування [Exia] IIC, що означає:

іскробезпечні кола рівня «ia»

приналежність до групи IIC, що дозволяє використовувати підключені датчики в найбільш вибухонебезпечних середовищах (водень, метан, ацетилен).

На відміну від пасивних бар'єрів іскрозахисту, ТРМ138В, завдяки вбудованої гальванічної розв'язки, не вимагає заземлення.

Зручність монтажу

Для простоти монтажу приладу в щиті ТРМ138В оснащений знімними клемними колодками, значно прискорюють процес монтажу і заміни приладу.

Універсальні входи приладу ОВЕН ТРМ138В

До восьми універсальних входів ТРМ138В можуть бути приєднані датчики різного типу в будь-якій комбінації, що дозволяє одночасно вимірювати і контролювати кілька різних фізичних величин. 
До входів ТРМ138В можна підключати: 
термоперетворювачі опору ТСМ50М/100М, ТСП50П/100П, Pt100; 
термопари ТХК (L), ТХА (K), ТЖК (J), ТНН (N), ТПП (R), ТПП (S), ТВР (А-1); 
датчики з уніфікованим вихідним сигналом струму 0 ... 5 мА, 0 ... 20 мА, 4 ... 20 мА; 
датчики з уніфікованим вихідним сигналом напруги 0 ... 50 мВ, 0 ... 1 В.

Цифрова фільтрація і корекція вхідного сигналу

ОВЕН ТРМ138В здійснює цифрову фільтрацію вхідного сигналу від перешкод і корекцію вимірювальної характеристики датчика («зсув», «нахил»). 
Для датчиків з уніфікованим вихідним сигналом струму або напруги здійснюється масштабування шкали.

Логічні пристрої (ЛУ)

      Виміряні значення подаються на логічні пристрої (ЛУ).  ЛУ можуть обробляти вхідні величини, обчислюючи різницю, середнє арифметичне значення або швидкість зміни вимірюваної величини.

      Користувач може задати наступні режими роботи логічних пристроїв:

- двопозиційний регулятор - ЛУ порівнює виміряне значення з уставкою і видає релейний керуючий сигнал відповідно до заданої логікою;

- реєстратор - ЛУ видає аналоговий сигнал у діапазоні 4 ... 20 мА, пропорційний значенню вимірюваного параметра.

Для роботи в режимі реєстратора для відповідного ЛУ програмним шляхом має бути поставлено це режим і на виході встановлений ЦАП «параметр-струм 4 ... 20 мА» 
   До кожного ЛУ може бути підключено одне з восьми вихідних пристроїв, порядковий номер якого задається при програмуванні.

Вихідні пристрої (ВУ)

У приладі в залежності від замовлення можуть бути встановлені в різних комбінаціях наступні вихідні пристрої: 
- реле 4 А 220 В; 
- транзисторні оптопари n-p-n типу 400 мА 60 В; 
- симісторний оптопари 50 мА 300 В (0,5 А в імпульсному режимі); 
- логічний вихід 4 ... 6 В 50 мА для керування твердотілим реле; 
- ЦАП «параметр-струм 4 ... 20 мА». 
Будь-яке ВУ може управлятися оператором кнопками, розташованими на передній панелі. Будь-яке реле може виконувати функції аварійного, що задається програмним шляхом.

Інтерфейс зв'язку з ПК

    Прилад має вбудований двонаправлений інтерфейс RS-485 для передачі даних і прийому інформації від комп'ютера та інших приладів, оснащених таким же інтерфейсом зв'язку. 
    Через цей інтерфейс прилад може передавати поточне значення виміряних величин і приймати команди на зміну уставок. Крім того, за допомогою спеціального програмного забезпечення ОВЕН може бути змінена конфігурація приладу.