Автоматизація технологічного процесу виробництва пелет

Курсовая работа, 16 Февраля 2013, автор: пользователь скрыл имя

Краткое описание


У зв'язку з виснаженням запасів викопних палив, в усьому світі проводяться дослідження з використання біопалива. Для опалювальних цілей одним з перспективних є деревна гранульоване паливо - пелети. Незважаючи на масу достоїнств, пелети поки ще недостатньо поширені в Україні, але в країнах Євросоюзу на цей вид палива з кожним роком зростає попит. Через ряд особливостей технології їх виробництва, ціна на пелети ще досить висока, для того щоб вони могли конкурувати з традиційними нафтою і газом.
Переваги деревних пеллет
Гранули мають великі переваги в порівнянні зі звичайними видами палива: теплотворна здатність становить 4,3- 4,5 кВт / кг, що в 1,5 рази більше теплотворності деревини і може зрівнятися з вугіллям;при згоранні 2000 кг деревних пелет виділяється стільки ж теплової енергії, як і призгоранні: 3200 кг деревини, 957 м3 газу, 1000 л дизельного палива, 1370 м азуту;конструктивні особливості печей можуть привести до автоматизації процесу отримання теплової енергії.
Автоматиза́ція— один з напрямів науково-технічного прогресу, спрямований на застосування саморегульованих технічних засобів, економіко-математичних методів і систем керування, що звільняють людину від участі в процесах отримання, перетворення, передачі і використання енергії, матеріалів чи інформації, істотно зменшують міру цієї участі чи трудомісткість виконуваних операцій. Разом з терміном автоматичний, використовується поняття автоматизований, що підкреслює відносно великий ступінь участі людини в процесі.
Автоматизація звільняє людину від необхідності безпосереднього керування механізмами. У автоматизованому процесі виробництва роль людини зводиться до налагодження, регулювання, обслуговуванні засобів автоматизації і спостереженню за їхньою дією. Якщо механізація полегшує фізичну працю людини, то автоматизація має на меті полегшити так само і розумову працю. Експлуатація засобів автоматизації вимагає від обслуговуючого персоналу високої техніки кваліфікації.
Автоматизація параметрів дає значні переваги:
1) забезпечує зменшення чисельності робочого персоналу, тобто підвищення продуктивності його праці;
2) приводить до зміни характеру праці обслуговуючого персоналу;
3) підвищує безпеку праці і надійність роботи устаткування;
В процесі виробництва пелет одночасно відбувається безліч складних проце-сів. Відстеження і керування за всіма процесами гранулювання, охолодження, дроблення або просіювання можливо тільки за допомогою повної автоматизації лінії. Програма автоматичного контролю лінії грануляції пристосована для індивідуальних потреб кожного замовника. Комп'ютер відстежує правильність всіх процесів і на кожному етапі контролює заздалегідь встановлені параметри. Відхилення від норми приводить в дію автоматичну реакцію системи управління. Вся лінія грануляції і деякі машини оснащені серією датчиків, які весь час передають сигнали головного комп'ютера. Одночасно сигнали змінюються на друковану інформацію,яка відображається у вигляді символів і сигналізації. Тому вся інформація формується у вигляді таблиць з урахуванням часу початку роботи сигналізації, підтвердження з боку обслуговуючого персоналу, а також часу ліквідації аварії.

Содержание


Вступ
Аналіз технологічного процесу як об’єкта керування
Опис технологічного процесу. Теоретичні основи технологічного процесу в окремих технологічних апаратах і машинах
1.2 Фізико-хімічні властивості сировини, готової продукції, напівпродуктів
Матеріальний та тепловий баланси технологічного об’єкта
Визначення і аналіз факторів, що впливають на технологічний процес
Технологічна карта
Складання структурної схеми взаємозв’язку між технологічними параметрами об’єкта
Розроблення системи автоматичного керування технологічним процесом
Аналіз структурної схеми взаємозв’язку між технологічними параметрами об’єкту
Порівняльний аналіз існуючих схем автоматизації технологічного процесу
2.4. Вибір технічних засобів автоматизації
2.5. Проектування загальної ФСА
2.6. Опис ФСА
3. Розрахунок системи автоматичного регулювання
3.1. Складання математичної моделі об’єкта регулювання
Розрахунок оптимальних настроювальних параметрів регулятора
Висновок
Література

Вложенные файлы: 1 файл

пеллети АТП.doc

— 868.50 Кб (Скачать файл)

Конфігурації приладу

В даний час створені і випускаються наступні конфігурації приладу: 
- аналог приладу ОВЕН УКТ38; 
- аналог приладу ОВЕН ТРМ34; 
- аналог приладу ОВЕН ТРМ38; 
- конфігурація, що забезпечує контроль одного датчика та підтримання двопозиційног (вкл. / викл.) закону восьми незалежних уставок; 
- конфігурація, що дозволяє використовувати прилад як восьмиканальний активний бар'єр іскрозахисту. 
Гнучка змінна структура приладу дозволяє в найкоротші терміни створювати будь-які конфігурації для вирішення широкого спектру завдань автоматизації.

5.Термоелектричні датчики температури Т1518 з гільзою 
(для t від -50 до 650°C)

 

      Термоелектричні датчики температури на опорах Т1018 з конусною гільзою призначені для дистанційного вимірювання температури вихлопних газів, наприклад, корабельних моторів і т.п.

  • Вимірювальний опір Pt100.
  • Вимірювальний діапазон від - 50 до + 650 oС.
  • Клас точності В згідно IEC 751.
  • Головка В згідно DIN.
  • Програмований перетворювач в головку датчика з вихідним сигналом від 4 до 20 мА.
  • Індикація пошкодження вставки датчика.
  • Вихідна характеристика лінійна з температурою або опором.
  • Діапазон, що легко переставляється, в процесі експлуатації без демонтажу датчика.
  • Ступінь захисту IP 54.
  • Можуть поставлятися без або з перетворювачами від 4 до 20 мА в головці датчика.

Опис.

Елементом датчика  є один вимірювальний опір, розташований в ніжці вимірюючої вставки, яке  внутрішньою проводкою приєднано до колодки клем в головці типу В згідно DIN. Для виміру використовується зміна опору залежно від зміни температури. У датчиків з перетворювачем сигналу опору перетвориться в уніфікований електричний сигнал від 4 до 20 мА. Датчики вмонтовуються за допомогою кріпильного різьбового з'єднання на прямий або косий приварений патрубок.

Технічні параметри:

двох провідникова внутрішня проводка

вимірюючі діапазони  датчика:

- від мінус 50 до 650 oС

- від мінус  50 до 600 oС (з перетвор. РТ-011, діапазон 0)

- від мінус  30 до 200 oС (з перетвор. РТ-011, діапазон 1)

вимірюючий струм - до 5 мА

Допустиме навантаження гільзи датчика - тиск до 12 МПа; швидкість  протікання - газу - до 70 м/с; рідини - до 5 м/с

Використані матеріали:

- головка: алюмінієвий  сплав; 

- гільза: неіржавіюча  сталь ГОСТ 12Ch17;

- внутрішня проводка: срібло

- Максимальна температура  головки - 150oС (без перетвор. )

- Ступінь захисту  - IP 54

- ЕМС (електромагнітна  сумісність) - погодж. ЕН 50081-2 (емісія) і ЕН 50082-2 (опірність)

Базовий діапазон перетворювача:

- від мінус 50 до 600 oС (діапазон 0)

- від мінус  30 до 200 oС (діапазон 1)

Вихідний сигнал - від 4 до 20 мА (від 20 до 4 мА)

Установка меж - мін. 20 oС, макс. 650 oС (230 oС), крок 0, 1 oС

Установка початку - в базовому діапазоні, крок 0, 1 oС

Тимчасова реакція  перетворювача - регульована від 1 з  до 60 з, крок 0, 1 з 

Напруга джерела  живлення - від 9 до 36 Впост.

Вплив зміни  напруги джерела живлення - менше +/-0, 1 % ВПБД в цілому діапазоні напруги

Обмеження вихідного  струму - близько 24 мА

Індикація пошкодження  датчика - регульована >20 мА або <4 мА

  • Погрішність аналогового виходу - +/- (0, 1 % ВПБД+ 0, 05 % УД) [oС] 
    де ВПБД - верхня межа базового діапазону [oС] 
    УД - встановлений діапазон [oС]
  • Температура головки - від мінус 30 до 80 oС (датчик з перетвор.  РТ-011)

Перетворювач TMT 180 вбудований в головку датчика

Вбудований в головку  перетворювач для термоопору Pt100, настройка  з ПК, вмонтовується в головку  типа B.

Області використання

  • Вхідний сигнал:

- Термоопір (RTD)

- Термопара (ТП)

- Опір (Ом)

- Потенціометр (мВ)

- Протокол HART для настройки  приладу за допомогою комунікаційного  процесора або панелі управління, використовуючи ручний комунікатор  (DXR 275) або ПК (наприклад, з сервісним ПО "COMMUWIN II")

Особливості і переваги

  • Управління, візуалізація і супровід за допомогою ПК, наприклад, з сервісним ПО COMMUWIN II або ReadWIn 2000
  • 2 - провідна технологія, аналоговий вихідний сигнал 4...20 мА
  • Висока точність у всьому діапазоні температур навколишнього середовища
  • Сигнал несправності при розриві або короткому замиканні ланцюга датчика, що настроюється відповідно до NAMUR NE 43
  • Електромагнітна сумісність відповідно до NAMUR NE 21.
  • Вибухозахисне виконання
    • ATEX
    • FM
    • CSA
    • Гальванічна ізоляція
    • Моделювання вихідного сигналу
    • Індикація гранично допустимих значень (min/max)
    • Лінеаризація відповідно до вимог замовника
    • Підбір кривої лінеаризації
    • Настройка діапазону вимірювань по вимогах замовника або розширений режим SETUP

Основні технічні дані

Вхідний сигнал RTD, ТП, Ом, вихідний сигнал від 4 до 20 мА. Настройка HART-протокол. Монтаж головки  типу B. Захищений корпус IP 66. Сертифікати ATEX, FM, CSA.

6.Сегментний клапан серії 35002 "Камфлекс"

Камфлекс - це універсальний поворотний сегментний клапан з ексцентричним плунжером, що поєднує кращі властивості підйомних і поворотних регулюючих пристроїв і що володіє:

високою пропускною спроможністю

стійкістю до кавітації 

широким діапазоном і  точністю регулювання 

Основні технічні дані:

Умовний діаметр

DN 25...300 мм (1"... 12")

Умовний тиск

PN 16...100 кгс/см2 (ANSI, клас 150...600)

Пропускна спроможність

Cv 5,6...1750

Температура середовища

від мінус 200 до +400 оС

Діапазон регулювання 

100 :1

Характеристика

рівноцінна або лінійна

Герметичність в затворі

IV клас по ANSI

Приєднання

безфланцеве стяжне або  фланцеве

Виконавчий механізм

пневматичний, пружинно- мембранний

Управляючий сигнал

0,2 - 1 кгс/см2 або 4 - 20 мА



Матеріал корпусу: вуглецева або неіржавіюча сталь, спеціальні стальні сплави.  
Матеріал сальникового набивання: комбінація "Кевлар/PTFE" або графіт. Ручний дублер: комплектується на вимогу Замовника 
Прилади: позиціонери, фільтри-регулятори, перетворювачі, сигналізатори, бустерні реле, електромагнітні клапани і ін. по замовлення.

Відмітні особливості:

- Плунжер, стандартно  виконаний із стеліту (DN<80), або  з неіржавіючої сталі із стеллитовим  наплавленням, обтічна форма проточної  частини корпусу забезпечують  стійкість до ерозії.

-  Стандартні дублюючі кільця ущільнювачів на сальниковій втулці

-  Пружність сполучних  ніжок плунжера забезпечує його  самоустановку в сідлі 

-  Подовжена шийка  корпусу захищає сальниковий  вузол від дії температури  середовища 

-  Рухомі частини  приводу повністю захищені кожухом

-  Установка кулачка  позиционера безпосередньо на  кінці валу підвищує точність  регулювання 

-  Можливість реверсування  на місці дії НО/НЗ шляхом  перестановки деталей приводу 

-  Можливість зміни  на місці характеристики регулювання  за рахунок простої перестановки кулачка позиционера

-  Вісім різних варіантів  монтажу приводу клапана щодо  трубопроводу забезпечують зручний  доступ і обслуговування 

-  Щільне, високоточне  шліцьове з'єднання валу з плунжером  і важелем приводу 

2.5. Проектування загальної ФСА

Проектування  схеми автоматизації здійснюємо згідно вимог ДСТУ та  ГОСТу на представляємо за першим способом виконання (з винесенням засобів автоматизації на щит) на листі 1, формату А2.

При виборі технічної  структури і технічних засобів  були враховані наступні вимоги:

      • повнота реалізації усіх функцій діючої системи і забезпечення можливості їхнього розширення;
      • забезпечення вимог по надійності, точності і швидкодії;
      • порівняно низька вартість:
      • максимальне використання технічних засобів, експлуатованих в існуючій системі (датчики, перетворювачі, виконавчі механізми, лінії зв'язку).

АСУ являє собою сукупність самостійних систем контролю і керування  трьома стадіями, що вирішують аналогічні задачі.

На нижньому рівні  в складі АСУ кожної стадії організоване автоматизоване робоче місце оператора-технолога, оснащене двома робітниками станції, що забезпечує незалежний контроль і керування технологічним процесом стадії.

Прийом інформації з  об'єкта і видачу керуючих впливів  забезпечують мікропроцесорний контролер.

ОСНОВНІ ПРОЕКТНІ РІШЕННЯ  ПО ТЕХНІЧНОМУ ЗАБЕЗПЕЧЕНЮ 

Введення в систему  аналогової інформації виробляється від  існуючих датчиків і пневмоперетворювачів у вигляді струмових сигналів 0-5 мА і сигналів низького рівня 0-100 мВ.

Вивід керуючих сигналів виробляється через існуючі електропневмоперетворювачі до них.

У розроблювальну систему  введена вся аналогова інформація, що в існуючій системі виводилася оперативному персоналові в ЦПУ  на локальних засобах автоматично (безперервний контроль на  показуючих і реєструючих приладах).

Об’єм дискретної інформації, що вводиться, забезпечує рішення задач  контролю стану системи захисту, запірної арматури і роботи насосів, вентиляторів (система захисту залишається  функціонувати на локальному рівні).

Дискретні сигнали у  виді "сухих контактів" надходять від існуючих шаф введення і приєднань, куди вони подаються від існуючих електроконтактних пристроїв, а також від реле шаф блокувань.

Введення сигналів низького рівня (СНР) і середнього рівня (СР) як контрольованих, так і регульованих, вивід аналогових сигналів керування, введення і вивід дискретних сигналів здійснюється контролерами.

Підключення сигналів до контролерів забезпечується пристроями зв'язку з об’єктом (кросові модулі введення-виведення інформації).

 

2.6. Опис ФСА

Функціональну схему автоматизації процесу виготовлення пеллет показано на листі А2.

       Показником ефективності даного процесу являється якість пеллет на виході з установки, оскільки вимірювати якість цих продуктів ми можемо тільки візуально ,але прямого впливу не маємо то ми контролюємо параметри від яких залежить ця якість. Вони повинні підтримуватись на постійному значенні, максимально можливого для даної сировини. 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 процесу виготовлення пеллет.

В даній схемі  є 7  контурів регулювання:

         1 контур ─ регулювання витрати палива для теплогенератора. Чутливий елемент давача витрати розміщений на трубопроводі подачі палива, постійно вимірює витрату палива він подає аналоговий сигнал 4-20 мА на регулятор. Регулятор в свою чергу подає сигнал через програмований пристрій, який керує процесом, він в свою чергу на виконавчий механізм регулятора, що регулює відкриває чи закриває клапан тим самим збільшуючи чи зменшуючи витрату палива.

  1. контур ─ регулювання тиску в дробилці. Чутливий елемент датчика тиску розміщений в дробилці, вимірюючи тиск він подає аналоговий сигнал 4-20 мА на регулятор тиску. Регулятор тиску в свою чергу подає сигнал на програмований пристрій, який керує процесом, він в свою чергу на виконавчий механізм який змінює подачу стиснутого повітря.

   2 інших контури регулювання тиску які регулюють тиск в дробарці з бункером гранулятора і в Пресс-грануляторі працють аналогічним чином .

3 контур ─ регулювання рівня в бункері. Чутливі елементи датчиків рівня, вимірюючи рівень вони подають аналоговий сигнал 4-20 мА на регулятор температури. Регулятор рівня в свою чергу подає сигнал на програмований пристрій, який керує процесом, він в свою чергу на виконавчий механізм регулятора, що регулює подачу щіпок. Тобто регулювання рівня  в бункері здійснюється шляхом зміни витрати щіпок які бодаються в бункер..  

4 контур ─ регулювання температури в сушильному барабані. Чутливі елементи датчиків температури, вимірюючи температуру вони подають аналоговий сигнал 4-20 мА на регулятор температури. Регулятор температури в свою чергу подає сигнал на програмований пристрій, який керує процесом, він в свою чергу на виконавчий механізм регулятора, що регулює подачу теплоносія. Тобто регулювання температури в сушильному барабані здійснюється шляхом зміни витрати теплоносія.

Информация о работе Автоматизація технологічного процесу виробництва пелет