Автоматизація технологічного процесу виробництва пелет

Інший контур регулювання температури працює аналогічним чином.

Сигналізації  підлягають наступні параметри:

Тиски в різних апаратах.

Рівень в бункері

Температура в сушильному барабані і оходжувачі гранул.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Розрахунок  системи автоматичного регулювання

1. Складання математичної моделі об’єкта регулювання

       Для розрахунку системи автоматичного регулювання ми виберемо контур регулювання рівня в бункері щіпок . Об’єктом регулювання в даному випадку є бункер , в якому регулюється рівень. Зміна рівня здійснюється зміною витрати щіпок. Регулятор створює зворотній зв’язок .

Схема контуру регулювання  наведена на рис. 7.           

 

Рис.7. Структурна схема  одноконтурної АСР.

 

До складу системи  входять:

W₁(р) – передаточна функція автоматичного регулятора;

W₂(р) – передаточна функція виконавчого механізму;

W₃(р) – передаточна функція об’єкта регулювання;

W₄(р) – передаточна функція давача (чутливого елементу);

W₅(р) – передаточна функція первинного перетворювача.

                               

Принцип роботи АСР полягає в наступному: В усталеному режимі роботи сигнал, який надходить із перетворювача 2 у₁ і задавальний сигнал и збігаються, тобто розбіжність e = 0 і вихідний сигнал , де l₀ - номінальне значення рівня. У разі появи збурення або зміни завдання и  на регулятор 3 створюється сигнал розбіжності e ¹ 0, який приведе до формування вихідного сигналу регулятора, додаткової дії на виконавчий механізм 4 і регулюючий орган 6. Останній змінить прохідний отвір так, щоб витрати F_c зменшилися при зниженні рівня, або навпаки.

Регулятор може мати П-, ПІ- або ПІД-закони регулювання. Первинний вимірювальний перетворювач являє собою підсилювальну ланку з передаточною функцією . 

У пpoцeci дослідження АСР кожну ланку структурної схеми описують тією чи іншою передаточною функцією. При цьому об'єкт керування має вхідну координату x. Канал x ® y називається каналом регулювання.

Передаточні функції  динамічних ланок позначимо так:

Чутливий елемент ® W₁(s), прилад дистанційної передачі сигналу (перетворювач) ® W₂(s), регулятор рівня ® W₃(s), виконавчий механізм і регулюючий орган ® W₄(s), об’єкт регулювання (бункер) ®W₅(s).

Знайдемо  передаточну функцію АСР по каналу регулювання u ® y:

W_р(s)=

=  .

Передаточні функції:

 

- датчика рівня         W₁(s) = K₁;                                                  

- проміжного перетворювача                                          

- виконавчого  механізму і регулюючого органу                                   

- реактора                                       

то передаточна  функція еквівалентного об'єкта регулювання  набере вигляду:                

                                    

 

 

 

 

 

Вх ідний сигнал є стрибкоподібним К=1. 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3.3. Структурна схема контура регулювання температури з П регулятором

        Для бункера приймемо k = 0,5; t = 5 хв; Т = 2 хв;

Параметри регулятора наступні:

k_п = 1 – коефіцієнт підсилення пропорційної складової.

 

Наберемо в програмі “SIAM” систему автоматичного регулювання температури. В результаті побудови перехідної характеристики системи з П-регулятором ми переконаємось, що вона носить коливальний характер і має наступний вигляд:

 

 

 

Рис. 3.4. Перехідна характеристика контура регулювання рівня з П- регулятором

Показники якості: пере регулювання – 23%, коливальність  – 2, час регулювання – 20 с, усталена помилка – 0.82.

Для покращення цих показників проведемо оптимізацію в системі SІАМ.

3.2. Розрахунок оптимальних настроювальних параметрів регулятора

Перехід до режиму оптимізації  здійснюється з основного меню функціональною клавішею F8.

Вибираємо метод  оптимізації: покоординатний спуск.

Метод інтегрування: метод Фельберга.

Кількість оптимізованих  параметрів: 1.

Інтервал невизначених параметрів: 10%.

В моделі встановлені  такі оптимальні значення змінюваних параметрів:

К_П=0.0681.

 

Перехідна характеристика цього процесу має наступний  вигляд:

 

Рис. 3.5. Оптимізована перехідна характеристика контура регулювання рівня з П- регулятором

Показники якості: перерегулювання – 5%, коливальність – 1, час регулювання – 20 с, усталена помилка – 0.45.

Оптимізація параметрів П-регулятора суттєво покращує показники якості регулювання, а зокрема зменшується перерегулювання, усталену помилку і коливальність.

 

Висновок

У даному курсовому проекті було розглянуто автоматизацію процесу виготовлення пеллет, і її удосконалення.

На сучасному  етапі розвитку виробництва автоматизація  процесу, як і будь-яких інших складних процесів, дозволяє отримати високі показники якості виробництва пеллет. Автоматизація зокрема передбачає контроль, регулювання, сигналізацію та реєстрацію технологічних параметрів за допомогою відповідних автоматичних пристроїв без безпосередньої участі людини, але під її контролем.

У проекті  розглянуто технологічний процес виготовлення пеллет, рівень автоматизації та існуючі функціональні схеми автоматизації процесу. Також виконано розрахунок системи автоматичного регулювання, а саме складено структурну схему АСР, побудовано її перехідну характеристику.

При розробці даного проекту в якості технічних  засобів автоматизації і контролю були використанні різні за призначенням, принципом дії і виконанням прилади  і пристрої.

Критерієм вибору слугували: відповідність сучасному рівню розвитку техніки, достатньо висока точність, простота і надійність, відносна дешевизна, габаритні розміри.

 

Використана література

 

1. Гельперин Н. И.  Основные процессы и аппараты  химической технологии. В двух  книгах. – М.: Химия, 1981 – 812 с.

2. Шувалов В. В., Огаджанов  Г. А., Голубятников В. А. Автоматизация  производственных процессов в  химической промышленности. – М.:             Химия, 1991.

3. Ястребенецкий М.  А., Иванова Г. М. Надежность  автоматизированых систем управления  технологическими процессами. – М.:               Энергоатомиздат, 1989.

4. Основные процессы  и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/ Под  ред. Ю. И. Дытнерского, 2-е изд., перераб. и дополн. – М.: Химия, 1991 – 496 с.

5. ГОСТ 2.789-74. Аппараты  теплообменные. –М.: Стандартиздат.1974.

6. ДСТ 21.404-85.