Составление функциональной схемы

Анализ работы технологической схемы.

Обоснование функциональной схемы АСУТП.

Выпарочная установка для разделения бинарных смесей по температуры кипения.

Количество пара идущее на нагрев смеси изменяется регулирующим органом (РО) исполнительного устройства (ИУ) 2. Скорость поступления сырья Ж1 изменяется РО ИУ 1.

Разряжение Р создаётся вакуум-насос, а её величина изменяется РО и ИУ4. Мотор М вращает мешалку, которая перемешивает сырьё для повышения эффективности процесса. Насос Н2 откачивает промышленный продукт Ж2, а скорость откачки изменяется РО ИУЗ. Качество промышленного продукта γ2 определяется % примеси испаряемого компонента. Таким образом параметрами технологического процесса выпаривания является tl, HI и Р, стабильность которых обеспечивает стабильность качества γ2.

В реакторе 3 происходит реакция между промежуточным продуктом Ж2 и сыпучим материалом СМ. Так как реактор работает циклически, то в него в определённом количестве поступает промежуточный продукт Ж2 и подаётся порция СМ. Количество Ж2 определяется величиной уровня в установке. Нагрев осуществляется подачей пара в змеевик через РО ИУ2. Реакция протекает некоторое время, после которого насосом Н через РО ИУЗ и РО ИУ4 откачивается конечный продукт ЖЗ.

Качество получаемого продукта в одном цикле зависит от времени Δt протекания реакции в реакторе. Параметрами технологической операции являются t2, Н2 и Δt(np).

Работа технологической схемы в заданном режиме происходит следующим образом: в установке 1 постоянно включены ВН, HI и М т.е. они являются объектами ЛКУ, технологические параметры tl, Н, Р стабилизированы соответствующими САР.

ИУ5, ИУ6 - открыты т. е. те же объекты ЛКУ в установке 3 технологические параметры t2 и Н2 стабилизированы соответствующими САР. ИУ7, ИУ8 входят в САР уровня Н2.

Опыт разработки системы автоматизации ТОУ показывает, что системы оперативного управления должны иметь 2 уровня. На нижнем уровне осуществляется регулирование группы технологических параметров процесса, управления объектами ЛКУ, контроль группы технологических параметров. На верхнем уровне, осуществляется, оптимизация режима технологического процесса и стабилизация качества конечных продуктов используя режим супервизерного управления; координация работы систем регулирования и ЛКУ нижнего уровня, а также формирование данных о значениях контролируемых параметров. Функция оперативного учёта продукции, электроэнергии и т. д. в курсовом проекте не рассматривается. Исходя из выше изложенного на нижнем уровне должны быть САР t, Н, Р выпарочной установки; t и Н установки тепловой обработки, а также задано временем тепловой обработки Δt(обр); система ЛКУ; устройство контроля заполнения ёмкости хранения исходных, промежуточных и конечных продуктов. В целом система автоматизации представляет собой распределенную структуру, содержащую 2-а уровня иерархии и централизованные структуры отдельно на верхнем и нижних уровнях.

Функциональная схема АСУТП

Обоснование схемы технической реализации.

Так как в задании не заданы конкретные условия работы и требования к техническим средствам автоматизации, то их произвольно принимаем.

Например: для датчиков температуры - среда не агрессивная, контролируемый диапазон 0÷300°С; класс точности 1,5; выходной сигнал унифицированный 0 ÷5мА.

Применяем манометрический термометр ТПГ - VI; класс точности 1,5; длина капилляра 16 м. Данный тип приборов можно отнести к малоинерционным. Принимаем постоянную времени Т = 5с; коэффициент передачи

Для датчиков уровня принимаем контролируемый диапазон до 20м; класс точности 2,5; давление среды 10 ат; выходной сигнал унифицированный 0^5 мА. Принимаем высокочастотный датчик типа РУМБ -41; постоянная времени Т<1с, т.е. можно считать безинерционным .

Для ИУ - тип регулирующего органа - крутящий момент не задан, условия работы не указаны. Произвольно принимаем однооборотное ИУ типа МЭО — 4/40 - 68 - Мн= 39 н·м; α_max = 90°; время поворота 40с.

Принятые конкретные типы датчиков и ИУ согласовываются с руководителем курсового проекта.

Регуляторы всех САР реализуются ремиконтом Р - 110 (можно принять другой тип регулирующего контроллера, если имеется техническое описание). Система ЛКУ реализуется ПЛК типа S7 - 200 фирмы SIEMENS.

Схема технической реализации.

Обобщенная блок-схема алгоритма пуска ТОУ

Варианты пуска ТОУ.

Варианты сочетания установок	Номер варианта
ІІІ-УІІ-ІІІ
УІ-УІІ-УІ
ІІ-ІУ
ІУ-У
І-ІІ-УІ		-
ІІІ-УІІ-УІ
УІ-УІІ-ІІІ
ІІІ-УИ-ІУ
ІУ-УІІ-ІІІ
ІУ-УІІ-УІ
УІ-УІІ-ІУ
Режим работы - непрерывный
Сочетание аналогично вариантам 1-11
ІІ-ІІІ-ІІІ
ІІІ-ІІІ-У
І-ІІ-УІ-У
ІИ-УІ-У
УІ-ІІІ-У
ІІ-ІИ-УІ
ІІІ-І-УІ
УІ-УІ-У
ІІ-УІ-УІ
ІУ-ІУ
ІІ-ІУ-У
ІІ-ІУ-ІУ
УІ-ІУ-У

Каждый вариант сочетания установок может иметь два варианта пуска ТОУ - последовательный пуск установок и параллельный. Студенты с четными номерами в списке группы составляют алгоритм последовательного пуска, с нечетными номерами составляют алгоритм параллельного пуска.

Варианты численных значений технологических

параметров t˚, Н, Р.

Значение Р во всех вариантах задания равно 0,5 ат.

Значение t˚ определяется следующим образом: для 3 установки заданного сочетания , численно равно в первой половине списка номеру студента N,умноженному на 30, т.е. ; для второй половины списка группы . Для 4 установки заданного сочетания для первой половины списка студентов = ;для второй половины списка . Для 6

установки для первой половины списка ; для второй половины списка .

Значение H определяется следующим образом: для 3 установки заданного сочетания для первой половины списка студента м; для второй половины списка =7 м. Для 4 установки для первой половины списка Н₄=6м; для второй половины списка Н₄=5 м. Для 6 установки аналогично списку группы Н₆=4,5 м; Н₆=4 м.

Условия работы датчиков (характеристика контролируемых сред) определяются произвольно и согласуются с преподавателем.

Варианты передаточных функций объектов регулирования.

По температуре - ;K=N ;T=N

Подавлению – .

По уровню - .

Варианты заданий исполнительных устройств.

Для объектов ЛКУ принимаются однооборотные, =N н м; для объектов регулирования многооборотные, =2 н м.

Остальные технические параметра не регламентируются и их выбор согласуется с руководителем.

Приложение №1

Технологические схемы отдельных установок

Дата добавления: 2014-12-07