122779 (Автоматизация известково-обжиговой печи), страница 3
Описание файла
Документ из архива "Автоматизация известково-обжиговой печи", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "промышленность, производство" из , которые можно найти в файловом архиве . Не смотря на прямую связь этого архива с , его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "курсовые/домашние работы", в предмете "промышленность, производство" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "122779"
Текст 3 страницы из документа "122779"
Все управляющие воздействия можно разделить на две группы: статические и динамические. В соответствии с этим и управление можно разделить на статическое и динамическое. Статическое управление сводится к нахождению оптимального объема природного газа, продувочного воздуха и фракционного состава известняка, обеспечивающих получение конечных параметров извести как можно ближе к заданным. С этими целями строятся статические модели обжига извести, которые реализуются на ЭВМ и микроконтроллерах. Динамическое управление в отличии от статического предусматривает определение оптимальных значений управляющих воздействий, являющихся функциями времени продувки. Оно реализуется на основе измерений динамических параметров процесса. К динамическим управляющим воздействиям относятся параметры;
1) расход природного газа;
2) расход продувочного воздуха.
Основной задачей для реализации динамического регулирования является непосредственное измерение параметров процесса - температуры и состава извести. Однако недоступность печи для прямых измерений практически исключает это. Что касается определения химического состава извести, то здесь наиболее перспективно использование косвенных параметров, доступных измерению и несущих в себе необходимую информацию.
Также, в задачу управления входит контроль ряда параметров:
Таблица 1.
Контролируемый параметр | Способ выражения физической величины контролируемого параметра (А) в единицах СИ | ||
Заданное значение | Предельные значения | Допуск заданный | |
Температура в соединительном канале печи, С° | 950-1200 | 750-1350 | ±200 |
Давление в соединительном канале печи, кПа | 10-30 | 8-38 | ±3 |
Температура извести из шахт № 1 ,№2, °С | 100 | 120 | ±10 |
Температура отходящих газов извести из шахт №1,№2,С° | 120 | 200 | ±10 |
Давление верхнего воздуха (на горение), кПа | 25 | 8-38 | ±5 |
Давление нижнего воздуха (на охлаждение), кПа | 24 | 8-30 | ±5 |
Давление воздуха на продувку , кПа | 50-70 | 30-90 | ±5 |
Расход верхнего воздуха (на горение), м /час | 32000 | 20000 -40000 | ±2000 |
Расход нижнего воздуха (на охлаждение), м."7час | 15000 | 10000-22000 | ±2000 |
Температура природного газа на печь, °С | 20 | -10-40 | |
Расход природного газа на печь, Нм /час | 2200 | 1600-2400 | ±30 |
2. Построение функциональной схемы автоматизации и выбор технических средств
-
Система управления обжигом в печах ИОЦ представляет собой комплекс технических средств, обеспечивающих следующие функции;
-
обеспечение работы печи и ее механизмов в точном соответствии с требованиями технологии в автоматическом режиме;
-
предупреждение и диагностирование аварийных ситуаций, что обеспечивает безопасность труда и целостность оборудования цеха;
-
визуальное отображение хода технологического процесса и работы печи на экране компьютера оператора;
-
запись и архивирование данных об основных параметрах технологического процесса в базе данных компьютера.
Автоматизированная система управления технологией производства (в дальнейшем АСУТП) известково-обжигательной печи состоит из трёх уровней.
Первый уровень: комплекс средств, для получения данных о технологическом процессе и его параметрах.
Этот уровень включает в себя датчики, осуществляющие сбор информации о температуре, давлении, расходе, положения механизмов и других параметров техпроцесса.
Второй уровень: программируемый логический контроллер "SIМАТIС" 87-300 фирмы SIЕМЕМ5.
Данный контроллер, получив информацию с первого и с третьего уровней, осуществляет управление технологическим процессом по программе, загруженной в него с помощью программирующего устройства — программатора. Управление осуществляется путем подачи команд на исполнительные механизмы.
Третий уровень: комплекс средств, для отображения технологического процесса, а также для передачи параметров управления в контроллер.
Этот уровень выполнен на базе современных персональных компьютеров промышленного исполнения фирмы Advantech, оснащенных специальными платами — коммуникационными процессорами для связи с контроллерами через шину PROFIBUS. По существу эти компьютеры представляют собой собственно рабочее место обжигальщика. Через эти компьютеры осуществляется задание параметров и режимов работы печи, а также осуществляется управление печью в ручном режиме в случае возникновения внештатных ситуаций. Программным обеспечением на этом уровне является система визуализации In Touch7.1 американской фирмы Wonder Ware.
В соответствии с поставленными задачами нам необходимо разработать контуры контроля - основных технологических параметров (табл. 1) и управления подачей топливного газа в печь. Следовательно, можно синтезировать следующие контуры контроля и управления (приложение Б):
1. Контур контроля и регистрации температуры в переходном канале. В нем используются первичный датчик - пирометр радиационного излучения Ardometr М250АЗ, в комплекте с преобразователем сигнала - линеаризатором М5533, самопишущий прибор Zерагех 49 с унифицированным входным сигналом 4-20 mА, сигнал с которого поступает в микроконтроллер.
2. Контур контроля давления продувочного воздуха. В нем используется датчик давления ипргезн 62 с унифицированным входным сигналом 4-20 mА, сигнал с которого поступает в микроконтроллер.
3. Контур контроля и регистрации давления в соединительном канале. Состоит из датчика давления Impress 62 и самопишущего прибора Zераrех 49 с унифицированным входным сигналом 4-20 mА, сигнал с которого поступает в микроконтроллер.
4. Контур контроля расхода воздуха на горение (верхний воздух). Построен на основе скоростного расходомера (группа - гидродинамических трубок) - измерительный зонд М08-023-892-5-НР, в комплекте с преобразователем перепада давления INDIF 51, выходной сигнал 4-20 mА. Сигнал с INDIF 51 поступает в корнеизвлекающий преобразователь INМАТ выходной сигнал 0-20 mА, далее сигнал поступает в микроконтроллер.
5. Контур контроля давления воздуха на горение (верхний воздух). В нём используется первичный датчик давления Impres 62 с унифицированным входным сигналом 4-20 mA, сигнал с которого поступает в микроконтроллер.
6. Контур контроля расхода воздуха на охлаждение (нижний воздух). Построен на основе скоростного расходомера (группа - гидродинамических трубок) - измерительный зонд МОЗ-023-622-5-НР в комплекте с преобразователем перепада давления INDIF51 , выходной сигнал 4-20 mА. Сигнал с INDIF51 поступает в корнеизвлекающий преобразователь INМАТ , выходной сигнал 0-20 mА, далее сигнал поступает в микроконтроллер.
7. Контур контроля давления воздуха на охлаждение (нижний воздух). В нём используется первичный датчик давления Impress 62 с унифицированным входным сигналом 4-20 mА, сигнал с которого поступает в микроконтроллер.
8. Контур контроля и регистрации температуры извести из шахты. Используется термометр сопротивления ТСП-Рt100, вторичный нормирующий преобразовательINPAL, с выходным сигналом 4-20 mА, и регистрирующий прибор Zераrех 49 с унифицированным входным сигналом 4-20 mА, сигнал с которого поступает в микроконтроллер.
9. Контур контроля температуры отходящих газов из шахты. Используется термометр сопротивления ТСП-Рt100 и вторичный нормирующий преобразователь INPAL с унифицированным входным сигналом 4-20 mА, сигнал с которого поступает в микроконтроллер.
10. Контур контроля температуры природного газа. Используется термометр сопротивления ТСМ-50M, вторичный нормирующий преобразователь INPAL, с выходным сигналом 4-20 mА, и показывающий (стрелочный) прибор Indicomp 2 с унифицированным входным сигналом 4-20 mА, сигнал с которого поступает в микроконтроллер.
11. Контур контроля и регулирования расхода топлива (природный газ). Состоит из турбинного газового счётчика «Rombach» Т2-150-О1000, механически связанного с преобразователем (частота/ток) WЕ-77/ЕХ-UТ (поз. 11-2), с дискретным выходным сигналом. Сигнал с преобразователя поступает в микроконтроллер, где текущая частота импульсов преобразуется в текущий расход газа, после чего данные передаются на пульт в ЭВМ, откуда они поступают в следующий микроконтроллер, где расход преобразуется в токовый сигнал и поступает на регистрирующий прибор Zерагех 49 с унифицированным входным сигналом 4-20 mА. В том же микроконтроллере генерируется сигнал на открытие или закрытие регулирующего органа. Данный сигнал поступает на пускатель сервопривода АUМА 8А-07.1, который открывает или закрывает регулирующий орган.
3. Построение принципиальной схемы контура контроля
Принципиальные электрические схемы в проектах автоматизации служат для изображения взаимной электрической связи аппаратов и устройств, действия которых обеспечивают решение задач автоматического контроля, регулирования, сигнализации и управления технологическим процессом. Эти схемы являются важными проектными материалами, которые используются не только в процессе проектирования, но и в процессе наладки и эксплуатации технологической установки.
В качестве рассмотрения выбран контур контроля температуры в соединительном канале печи. Принципиальная электрическая схема контура приведена в графической части проекта.
Данный контур решает одну из основных задач, относящуюся к тепловому режиму работы печи, а именно поддержание оптимальной температуры в рабочем пространстве печи. На работу данного контура имеют прямое влияние такие параметры, как:
- химический состав известняка ;
- фракция известняка;
- уровень известняка в печи;
- температура известняка;
В свою очередь, рассматриваемый контур влияет на работу других контуров и на работу всего агрегата в целом.
Поэтому, разработке и анализу режимов работы в различных внештатных ситуациях принципиальной электрической схемы контура контроля температуры в соединительном канале печи следует уделить особое внимание.
В контуре используются следующие технические средства автоматизации:
Радиационный пирометр Ardometer | М - 250 А 3 | 700-1350°С 0,9-15тУ |
Линеаризатор | М-55332 | 4-20 мА. |
Вторичный одноканальный самописец | Zeparex 49 | 700 -1350 "С 4 - 20 мА |
канал АЦП контроллера | 87-300 | 700 - 1 350°С 4-20мА |
Радиационный пирометр Ardometr преобразует параметр температуры в термо ЭДС. Сигнал с пирометра поступает на линеарезатор, который линеаризирует этот сигнал и преобразует его в токовый (4-20мА). Токовый сигнал с выхода линеарезатора последовательно поступает на показывающий прибор Zeparex 49
и на вход канал АЦП контроллера 37-300.