Диплом (1228345), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

– оптимизации управления технологическими процессами на основе качественных измерений, физико-химических и математических моделей технологических процессов;

– модернизации и замены физически изношенных средств и систем автоматизации;

– интеграции разрозненных систем и контуров управления технологическими процессами.

Особо важное значение в интеграции систем приобретает централизованное автоматизированное управление на обогатительных фабриках вследствие наличия большого числа технологических потоков и механизмов. Централизованное управление одним контуром измельчения реализуется в виде операторской панели, на которой сведены управление и контроль за работой основных механизмов технологической цепи.

Переменные качества исходной руды по крупности, влажности, твёрдости и другим факторам сильно осложняют задачу автоматической оптимизации режима измельчения. Процесс измельчения физически тесно связан с процессом классификации. Эти два процесса находятся, как правило, в замкнутом цикле. Поэтому технологические параметры, характеризующие каждый процесс в отдельности, находятся между собой в динамической связи. Отсюда видно, что решать вопрос автоматизации измельчения и классификации отдельно друг от друга нельзя; в данном случае необходимо рассматривать как один объект «мельница-классификатор». Конечным критерием, определяющим работу измельчительно-классифицирующего агрегата, является максимальная производительность при заданных классах крупности в готовом продукте. Для решения данной задачи применяются автоматические системы регулирования.

Основная цель классических автоматических систем регулирования – стабилизация y(t) на заданном уровне yо путём изменения его входной величины x(t) в условиях, когда на входе объекта действует возмущение z(t), в соответствии с рисунком 2.2.

Рисунок 2.2 – Структурная схема объекта автоматизации

Величины x(t) и y(t), с одной стороны, и y(t) с другой стороны, связаны как причина и следствие; количественно такие причинно-следственные связи оценивают математическими закономерностями, которые для статического режима объекта имеют вид функциональной зависимости y = f (x, z).

В автоматических системах регулирования без обратной связи (по возмущению) регулятор управляет входной величиной x(t) объекта (процесса) без измерения выходной величины y(t), но с измерением возмущения z(t), сигнал которого подаётся от измерительной системы на вход регулятора.

В автоматических системах регулирования с обратной связью регулятор управляет входной величиной x(t) объекта (процесса) на основе измерения только его выходной величины y(t); возмущения z1, z2, не измеряются. Выходная величина объекта y через измерительную систему передаётся на вход регулятора, в котором определяется отклонение от задания:

(1.1)

Затем формируется алгоритм управляющего воздействия на входе объекта. В простых типовых пропорциональных регуляторах (П - регуляторах) воздействие регулятора пропорционально отклонению, т.е.

, (1.2)

где k_p - статический коэффициент передачи.

В более сложных типовых пропорционально-интегрально-дифференциальных регуляторах применяется ПИД – алгоритм

, (1.3)

где k_p - статический коэффициент передачи;

T_u - постоянная времени интегрирования;

T_Д - постоянная времени дифференцирования.

Постоянные времени интегрирования и времени дифференцирования выбирают в зависимости от статических и динамических характеристик объекта (т.е. от вида математического уравнения, связывающего выход y и вход x объекта).

В состав системы автоматизации процесса измельчения входят две подсистемы: система управления циклом измельчения и система стабилизации параметров измельчения.

2.2 Система управления циклом измельчения

Целью функционирования системы автоматического управления является обеспечение заданных технологических показателей, и, соответственно, технико-экономических показателей работы насосно-гидроциклонной установки поз. 90-4 на ГМК «Хаканджийский», безопасности обслуживающего персонала, безопасного функционирования технологического оборудования.

Структурная схема разрабатываемого узла представлена на рисунке 2.3.

90-3, 90-4 - гидроциклоны CAVEX400CVX10; 96-2 – приемная ванна слива песков гидроциклонов; 76 – загрузка мельницы; 63 – шаровая мельница MHR 24004600; 64 – зумпф шаровой мельницы; 65-2, 65-1 – насосы перекачки; 69, 70 – оборотная вода

Рисунок 2.3 – Структурная схема цепи аппаратов разрабатываемого узла

Для этого АСУ реализуются следующие основные функции:

– непрерывное, централизованное управление насос-гидроциклонной установкой в режиме реального времени;

– автоматическое управление насос-гидроциклонной установкой с реализацией функций автоматического запуска останова, управление предварительным наполнением зумпфа водой, пульповыми шиберами и клапанами водной промывки магистрали и зумпфа;

– режимы автоматического поддержания в установленных пределах значений регулируемых параметров технологического процесса классификации продуктов;

– дистанционное управление частотно-регулируемым электроприводом пульпового насоса и приводами запорно-регулирующей арматуры установки;

– поддержание оптимального режима классификации по крупности за счет стабилизации давления в питании гидроциклонов, и управления подачей воды в зумпф насос-гидроциклонной установки;

– визуализацию параметров технологического процесса и отображение состояния каждого из агрегатов системы на данный момент на панели местного управления и в операторских пунктах с помощью АРМ системы или интеграции в действующую АСУ ТП предприятия с помощью мнемосхем;

– автоматическую обработку аварийных ситуаций, а также формирование и выдачу сообщений о возникающих аварийных ситуациях на местном пульте управления и операторских пунктах.

Работа агрегатов постоянно контролируется в соответствии с блок схемой алгоритма контроля работы системы запуска цикла классификации, представленной на чертеже (БР 13.03.02 025 002).

Гибкость разработанных принципов позволяет в случае необходимости в каждом конкретном случае исключать или вводить в состав системы отдельные компоненты, обеспечивая непрерывный контроль и регулирование параметров технологического процесса транспортировки пульповых продуктов.

Функционирование такой установки происходит следующим образом. После измельчения, пульпа слива мельницы поступает в зумпф, далее при помощи насоса пульпа под заданным давлением подаётся на вход батареи гидроциклонов, в которых она подвергается гидравлической классификации, пульповой продукт, содержащий готовые классы крупности через слив гидроциклона направляется в последующие переделы, а продукт, содержащий крупные классы, направляется обратно в мельницу. Управление насос - гидроциклонной установкой во всех режимах работы осуществляется встроенной системой управления на базе программируемого логического контроллера. Именно автоматическое управление обеспечивает поддержание оптимальных значений параметров, что позволяет получать высокую эффективность классификации. К основным из таких параметров, определяющих эффективность разделения по крупности минеральных частиц пульпы, следует отнести давление в питающем патрубке гидроциклонов. Система управления обеспечивает стабилизацию этого давления за счет автоматического изменения производительности пульпового насоса. Оптимальная для гидравлической классификации плотность пульпы поддерживается за счет автоматического управления подачей дополнительной воды в зумпф насоса. Совокупность этих стабилизируемых параметров значительно увеличивает эффективность классификации, снижается содержание готовых классов в песках гидроциклона, что препятствует переизмельчению минеральных частиц, а также содержание крупных классов в готовом продукте. Пример общей функциональной схемы технологического процесса транспортировки пульповых продуктов, с применением локальной АСУ приведена на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 – Общая функциональная схема технологического процесса транспортировки пульповых продуктов, с применением локальной АСУ

Система автоматического управления насос - гидроциклонной установки реализуется как система, обеспечивающая выработку управляющих решений на основе поступающей информации о параметрах технологического процесса и о состоянии оборудования системы управления и насосной установки. В АСУ установки можно выделить следующие иерархические уровни:

Верхний уровень

– АСУ ТП предприятия (обеспечивается подключение к существующей АСУ ТП предприятия);

– автоматизированное рабочее место оператора (АРМ).

Данный уровень реализуется в АСУ ТП предприятия. Верхний уровень на основе SCADA-системы и выполняет следующие функции:

– отображение в интуитивно понятной для оператора форме информации о параметрах технологического процесса и о состоянии устройств системы;

– контроль, регистрацию и хранение основных параметров технологического процесса с возможностью построения их графиков реального времени;

– автоматическое формирование и выдачу сообщений о выходе параметров технологического процесса за допустимые границы;

– обеспечение возможности дистанционного управления насос - гидроциклонной установкой;

– отображение в интуитивно понятной для оператора форме графиков изменения показаний датчиков.

Кадры информационного окна SCADA-системы представлены в приложении А.

Уровень автоматического управления

– управляющий контроллер;

– пульт местного управления;

– устройства ввода-вывода.

На данном уровне размещается главный компонент системы управления - программируемый логический контроллер, который реализует логику автоматического управления и обеспечивает выполнение основных функций:

– непрерывное централизованное управление насос - гидроциклонной установкой в реальном времени;

– поддержание в установленных пределах значений регулируемых параметров технологического процесса в соответствии с заданными законами управления;

– дистанционное управление преобразователем частоты;

– автоматическое обнаружение и обработка отказов в работе технологического оборудования и аварийных ситуаций;

– обмен данными по стандартным протоколам с АРМ.

В качестве программируемого логического контроллера используется оборудование производителя фирмы «ОВЕН» ПЛК160. Также на этом уровне расположены устройства ввода-вывода и местный пульт управления. Устройства ввода-вывода реализуют функции низкоуровневого управления и играют роль концентратора данных. Программируемый логический контроллер связан устройствами ввода-вывода посредством промышленной шины последовательной передачи данных. Программируемый логический контроллер организует циклический обмен данными с устройствами ввода-вывода и получает полную информацию о текущем значении параметров и состоянии оборудования, а также выдает управляющие сигналы, поступающие через устройства ввода-вывода на исполнительные механизмы. Функциональная схема представлена на чертеже (БР 13.03.02 025 003). Проект программы ОВЕН ПЛК-160 представлен в приложении Б.

Нижний уровень

– контрольно-измерительные приборы;

– комплектный шкаф частотного преобразователя для управления производительностью пульпового насоса.

На данном уровне обеспечивается:

– контроль параметров насос - гидроциклонной установки (давление, проток и т.д.);

– управление (перекрытие, регулирования) потоком рабочих сред (пульпа, оборотная вода, маточный раствор и т. д) путем изменения площади проходного сечения арматуры и частоты вращения двигателя привода насоса.

ПИД-регулятор

Полоса пропорциональности (параметр PB) показывает, насколько сильно действует обратная связь – чем шире полоса пропорциональности, тем меньше величина выходного сигнала OUT при одном и том же рассогласовании.

Постоянная интегрирования (TI_) задает (учитывает) инерционность объекта регулирования. Постоянная дифференцирования (TD_) характеризует скорость изменения параметра (например, температуры). Рекомендованное соотношение TD_/TI_ для большинства объектов лежит в диапазоне от 0,15 до 0,3.

FUNCTION_BLOCK PID_FUNCTION

Характеристики

Список файлов ВКР