122798 (689233)

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

Текст из файла

Міністерство освіти і науки України

Національний університет водного господарства та природокористування

Кафедра електротехніки і автоматики

Курсова робота

з дисципліни «Автоматизовані системи управління технологічними процесами» на тему:

«Автоматизація процесу виготовлення бетонних сумішей»

Виконав: студент IV курсу,

ФПМ і КІС

Лук’янчук І.О.

Керівник:

Пастушенко В.Й.

Рівне 2007

Вступ

Автоматизація роботи підприємств по виготовленню бетонних сумішей і рос творів збільшує продуктивність обладнання, покращує якість продукції і знижує затрати праці.

Автоматичне управління технологічним процесом має забезпечувати автоматичний контроль за режимами роботи, агрегатів (мірою заповнення бункерів, зміною режимів роботи дозаторів та інше), контроль якості суміші і облік на виході продукції. В сучасних умовах автоматизація заводів і установок по виготовленню бетонних сумішей виконується модульними комплектами апаратури, наприклад, комплект „АКА-бетон”. Апаратура, яка входить до цього комплекту дозволяє автоматизувати роботу установок методом агрегатування, тобто введення відповідних підсистем і блоків до базових систем керування, за рахунок чого підвищується рівень уніфікації апаратури, знижується її вартість і виробничі витрати.

В технологічному процесі виробництва бетонних сумішей виконуються базові операції: подача матеріалів в витратні бункера, дозування, перемішування і видача готової суміші. В перелічених комплектах для керування цими операціями є набір схемних елементів для побудови базових підсистем управління операціями подачі матеріалів в бункери і для управління операціями дозування, перемішування і видача готової продукції. До базових систем може бути додатково приєднана підсистема для дистанційного завдання рецепту суміші, внесення поправок, а також для забезпечення роботи апаратури в системах централізованого контролю і керування. Режими роботи обладнання контролюється датчиками положення робочих органів, и датчиками максимального рівня матеріалу в бункерах, датчиками контролю товщини матеріалу на стрічках конвеєрів, датчиками швидкості стрічки конвеєра. Керування заслінками бункерів здійснюється виконавчими механізмами. Для дозування матеріалів використовується дозатори з уніфікованим циферблатним покажчиком ваги, в яких є датчики аварійного пере завантаження, датчик контролю завантаження дозатора і датчик завдання маси порції.

Із дозаторів матеріали поступають в перемішував. Готова суміш вивантажується в бункер. На центральному пульті встановлені дистанційні покажчики роботи основних систем автоматики.

2. Аналіз технологічного процесу як об’єкта керування

1. Опис технологічного процесу

Для опису технологічного процесу перемішування розглянемо технологічну схему, яка зображена на рис.1.

Рис.1 Технологічна схема змішувача

В резервуар подаються речовини А, Б, В, Г і Д після чого відбувається перемішування цих речовин до тих пір доки суміш не досягне потрібної однорідності.

Показник ефективності процесу - концентрація суміші на виході з резервуару С_См.

Ціль управління процесом - забезпечення заданої концентрації суміші при ефективному і інтенсивному перемішуванні.

Ефективність перемішування забезпечується вибором параметрів змішувача, числа оборотів мішалки, які забезпечують рівномірність концентрації суміші в резервуарі з заданою інтенсивністю ( за заданий час).

Задача розробки системи автоматизації забезпечити в умовах дії зовнішніх і внутрішніх збурень в процесі, заданих характеристик якості продукту.

1. Теоретичні основи технологічного процесу в окремих технологічних апаратах і машинах.

• При обертанні гвинтів мішалки в резервуарі виникають вимушені рухи речовин, які описуються рівнянням виду:

Eu_м = f(Re_м, Г) (1),

де й

• модифікований критерій Ейлера Eu_м :

2),

• модифікований критерій Рейнольдса Re_м :

 

• геометричений симплекс Г:

Г=d_м / D_апп (4),

де dм - діаметр мішалки, м;

n - швидкість обертання мішалки, об /с;

• - густина рідини, кг/м^3;

N_м - потужність, використана мішалкою, вт;

- динамічна вязкість, Па*с;

К_N – критерій потужності.

1. Матеріальний та тепловий баланси технологічного об’єкта

Матеріальний баланс по цільовому компоненту.

Рівняння динаміки:

(1).

Рівняння статики при :

(2)

На основі (1) и (2) можна приняти:

.

Матеріальний баланс по всій речовині

Рівняння динаміки:

(4).

Рівняння статики при :

(5).

На основі (4) и (5) можна приняти:

. (6).

1. Визначення і аналіз факторів, що впливають на технологічний процес

На основі вище приведених рівнянь матеріальних балансів можна сказати, що на концентрацію вихідної речовини С_См можна впливати зміною витрати будь – якої із наявних речовин.

1. Обгрунтування номінальних значень параметрів технологічного процесу та допустимих відхилень від цих значень

До основних величин мішалки необхідно віднести: концентрацію суміші, потужність, рівень в мішалці, ефективність перемішування.

Основними величинами якими можна впливати на процес перемішування є : оберти мішалки, витрата складових і суміші, час перебування суміші в мішалці, кількість складових в мішалці.

До збурюючих величин віднесемо : концентрацію складових, густини складових та суміші, в’язкість складових та суміші.

До збурюючих факторів можна віднести : коефіцієнт опору, діаметр лопаті, діаметр мішалки і діаметр частинок.

Для конкретної мішалки величини d, D сталі і при оптимізації розрахунку мішалки можуть бути вибрані оптимальні розміри, що забезпечують мінімальне споживання енергії для приводу в дію лопаті при достатньому Г. Г- ефективність перемішування.

На збурюючі зовнішні величини впливати не можна, так як вони визначаються попереднім технологічним процесом. Також не можна в багатьох випадках впливати на витрату суміші, бо вона визначається наступним технологічним процесом.

Для оптимізації технологічного процесу впливають на витрати складових суміші, а також на оберти мішалки.

Витрати складових і їх концентрації є основними збурюючими факторами при роботі мішалки, тому вони в першу чергу повинні бути враховані при оптимізації роботи мішалки.

1. Технологічна карта

На основі трьох вищеприведених пунктів складаємо технологічну карту, яка має наступний вигляд.

Таблиця 1.

1. Складання структурної схеми взаємозв’язку між технологічними параметрами об’єкта

Рис.4.1. Информационная схема объекта.

• Керовані змінні - С_см и h_см.

• Можливі контролючі збурення: ,

• Можливі керуючі впливи: .

2. Розроблення системи автоматичного керування технологічним процесом

2.1 Аналіз статичних та динамічних характеристик об’єкту по окремих каналах зв’язку

Проаналізувавши рівняння динаміки та статики вибираємо регулюючі та регульовані параметри об’єкту. До регулюючих параметрів належать: витрата компонентів. Регульованими параметрами відповідно є: концентрація цільового компоненту у вихідній суміші і рівень в змішувачі.

2.2 Обгрунтування і вибір координат вимірювання, контролю, сигналізації, дистанційного керування, захисту, блокування та регулювання

1. Регулювання.

• Регулювання концентрації С_см за подачею реагенту G_А - як показника ефективності процесу перемішування з цілю отримання однорідної суміші.

• Регулювання рівня в резервуарі h_см за подачею реагенту G_Б - для забезпечення матеріального балансу по рідкій фазі.

1. Контроль.

• витрати - G_А, G_Б,G_В, G _Г, G_Д, G_см ;

• концентрація - С_см ;

• рівень - h_см.

1. Сигналізація.

• суттєві відхилення С_см и h_см від завдання;

• різке падіння витрати реагентів G_А, G_Б, G_{В ,} G _{Г ,} G_Д , при цьому формується сигнал «В схему захисту».

1. Система захисту.

По сигналу «В схему захисту» - відключаються магістралі подачі компонентів G_А, G_Б, G_В, G _Г, G_Д и відбору суміші G_см.

Визначення функціональних ознак систем автоматизації.

Таблиця 2.

2.3 Синтез оптимальної спрощеної системи автоматизації для заданих умов роботи об’єкта

Виходячи з вищеприведених досліджень процесу перемішування можна зробити наступні висновки для підбору технічних засобів автоматизації.

Для даної системи потрібно вимірювати:

• 5 точок витрат;

• 1 точка рівня;

• 1 точка концентрації

• 1 точка швидкості обертання двигуна

Для даної системи потрібно регулювати:

• 1 параметр співвідношення витрат;

• 1 параметр рівня;

• 1 параметр концентрації;

• 1 параметр швидкості обертання двигуна.

Відповідно до кількості параметрів регулювання потрібно підібрати регулюючі органи для кожного контуру регулювання, тобто нам потрібно 4 регулюючих органів.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов курсовой работы