Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный технологический институт

(технический университет)»

Специальность 220301 Автоматизация технологических процессов и производств

Квалификация Бакалавр

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Дисциплина

Автоматизация процессов химической промышленности

Тема

Автоматизация колонны отгонки бензола в процессе производства изопропилбензола

Студентка Калиниченко Е.А.

Руководитель

Доцент Ремизова О.А.

Санкт-Петербург 2012

1. Задание на курсовой проект по АТП и ПХП N 5б

Автоматизация колонны отгонки бензола в процессе производства изопропилбензола (к.N 50)

1. Исследование процесса ректификации как объекта автоматизации

Объект автоматизации - ректификационная установка для отгонки бензола в процессе производства изопропилбензола (файл texnipb.doc).

Составить схему автоматизации ректификационной установки для получения в качестве целевого - кубового продукта, обеспечив косвенное регулирование показателя эффективности - по (н), материальный баланс по жидкой фазе верха и низа колонны ( hфл, hк ); материальный баланс по паровой фазе верха колонны; тепловой баланс верха колонны (в ); стабилизацию параметров потока питания: температуры (п) и расхода (Gп).

2. Исследование процесса ректификации как объекта управления уровнем кубового продукта (hк) с каналом возмущения по расходу греющего пара (Gгр):

архив rekt.rar;

архив МЕТw(p).zip;

файл для расчета параметров объекта - «RK_KUB_B.doc»

3. Синтез и исследование одноконтурной АСР концентрации кубового продукта (Ск).

файл Alg_SYNT.doc

методические указания - dcontasr.zip.

пакет SYNTEZ;

4. Синтез и исследование комбинированной АСР уровня кубового продукта (hк) c динамическим компенсатором по расходу греющего пара (Gгр).

файл Иссл.ASRK.doc

методические указания - dasrk11.zip или dasrk12.zip,

проекты в среде MVW - ASR_Zd5b\ASRK11, ASRK12;

Конструктивные и технологические параметры процесса в ректификационной колонне № 50 в производстве изопропилбензола (зд.№5).

№ п.п.	Наименование Параметра	Обозначение Параметра	Идентификатор в rk_kub.exe	Величина параметра
1	Диаметр колонны	dk	dk	2,9м
2	Высота колонны	H	H	43м
3	Число тарелок	n	n	67
4	Номер тарелки питания	nf	nf	41
5	Расстояние между тарелками	h	h	0,5м
6	Расход: потока питания потока дистиллята парового потока	Gп. Gд. Gy0.	Gf. Gd. Gy0.	162,026кмоль/ч 97,75кмоль/ч 163,6 кмоль/ч
8	Давление в колонне	Pв	Pv	7.84*Е4 Па
9	Температура: в кубе потока питания верха колонны	к п в	Tk Tf Tv	180C 120C 90C
10	Плотность: кубового продукта греющего пара	?к ?гр	Ro_k Ro_gr	745 кг/м^3 4,113 кг/м^3
11	Молекулярный вес: кубового продукта дистиллята	М.к Mд	Mk Md	78,11 кг/кмоль 67,00 кг/кмоль
12	Теплота: конденсации греющ. пара испарения куб. продукта	rгр rк	r_gr r_k	2056 Кдж/кг 1028 Кдж/кг
13	Скорость потока Gгр	vгр	v_gr	10м/с

Модель для расчетов «rk_kub.exe». Файл установок «zd5.stt».

Пересчет размерностей «Razm2».

Расчетное время по модели - часы перевести в мин.

Принять запаздывания и постоянные времени по каналам управления:

2 =0.3*Т2(мин);

1 =Т1 = 0.5(мин);

Описание технологической схемы отделения ректификации производства изопропилбензола.

Отделение включает в себя 4 колонны:

к. 50 - колонна отгонки бензола;

к. 59 - колонна выделения технического изопропилбензола:

к. 66 - колонна выделения технического этилбензола:

к. 83 - колонна выделения товарного изопропилбензола.

Конструктивные параметры ректификационных колонн.

№ п.п.	Параметр	№ колонны
		50	59	66	83
1	Число тарелок, шт.	67	69	82	76
2	Диаметр колонны, мм.	2900	2900	2000	1800
3	Расстояние между тарелками, мм.	500	500	250	300
4	Высота колонны, м.	43	43	28	26
5	Номер тарелки питания.	41	40	18	28

Общие особенности ректификационных колонн отделения:

Колонны являются простыми колоннами многокомпонентной ректификации.

Наличие в питании колонн компонентов значительно различающихся по величине концентрации.

Наличие большого количества тарелок во всех рассматриваемых колоннах.

Технологическая схема отделения ректификации представлена на рис.1.

Работа колонны к 50.

В первой по ходу движения алкилата колонне 50 из исходной смеси, состоящей из этилбензола (ЭБ), изопропилбензола (ИПБ), бутилбензола (ББ), полиалкилбензола (ПАБ) и бензола (Б), отгоняется бензол. Обогрев колонны осуществляется паром высокого давления.

Сверху колонны отбирается бензол, который возвращается в реактор. Из куба колонны отбирается укрепленная реакционная масса, состоящая из ЭБ,ИПБ,ПАБ и ББ.

Параметры режима работы колонны № 50.

Питание - до 165кмоль/ч;

Температура верха - до 96 С;

Температура куба - 170 С - 180 С;

Давление в кубе - 7,84*104 Па.

Работа колонны к 59.

Далее укрепленная реакционная масса, состоящая из ЭБ,ИПБ,ПАБ и ББ, подается насосом на питание колонны к 59, предназначенной для выделения технического изопропилбензола (ИПБ),состоящего из фракций ЭБ, ИПБ и ББ. Колонна работает под вакуумом; обогревается паром высокого давления. Из верхней части колонны отбирается технический изопропилбензол, а из куба колонны отбирается полиалкилбензол (ПАБ), который направляется для приготовления катализаторного комплекса, а затем его направляют в алкилатор вместе с исходным сырьем.

Параметры режима работы колонны № 59.

Питание - до 65 кмоль/ч;

Температура верха - до 80 - 95 С;

Температура куба - 160 - 170 С;

Давление в кубе - 7,84*104 Па.

Работа колонны № 66.

Технический изопропилбензол (ИПБ), состоящий из фракций ЭБ, ИПБ и ББ, подается на колонну 66, предназначенную для выделения технического этилбензола (ЭБ). Технический этилбензол выводится из верха колонны, конденсируется, собирается в емкость и реализуется как побочный продукт, а фракции ИПБ и ББ выводятся из куба колонны.

Параметры режима работы колонны № 66.

Питание - до 55 кмоль/ч;

Температура верха - 155 С;

Температура куба - 180 С;

Давление в кубе - 5,99*104 Па.

Работа колонны № 83.

Укрепленный технический изопропилбензол (ИПБ), состоящий из ИПБ и ББ, подается на колонну 83 для выделения товарного изопропилбензола. Обогрев колонны осуществляется паром высокого давления. Вверху колонны отбирается товарный изопропилбензол, который поступает на склад готовой продукции. Кубовый продукт (бутилбензольная фракция - ББ) реализуется как побочный продукт.

Параметры режима работы колонны № 83.

Питание - до 55 кмоль/ч;

Температура верха - до 160 С;

Температура куба - 170 С - 180 С;

Давление в кубе -5,94*104 Па.



Рисунок 1 - Технологическая схема отделения ректификации изопропилбензола (ИПБ).

2. Анализ технологического процесса как объекта управления

Объект управления

Схема ректификационной установки.

- ректификационная колонна; 2 - подогреватель потока питания; 3- кипятильник; 4 - конденсатор (дефлегматор); 5 - флегмовая емкость.

Рисунок 2- Схема ректификационной установки

Описание установки.

Объект управления - ректификационная установка для выделения из исходной жидкой смеси целевого компонента в составе дистиллята.

Процесс массопередачи происходит на тарелках укрепляющей (верхней) и исчерпывающей (нижней) частей колонны в результате взаимодействия жидкой и паровой фаз, движущихся в колонне противотоком. Движущая сила - разность между равновесной и рабочей концентрациями целевого компонента в жидкой или паровой фазе: и соответственно.

Работа установки.

Исходная смесь Gп (Gxf) нагревается в подогревателе потока питания 2 до температуры кипения ип0 и подается в колонну 1 на тарелку питания (i=f).

Исходная смесь стекает по тарелкам нижней части колонны в виде жидкостного потока Gx в куб колонны, участвуя в массообменном процессе с паровым потоком Gy.

Из куба колонны выводится кубовый продукт Gкуб. Часть кубового продукта подается в кипятильник 3, где испаряется с образованием парового потока Gy0 , который подается в низ колонны.

Паровой поток поднимается вверх колонны, контактируя с жидким потоком и обогащаясь целевым компонентом.

Обогащенный целевым компонентом паровой поток Gyn выводится из верха колонны и подается в дефлегматор 4, где конденсируется.

Конденсат собирается во флегмовой емкости 5. Из сборника флегмы отбирается два потока:

поток дистиллята Gд - целевой продукт;

поток флегмы Gфл - жидкая фаза, используемая для орошения верха колонны.

Показатель эффективности процесса сд - концентрация дистиллята.

Цель управления процессом - обеспечение сд.=сдзд.

Математическое описание процесса ректификации

Структурная схема ректификационной установки.



Рисунок 3- Структурная схема ректификационной установки.

Математическое описание низа колонны

Структурная схема куба и кипятильника.

Рисунок 4- Структурная схема куба и кипятильника

Тепловой баланс низа колонны ( н = 0 ). (с кипятильником)

Уравнение динамики:

Уравнение статики:

Gгр*rгр + Gх1*Cрх1*?х1 = Gy0*Cpy0*?н + Gk*Cpk*?н (6).

На основании (1) и (2) можно считать:

н = f (Gгр, Gк ).

Предпочтительное управляющее воздействие Gгр .

Тепловой баланс с учетом затрат тепла на испарение - Gy0 rk

где (5в);

Так как

,

то выражение (5б) с учетом (5в) адекватно выражению (5)}.

Материальный баланс по всему веществу.

Уравнение динамики



Уравнение статики

G x1 = G k + G y0

где с k - плотность кубовой жидкости , кг/м3;

S k - сечение куба колонны, м2 ;

h k - уровень кубовой жидкости, м;

G x1 , G k , G y0 - массовые расходы потоков в кубе колонны.

На основании (1) и (2) можно считать:

h k = f(G k ,G y0 )

Предпочтительное управляющее воздействие Gk .

Материальный баланс по легколетучему компоненту.

Уравнение динамики:

Уравнение статики:

G x1 C x1 = G k C к + G y0 C y0

Основные допущения:

Кипятильник с полным испарением, т.е. C y0=C x0;

Тепловой баланс кипятильника:



Обозначения:

М0 - масса жидкости в нижней части колонны, кг;

r гр - удельная теплота конденсации пара, дж/кг;

r k - удельная теплота испарения кубовой жидкости, дж/кг.

На основании (3) и (4) можно записать:

.

Предпочтительное управляющее воздействие Gгр .

Информационная схема низа колонны.

Рисунок 5- Информационная схема низа колонны

Информационная схема низа колонны как многосвязного объекта по hk, или hk, Ck .



Рисунок 6- Информационная схема низа колонны как многосвязного объекта по hk, или hk, Ck

Математическое описание верха колонны.

Структурная схема дефлегматора с флегмовой емкостью.

Рисунок 7- Структурная схема дефлегматора с флегмовой емкостью

Материальный баланс по всему веществу.

Уравнение динамики:

где фл - плотность флегмы , кг/м3 ;

Sфл - сечение флегмовой емкости , м2 ;

hфл - уровень флегмы , м;

Gyn, Gфл, Gдист - массовые расходы, кг/с.

Уравнение статики:

Gyn = Gфл + Gдист

На основании (7) и (8) можно считать:

hфл=f(Gyn, Gфл, Gд )

Предпочтительное управляющее воздействие Gдист .

Материальный баланс по целевому компоненту.

Уравнение динамики:

Уравнение статики:

Gyn Cyn = Gдист Cx n+1 + Gфл Cx n+1 (10).

На основании (9) и (10) можно считать:

Cдист=f(Gyn, Gфл, Gд )

Предпочтительное управляющее воздействие Gфл .

Тепловой баланс верха колонны ( ?в = ?н ).

Структурная схема n-ой тарелки

Рисунок 8- Структурная схема n-ой тарелки

Уравнение динамики:

Уравнение статики

Gyn-1*Cpyn-1 *?yn-1 + Gфл*Cрфл *?фл =

Gyn *Cpyn *?в + Gxn *Cpxn *?в (12).

Обозначения:

Мxn - масса паровой фазы наверху колонны;

Cpyn, Cpy,n-1, Cрфл, Cpxn - удельные теплоемкости паровой и жидкой фазы на n-ой тарелке;

Gyn-1, Gyn, Gxn - расходы паровой и жидкой фазы на n-ой тарелке.

На основании (11) и (12) можно считать

Предпочтительное управляющее воздействие Gфл .

Баланс по паровой фазе.

Структурная схема конденсатора без флегмовой емкости.

Рисунок 9- Структурная схема конденсатора без флегмовой емкости

Уравнение динамики



Уравнение статики

Особенности:

Решение уравнения динамики для pв дает выражение для интегрального звена.

Если учесть выражение Gyn = f (pв ), то звено получается апериодическим 1 порядка.

Gyк = f (Gхл ), можно получить на основании теплового баланса конденсатора

На основании (13), (14) и (15) можно принять:Pв =f(Gхл).

Информационная схема верха колонны.

Рисунок 10- Информационная схема верха колонны

Информационная схема верха колонны как многосвязного объекта по в и pв

Рисунок 11- Информационная схема верха колонны как многосвязного объекта по в и pв

Информационная схема верха колонны как многосвязного объекта по hфл и в

Рисунок 12- Информационная схема верха колонны как многосвязного объекта по hфл и в

Информационная схема колонны как многосвязного объекта по в и н.

Рисунок 13- Информационная схема колонны как многосвязного объекта по в и н.

Математическое описание подогревателя потока питания.

Тепловой баланс

Уравнение динамики.



Уравнение статики.

Gт Cрт твх - Gт Cрт твых = Gп Cpп n0 - Gп Cpп n

Обозначения:

т вх ,?т вых ,n 0 ,n - температуры потоков теплоносителя и питания на входе и выходе из теплообменника;

Vn - объем потока питания в трубах теплообменника;

Cpп, Срт - удельные теплоемкости потоков питания и теплоносителя;

Gт, Gп - массовые расходы теплоносителя и питания, кг/ч.

На основании (16) и (17) можно считать:

.

Предпочтительное управляющее воздействие Gт.

Информационная схема подогревателя потока питания как объекта управления ?п0



Рисунок 14- Информационная схема подогревателя потока питания как объекта управления п0

Типовая схема автоматизации процесса ректификации.

Рисунок 15- Типовая схема автоматизации процесса ректификации.

Типовое решение автоматизации процесса ректификации.

Регулирование.

Регулирование ив=f(cд) по подаче флегмы - косвенное регулирование показателя эффективности процесса cд.

Регулирование Pв по подаче хладоагента Gхл - обеспечивает материальный баланс по паровой фазе.

Регулирование hфл по отбору флегмы Gфл - обеспечивает материальный баланс по жидкой фазе верха колонны.

Регулирование hк по отбору кубового продукта Gк - обеспечивает материальный баланс по жидкой фазе низа колонны.

Стабилизация расхода питания Gп - обеспечивает:

материальный баланс по всему веществу,

снятие наиболее существенных возмущений,

заданное положение рабочей области колонны;

стабилизацию производительности установки.

Стабилизация расхода греющего пара Gгр - обеспечивает:

тепловой баланс установки;

стабилизацию Gy0 .

Регулирование ип0 по подаче Gт обеспечивает:

заданное положение рабочей линии;

эффективность процесса разделения;

тепловой баланс

Контроль.

Температуры и расходы всех исходных потоков.

Температуры - ив, ин, икв, икн, ип0.

Давление - Рв, Рн.

Уровень - hфл, hк.

Концентрации - сд или ск .

Сигнализация.

существенные отклонения hфл, hк, ив от заданий:

повышение ;

резкое снижение или прекращение подачи потока питания .

3. Исследование технологического процесса как объекта управления

Математическое описание астатического объекта на основе материального баланса по жидкой фазе.

Уравнение динамики:

Уравнение статики при :

Информационная схема астатического объекта.

Рисунок 16- Информационная схема астатического объекта.

Вывод передаточной функции астатического объекта методом безразмерных переменных.

Принимаем канал управления - Qпр - Н.

Обозначим

(

.

Подставим обозначения в уравнение:

Вычтем из уравнения уравнение статики и получим уравнение динамики в приращениях для канала :

Введем безразмерные переменные

;

Подставим в уравнение выражения для и на основании

Выполним нормализацию выражения (3.8) делением на постоянную при входной переменной :

где - время разгона объекта.

Выражение можно записать в виде

Представим Нб из (3.10) в явном виде с учетом того, что уравнение динамики является характеристикой объекта в области действительного переменного t

откуда

Выполним линеаризацию выражения (3.11б) на основе преобразования Лапласа

На основании (3.12) получим выражение для передаточной функции объекта

где .

Переходная характеристика астатического объекта.

Переходная характеристика h(t) на основании решения уравнения динамики при :

График h(t) для астатического объекта 1-го порядка.

Рисунок 17- График h(t) для астатического объекта 1-го порядка

Структурная схема астатического объекта.

Рисунок 18- Структурная схема астатического объекта

где ;

Найдем численные значения для постоянной времени T1:

Gгр = 163,6*1028/2056= 81,8 кмоль/ч

10,36 ч

Передаточная функция объекта будет иметь следующий вид:

Обозначим

Из уравнения динамики вычтем уравнение статики, получим выражение вида:

Введем безразмерные переменные:

С учетом безразмерных переменных:

Выполним линеаризацию выражения на основе преобразования Лапласа:

где ;

Найдем численные значения для коэффициента усиления K2 и постоянной времени T2:

м3

мин

Передаточная функция регулятора будет иметь следующий вид:

4. Синтез и исследование одноконтурных АСР концентрации и уровня в кубе колонны.

Рисунок 19 - Структурная схема одноконтурной АСР

4.1 Расчет настроек регуляторов методами Циглера-Никольса, РЧХ и ВТИ

С помощью пакета «SYNTEZ» получим настройки регуляторов тремя методами: методом Циглера-Никольса, методом расширенных частотных характеристик, и формулами ВТИ. Из этих настроек выберем лучшие.

Таблица 1 - Параметры настройки регулятора АСР

Метод	Закон регулирования	Параметры настройки регулятора
		S1	S0	S2
Ц - Н	П	0,4997	-	-
	ПИ	0,4498	0,0871	-
	ПИД	0,5997	0,1945	0,4645
РЧХ	И	-	3,0165	-
	П	0,5062	-	-
	ПИ	0,4863	0,3999	-
ВТИ	П	0,5	-	-
	ПИ	0,5	0,0804	-
	ПИД	0,4423	0,0548	0,4421

В пакете <SYNTEZ> приняты следующие обозначения параметров настройки регуляторов:

S1 = Кр - коэффициент усиления регулятора;

S0 = 1/ Tи, где Tи - время интегрирования;

S2 = Тд - время дифференцирования.

Для дальнейших исследований выбираем ПИ-регулятор для АСР.

4.2 Построение переходных характеристик для АСР

Построим переходные характеристики с использованием полученных настроек в пакете <MATLAB> по основному каналу управления. Результаты приведены в таблице 3. Ниже приводим графики исследований.

Переходные характеристики для АСР с передаточной функцией объекта

:

Метод Циглера-Никольса

ПИ-регулятор

Показатели качества
tр, ч	500
J2	35

Метод РЧХ

ПИ-регулятор

Показатели качества
tр, ч	500
J2	40

Метод ВТИ

ПИ-регулятор

Показатели качества
tр, ч	350
Yдин	26

Данные исследования одноконтурных систем показали, что лучшим регулятором для первой АСР является ПИ-регулятор, настройки которого рассчитаны методом ВТИ.(J2=26, tp = 350), т.к. в данном случае минимальное время регулирование, максимальное динамическое отклонение минимально:

5. Основы синтеза комбинированных АСР с динамическим компенсатором, подключенным на вход объекта

Основы синтеза комбинированных АСР с динамическим компенсатором, подключенным на вход объекта, рассмотрим на примере проектирования комбинированной системы регулирования уровня в испарителе.

Функциональная схема комбинированной АСР с динамическим компенсатором, подключенным на вход объекта.

На рис.1. представлена АСР уровня в испарителе. Уровень регулируется по подаче греющего пара Gгр. По входной температуре жидкого технологического потока Твх.ж. действует сильное возмущение.

Функциональная схема комбинированной АСР уровня с динамическим компенсатором ,подключенным на вход объекта.

Рисунок 20- Функциональная схема комбинированной АСР уровня с динамическим компенсатором ,подключенным на вход объекта

Инвариантность уровня h по отношению к возмущению по температуре Твх. ж. обеспечивается с помощью динамического компенсатора Rк.

Структурная схема комбинированной АСР с динамическим компенсатором, подключенным на вход объекта.

Рисунок 21- Структурная схема комбинированной АСР с динамическим компенсатором, подключенным на вход объекта

Методика расчета компенсатора Rк, подключенного на вход объекта.

Применим к схеме, приведенной на рис.2, условие инвариантности выходной величины Y по отношению к возмущающему воздействию Xв:

Y = Xв*Wв(p) - Xв*Rк(p)*Wоб(p) = 0

Где Wв(p) - передаточная функция по каналу возмущения;

Rк(p) - передаточная функция компенсатора;

Wоб(p) - передаточная функция объекта.

Произведя преобразование, получаем:

Wв(p)

Rк(p) = Wоб(p

Обозначим : Wв=Wв*exp(-p*?в )

Wоб=Wоб*exp(-p*об )

Тогда с учетом запаздываний в объекте по каналам возмущения и управления получим:

Wв(p)*exp(-p*в ) Wв(p) *exp(-p*к )

Rк(p) = Wоб(p)*exp(-p*об ) = Wоб(p)

Проверяем выражение (2) на физическую реализуемость компенсатора.

Компенсатор физически реализуем, если

1) к > 0, что возможно при ?в > ?об

2) mк nк, т.е. если порядок полинома числителя Rк(p) меньше или равен порядку полинома знаменателя.

Структурная схема комбинированной АСР типа <ASRK11> по отношению к воздействию Xв.

Когда сигнал от компенсатора подается на вход объекта, структурная схема комбинированной АСР типа <ASRK11> преобразуется к последовательному соединению разомкнутой системы и замкнутого контура (рис.3).

Структурная схема комбинированной АСР типа <ASRK11> по отношению к воздействию Xв.

Рисунок 22- Структурная схема комбинированной АСР типа <ASRK11> по отношению к воздействию Xв.

Передаточная функция АСР W АСР (p) в соответствии со структурой, приведенной на рис.3:

ректификация автоматизация изопропилбензол астатический

XB

W АСР(p) = Wр.с.(p)*Wз.c.(p)

Где Wр.с. - передаточная функция разомкнутой системы;

Wз.с. - передаточная функция замкнутой системы.

Математическое описание структуры разомкнутой системы, на основании рис.3., будет иметь вид:

Wp.c.(p) = Wв(p)-Rк(p)*R(p)*Wоб(p)

Математическое описание замкнутой системы, на основании рис.3.будет:

1 Wз.с.(р) = 1+Wоб(p)*R(p) (5)

XB

Подставив (4) и (5) в (3) получим выражение W АСР в развернутом виде:

XB

W АСР(р) = [Wв(p) - Rк(p)*R(p)*Wоб(p)]*[1/{1+Wоб(p)*R(p)}]

Анализ выражения (6) показывает, что если в системе будет использован теоретический компенсатор типа (1), то

XB

W АСР(р) =0,

что и обеспечит инвариантность Y по отношению к Xв.

5.2 Результаты исследования комбинированной АСР при независимом расчете настроек регуляторов

Исследование комбинированной АСР выполнено с помощью моделей, разработанных в среде «MATLAB» (см. Приложение 1). Мы получили переходные процессы комбинированной АСР с настройками регуляторов, полученными при исследовании одноконтурной АСР.

№ п.п.	Вх. возд.	Комп.	АСР
			Y1	tp1	J2_Y1
1	XB=1	RK11 Выкл	1	350	24
2	XB=1	RK11Вкл	1	300	9
3	XB=1	RK12 Выкл	1	350	24
4	XB=1	RK12Вкл	1	300	9

Лучшей принимаем систему RK11.

Выполняем исследования при следующих комбинациях входных воздействий:

X1 Yzd X1XB YzdXB

X1_K Yzd_K X1XB_K YzdXB_K

Таблица 3

№ п.п.	Вх. возд.	Комп.	АСР
			Y1	tp1	J2_Y1
1	X1=1	Выкл	1	350	27
2	X1=1	Вкл	1	350	27
3	Yzd=1	Выкл.	1,75	350	25
4	Yzd=1	Вкл	1,75	350	25
5	X1=1 XB=1	Выкл	1,25	350	44
6	X1=1 XB=1	Вкл	1,25	350	22
7	Yzd=1 XB=1	Выкл.	1,1	350	1,5
8	Yzd=1 XB=1	Вкл	1,25	350	7,5

Рисунок 23- Переходная характеристика при входном воздействии х1=1 и включенном компенсаторе

Рисунок 24 - Переходная характеристика при входном воздействии х1=1



Рисунок 25- Переходная характеристика при входном воздействии Узд=1 и включенном компенсаторе

Рисунок 26- Переходная характеристика при входном воздействии Узд=1 и выключенном компенсаторе



Рисунок 27- Переходная характеристика при входном воздействии х1=1 И хв=1и включенном компенсаторе

Рисунок 28 - Переходная характеристика при входном воздействии х1=1 и хв=1и выключенном компенсаторе



Рисунок 29 - Переходная характеристика при входном воздействии Узд=1 хв=1и включенном компенсаторе

Рисунок 30- Переходная характеристика при входном воздействии Узд=1 хв=1 и выключенном компенсаторе

6. Разработка упрощенной функциональной схемы автоматизации процесса

Составить схему автоматизации ректификационной установки для получения в качестве целевого продукта - дистиллята, обеспечив баланс по паровой фазе верха колонны с учетом наличия хвостовых газов; тепловой баланс верха колонны; материальный баланс по жидкой фазе верха и низа колонны (hфл, hк); тепловой баланс для подогревателя потока питания (п) при условии высокой инерционности канала управления; минимизацию энергозатрат при наличии возмущений по расходу питания (Gп).

Функциональное решение автоматизации процесса ректификации:

Регулирование.

Регулирование Pв по подаче хладоагента Gхл - обеспечивает материальный баланс по паровой фазе.

Регулирование hфл по отбору флегмы Gфл - обеспечивает материальный баланс по жидкой фазе верха колонны.

Регулирование hк по отбору флегмы Gфл - обеспечивает материальный баланс по жидкой фазе верха колонны

Стабилизация расхода питания Gп - обеспечивает:

- материальный баланс по всему веществу,

- снятие наиболее существенных возмущений,

- заданное положение рабочей области колонны;

- стабилизацию производительности установки.

Регулирование ип по подаче Gт обеспечивает:

- заданное положение рабочей линии;

- эффективность процесса разделения;

- тепловой баланс

Контроль.

Температуры и расходы исходных потоков.

Температуры - ит, ип

Давление - Рв.

Уровень - hфл, hк.

Сигнализация.

существенные отклонения hфл, от задания;

повышение ;

Выводы по работе

В данном курсовом проекте была автоматизирована ректификационная установка для выделения товарного пергидроля в производстве перекиси водорода:

Был исследован объект автоматизации и получены его передаточные функции.

С помощью программного продукта «SYNTEZ» и «MATLAB» получены настройки регуляторов для одноконтурных систем регулирования и после исследования этих АСР выбраны наилучшие настройки.

Для первой передаточной функции

S1 = 0,5; S0 = 0,0804

Была исследована каскадная АСР температуры потока питания со вспомогательным контуром стабилизации расхода теплоносителя

После проведенных исследований была разработана функциональная схема автоматизации, которая включает в себя подсистемы регулирования, контроля, сигнализации и защиты.

Размещено на Allbest.ru