Разработка информационной схемы для процесса абсорбции диацетилена
Ацетилен как реакционно-способное соединение, вступающее в многочисленные реакции. Общая характеристика информационной схемы для абсорбционной колонны. Рассмотрение особенностей разработки информационной схемы для процесса абсорбции диацетилена.
| Рубрика | Химия |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 06.04.2015 |
| Размер файла | 408,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
3.2 Определение параметров объекта по каналу
По основному и вспомогательному каналам объекты представляют собой инерционные звенья первого порядка с запаздыванием:
Определим коэффициенты объектов К1, К2 и временные характеристики Т1, Т2 и ф1, ф2. Из технологического регламента известно, что для поддержания температуры после РП Т5на уровне 140 0С, необходим расходG4равный70 м^3?ч. Считаем, что эта температура обеспечивается при открытии клапана регулирующего органа расхода топлива на 50 % .
Тогда мы можем рассчитать коэффициенты для основного и вспомогательных объектов:
Т5=140 0С
G4= 70 м^3?ч
Временные характеристики объектов - постоянные времени Т1, Т2 и запаздывания ф1, ф2 взяты у преподавателя. Параметры объекта по основному и вспомогательному каналам приведены в таблице 3.2.
Таблица 3.2 - Параметры объекта и передаточные функции по обоим каналам
|
Канал изменения |
Передаточная функция |
Параметры объекта |
|||
|
Коэффициент усиления К0 |
Постоянная времени Т0,мин |
Время запаздывания ф, мин |
|||
|
основной |
2 |
8 |
2 |
||
|
вспомогательный |
1 |
2 |
0.4 |
Анализ приведенных значений позволил определить общие параметры расчета:
Время расчета ТТ?500 с;
Дискретность квантования по времени ДТ~0,1*Т2=3 с.
В основу методики расчета каскадной АСР положено понятие об эквивалентном объекте. На рисунке 3.2 представлена структурная схема АСР с 1-м эквивалентным объектом и основным регулятором. На рисунке 3.3 представлена схема каскадной АСР со 2-м эквивалентным объектом и вспомогательным регулятором.
Исходя из выше изложенного, методика расчета каскадной АСР заключается в следующем:
a) Для вспомогательного регулятора Р2 (ПИ-регулятора) определить наилучшие настройки по одноконтурной АСР для вспомогательного канала регулирования (условно на этом этапе Р1 отключен);
b) Установить полученные настройки и параметры объектов W1 и W2 в каскадную АСР и снять кривую разгона для 1-го эквивалентного объекта;
c) По данным кривой разгона определить параметры 1-го эквивалентного объекта любым из известных методов;
d) По одноконтурной АСР для 1-го эквивалентного объекта определить наилучшие настройки для основного регулятора Р1 (ПИД-регулятор);
e) Ввести наилучшие настройки в каскадную АСР. Снять переходные процессы по обеим каналам и оценить качество;
f) Если количество переходных процессов не удовлетворяют требованиям, то уточняют настройки вспомогательного регулятора Р2 по передаточной функции второго эквивалентного объекта;
g) Расчеты проводят да тех пор, пока настройки вспомогательного регулятора, найденные в двух последних итерациях не совпадут с заданной точностью;
h) Подставить параметры объекта W1 и основного регулятора Р1 в одноконтурную АСР. Сравнить результаты работы одноконтурной АСР и каскадной АСР.
3.1 Расчет каскадной АСР
Расчет каскадной АСР произведем в соответствии с вышеизложенным методом.
a) По одноконтурной АСР для вспомогательного регулятора Р2 определим наилучшие настройки (предполагается, что регулятор Р1 отключен). Результаты поиска представлены в таблице 3.3. График переходного процесса в АСР с наилучшими настройками вспомогательного регулятора (ПИ- регулятор) представлен на рисунке 3.3. В таблице 3.3 также сведены этапы поиска настроек регулятора Р1(основного) для одноконтурной АСР по основному каналу. Переходный процесс этой АСР с наилучшими настройками регулятора Р1 представлен на рисунке 3.4.
Рисунок 3.3-График переходного процесса в одноконтурной АСР с наилучшими настройками вспомогательного регулятора (ПИ-регулятор).
Рисунок 3.4-График переходного процесса в одноконтурной АСР с наилучшими настройками основного регулятора(ПИД-регулятор).
Таблица 3.3-Исследование одноконтурных АСР по обоим каналам.
|
ПИ-регулятор |
ПИД-регулятор |
||||||||||
|
Настройки регулятора |
Оценка качества |
Настройки регулятора |
Оценки качества |
||||||||
|
Кр |
Ти |
Тпп,мин |
ш |
ддин,% |
Кр |
Ти |
Тд |
Тпп,мин |
ш |
ддин,% |
|
|
1,6 |
30 |
54 |
1 |
0 |
1 |
180 |
2 |
384 |
1 |
0 |
b) Устанавливаем полученные настройки для Р2 в каскадную АСР и снимаем переходную характеристику для первого эквивалентного объекта, представленную на рисунке 3.5.
c) Полученную кривую разгона для первого эквивалентного объекта обрабатываем графическим методом и получим параметры объекта:
К=0.65Т0=170t=2
Структурная схема каскадной АСР для 1-го эквивалентного объекта определим наилучшие настройки для основного (ПИД) регулятора Р2. Результаты исследования представлены в таблице 3.4.
Таблица 3.4-Исследование одноконтурной АСР для основного регулятора
|
Вариант |
Настройки ПИД-регулятора |
Показатели качества |
|||
|
Тпп, мин |
ш |
ддин, % |
|||
|
1 |
Кр=1.1, Ти=170, Тд=5 |
384 |
1 |
0,0 |
|
|
2 |
Кр=1, Ти=180, Тд=2 |
342 |
1 |
0,2 |
Доставляем полученные параметры в каскадную АСР и снимаем график переходного процесса по обеим каналам(рисунок 3.6).
Рисунок 3.5-График переходного процесса для первого эквивалентного объекта.
Рисунок 3.6-График переходного процесса каскадной АСР.
Так как качество переходных процессов не удовлетворяет заданному качеств регулирования ,то необходимо провести исследования для 2-го эквивалентного объекта. Структурная схема для 2-го эквивалентного объекта приведена на рисунке 3.3.После уточнения настроек вспомогательного регулятора (ПИ) Р1 с помощью второго эквивалентного объекта , необходимо провести уточнение настроек основного регулятора (ПИД) Р2, то есть повторить пункты а) до достижения требуемого качества. Оптимальные настройки основного (ПИД) и вспомогательного(пи) регуляторов приведены в таблице 3.5.
Таблица 3.5-Наилучшие настройки основного и вспомогательного регуляторов
|
Канал регулирования в каскадной АСР |
Настройки регуляторов |
Показатели качества регулирования |
|||
|
Тпп, мин |
ш |
ддин, % |
|||
|
Основной (ПИД) |
Кр=1Ти=180Тд=2 |
342 |
1 |
0,2 |
|
|
Вспомогательный (ПИ) |
Кр=1.6Ти=30 |
>0 |
1 |
0 |
Вставляем полученные параметры настроек регуляторов в каскадную АСР и снимаем переходные процессы по обоим каналам (рисунок 3.7).
Рисунок 3.7-Переходные характеристики каскадной АСР отдельно по каналам управления
Рисунок 3.8-Переходная характеристика каскадной АСР(конечная итерация)
Так как качество переходных процессов удовлетворяет заданному качеству регулирования, то принимаем настройки основного и вспомогательного регуляторов равным значениям, приведенным в таблице 3.5.
Если по условию ведения процесса на вспомогательную переменную накладывается ограничения (например, температура не должна превышать предельно допустимого значения ), то на выходной сигнал основного регулятора также накладывается ограничения. Для этого между регуляторами устанавливается устройство с характеристиками усилительного звена с насыщением.
абсорбционный колонна диацетилен
3.2 Исследование влияния возмущения по каналу управления на качество переходных процессов (Тзд=50 0С,м?0)
Для определения эффективности синтезируемой АСР проведем сравнительный анализ влияния возмущения, подаваемого по каналу управления для каскадной АСР.
Результаты оценки качества переходных процессов для каскадной АСР сведены в таблицу 3.5.
Таблица 3.5 - Влияние возмущения на вход каскадной АСР
|
Величина возмущения |
Показатели качества |
|||
|
Тпп, с |
ш |
ддин, % |
||
|
5% |
345 |
1 |
0 |
|
|
10% |
348 |
1 |
0 |
|
|
15% |
351 |
1 |
0 |
|
|
20% |
354 |
1 |
0 |
|
|
50% |
372 |
1 |
0 |
Анализ данной таблицы позволяет сделать вывод о том, что в каскадной АСР при возмущении по каналу управления <15% показатели качества соответствуют требуемым.
Для одноконтурной АСР с ПИД-регулятором будем изменять возмущение по каналу управления в процентном отношении к управляющему воздействию.
Результаты исследования представлены в таблице 3.6
Таблица 3.6 - Влияние возмущения на качество переходных процессов
|
Величина возмущения |
Показатели качества |
|||
|
Тпп, мин |
ш |
ддин, % |
||
|
5% |
357 |
1 |
0 |
|
|
10% |
333 |
1 |
0.8 |
|
|
15% |
309 |
1 |
1,7 |
|
|
20% |
291 |
1 |
2.7 |
|
|
50% |
>50 |
1 |
10.6 |
Анализ данной таблицы позволяет сделать вывод, что в одноконтурной АСР по основному каналу с ПИД-регулятором уже при возмущении по каналу управления >1% показатели качества не соответствуют требуемым.
Рисунок 3.9-Влияние возмущения по каналу управления м=2.5 на качество переходного процесса каскадной АСР
Рисунок 3.10-Влияние возмущения по каналу управления м=10 на качество переходного процесса каскадной АСР.
Рисунок 3.11-Влияние возмущения по каналу управления м=2.5 на качество переходного процесса одноконтурной АСР
Рисунок 3.12-Влияние возмущения по каналу управления м=10 на качество переходного процесса одноконтурной АСР
Вывод: Каскадная АСР имеет лучшие значения показателей качества. Следовательно, для построения АСР, рекомендуется использовать каскадную схему.
Заключение
При выполнении курсового проекта была разработана и проанализирована информационная схема для процесса абсорбции диацетилена, были описаны основные структурные схемы АСР: одноконтурные и каскадная, был выполнен синтез одноконтурной АСР по вспомогательному каналу управления с ПИ и ПИД-регуляторами, синтез одноконтурной АСР по основному каналу управления с ПИД-регулятором, синтез каскадной АСР. Была выполнена схема автоматизации, в которой реализованы контуры регулирования, контроля и сигнализации.
Список использованных источников
абсорбционный колонна диацетилен
1.Голубятников В.А., Шувалов В.В. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности: Учеб. для техникумов. - М.: Химия,1985г.
2.Автоматическое управление в химической промышленности/Под общей ред.Г.Г.Дудникова.-М.:Химия,1987г.
3.Куркина В.В.Синтез автоматических систем регулирования с использованием ПЭВМ: методические указания/В.В.Куркина,А.А.Пешехонов,А.Ю.Рыченкова.-СПб.:СПбГТИ(ТУ),2002.-38с.
4.Промышленные приборы и средства автоматизации: Справочник/Под ред.В.В. Черенкова. - Л.: 1987г.
1. Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Физическая сущность абсорбционных процессов. Принципиальная схема циркуляции абсорбента на установках масляной и низкотемпературной абсорбции. Технологические схемы процесса низкотемпературной абсорбции. Основной недостаток низкомолекулярных абсорбентов.
реферат [1,4 M], добавлен 04.04.2017Описание технологической схемы очистки фторсодержащих газов экстракции. Материальный баланс процесса абсорбции в полом абсорбере. Тепловой и механический расчет. Выбор конструкционного материала. Диаметр абсорбера и скорость газа. Расчет вентилятора.
курсовая работа [226,9 K], добавлен 23.04.2015Ацетилен: история открытия, физические характеристики, структурная формула. Характеристика класса органических соединений. Характерные химические реакции и области применения вещества. Воздействие ацетилена на человеческий организм и окружающую среду.
контрольная работа [251,6 K], добавлен 15.07.2014Мембранные процессы как избирательное извлечение компонентов смеси или их концентрирование при помощи полупроницаемых перегородок. Общая характеристика схемы ректификационной колонны. Рассмотрение основных особенностей массообменных процессов, назначение.
презентация [1,3 M], добавлен 30.11.2013Физико-химические основы процессов окисления SO2 в системе двойного контактирования и абсорбции. Расчет значения констант равновесия и выхода продукции. Материальный и тепловой балансы процессов. Разработка технологической схемы получения серной кислоты.
дипломная работа [207,8 K], добавлен 23.06.2014Цель функционирования любой химико-технологической схемы - достижение полной конверсии реагентов и разделение продуктов реакции на компоненты с заданной степенью чистоты. Внешняя и внутренняя рециркуляция. Совмещенные реакционно-массообменные процессы.
дипломная работа [572,8 K], добавлен 04.01.2009Сочетание абсорбции с десорбцией. Поверхностные, барботажные абсорберы. Тарельчатая колона со сливными устройствами. Области применения абсорбционных процессов. Очистка газа от примесей вредных компонентов. Материальный баланс и расход абсорбента.
реферат [165,8 K], добавлен 30.05.2013Сырье для производства аммиака и технологический процесс производства. Характеристика химической и принципиальной схемы производства. Методы абсорбции жидкими поглотителями. Колонна синтеза аммиака с двойными противоточными теплообменными трубками.
контрольная работа [2,0 M], добавлен 11.12.2013Технология получения серной кислоты контактным методом. Разработка технологической схемы включающей, сжигания серы, окисления диоксида серы и его абсорбции с получением товарной серной кислоты. Выбор и расчет основного аппарата – контактного аппарата.
дипломная работа [551,2 K], добавлен 06.02.2013Равновесие при абсорбции, закон Генри. Материальный баланс и расход абсорбента. Тепловой баланс и температура адсорбента. Скорость физической абсорбции. Плёночные, насадочные, тарельчатые, распыливающие абсорберы. Основные характеристики насадок.
лекция [1,2 M], добавлен 18.05.2011
