Главная База знаний "Allbest" Производство и технологии Разработка системы автоматического управления на примере процесса фильтрации

Разработка системы автоматического управления на примере процесса фильтрации

Разработка системы автоматизации процесса фильтрации. Составление схем контроля, сигнализации и регистрации давления абсорбента, расхода газовой смеси, температуры насыщенного абсорбента. Выбор типа регулятора и расчет его настроечных параметров.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 22.08.2013
Размер файла 136,0 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.

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Казанский государственный энергетический университет

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

"ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ"

РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ НА ПРИМЕРЕ ПРОЦЕССА ФИЛЬТРАЦИИ

Казань 2012

Содержание

  • Задание
  • Введение
  • 1. Составление схем контроля, сигнализации и регистрации давления абсорбента
  • 1.1 Выбор приборов из справочника
  • 1.2 Расчет среднеквадратичной погрешности контроля
  • 1.3 Определение абсолютной и относительной погрешностей
  • 2. Составление схем контроля, сигнализации и регистрации расхода газовой смеси
  • 2.1 Выбор приборов из справочника
  • 2.2 Расчет среднеквадратичной погрешности контроля
  • 2.3 Определение абсолютной и относительной погрешностей
  • 3. Составление схем контроля, сигнализации и регистрации температуры насыщенного абсорбента
  • 3.1 Выбор приборов из справочника
  • 3.2 Расчет среднеквадратичной погрешности контроля
  • 3.3 Определение абсолютной и относительной погрешностей
  • 4. Составление функциональной схемы регулирования расхода абсорбента
  • 5. Выбор типа регулятора и расчет его настроечных параметров
  • 6. Функциональная и принципиальная электрические схемы управления приводом
  • Заключение
  • Список использованной литературы

Задание

1. Составить схему контроля, сигнализации, регистрации давления абсорбента, расхода газовой смеси, температуры насыщенного абсорбента.

2. Выбрать из справочника приборы.

3. Рассчитать среднеквадратичную погрешность контроля.

4. Определить абсолютную и относительную погрешность на отметке 8,5 атм; 1050м3/ час; 24 С.

5. Составить схему автоматического регулирования расхода абсорбента.

6. Выбрать из справочника приборы,

7. Выбрать тип регулятора, исходя из свойств объекта:

запаздывание 300 с;

постоянная времени 1.400с;

коэффициент усиления 1,08;

8. Рассчитать параметры настройки регулятора, если переходный процесс апериодический.

9. Составить принципиальную электрическую схему дистанционного управления приводом компрессора.

10. Предусмотреть автоматическую защиту привода от прекращения подачи абсорбента.

11. Составить спецификацию на приборы и средства автоматизации,

12. Оформление задания: текстовая часть пояснительной записки выполняется на компьютере, функциональная схема контроля и автоматизации процесса и электрическая схема управления приводом насоса выполняются на листе формата А3; условные обозначения приборов выполнить согласно ГОСТ 21.404-85.

фильтрация автоматическое управление регулятор

Размещено на http://www.allbest.ru/

Фильтрация

Введение

При организации промышленного производства важную роль играет автоматизация, так как она позволяет минимизировать материальные затраты, а так же затраты ручного труда при выпуске продукции. Особенно актуальна автоматизация в отраслях промышленности, конечная продукция которых имеет массовый спрос у конечного потребителя и используется во многих производственных процессах. К таким отраслям относится и энергетика. Основу энергетики составляют тепловые электрические станции. На ТЭС осуществляется процесс преобразования первичной химической энергии, заключенной в топливе, в электрическую. В паровом котле происходит сжигание топлива и выработка перегретого пара, в турбине - преобразование тепловой энергии пара в механическую энергию ротора и в электрическом генераторе - преобразование механической энергии ротора в электрическую. Трудоемкие процессы, связанные с производством и распределением тепловой и электрической энергии на современных ТЭС, в основном механизированы. Однако механизация не освобождает человека от труда по управлению установками и не гарантирует их надежной и экономичной работы. Это обуславливает развитие автоматизации в современной энергетике. Автоматизация параметров позволяет уменьшить численность рабочего персонала, т.е. повысить производительность его труда, увеличить точность поддержания параметров вырабатываемого пара, повысить безопасность труда и надежность работы оборудования, увеличить экономичность работы парогенератора. Для повышения надежности и безопасности работы оборудования большое значение имеют контроль, сигнализация и регистрация параметров. Наличие большой номенклатуры средств измерений требует от инженеров навыков их правильного выбора и использования.

1. Составление схем контроля, сигнализации и регистрации давления абсорбента

1.1 Выбор приборов из справочника

Ориентировочно верхний предел измерений определяется по формуле:

,

Где NНОМ - номинальное значение измеряемого параметра.

PНОМ = 11 атм. = 1,1 МПа

Из справочника выбираем РВП согласно нормализованному ряду: РВП=2,5 МПа.

Из справочника выбираем следующие приборы:

МПЭ-МИ - первичный измерительный преобразователь, предназначенный для преобразования в унифицированный токовый сигнал давления жидких и газообразных сред, в т. ч. в условиях АЭС. Пределы измерения манометра: 0-2,5 МПа, класс точности 1.

А650М - прибор измерения и регистрации силы и напряжения постоянного тока и неэлектрических величин, преобразованных в унифицированный выходной сигнал. Основная погрешность ±0,25%.

1.2 Расчет среднеквадратичной погрешности контроля

Среднеквадратичная погрешность контроля параметра содержит основные погрешности приборов входящих в комплект измерения.

, %,

где дI - основная погрешность (класс точности) первичного прибора в %;

дi - основные погрешности или классы точности промежуточных преобразователей;

дВП - основная погрешность или класс точности вторичного прибора.

МПЭ-МИ допустимая основная погрешность - ±1%.

А650М Основная допустимая погрешность ±0,25%

1.3 Определение абсолютной и относительной погрешностей

Абсолютная погрешность измерения параметра определяется по формуле:

,

где Nк - верхний предел измерения комплекта приборов;

Nн - нижний предел измерения комплекта приборов.

Диапазон измерения комплекта приборов определяется прибором, имеющим самый низкий диапазон.

Относительная погрешность измерения параметра определяется по следующей формуле:

,

где N - заданная отметка, при которой определяется относительная погрешность.

.

Определяем относительную погрешность на отметке 8,5 атм = 0,85 МПа

2. Составление схем контроля, сигнализации и регистрации расхода газовой смеси

2.1 Выбор приборов из справочника

Определим верхний предел измерения

.

Выбираем среднерасходную скорость перемещения мазута: =20.

Определим диаметр трубопровода

D=

Из справочника выбираем диаметр трубопровода в сторону увеличения: D=190 мм. Т.к. D>50 мм, то выбираем расходомер переменного перепада давления с сужающим устройством. Выбираем диафрагму типа ДКС.

.

Для удобства вычислений принимаем =1. Отсюда

Тогда,

.

.

.

Из нормализованного ряда =250 Па. Из справочника выбираем дифманометр типа "Сапфир-22М-ДД" модель 2440 с пределами измерения 0-250 Па, пределом основной допускаемой погрешности 0,25% и электрическим унифицированным выходным сигналом. Согласно выбранному прибору его верхний предел измерения 250 Па. Отсюда

.

В качестве вторичного прибора выбираем А650М с основной погрешностью 0,25%.

2.2 Расчет среднеквадратичной погрешности контроля

Среднеквадратичная погрешность контроля расхода газовой смеси определяется по формуле

%.

2.3 Определение абсолютной и относительной погрешностей

Абсолютная погрешность измерения расхода воздуха вычисляется по формуле

.

Относительная погрешность определяется следующим образом:

.

3. Составление схем контроля, сигнализации и регистрации температуры насыщенного абсорбента

3.1 Выбор приборов из справочника

Определим верхний предел измерения:

Выбираем из справочника ТВП=50оС; диапазон измерения 0-50оС. В качестве прибора для измерения температуры насыщенного абсорбента выбираем первичный термоэлектрический преобразователь ТХК с пределами измерения - 50-50оС и классом точности 2,5.

Преобразователем температуры в электрический унифицированный выходной сигнал служит прибор ПТИ-ТХК с погрешностью ±0,4%. В качестве вторичного прибора выбираем А650М с основной погрешностью 0,25%.

3.2 Расчет среднеквадратичной погрешности контроля

Среднеквадратичная погрешность контроля параметра содержит основные погрешности приборов входящих в комплект измерения.

, %,

где

дI - основная погрешность (класс точности) первичного прибора в %;

дi - основные погрешности или классы точности промежуточных преобразователей;

дВП - основная погрешность или класс точности вторичного прибора.

3.3 Определение абсолютной и относительной погрешностей

Абсолютная погрешность измерения параметра определяется по формуле:

,

где Nк - верхний предел измерения комплекта приборов; Nн - нижний предел измерения комплекта приборов.

Диапазон измерения комплекта приборов определяется прибором, имеющим самый низкий диапазон.

Относительная погрешность измерения параметра определяется по следующей формуле:

,

где N - заданная отметка, при которой определяется относительная погрешность.

.

Определяем относительную погрешность на отметке 24оС

4. Составление функциональной схемы регулирования расхода абсорбента

Вычислим объемный расход топлива

.

Определим верхний предел измерения

.

Выбираем среднерасходную скорость перемещения абсорбента:

=2.

Определим диаметр трубопровода

D=

Т.к. D50 мм, то выбираем расходомер обтекания: ротаметр пневматический общепромышленный РП-10Ж с пределом допускаемой основной погрешности 2,5%.

В качестве вторичного прибора выбираем прибор ПВ 10.1Э - показывающий, самопишущий. Основная допустимая погрешность ±1%. В качестве регулятора будем использовать ПР3.31 - пневматический ПИ-регулятор. Исполнительное устройство - клапан с пневмоприводом 25ч32нж. Диаметр условного прохода, условное давление.

Материал корпуса - чугун.

5. Выбор типа регулятора и расчет его настроечных параметров

Упрощенный метод выбора и расчета регуляторов основывается на возможности представления динамических характеристик объектов управления тремя параметрами - временем запаздывания , постоянной времени Т и коэффициентом усиления .

Рассчитаем условное запаздывание

.

Т.к. 0,2, то выбираем непрерывный регулятор.

Рассчитаем параметры настройки ПИ-регулятора для апериодического процесса:

6. Функциональная и принципиальная электрические схемы управления приводом

Функциональная схема управления электрическим приводом выполняется согласно ГОСТ 21.404-85 и выглядит следующим образом (рис.6.1.):

Рис.6.1.

Здесь под КМ-1 - магнитный пускатель, SB1,SB2 - кнопочные посты управления.

Электрические принципиальные схемы составляются на основе функциональной схемы согласно ГОСТ 2.755-87. Здесь входной выключатель QF1 служит для защиты электрооборудования от токов короткого замыкания. Группа контактов КМ1.1, КМ1.2 и КМ1.3 срабатывают от катушки магнитного пускателя КМ1 и включают обмотки статора электродвигателя к трехфазной сети. Тепловые реле КТ1 и КТ2 служат для защиты электродвигателя от перегрузки путем отключения посредством контактов КТ1 и КТ2. Сигнальные лампы HL1 и HL2 необходимы для световой сигнализации состояния привода. Включение НL1 с зеленой линзой указывает на рабочее (вал вращается), а свечение HL2 с красной линзой на нерабочее состояние (вал неподвижен) электродвигателя.

Для технологической защиты оборудования необходим размыкающий контакт TS1, который обесточивает катушку магнитного пускателя КМ1 при срабатывании. Контакт TS1 может принадлежать сигнализирующему (двух-, трехпозиционному регулирующему) прибору или датчику-реле давления подачи воздуха, превышение или понижение величины которого должно вызывать срабатывание защиты.

Таблица 6.1.

Перечень элементов

Позиционное

обозначение

Наименование

Тип

Коли

чество

Техническая характеристика

По месту

КМ1

Пускатель магнитный нереверсивный с тепловым реле ТРН25 и катушкой на 220 В

ПМЕ22

2

6р,2з

1

550 В, 25 А

SB1

Кнопочная станция с двумя кнопочными элементами, в защищенном исполнении

КУ122-2М

1

380 В, 4 А

Пульт управления

SB2

Кнопочная станция с двумя кнопочными элементами, в защищенном исполнении

КУ122-2М

1

380 В, 4 А

HL1, HL2

Лампа в арматуре АС-200 с зеленой и красной линзами

Ц-220-210

2

220 В, 10 Вт

QF1

Выключатель автоматический

АП50-ЗМТ

1

500 В.

1втс=16 А

FU1, FU2

Предохранитель

ПР2

3

220 В,

1втс=6 А

Заключение

На примере процесса фильтрации были составлены схемы контроля, сигнализации, регистрации давления абсорбента, расхода газовой смеси, температуры насыщенного абсорбента, а так же была составлена схема автоматического регулирования расхода абсорбента, была составлена принципиальная электрическая схема дистанционного управления приводом компрессора. Для составления схем контроля, регистрации и сигнализации параметров из справочников и каталогов были выбраны подходящие приборы, для которых была рассчитана погрешность измерения.

Список использованной литературы

1. ГОСТ 21.404-85. Обозначения условные приборов и средств автоматизации в схемах. - М.: Изд-во стандартов, 1985.

2. Володин Ю.Г., Гильфанов К.Х. Основы проектирования систем автоматизации технологических процессов и производств. - Казань: КГЭУ, 2008.

3. Чистяков В.С. Краткий справочник по теплотехническим измерениям. М. Энергоатомиздат. 1990г.320с

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены