Способ управления процессом многоступенчатой абсорбции
Анализ технологического процесса абсорбции циклогексана и циклогексанона как объекта управления. Основные технологические стадии получения продукта. Синтез системы автоматического управления технологическим процессом. Разработка панели для SCADA.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 10.04.2011 |
Размер файла | 5,6 M |
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.
Обе импульсные линии вместе с камерами, к которым они подсоединены , можно приблизительно считать статическими звеньями первого порядка с постоянными времени, зависящими от длины импульсной линии и от объема камеры (рис. 5.3,б).
Рис. 3.2. Структурная схема системы регулирования расхода
Рисунок 3.3 зависимость длины трубопровода от постоянной времени.
а -- влияние падения давления в трубопроводе на пропорциональную расходную характеристику регулирующего клапана
(1 -- = 0 кПа: 2 -- = 70 кПа; 3-- = 140 кПа; 4= 280 кПа);
б -- зависимость постоянной времени Т от длины /пневматической импульсной линии, передающей давление сжатого воздуха в регулятор (1), в исполнительный механизм с объемом камеры 0,4 л (2), в исполнительный механизм с объемом камеры 1,7 л (3).
Изменение давления в рабочей камере исполнительного механизма вызывает перемещение h штока регулирующего клапана 7 с пропорциональной расходной характеристикой (рис. 5.3, а). При этом проходное сечение клапана изменяется, что приводит к изменению регулируемого расхода F. Клапан вместе с трубопроводом можно считать статическим звеном первого порядка с постоянной времени Т7 = 1 с.
Значения параметров в номинальном статическом режиме:
расход жидкости
перепад давления на клапане = 140 кПа;
перепад давления на трубопроводе = 280 кПа;
перепад давления на диафрагме 760 Па;
Определить частотные характеристики разомкнутой системы регулирования расхода, рассчитать максимальный коэффициент усиления пропорционального регулятора и критический (предельный) период и найти оптимальные значения параметров настройки ПИ-регулятора в соответствии с рекомендациями Циглера и Никольса .
Решение. Определим постоянные времени импульсных линий по кривым на рис. 5.3,б. Постоянная времени импульсной линии от датчика до регулятора равна = 6,5 с. Постоянная времени импульсной линии от регулятора до исполнительного механизма составляет Т4 = 27 с.
Найдем критическую частоту сокр для системы с пропорциональным регулятором из условия
Где ,, ,-- фазово-частотные характеристики всех звеньев контура регулирования;-- фазово-частотная характеристика разомкнутой системы.
Решение этого уравнения дает значение критической частоты
позволяющее определить величину критического периода:
Для того, чтобы определить максимальный коэффициент усиления пропорционального регулятора, необходимо сначала найти коэффициенты усиления остальных элементов системы регулирования.
Связь между расходом и перепадом давления на сужающем устройстве определяется выражением.
в котором коэффициент А: можно вычислить по значениям параметров в номинальном статическом режиме
Замечание. Поскольку сужающее устройство имеет нелинейную статическую характеристику, найденное значение Kt соответствует лишь номинальному режиму и будет меняться с изменением расхода.
Полагая, что статическая характеристика дифманометра линейна, его коэффициент усиления можно определить как отношение диапазона изменения выходного сигнала к диапазону измерения
Чтобы найти коэффициент усиления исполнительного механизма, воспользуемся следующими соображениями. При минимальном значении давления = 20 кПа клапан полностью закрыт (h = 0% ), при максимальном значении давления =100кПа клапан полностью открыт (h = 100% ). Считая статическую характеристику исполнительного механизма линейной, вычислим его коэффициент усиления
Для определения коэффициента усиления регулирующего клапана воспользуемся его расходной характеристикой, приведенной на рис. 5.3,а, учитывая соотношение между падением давления на клапане и в трубопроводе. Тангенс угла наклона касательной, проведенной к кривой 4 в точке, соответствующей номинальному режиму, дает значение.
Теперь, перемножив АЧХ всех элементов системы регулирования, найдем амплитудно-частотную характеристику разомкнутой системы и, приравняв ее единице при критической частоте.
получим максимальный коэффициент усиления пропорционального регулятора
Пользуясь рекомендациями Циглера и Никольса, найдем оптимальные настройки для пропорционально-интегрального регулятора
Произведем моделирование в Matlab 6.5
Рисунок 3.4 Структурная схема регулирования расхода
Рисунок 3.5 Результат моделирования полученной системы регулирования. tp=120 с, Перерегулирование =24 %
3.3 Расчет параметров системы регулирования при использование многоконтурной АСР и ее моделирование(Определить интегральную ошибку, перерегулирование при найденных настройках и при изменении Kp,Ti,и Td на 5-10 % от выбранных)
Каскадные системы регулирования подразумевают 2 контура регулирования.
В качестве второго контура регулирования возьмем температуру в абсорбере высокого давления. Датчик температуры ТСМУ Метран 274Exia.C помощью характеристики (диапазона измерения и выходного сигнала) определим коэффициент усиления датчика температуры
Построим в Мatlab 6.5 зависимость изменения температуры 0-180 сигнал 4-20мА
Рисунок 3.6 График зависимости тока[4 20] от диапазона[0 180]
X=[0 180]
Y=[4 20]
plot(X,Y)
xlabel('T')
ylabel('I')
Y=11.25x+4
Из этого следует что коэффициент усиления датчика температуры
Kтемп=11.25
Постаянная времени датчика с учетом кожуха составляет Тдатч=15с
При регулирование учтем передаточную холодильника
Холодильник поз. Т 237( 3 элемента) |
2 |
Кожухотрубчатый аппарат Fобщ. = 93 м2, D = 400 мм, L = 4 690 мм Трубки: 25х2х4 000 мм, n = 300 шт Трубное пространство: Ррасч. = 0,6 МПа, tрасч. = 100 C Межтрубное пространство: Ррасч. = 2,5 МПа, tрасч. = 100 C |
12Х18Н10Т Вст3сп5 Пакеты минераловатные прошивные Кожух из алюминиевого листа |
Постоянная времени импульсной линии от датчика до регулятора равна = 6,5 с. Постоянная времени импульсной линии от регулятора до исполнительного механизма составляет Т9 = 27 с.А также с учетом передаточной функции обьекта
Система будет иметь вид
Рисунок 3.7 Каскадная система регулирования расход температура.
Расчитаем с помощью метода Циглера-Никольса добьемся автоколебаний Kp=0.19
T=450-156=294;TI=294*0.82=241;Ki=1/TI=0.00041;P=0.19/2=0.095;
Рисунок 3.8.результат моделирования структурной схемы при полученых настройках регулятора
Изменим настройки на 10 % процентов Ki=0.000369;P=0.19/2=0.0855;
Рисунок 3.9 Структурная схема расход температура при изменении настроек регулятора на 10%
Рисунок 3.10 результат моделирования структурной схемы при полученых настройках регулятора
Сравнивая изменение параметров регулятора видно, что при увеличении Kп, Tи регулятора на 10% время регулирования tp=2500 с, что быстрее на 100 секунд по сравнению с исходными. Перерегулирование =13.8 % и это меньше на 1.3 % по сравнению с первоначальными. Следовательно принимаем следующие настройки параметров регулятора
Ki=0.000369;P=0.19/2=0.0855;
3.4 Анализ влияния нелинейности и моделирование
Одним из характерных режимов работы нелинейной системы является автоколебательный режим, когда при отсутствии входного сигнала в системе возникают незатухающие периодические процессы.
Рисунок 3.11.Модель системы управления с использованием нелинейного элемента
Рисунок 3.12 :Переходная характеристика с учетом нелинейности
3.5 Выбор расходной характеристики РО. Моделирование АСР с учетом отклонения характеристики РО от номинальной на 5%-20% от номинальной
Данные для расчета:
среда -- вода;
максимальный объемный расход
перепад давлений при максимальном расчетном расходе РО = 0.354 МПа;
температура поглатителя T=22°С;
плотность поглатителя x=997,4 ;
абсолютное давление до РО Р1 = 0.5 МПа;
абсолютное давление насыщенных паров при 22 °С Рнщ = 0,017 МПа;
кинематическая вязкость при 22°С
1. Работа регулирующего клапана характеризуется величиной пропускной способности Kv, м3/час, и пропускной характеристикой. Коэффициент условной пропускной способности равен расходу жидкости через клапан в м3/час с плотностью 1000 кг/м3, при перепаде давлений на нем 0,1 МПа (1 бар). Условный коэффициент пропускной способности определяется по формуле
(3.13)
2. Предварительно по каталогу выбираем двухседельный РО, имеющий
Dy=25мм и Ку=10= 1,2Кмакс=7.31м3/ч.
3. Определяем число Рейнольдса
(3.14)
Так как Rey>2000, то влияние вязкости на расход не учитываем и выбранный РО проверяем на возможность возникновения кавитации.
4. Определяем коэффициент сопротивления РО(переводим диаметр в см)
(3.15)
Рисунок.3.13 Зависимость коэффициента кавитации Ккав и Ккав.max от
1.-для односедельных и двухседельных регулирующих органов при подаче среды на затвор;2- и для односедельных регулирующих органов при подаче среды под затвор;3- для односедельных и двухседельных регулирующих органов при подаче среды на затвор.
5. По кривой 1 рис 3.13 находим коэффициент кавитации Ккав = 0,5.
6. Определяем перепад давления, при котором возникает кавитация:
(3.16)
7. Заданный перепад давлений ро больше кав. следовательно, выбранный РО будет работать в кавитационном режиме и не обеспечит заданного расхода жидкости.
По условиям технологического процесса невозможно снизить ро до кав и увеличить кав до ро, поэтому необходимо выбрать ближайший больший РО, для которого снова определяется . В данном случае выбираем двухседельный РО с Dy =40мм и =25м3/ч, для которого
По кривой 3 рис 3.13
= 0.7
Тогда
(3.17)
Определяем максимальную пропускную способность
(3.18)
Так как 1,2 = 7.48 м3/ч меньше Кvy =25м3/ч, то вновь выбранный РО обеспечит заданный максимальный расход в условиях кавитации. Выбор РО по пропускной способности считается законченным.
8. Окончательно принимаем двухсидельный
РО с Dy =40мм и =25м3/ч.
9. Определяем
(3.19)
10. Уточняем
(3.20)
11. Уточняем перепад на регулирующем органе
(3.21)
12. Уточняем максимальный расход через РО для принятого значения
K у =25 м3/ч:
(3.22)
13. Находим относительные значения расхода:
14. Определяем диапазон перемещений РО для n' = 6.6:с линейной характеристикой
технологический циклогексан автоматический управление
Рисунок 3.14 Расходные характеристики РО с линейной пропускной характеристикой.
Определяем из рис 6.3 0<S<0,1;
15. Определяем максимальное и минимальное значения коэффициента передачи для рабочего диапазона нагрузок:для линейной пропускной характеристики
Рисунок 3.15 Значение коэффициента передачи РО с линейной пропускной характеристикой
Определяем из рисунка 6.5
Выбираем РО с линейной пропускной характеристикой.
Выбор регулирующего клапана с ближайшей большей пропускной способностью Ky: выбираем двухседельный стальной регулирующий клапан 25С40НЖ условный проход 40 мм ;условная пропускная способность 25 м3/ч;пропускная характеристика линейная, равнопроцентная;вид действия НО;материал Сталь 25Л;температура регулируемой среды от -40 до +50
Рисунок 3.16 - АСР с учетом отклонения характеристики РО от номинальной на 5% и 20%
Рисунок 3.17 - Графики переходных процессов при отклонения характеристики РО от номинальной на 5% и 20%
3.6 Анализ результатов моделирования и окончательное определение с настройкой параметров регуляторов и расходной характеристикой РО
Сравнивая изменение параметров регулятора видно, что при увеличении Kп, Tи регулятора на 10% время регулирования tp=140 с, что быстрее на 5 секунды по сравнению с исходными. Перерегулирование =17.6 % и это меньше на 5% по сравнению с первоначальными. Следовательно принимаем следующие настройки параметров регулятора Kп=8.37, Tи=15,
Анализируя полученные результаты, можно сказать, что РО с нелинейными характеристиками, кроме компенсации нелинейностей объектов позволяют реализовать более «мягкий» переходной процесс, что влечет за собой увеличение времени регулирования.
Изучив результаты моделирования было решено не менять ни характеристику РО ни настройки регуляторов.
4. Разработка схем автоматизации технологического процесса
4.1 Определение категории помещения ,где будут установлены ТСА, по взрыво и пожароопасности для обоснования классов ТСА и потребности в искрозащите
Определение степени опасности помещения установки технических средств автоматизации представляет собой важнейшую задачу, от решения которой во многом зависит результат проектирования системы автоматизации. Предприятия химического комплекса особенно опасны в этом смысле, поскольку производство часто основано на использовании токсичных, пожаро- и взрывоопасных веществ, а также сильнодействующих ядов. В соответствии с конкретными используемыми вредными веществами предприятия, а также непосредственно производственные помещения подлежат классификации по каждому из опасных и вредных факторов[10].
Безопасные методы обращения с сырьем, готовым продуктом и полупродуктами
Производство циклогексанона обладает повышенной опасностью из-за наличия следующих факторов:
· применение и получение органических продуктов с низкими концентрационными пределами распространения пламени;
· наличие в циклах циркуляции больших объемов органических продуктов с высокими температурами и высоким давлении;
· наличие прямого контакта кислорода с органическими продуктами в реакторах окисления циклогексана;
· применяемые органические продукты оказывают на организм сильное токсическое действие;
· большинство применяемых продуктов имеют ярко выраженные диэлектрические свойства, что приводит к возникновению статического электричества;
o образующиеся в процессе окисления циклогексана органические кислоты вызывают коррозию оборудования и трубопроводов.
Таблица 4.1 Температурные классы электрооборудования
Температурный класс |
Предельная температура, С |
Температурный класс |
Предельная температура, С |
|
Т1 Т2 Т3 |
450 300 200 |
Т4 Т5 Т6 |
135 100 80 |
Таблица 4.2 Категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности
Категория помещения |
Характеристика веществ и материалов, находящихся (обращающихся) в помещении |
|
В1-В4 - пожароопасные |
ГЖ и трудно горючие жидкости, твердые горючие трудно горючие вещества и материалы (в том числе пыли и волокна), вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха, друг с другом только гореть, при условии, что помещения, в которых они имеются в наличии или обращаются, не относятся к категориям А или Б. |
Таблица 4.3 Классификация по ПУЭ
наименование производственных помещений и наружных установок |
Категория взрывопожарной и пожарной опасности |
Классификация по ПУЭ |
Средства пожаротушения |
Группа производственных процессов по санитарной характеристике( СНиП 2.09.04-87) |
|||||
Класс взрывоопасной зоны |
Категория и группа взрывоопасных смесей |
Наименование веществ, определяющих категорию и группу взрывоопасных смесей |
Класс пожароопасной зоны |
Наименование веществ, определяющих класс пожароопасной зоны |
|||||
2 Стадия окисленияПомещение приготовления катализатора корпуса 3002, 3003. Отм. 6,000 м. |
А |
В - 1а |
II A - T 3 |
Циклогексан |
П - 1 |
Циклогексан |
Первичные средства пожаротушения: пожарные краны, ящики с песком, огнетушители ОП -10.Автоматическая система пожаротушения. Система блокировок по отключению установок венти- |
I б Процессы, вызывающие загрязнение веществами третьего класса опасности, а также веществами, обладающими стойкими запахом тела и спец- |
Таблица 4.4 Характеристика производства по опасности накопления статического электричества
Наименование стадий, операций, оборудования, транспортных систем, на которых ведется процесс, обработка или перемещение веществ диэлектриков |
Наименование вещества |
Значение удельного объемного электрического сопротивления, Ом м |
Основные технические мероприятия по защите от статического электричества и вторичных проявлений молний |
|
2 Стадия 200 Процесс окисления циклогексана. Трубопроводы и аппараты с органическими веществами. |
Циклогексан Циклогексанон Циклогексанол |
1015 107 106 |
Защитное заземление. Все емкости с ЛВЖ и ГЖ находятся под избыточным давлением азота (азотное дыхание, подача азота давлением 4,9 кПа в линии инертов). Заполнение аппаратов и емкостей осуществляется через опускные трубы. Наличие перемычек статического электричества на изоляции. |
Таблица 4.5. Взрывопожароопасные и токсичные свойства сырья, полупродуктов, готового продукта и отходов производства
Наименование сырья, полупродуктов, готовой продукции, отходов производства |
Класс опасности (ГОСТ 12.1.007) |
Агрегатное состояние при нормальных условиях |
Плотность паров,газов по воздуху г/м3 |
Растворимость в воде, %масс |
Возможно ли воспламенение, образование токсичных веществ при взаимодействии с водой, кислородом, другими веществами (материалами) (да, нет) |
Температура |
Пределы воспламенения |
Аэровзвеси ( г/м3 или кг/м3) дисперсность |
ПДК (ОБУВ) в воздухе рабочей зоны производственных помещений, мг/м3 |
Характеристика токсичности |
||||||||
Кипения |
Плавления |
Воспламенения, самовоспламенения |
Вспышки |
Начало экзотермического разложения |
Концентрационные, % об. |
Температурные, С |
||||||||||||
нижний |
верхний |
нижний |
верхний |
|||||||||||||||
Циклогексан |
IV |
жидкость |
2,99 |
4 |
нет |
80,7 |
6,5 |
259 |
-18 |
- |
1,3 |
7,8 |
- |
- |
- |
80 |
Циклогексан - вещество малоопасное, токсичное |
|
Циклогексанон |
III |
жидкость |
3,38 |
9,9 |
нет |
156,6 |
31,2 |
420 |
40 |
- |
1,3 |
9,1 |
- |
- |
- |
10 |
Циклогексанон - вещество умеренно опасное, токсичное. |
Объекты I и II категории взрывоопасное. Для объектов I и II категории взрывоопасно (SIL3 и RC5-6) необходимо полное разделение функций и, соответственно, установка собственных клапанов РСУ и ПАЗ, чтобы обеспечить требуемый уровень безопасности.
Учитывая категорию взрывопожарной и пожарной опасности, класс В1а взрывоопасной зоны, категорию и группу взрывоопасных смесей приборы должны иметь взрывозащищенное исполнение и искрозащиту .
Барьеры искрозащиты служат для обеспечения искробезопасности электрических цепей датчиков температуры, давления и др. измерительных преобразователей в системах измерения, сигнализации и регулирования, находящихся во взрыво-пожароопасных зонах производств различных отраслей промышленности (химической, нефтехимической, нефтегазовой и др.).
Барьеры искрозащиты в зависимости от типа имеют входные или выходные искробезопасные электрические цепи, выполненные с уровнем взрывозащиты по ГОСТ Р 51330.10-99 «ib» -- взрывозащищенный или «ia» особовзрывозащищенный. Все барьеры устанавливаются вне взрывоопасной зоны и относятся к неразборным изделиям.
В «Правилах устройств электроустановок» (ПУЭ) взрывоопасная зона это помещение или ограниченное пространство в помещении, в которых имеются или могут образоваться взрывоопасные смеси.
Вид взрывозащиты основан на ограничении энергии искрообразования. Допустимые параметры цепи: максимальное напряжение разомкнутой цепи до 30 В, ток к.з. до 100 мА, допустимая мощность до 0,45 Вт.
Барьеры искрозащиты могут быть активными и пассивными. Активные барьеры обеспечивают искробезопасность и питание датчиков с унифицированными выходными сигналами, электропневматических преобразователей и др. устройств. Напряжение питания активных барьеров составляет величину 36±3,6 VDC или 24±0,5 VDC. Погрешность преобразования активных барьеров ±(0,1. ..0,2)%.
Пассивные барьеры обеспечивают искробезопасность датчиков и др. измерительных преобразователей, не имеющих собственных источников питания (например, электропневматических преобразователей, позиционеров, термопар и термометров сопротивления в обычном исполнении).
В блоках искрозащиты на стабилитронах (БИС) применяются защищенные плавкими предохранителями стабилитроны для ограничения напряжения шунтированием аварийного тока на землю. Барьеры состоят из шунтирующих стабилитронов и последовательно включенных резисторов или резисторов и сменных предохранителей. Искрозащитные элементы обеспечивают искробезопасность электрических цепей посредством ограничения энергии. В нормальном режиме напряжение пробоя стабилитронов не превышает определенного значения и стабилитрон не пропускает ток. При превышении напряжения пробоя в случае аварии стабилитрон переходит в режим стабилизации с увеличением протекающего через него тока. При дальнейшем увеличении тока срабатывает предохранитель, предотвращая передачу критической электрической мощности во взрывоопасную зону.
Рисунок 4.3 -Электрическая схема барьера искрозащиты на стабилитронах
Рисунок 4.4- Принципиальная схема соединений 2-канального барьера искрозащиты БИЗ 9712 фирмы «Сенсорика»
В активных барьерах искрозащиты с Гальванической развязкой источник сигнала передается или принимается из взрывоопасной зоны через изолированный тракт (чаще оптрон). Так, в активных барьерах серии Корунд-М500 гальваническое разделение сигнальных цепей входа и выхода происходит благодаря преобразованию входного сигнала постоянного тока в частоту следования импульсов и передачи их через оптрон с последующим восстановлением уровня постоянного тока. На рис. 4.5 приведена принципиальная электрическая схема активного барьера искрозащиты КОРУНД-М510.
Это допускает возможность заземления первичного преобразователя. Для уменьшения вероятности возникновения взрывоопасной ситуации при заземлении необходимо следить, чтобы только одна точка цепи была заземлена, а другая должна быть изолирована от земли (напряжение пробоя не менее 500 В.).
Заземление барьера искрозащиты достигается установкой его на DIN-рельс. Кроме того, обычно имеется одна клемма для заземления проводом. Устройства, установленные во взрывоопасной зоне (измерительные преобразователи, клапаны и др.) должны быть изолированы от земли. Если необходимо их заземление, то используются барьеры искрозащиты с гальванической изоляцией.
Рисунок 4.5- Принципиальная электрическая схема активного барьера искрозащиты КОРУНД-М510.
4.2 Подбор и обоснование технических средств(бланки заказов на КИП, спецификация)
Для осуществления непрерывного регулирования технологическим процессом требуется получение текущих значений параметров, обеспечивающих заданное качество процесса. Поэтому на стадии подбора первичных преобразователей требуется особая тщательность. Нужно оценить какие параметры подлежат жесткому контролю и регулированию, затем второстепенной важности. После проведенного анализа проводится заказ нужного оборудования (требуемого класса точности, класс опасности помещения, в котором будет эксплуатироваться оборудование).
Таблица 4.6 Спецификация на приборы и средств автоматизации
№ позиции на схеме |
Наименование параметров |
Состав системы |
Тип приборов |
Количество |
||
Условное обозначение |
Технические характеристики |
|||||
FRCA-12 FRCA-10 |
Расход абсорбента в колонну К 238 и в колонну К 232. |
FE (12-1) FE (10-1) |
расходомер |
Метран 300ПР |
2 |
|
FY (12-2) FY (10-2) |
Преобразователь I/Р, класс точности 0,5 |
Samson 3760 |
2 |
|||
FV (12-3) FV (10-3) |
Клапан регулирующий с пневматическим позиционером. |
K-6T-47F-1511311 BL0AK. |
2 |
|||
2FiA-8 |
Расход абсорбента в колонну К 238. |
FE (8-1) |
Расходомер вихреакустический |
Метран-300ПР |
2 |
|
FRA-18 |
Расход абсорбента в колонну К 238 и К 232 |
FE (18-1) |
Расходомер вихреакустический |
Метран-300ПР |
2 |
|
PCA-3 PCA-17 |
Давление в верхней части абсорбера K232 и Давление в верхней части абсорбера K238 |
PE (3-1) PE (17-1) |
Датчик давления; диапазон измерения 0.63-160 бар;погрешность +-0.25;параметры рабочей среды -30-+110°С выходной сигнал 4-20 мА |
Метран-22-АС |
2 |
|
PY(3-2) PY (17-2) |
Преобразователь I/Р. Входной сигнал 4-20 мА, выходной сигнал 0,02-0, l МПа. Класс точности 0,5. |
Samson 3760 |
2 |
|||
FV 3-3) FV (17-3) |
Регулирующий клапан с пневматическим позиционером, Ду150;Ру=64;Kv=400."НЗ". |
25С50НЖ |
2 |
|||
LRCSA-14;11; 5 |
Уровень в кубе колонны К 238 и уровень в баке E233 |
LE(14-1) LE (11-1) LE (5-1) |
Буйковый уровнемер Уровень 1 м; давление 40МПа МПа;погрешность +-0.5; параметры рабочей среды ---200-+450°С выходной сигнал 4-20 мА |
серия 12300 |
3 |
|
LY (14-2) LY (11-2) LY (5-2) |
Преобразователь I/P. Входной сигнал 4-20 мА, выходной сигнал 0,02-0, l МПа. Класс точности 0,5. |
Samson 3760 |
3 |
|||
LV (14-3) |
Регулирующий клапан с пневматическим позиционером, тип Ду=70; Ру=64; Kv=160. "НЗ" |
25С50НЖ |
3 |
|||
LV (11-3) |
Регулирующий клапан с пневматическим позиционером, тип Ду=60; Ру=64; Kv=160. "НЗ" |
25С50НЖ |
1 |
|||
LV (5-3) |
Регулирующий клапан с пневматическим позиционером, тип Ду=40; Ру=40; Kv=16. "НЗ" |
28473113311 ALOAK, фирма "Хонеувел" |
1 |
|||
QRA - 9 |
Объемная доля циклогексана, % из абсорбера К 232. |
QT (9-1) |
Термохимический газоанализатор 0-50% НКПР |
СТМ-30 1Exdib//CT6 |
1 |
|
ТRSA -4 |
Температура, ° С верхней части абсорбера К 232 |
ТЕ (4-1) |
термопреобразователь сопротивления |
ТСМУ Метран 274-Exia |
1 |
|
ТRSA- 6 |
Температура, С абсорбента после холодильника Т 235. |
ТЕ (6-1) |
термопреобразователь сопротивления |
ТСМУ Метран 274-Exia |
1 |
|
ТRSA- 7 |
Температура, С абсорбента после холодильника Т237. |
ТЕ (7-1) |
термопреобразователь сопротивления |
ТСМУ Метран 274-Exia |
1 |
|
ТIA- 1 |
Температура, ° С в кубовой части абсорбера К 232. |
ТЕ (1-1) |
термопреобразователь сопротивления |
ТСМУ Метран 274-Exia |
1 |
|
ТRA- 16 |
Температура, ° С в верхняя части абсорбера К 238. |
ТЕ (16-1) |
термопреобразователь сопротивления |
ТСМУ Метран 274-Exia |
1 |
|
ТRA -13 |
Температура, ° С в кубовой части абсорбера К 238. |
ТЕ (13-1) |
термопреобразователь сопротивления |
ТСМУ Метран 274-Exia |
1 |
|
ТRA -15 |
Температура, ° С абсорбента после холодильника Т 240 |
ТЕ (15-1) |
термопреобразователь сопротивления |
ТСМУ Метран 274-Exia |
1 |
|
ТRA -2 |
Температура,° С в калонне К232 |
ТЕ (2-1) |
термопреобразователь сопротивления |
ТСМУ 205 Ex |
1 |
|
HCV 218, 219,220 |
Дистанционное управление положение отсекатя |
GAL 218 GAН 219 GAL 220 |
Выключатель концевой поз |
L5K13PUM211 |
2 |
|
GYL 218 GYН 219 GYН 220 |
Реле давления |
РДМ-5 |
2 |
Бланк заказов датчиков температуры ТСМУ Метран 274 Exia
4.3 Комплектация микропроцессорных средств регулирования с распределением параметров контроля и регулирования по модулям
Автоматизация относится к отраслям, которые очень быстро развиваются. При разработке новых решений важно выполнить требование по совместимости с действующими средствами. Принципиально важно сохранение единого подхода к программированию, управлению и техническому обслуживанию.В современных условиях предприятия вынуждены повышать гибкость своего производства, что требует применения более универсальных решений из области управления. Соответственно, Контроллеры компании Beckhoff (Германия)
Контроллеры делятся на 3 класса: контролеры промышленной шины серии ВС и ВХ, серия Embedded-PC CX1000 и промышленные PC.
Контроллеры относятся к классу контроллеров, программируемых по стандарту МЭК 61131-3. Концепция компьютерного управления компании Beckhoff базируется на модульном принципе построения контроллеров и систем ввода/вывода, встраиваемых компьютерах, программном обеспечении TwinCAT, высокоскоростной сети EtherCAT, сети Lightbus на основе оптоволокна и др.
Модульные PC-based контроллеры включают контроллеры серии СХ СХ1000, СХ1020 и СХ9000 различных модификаций в зависимости от типа процессора, объема памяти, системных интерфейсов и пр.
Контроллер СХ1000 относится к контроллерам средней производительности. Все модули контроллера устанавливаются на DIN-рейке. Контроллер СХ1000 может работать в автономном режиме, без монитора и клавиатуры (в этом случае соответствующие компоненты не требуются). Если управляющая система не имеет средств визуализации, существует возможность ее обслуживания через встроенный Ethernet или интерфейс RS-232.
При необходимости визуализация подключение осуществляется через DVI/USB модуль (DVI-Digital Video Interface -- цифровой видеоинтерфейс) к любой управляющей панели Beckhoff. Контроллеры серии СX1000 представляют собой систему, модули которой соединяются между собой с помощью стандартной системной шины РС/104. Отдельные компоненты системы представляют собой модули одинарной (19 мм) или двойной (38) ширины. Базовый блок состоит из одного модуля CPU (СХ100х-0ххх), поставляемого в различных модификациях, и одного модуля питания (СХ100-000х).
Различие модификаций процессорных модулей касается объема памяти (16 MB Флэш/32 MB RAM или 64 MB Флэш/128 MB RAM). Последний вариант является обязательным условием для работы системы в среде Windows ХР Embedded. Также модули отличаются наличием различных интерфейсов (Ethernet, RS-232, USB), встроенной операционной системой (Windows CE.NET или Windows ХР Embedded). Общими для контроллеров серии СХ являются: системная шина PC/104 Standard или ISA, блок питания на 24 VDC. Все варианты блоков питания оборудуются двустрочным (по 16 знаков в каждой строке) ЖК-дисплеем с подсветкой для вывода сообщений о статусе. Пользовательские программы могут использовать дисплей также для вывода специальных текстовых сообщении.
Среди модулей серии СХЮОО имеются модули с интерфейсами промышленных шин Profibus, CANopen, DeviceNet, SERCOS Interface и Lightbus как в исполнении Master, так и в исполнении Slave.
Для программирования контроллеров используется программное обеспечение TwinCAT. Сочетание модульной аппаратной части и мощного программного обеспечения позволяет позиционировать СХЮОО как контроллер для универсального применения.
Контроллер СХ9000 включает процессорный модуль, блок питания, интерфейсы ввода/вывода, EtherCAT-модули или K-bus модули. Операционная система -- Microsoft Windows СЕ, оперативная память 64 Мбайт с расширением до 128 Мбайт., интерфейс -- 2xEthernet. Программное обеспечение контроллера -- TwinCAT СЕ PLC или СЕ NC РТР runtime.
Таблица 4.7 -- Распределение параметров, подлежащих контролю и регулированию по модулям 1-го контроллера
Модуль |
Канал |
Параметр |
|
AI1(KL 3458) |
1 |
Температура в кубовой части абсорбера высокого давления |
|
2 |
Температура в калонне высокого давления |
||
3 |
Температура верхней части абсорбера высокого давления |
||
4 |
Температура после холодильника X1 |
||
5 |
Температура после холодильника X2 |
||
6 |
Температура после холодильника X3 |
||
7 |
Температура в кубовой части абсорбера низкого давления |
||
8 |
Температура верхней части абсорбера низкого давления |
||
AI2(KL 3458) |
1 |
Давление в верхней части абсорбера высокого давления |
|
2 |
Давление в верхней части абсорбера низкого давления |
||
3 |
Расход абсорбента в калонну высокого давления |
||
4 |
Расход абсорбента в калонну низкого давления давления |
||
5 |
Уровень в калонне высокого давления |
||
6 |
Уровень в калонне низкого давления |
||
7 |
Уровень в емкости |
||
8 |
Обьемная доля циклогексана |
||
AI3(KL 3458) |
1 |
Расход абсорбента в среднюю часть калонны высокого давления |
|
2 |
Расход абсорбента поступающего в емкость |
||
3 |
- |
||
4 |
- |
||
5 |
- |
||
6 |
- |
||
7 |
- |
||
8 |
- |
||
AO1(KL 4418) |
1 |
Регулирование давления в абсорбере высокого давления |
|
2 |
Регулирование давления в абсорбере низкого давления |
||
3 |
Регулирование уровня в абсорбере высокого давления |
||
4 |
Регулирование уровня в абсорбере низкого давления |
||
5 |
Регулирование уровня в емкости |
||
6 |
Регулирование расхода абсорбента поступающего в абсорбер высокого давления |
||
7 |
Регулирование расхода абсорбента поступающего в абсорбер низкого давления |
||
8 |
- |
||
DI1(KL 1408) |
1 |
Нажата кнопк включения 1 насоса |
|
2 |
Нажата кнопк включения 1 насоса(резервного) |
||
3 |
Нажата кнопк включения 2 насоса |
||
4 |
Нажата кнопк включения 2 насоса(резервного) |
||
5 |
Нажата кнопк включения 3 насоса |
||
6 |
Нажата кнопк включения 3 насоса(резервного) |
||
7 |
Нажата кнопк включения 1 компрессора |
||
8 |
Нажата кнопк включения 2 компрессора |
||
DO1(KL 2408) |
1 |
Включить двигатель М1 |
|
2 |
Включить двигатель М2 |
||
3 |
Включить двигатель М3 |
||
4 |
Включить двигатель М4 |
||
5 |
Включить двигатель М5 |
||
6 |
Включить двигатель М6 |
||
7 |
Включить двигатель М7 |
||
8 |
Включить двигатель М8 |
4.4 Выбор оборудования для сопряжения(полевых) локальных контуров регулирования с АСУ ТП верхнего уровня(компьютер устройство сетевого обмена)
Решения в системах управления реального времени зависят от сложности проблемы и поставленной цели. Хотя большинство понятий и подходов похожи, существующие многочисленные средства и технологии позволяют получать совершенно разные реализации автоматизированных систем. Так же как и в других технических областях, здесь не существует универсального решения, и для каждой конкретной задачи требуется свой подход.
Достаточно трудно разделить уровни интеграции систем управления, так как четких границ нет. Тем не менее существуют большие области, которые характеризуются своей технологией, своей промышленной базой и долей рынка. Приведенный 3Десь обзор не претендует на полноту.
Интегральные и гибридные микросхемы содержат логику обработки данных, позволяющую реализовать сложные алгоритмы на основе либо комбинационного управления, либо программного микрокода {firmware), "зашитого" в микросхему. Микропроцессоры общего назначения также базируются на простых, программно управляемых логических схемах. Кроме серийно выпускаемых, возможно применение специальных заказных микросхем для конкретных приложений, однако из-за высоких издержек на проектирование и запуск в производство это становится экономически эффективным, если объем выпуска превышает несколько тысяч штук.
Для сопряжения (полевых) локальных контуров регулирования с АСУТП верхнего уровня используют сетевые коммуникации.
Модульная система ввода/вывода Bus Terminal. Станция ввода/вывода представляет собой сетевой контроллер ВС (Bus Coupler), обеспечивающий связь модулей ввода/вывода с промышленной шиной. Контроллер станции ввода/вывода может также выполнять самостоятельные функции по управлению процессом, диагностике и др. В систему ввода/вывода входят более 150 типов модулей, в том числе модули Bus Terminal с интерфейсами RS-232, RS-485, Ethernet для связи с различными интеллектуальными устройствами (подключение к сети Ethernet только для контроллера ВС9000). Дискретные модули выполнены в виде 2-, 4-и 8-канальных устройств. Стандартные аналоговые входы сигналов +10 В, 0 ... 10 В, 0/4 ... 20 мА выполнены в 1-, 2-, 4- и 8-канальном варианте. В стандартном корпусе модуля шириной всего 12 мм компактно сосредоточены входы и выходы аналоговых сигналов. Благодаря этому достигается высокая плотность системы, позволяющая экономично использовать занимаемое пространство. На рис. 1.6 показан контроллер ВС9000 из серии ВС.
Управление каналами ввода/вывода осуществляется по промышленной шине через интерфейсный модуль Bus coupler, который выбирается по типу шины, в соответствии с необходимыми требованиями.
Модуль расширения K-bus позволяет подключать до 255 модулей ввода/вывода к одному контроллеру. Контроллеры промышленных шин Beckhoff поддерживают протоколы Lightbus, Profibus DP/FMS, Interbus, CANopen, DeviceNet, ControlNet, Modbus, Fipio, SERCOS Interface, RS-232, RS-485, Ethernet TCP/IP и USB.Модуль ввода/вывода может быть мастер-устройством промышленной шины. Как правило, это целесообразно для интегрирования подсистем в систему более высокого уровня. Мастер-устройства доступны для следующих шин: AS-Interface, EIB, LON, DALI, LIN и EnOcean.
Различные типы Bus Terminal контроллеров (рис. 1.7) используют различные сети. Сеть Lightbus поддерживает ПЛК типа ВС2000; Profibus -- ВС31хх; Interbus -- ВС4000; CANopen -- ВС51хх; DeviceNet -- ВС52хх; Modbus -- 7300; RS-485 -- ВС8000, ВХ8000; RS-232 -- BC81xx; Ethernet TCP/IP -- BC90xx, BX9000, BC91xx.В зависимости от типа шины интерфейсные модули BUS Coupler подразделяются на следующие типы:
EtherCAT -- ВК1120, ВК1250; Lightbus -- ВК20хх; Profibus -- ВКЗОхх, ВК31хх, ВК35хх; Interbus -- ВК4500; CANopen -- ВК5lxx, LC5lxx; DeviceNet -BK52xx, LC5200; ControlNet -- BK7000; CC-Link-- BK7150; Modbus -- BK73xx; FipiВК7420; Sercos Interface -- BK75xx, RS-485 -- BK8000; RS-232-- BK8100; Ethernet TCP/ IP-- BK90xx, 9100; ASi-- KL/KS62xl, LON-- KL/KS6401; MP-bus-- KL/KS6771.
Серия контроллеров BX (BX3100, BX5120, BX5200, BX8000 и ВХ9000) отличается от серии ВС большим объемом памяти (ОЗУ-512 кбайт, флэш ПЗУ -- 1 Мбайт), а также наличием дополнительного интерфейса RS-485, ЖК-дисплея и часов реально-ю времени. Кроме того, контроллеры серии ВХ поддерживают промышленную сеть CANopen. На рис. 1.8 показан общий вид контроллера ВХ9100
Промышленные (рис. 1.9) базируются на процессоре Intel Pentium от 266 МГц до 2 ГГц, объем ОЗУ -- от 64 Мбайт до 1 Гбайт. Возможно оснащение промышленного ПК встроенным ЖК-дисплеем или удаленным на расстояние до 100 м. Новая серия промышленного ПК С6300 обладает малыми габаритами, высокой производительностью, большим набором интерфейсов промышленных шин. ПО промышленного компьютера -- TwinCAT под Windows NT/2000/XP.
Компоновка вашей системы оказывает значительное влияние на надежность вашей системы, удобство ее установки, внешний вид, а также удобство и безопасность ее технического обслуживания:
Архитектура подключения
Пример 1.подключения контроллеров СX
Существует много способов автоматизации, и невозможно определить несколько простых универсальных решений. Большинство задач можно решить на основе разных подходов и на разном оборудовании. Важно четко различать уровни системной интеграции и выбрать правильные аппаратное и программное решения в соответствии с конкретной проблемой. Оборудование и компоненты, выполняющие одинаковые функции, могут существенно отличаться. Например, для измерения напряжения и выдачи значений в цифровой форме существует широкий набор аппаратуры -- от АЦП на базе микросхем до экзотических программируемых цифровых вольтметров с дистанционным сбором данных[7].
4.5 Выбор щитов, кросс шкафов, кабельных трас (способ прокладки, длина линий) и уточнение их места расположения
Чертежи расположения оборудования и проводок содержат планы и разрезы производственных помещений и наружных установок с размещением и координацией приборов и средств автоматизации, щитов, пультов, агрегатных комплексов и др., а также потоков электрических и трубных проводок.
С точки зрения механических размеров наиболее распространенным промышленным стандартом являются 19-дюймовые монтажные (объединительные) шкафы и стойки. Размер 19 дюймов, или 482.6 мм, -- это ширина шкафа. Высота компонентов измеряется в условных монтажных единицах, обозначаемых буквой U (44.45 мм или 1.75 дюйма). На практике используются только высоты, кратные трем, например, 3U, т. е. 133.35 мм или 5.25 дюйм. На профессиональном жаргоне используются выражения одинарная высота" и "двойная высота". Однако следует иметь в виду, что одинарная высота" значит 3U, а не U. Эти размеры совместимы с форматом плат, предназначенных для установки в разъемы системных шин. Высота плат формата Eurocard, разработанных для установки в стандартную стойку, начинается со 100 мм и увеличивается с шагом 133.35 мм, или 3U. На рис. 12.1 показан типовой 19-дюймовый шкаф.
Формат 19 дюймов регламентирован международным стандартом ISO/IEC 297, в Германии - DIN 41494 и в США - ANSI/IEEE 1101. Немецкий стандарт DIN 41494 охватывает не только шкафы, стойки и стеллажи, но и печатные платы, разъемы и т. п. Формат 19 дюймов поддерживается большинством производителей вычислительной техники и периферийных устройств для промышленных приложений. Существуют реализации некоторых системных шин в формате, специально предназначенном для установки в 19-дюймовые стойки, например VMEbus и Compact PCI.Формат 19 дюймов неудобен -- по крайней мере для европейцев -- тем, что использует американскую систему мер, а стандарт IEC 297 совмещает две различные системы единиц, что тоже не улучшает ситуацию. Из-за этого был определен новый стандарт IEC 917 "Metric rack components, multimodule 25 mm" ("Метрические компоненты несущих элементов, база 25 мм"), в котором размеры высоты, ширины и глубины кратны 2.5 или 25 мм. Новый стандарт учитывает большую популярность формата 19 дюймов -- компоненты того формата можно устанавливать в стойках метрического стандарта с помощью простых переходников.танционное управление, либо могут быть оснащены им. Новые компоненты и узлы проектируются автономно, а затем совмещаются с уже имеющимся оборудованием.
4.6 Примеры написания алгоритмов дискретного и аналогового управления
ПЛК СX1000 серии фирмы Bechoff можно с помощью специальных драйверов программировать через Step7 фирмы Siemens или через СoDeSys. Ниже, на рисунке 4.6 приведен пример непрерывного ПИД-регулятора для контура регулирования расхода в газопроводе, написанного на языке LAD.
Рисунок 4.6 РID регулятор на языке LAD
4.7 Разработка панели для SCADA
На основании функциональной схемы была составлена мнемосхема для SCADA - системы процесса абсорбции циклогексана и циклогексанона. На ней указаны ключевые технологические аппараты, устройства контроля (созданы окна для отображения регистрируемых параметров) и органы управления.
На схеме указаны технологические аппараты, устройства измерения и регулирования. Для большей наглядности созданы окна для отображения регистрируемых параметров.
Управление данными устройствами производится с помощью PLC и промышленных компьютеров. В данных устройствах применяется специализированное программное обеспечение, которое позволяет наблюдать за ходом тех. процесса в режиме реального времени, так же для передачи информации широко применяются мнемосхемы реализованные с помощью программного обеспечения.
В качестве программного обеспечения могут использоваться скада системы которые позволяют организовать управление тех.процессом, прием и передачу информации, а так же архивирование параметров и данных. Примерная схема подключения приборов и устройств автоматики в скада системах:
4.8 Расчет теплового баланса шкафа управления
В области систем микроклимата для шкафов действуют несколько стандартов: IEC 60 890 (ранее МЭК 890), EN 60 814, DIN 57660 часть 500, VDE 0660 часть 500, являющиеся по сути одной и той же нормой, принятой разными институтами. Эти стандарты унифицируют принцип расчёта теплообмена шкафа.
Считается, что единственным способом теплообмена шкафа с окружающей средой является естественная конвекция. Следовательно, принципиально важным является понятие эффективной площади теплообмена шкафа. Очевидно, что способ установки шкафа: свободно стоящий, у стены, в нише -- радикально влияет на теплообмен шкафа. Стандартом предусмотрена классификация типов установки шкафов и указана формула для расчета эффективной площади теплообмена А для каждого случая (табл. 1). В приведённой таблице использованы следующие обозначения:
W -- ширина шкафа, м;
H -- высота шкафа, м;
D -- глубина шкафа, м.
Далее для расчётов будут использоваться следующие переменные и параметры:
Формулы для расчёта параметра А
Тип установки |
Формула для расчёта А, м2 |
|
Один шкаф, свободно стоящий |
A = 1,8·H · (W + D) + 1.4 · W · D |
|
Один шкаф, монтируемый на стену |
A = 1,4 · W · (H + D) + 1,8 · D · H |
|
Крайний шкаф свободно стоящего ряда |
A = 1,4 · D · (H + W) + 1,8 · W · H |
|
Крайний шкаф в ряду, монтируемом на стену |
A = 1,4 · H · (W + D) + 1,4 · W · D |
|
Не крайний шкаф свободно стоящего ряда |
A = 1,8 · W · H + 1,4 · W · D + D · H |
|
Не крайний шкаф в ряду, монтируемом на стену |
A = 1,4 · W · (H + D) + D · H |
|
Не крайний шкаф в ряду, монтируемом на стену, под козырьком |
A = 1,4 · W · H + 0,7 · W · D + D · H |
Рис. 2. Типичная диаграмма мощности холодильного агрегата
Ti -- температура внутри шкафа, K; Ta -- температура окружающей среды, K;
?T = Ti - Ta;
Qv -- тепловые потери, выделяемые оборудованием внутри шкафа, Вт;
Qs -- тепло, отводимое через поверхность шкафа, Вт; Qs>0 при ?T>0, Qs<0 при ?T<0;
Q0 -- необходимая мощность охлаждения холодильного агрегата (кон диционера) шкафа или тепловая мощность обогревателя шкафа (Q0<0), Вт;
V -- объёмный поток воздуха, м3/ч; A -- эффективная площадь теплообмена шкафа, м2;
k -- коэффициент теплопередачи
для листовой стали k ? 5,5,
для пластиков k ? 3,5; для шкафов сдвойными стенками из стального или алюминиевого листа принимают k ? 2,7 ? 3,0.
Если шкаф не имеет средств климатизации, то установившаяся (Qv =Qs) разность температур между внутренним пространством шкафа и окружающей средой описывается известным уравнением теплопроводности
(1)
Если полученное из (1) с помощью выражения ?T = Ti - Ta значение Ti больше/меньше допустимого, то не обходима дополнительная мощность для охлаждения/отопления шкафа: Q0=Qv - Qs.Несложная подстановка даёт итоговое выражение
Q0=Qv - k · A · (Ti - Ta) (2)
Пример расчётов
Пусть имеется свободно стоящий шкаф высотой 2 м,шириной 0.6 м,глубиной 0.5 ,максимальная температура окружающей среды +50С,а максимально допустимая температура внутри шкафа равна +35С,суммарная мощность тепловых потерь оборудования внутри шкафа составляет 700Вт.
Для указанного шкафа значение параметра A=0.44 ;
Коэффициент теплопередачи для этого шкафа
;
;
;
Необходимо выбрать холодильный агрегат, имеющий мощность охлаждения не ниже 1063 Вт при соотношении температур снаружи и внутри шкафа +50°С/+35°С. Очень важно при выборе агрегата оперировать не только значением мощности, но и значениями температур Ti и Ta; это иллюстрируется типовой диаграммой тепловой мощности кондиционера, показанной на рис. 2.Из точки Ta = 50°C строим вертикальную линию до характеристики, соответствующей Ti = 35°C, и затем горизонталь до пересечения с осью значений мощности. Полученное значение (? 1200 Вт) больше требуемого, поэтому холодильный агрегат с этой характеристикой подойдёт для решения нашей задачи.
Заметим, что выбор для расчёта именно таких значений температуры снаружи и внутри шкафа не случаен. Определение рабочих характеристик холодильных агрегатов проводится согласно стандарту DIN 3168. Этим стандартом предусмотрено два обязательных режима испытаний:
«А35/A35» и «A35/A50». Первое обо значение указывает, что испытание проводится при температуре воздуха внутри шкафа +35°С и воздуха снаружи шкафа +35°С; второе указывает на температуру воздуха внутри шкафа+35°С и воздуха снаружи шкафа.+50°С. Буква А в обоих обозначениях указывает, что теплоносителем является воздух (air -- воздух, англ.). Встречаются различные варианты этой нотации: «A50/A35», «A 35 A 50», в немецкоязычной литературе и на оборудовании используется нотация.«L 35 L 50» (Luft -- воздух, нем.). Следствием таких требований стандарта является тот факт, что почти все контроллеры кондиционеров и теплообменников имеют заводскую установку+35°С. Будьте внимательны: если в спецификации холодильного агрегата указано лишь одно значение его мощности, то это значение для условий.
Рис. 3. Диаграмма тепловой мощности нагревателей четырёх моделей «А35/A35»
Тепловая мощность агрегата в условиях «А35/A50» будет на много ниже. По диаграмме рис. 2 легко установить, что это 1500 Вт и 1200 Вт соответственно.
Ведущие производители холодильных агрегатов снабжают свои изделия полными диаграммами мощности, благодаря чему инженер может про вести корректный расчёт для любых параметров окружающей среды.
2. Рассмотрим тот же шкаф, что и ранее, при эксплуатации в зимних условиях: минимальная температура окружающей среды равна -30°С, а минимально допустимая температура внутри шкафа равна +10°С, суммарная мощность тепловых потерь оборудования внутри шкафа составляет 700 Вт.
1) А = 4,4 м2;
2) ?T =+10 - (-30) = +40 К;
3) k ? 5,5 Вт ;
4) Qv = 700 Вт; Вт
5) Q0 = 700 Вт - 5,5 м2 · К · 4,4 м2 ? (+40 K) = -268 Вт.
Q0<0, поэтому в рассматриваемом случае необходим обогреватель шкафа. Нагреватели, аналогично холодильным агрегатам, характеризуются диаграммами тепловой мощности (рис. 3). Модели обогревателей обо значены цифрами от 1 до 4.
Однако на практике этими диаграммами почти никогда не пользуются, за исключением случаев, когда необходимо экономить каждый ампер. В кратких характеристиках обогрева теля всегда указано одно значение его мощности; обычно это значение при +20°С. Поскольку при понижении температуры тепловая мощность растёт, выбрать обогреватель просто: достаточно лишь убедиться, что тепловая мощность, указанная в спецификации прибора, превышает требуемую.
Представленный метод расчёта теплообмена стандартизован для шкафов, установленных в помещении, то есть исходит из того, что отсутствует движение воздуха снаружи шкафа. Для шкафов, установленных на улице, где возможно движение воздуха, применяют тот же метод расчёта, а для учёта больших тепловых потерь необходимо удвоить значение коэффициента теплопередачи k.
Заключение
ЭВМ применяется в управлении процессами для сбора, анализа и архивирования информации, однако других приложений помимо собственно регулирования довольно мало. Предстоит еще много сделать для расширения их функций.
В системах цифрового управления сравнительно просто испытывать новые стратегии управления, поскольку работа ЭВМ полностью изменяется при модификации программного обеспечения и при этом не требуется переоснащения или перепроектирования аппаратной части. Поэтому цифровые системы управления представляют собой не просто новый способ применения отработанных принципов управления, но скорее полностью новую технологию, более гибкую и обладающую новыми возможностями.
Внедрение систем управления происходит на многих уровнях. Окончательный выбор конкретного решения диктуется не только техническими соображениями, но и такими разнообразными факторами, как наличие персонала, рабочая среда и т.д .Для крупных проектов, типичных для производства, имеются универсальные пакеты программного обеспечения для организации мониторинга и управления, настраиваемые с помощью таблиц параметров. Преимущество таких готовых решений в том, что они проще в настройке и эксплуатации, чем заказные разработки. Часто такие системы поддерживают ведение документации проекта.
Автоматизация является важнейшей технологией, обеспечивающей качество и эффективность производства, а ВТ -- важнейшая составная часть автоматизации. Будущее автоматизации не ограничено производством -- ей отведена решающая роль и в эффективном использовании природных ресурсов, и в защите окружающей среды от слишком быстрого и неконтролируемого промышленного развития. Автоматизация -- одно из реалистичных решений проблемы достижения высокого качества жизни в мире в котором стоит жить.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Кобринец В.П. Моделирование объектов и систем управления: учеб пособие. - Минск: БГТУ, 2005 - 150 с.
2. Ф. Шински. Управление процессами по критерию экономии энергии. - Москва: Издательство "Мир", 1981 - 389 с.
3. Клюев А.С. Наладка средств автоматизации и автоматических систем регулирования. - Москва: Энергоатомиздат, 1989 - 368 с.
4. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности./под ред Голубятников В.А., Шувалов В.В.:- М.: Химия,1991;
5. Харазов Интегрированые системы управления Санкт-Петербург 2009г
6 .Регламент.
7. Олсон Цифровые системы управления.
8 Беспалов А.В.Харитонов Н.И.Задачник по системам управления химико-технологическими процессами
9 Справочное пособие под редакцией Клюева А.С. Наладка средств автоматизации и систем регулирования -М. Энергоатомиздат.-1989.
10 Конспект лекций Охрана труда.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Проект автоматической системы управления технологическим процессом абсорбции оксида серы. Разработка функциональной и принципиальной схемы автоматизации, структурная схема индикатора. Подбор датчиков измерения, регуляторов и исполнительного механизма.
курсовая работа [4,7 M], добавлен 25.12.2010Анализ автогенных процессов в цветной металлургии. Характеристика технологического процесса как объекта управления. Разработки системы оптимального управления технологическим процессом плавки в печи Ванюкова в условиях медеплавильного завода "Балхашмыс".
дипломная работа [762,5 K], добавлен 25.02.2014Механизация и автоматизация в химической промышленности. Автоматизация процесса абсорбции циклогексана и циклогексанона. Производство работ и монтаж объекта автоматизации. Монтаж элементов объекта, диагностика систем, эксплуатация, метрологический надзор.
курсовая работа [5,0 M], добавлен 10.04.2011Этапы анализа процесса резания как объекта управления. Определение структуры основного контура системы. Разработка структурной схемы САР. Анализ устойчивости скорректированной системы. Построение адаптивной системы управления процессом резания.
курсовая работа [626,1 K], добавлен 14.11.2010Идентификация моделей каналов преобразования координатных воздействий объекта управления. Реализация моделей на ЦВМ, подтверждение адекватности. Синтез, анализ системы автоматического регулирования простейшей структуры и повышенной динамической точности.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 08.04.2013Основные стадии производственного процесса получения серной кислоты методом двойного контактирования с промежуточной абсорбцией. Автоматизация системы управления производством серной кислоты. Надежность подсистем процесса автоматического управления.
дипломная работа [261,2 K], добавлен 13.11.2011Технологический процесс цеха подготовки и перекачки нефти, структура и функции системы автоматического управления процессом. Назначение и выбор микропроцессорного контроллера. Расчет системы автоматического регулирования уровня нефти в сепараторе.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 05.12.2012Модернизация системы контроля и управления технологическим процессом. Заземление и зануление электроустановки САУ. Монтаж и наладка вихревого расходомера. Расчет и выбор кабеля, автоматического выключателя питающей сети и исполнительного устройства.
курсовая работа [53,2 K], добавлен 14.03.2015Разработка системы автоматического регулирования и контроля пропилена товарно-сырьевого цеха НПЗ "Газпром Нефтехим Салават" на программном продукте Trace Mode 6. Понятие и применение SCADA-систем. Характеристика установки: сырье, реагенты и продукция.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 06.03.2013Понятие объекта управления. Принципы управления и регулирования. Элементы линейной теории автоматического регулирования. Модели статики. Математическое описание. Понятие о линейных элементах. Линеаризация реальных элементов САР, её способы и предпосылки.
контрольная работа [471,8 K], добавлен 13.01.2009