курсАТПиП

Содержание

Сушильная установка для сушки волокна в цехе ДВП на Жешартском Фанерном Комбинате
Разработка функциональной схемы автоматизации
1. Выбор регулируемых величин
2. Выбор контролируемых параметров
3. Выбор сигнализируемых величин
4. Описание функциональной схемы
Расчет системы автоматического регулирования

Сушильная установка

На рис. схематически изображена сушильная установка производства «Бийскэнергомаш». В установке происходит сжигание природного газа, а сушка волокна до необходимой влажности производится в трубе сушилки уходящими газами. Волокно в трубе сушилки движется при помощи дымососа, затем оно попадает в главный циклон. Рабочие режимы, в зависимости от объема волокна, обеспечиваются газорегуляторной установкой согласно технологической карте.

Для расчета САР регулируемым параметром служит влажность волокна на транспортере после главного циклона W=8-12%.

Схема воздушно-паровой сушильной установки периодического действия:

1. Двигатель дутьевого вентилятора;

2. Дутьевой вентилятор;

3. Исполнительный механизм регулировки открытия шибер вентилятора;

4. Исполнительный механизм регулировки открытия газовой заслонки;

5. Топка;

6. Двигатель дымососа;

7. Дымосос;

8. Исполнительный механизм регулировки открытия шибер дымососа;

9. Труба сушилки;

10. Массопровод волокна.

1 – Главный циклон сушилки.

2 – Транспортер после главного циклона.

3 – Влагомер.

Разработка функциональной схемы автоматизации

1. Выбор регулируемых величин

Основным регулируемым параметром является влажность волокна. Основные параметры регулирования – температура на входе и выходе трубы сушилки. Регулирование влажности волокна производится по обратной связи положения % открытия регулирующей газовой заслонки.

2. Выбор контролируемых параметров

Контролю подлежат те параметры, измерение текущих значений которых облегчает пуск, наладку и ведение технологического процесса, а именно температура на выходе из трубы сушилки.

3. Выбор сигнализируемых параметров

Сигнализации подлежат все параметры, изменение которых может привести к аварии или серьезному нарувению технологического процесса. Это будут:

1. разрежение в топке;

2. температура на входе в трубу сушилки;

3. влажность волокна.

4. Описание функциональной схемы

Функциональная схема автоматизации состоит из двух линий.

Первая линия: определяет температуру на выходе из трубы сушилки.

Чувствительный элемент:

Температура на выходе из трубы сушилки измеряется с помощью термометра сопротивления платинового Pt100 по месту (5-1).

Сигнал через преобразователь 5-2 подается на аналоговый вход контроллера Ремиконт Р-130 .По сети данные передаются на АРМ и отображаются на экране монитора.

При отклонении температуры от заданного значения сигнал с дискретного выхода контроллера подается на привод исполнительного механизма 3-3.

Исполнительный механизм:

Управляемый вентиль. Учитывая, что ГРУ сушилки присвоена группа А , т.е. не является взрывоопасным и пожароопасным объектом, выбираем электрический привод регулирующих клапанов.

Определяем вид формирующего устройства авторегулятора.

Исходя из точности регулирования и динамических свойств объекта, выбираем ПИД - закон регулирования. Исходя из выбранного закона регулирования, Описываем программно в пакете Trace Mode ПИД – регулятор.

Контроллеры Ремиконт Р-130 (управляющую и регулирующую модели), объединенные в сеть Транзит позволяют:

1. Выполнять автоматический пуск, осуществлять аварийный и рабочий останов сушильного агрегата по заданному алгоритму управления (управляющая модель);

2. Вести контроль за основными параметрами и осуществлять автоматическое регулирование по заданному закону регулирования (регулирующая модель).

Вторая линия: влажность волокна.

Чувствительный элемент:

Датчик влажности

Влажность волокна измеряется с помощью датчика влажности по месту (3-1). Сигнал через преобразователь 3-2 подается на аналоговый вход контроллера Ремиконт Р-130. По сети данные передаются на АРМ и отображаются на экране монитора. На экран выводятся текущее значения влажности и температуры на выходе из трубы сушилки, а также соответствующие временные графики. При отклонении влажности от заданного значения сигнал с дискретного выхода контроллера воздействует на привод исполнительного механизма 3-3.

Исполнительный механизм:

Управляемый вентиль. Учитывая, что ГРУ сушилки присвоена группа А , т.е. не является взрывоопасным и пожароопасным объектом, выбираем электрический привод регулирующих клапанов.

Определяем вид формирующего устройства авторегулятора.

Исходя из точности регулирования и динамических свойств объекта, выбираем ПИД - закон регулирования. Исходя из выбранного закона регулирования. Описываем программно в пакете Trace Mode ПИД – регулятор.

Кроме того необходимо поддерживать заданное по технологической карте соотношение газ / воздух. Это обеспечивается отдельным блоком в пакете Trace Mode по заданной функции.

Регулируемым параметром является давление воздуха (датчик давления Сапфир-22М, с унифицированным сигналом 4-20 мА). Давление газа контролируется таким же датчиком.

Кроме того на экране монитора отображаются следующие величины:

1. Разрежение в топке (датчик давления Сапфир-22М, с унифицированным сигналом 4-20 мА) регулируется оператором вручную.

2. Процент открытия газовой заслонки (сигнал обратной связи 4-20мА с исполнительного механизма).

3. Процент открытия шибер дымососа (сигнал обратной связи 4-20мА с исполнительного механизма).

4. Процент открытия шибер вентилятора (сигнал обратной связи 4-20мА с исполнительного механизма).

5. Расчет системы САР

Динамические характеристики объекта

Динамическими характеристиками объекта называют изменение выходной величины объекта во времени при некоторых заранее заданных типовых изменениях входной величины объекта.

Наиболее распространенной динамической характеристикой для объектов лесной и деревообрабатывающей промышленности можно считать кривую разгона, т. е. изменение во времени выходной величины объекта после ступенчатого изменения входной величины.

Дифференциальное уравнение одноемкостного объекта:

где Т₁ – постоянная времени

; μ – относительная величина возмущающего воздействия

В качестве возмущения выбираем основное воздействие

где: – усредненное значение влажности (8-12%)

С= -0,56

t	h(t)
0	0
0,5	0,046713
1	0,088351
1,5	0,125465
2	0,158548
3	0,214322
4	0,258637
6	0,321821
8	0,361709
10	0,386889
14	0,412819
18	0,423153

По кривой разгона определяем:

Т = 1,8-0,33=1,47 мин

Проводим проверку на устойчивость

Все типовые преобразователи являются апериодическими звеньями первого порядка:

Измеритель:

;

Преобразователь:

; - безинерционное пропорциональное звено.

Формирующее устройство:

;

Электродвигатель привода:

Управляемый вентиль:

У.В. где α – угол поворота

Структурная схема

Составляем передаточную функцию разомкнутой системы (убираем R):

Получаем операторное уравнение вида:

Предел функции:

Составим характеристическое уравнение передаточной функции:

Определитель Гурвица:

Выбор регулятора

Выбор регулятора по типу выхода:

Так как , то выбираем тип регулятора – релейный.