Автоматизация процесса сухого помола цементного клинкера в трубной шаровой мельнице

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 05 Мая 2013 в 20:33, курсовая работа

Краткое описание

Применение современных средств и систем автоматизации позволяет решать задачи:
Вести процесс с производительностью, максимально достижимой для данных производительных сил, автоматически учитывая непрерывные изменения технологических параметров, свойств исходных материалов и полуфабрикатов, изменение в окружающей среде и ошибки операторов;
Управлять процессом, постоянно учитывая динамику производственного плана для номенклатуры выпускаемой продукции путем оперативной перестройки режимов технологического оборудования, перераспределения работ и т.д.
Автоматически управлять процессом в условиях вредных и опасных для здоровья человека.

Содержание

Введение…………………………………………………………………………...1
1. Анализ литературных источников…………………………………………….3

2. Технологический раздел
2.1. Описание технологического процесса, реализуемого на конкретном виде технологического оборудования…………………………………….14
2.2. Обоснование необходимости автоматизированного контроля технологического процесса сухого помола цементного клинкера в трубной шаровой мельнице………………………………………………..19
2.3. Требования к автоматизированной системе регулирования температурного режима сухого помола цементного клинкера в трубной шаровой мельнице………………………………………………………….20


3. Раздел автоматизации
3.1. Идентификация объекта автоматизации……………………………..22
3.2. Анализ модели ТОУ…………………………………………………...27
3.3. Оптимизация объекта автоматизации………………………………...33

Заключение

Список использованных источников

Прикрепленные файлы: 1 файл

Курсовой проект по АТПП (полный).doc

— 2.54 Мб (Скачать документ)

 

 

Регулятор влажности.

 

 

Рис.3. МПР51 Щ4.01




В качестве регулятора влажности  был выбран измеритель-регулятор температуры и влажности– МПР51 Щ4.01 – для работы с  термопреобразователями сопротивления 50 Ом.

Программируемый измеритель-регулятор  типа МПР51-Щ4 предназначен для управления многоступенчатыми температурно-влажностными режимами технологических процессов  при производстве мясных и колбасных  изделий, в хлебопекарной промышленности, изготовлении

железобетонных конструкций, сушке древесины, в климатических  камерах и цементном производстве по заданной пользователем программе.

 

Прибор МПР51-Щ4 позволяет:

  • измерять шесть параметров:

температуру камеры («сухого» термометра) Тсух; температуру «влажного» термометра Твлаж; температуру продукта Тпрод, влажность, положения двух задвижек;

  • вычислять два дополнительных параметра:

 разность температур  ∆ = Тсух – Тпрод;

влажность – психрометрическим методом (по показаниям «сухого» и «влажного» термометров);

  • регулировать температуру по двум независимым каналам (не только газовой,

но и жидкой, и твердотельной  среды);

  • задавать программу регулирования с различными уровнями защиты для разных групп специалистов;
  • сигнализировать об обрыве или коротком замыкании в линии «прибор – датчик».
  • регистрировать контролируемые параметры на ЭВМ.

 

Измерение температуры:

Температура измеряется с помощью термопреобразователей  сопротивления. Это могут быть медные датчики ТСМ 50М (R0 = 50 Ом), ТСМ 100М (R0 = 100 Ом) и платиновые датчики ТСП 50П (R0 = 50 Ом), ТСП 100П (R0 = 100 Ом).

 

Определение положения  задвижки с помощью резистивного датчика:

Сопротивление датчика  должно находиться в пределах от 100 до 1000 Ом; при больших значениях  сопротивления помехоустойчивость прибора будет снижаться. Положение задвижки отображается на индикаторе «ПАРАМЕТР» в процентах: закрытому состоянию задвижки соответствует показание 0 %, открытому – 100 %.

 

Регулятор – это устройство, осуществляющее регулирование

определённой величины, т.е. поддержание этой величины равной установке или управление изменением этой величины.

Регулятор может осуществлять любой из указанных ниже законов регулирования, в зависимости от свойств управляемого объекта:

пропорционально – интегрально – дифференциальный (ПИД) закон;

пропорциональный (П) закон;

 пропорционально-интегральный (ПИ) закон;

пропорционально-дифференциальный (ПД) закон;

 релейный (Т) закон.

 

В расчётной части курсовой работы осуществляется подбор закона регулирования и его параметров, откуда известно, что регулятор будет реализовывать ПИ – закон.

 

Пропорционально – интегральное регулирование (ПИ – закон).

 

При работе прибора  в режиме ПИ – регулятора величина выходного сигнала Yi зависит как от величины рассогласования E, так и от суммы предыдущих рассогласований:

 

где Xp — полоса пропорциональности;

Ei — отклонение;

tи — постоянная времени интегрирования;

— накопленная в i_й момент времени сумма рассогласований (интегральная сумма).

 

Из рисунка  видно, что в первый момент времени, когда нет отклонения ( Ei = 0), нет и выходного сигнала (Yi = 0). С появлением отклонения Ei появляются импульсы, длительность которых постепенно увеличивается. В импульсах присутствует пропорциональная составляющая, которая зависит от величины E (не заштрихованная часть импульсов) и интегральная составляющая (заштрихованная часть). Увеличение длительности импульсов происходит за счет роста интегральной составляющей, которая зависит от рассогласования Ei и коэффициента tи.

 

Структурная схема прибора.

 

Рис .4 Структурная  схема прибора

 

Структурная схема содержит:

  • 5 входных устройств (входов);
  • 2 регулятора;
  • 4 компаратора;
  • 6 цифровых фильтров;
  • устройство для вычисления разности температур ∆Т и относительной
  • влажности ψ;
  • задатчик программ управления (программ технолога);
  • 8 выходных транзисторных ключей;
  • 5 выходных реле;
  • устройство-сигнализатор об окончании выполнения программы технолога,
  • устройство связи с компьютером, индикаторы.
  • На входные устройства прибора поступают сигналы от датчиков температуры “сухого” термометра Тсух; “влажного” термометра Твлаж; продукта Тпрод и датчиков положения «Задвижка 1» и «Задвижка 2».

 

Технические характеристики прибора МПР51-Щ4.

Рис. 5 Технические характеристики прибора МПР51-Щ4.

 

Рабочий орган

                        

Рис. 6. Затвор дисковый DE16




Затвор дисковый DE16 запорно-регулирующий с электроисполнительным механизмом МЭОФ.

Электрифицированные дисковые затворы предназначены для использования  в качестве запорно-регулирующих устройств  в системах автоматического регулирования технологических процессов и дистанционного управления в системах холодного и горячего водоснабжения, в системах отопления, вентиляции и кондиционирования.

 

Параметры дискового затвора типа DE16:

Диаметр условного прохода (Ду) — 25-200 мм.

Давление рабочей среды (Рраб)— до 1,6 МПа.

Рабочая среда — горячая  и холодная вода, воздух, пар.

Температура рабочей  среды (Траб)— -10°С...+130°С.

Степень утечки <0,00001% величины Kvs.

Характеристика регулирования  — линейная.

 
  Материал основных деталей:

  • корпус — чугун;
  • диск — нержавеющая сталь;
  • вкладыш — полимерный материал (ЕРДМ).

 

 

 Параметры электроисполнительного  механизма

 

Обозначение механизмов

Номинальный 
крутящий момент, 
N·m

Номинальное  
время полного хода выходного вала, s

Полный номинальный ход выходного вала, r

Питание, 
 
 
 
V

Потребляемая мощность, W

МЭОФ-40/25-0,25К

40

25

0,25

3 ф.; 380

110


 

  

Рабочее положение механизмов — любое, определенное положением трубопроводной арматуры.

 

Механизмы изготовляются  с одним из следующих блоков сигнализации положения выходного вала:

1. реостатным БСПР,

2. индуктивным БСПИ,

3. токовым БСПТ — с унифицированным сигналом 0-5, 0-20, 4-20 mA по ГОСТ 26.011-80.

 

Нелинейность датчиков блоков сигнализации положения ±2,5%.

Средний срок службы механизмов не менее 15 лет.

 

 

Габаритные и присоединительные размеры затвора дискового запорно-регулирующего DE16 с механизмами МЭОФ

 

Ду,мм

Применяемые механизмы

Kvs

ØD

C

H

ØD2

L

L1

L2

L3

H1

H2

100

МЭОФ-40/25-0,25;-40/10-0,25

800

150

167,5

281,5

90

52

95

235

185

188

521,5


 

 

 

Исполнительный механизм с ОС

 

 

                                                                                       

Рис. 7. МЭОФ в разрезе.




Механизмы МЭОФ — однооборотные  электрические фланцевые исполнительные механизмы, обеспечивающие передачу крутящего  момента на рабочий орган арматуры неполноповоротного принципа действия.

 

Механизмы МЭОФ предназначены для перемещения рабочих органов запорно-регулирующей трубопроводной арматуры поворотного принципа действия (шаровые и пробковые краны, поворотные дисковые затворы, заслонки и пр.) в системах автоматического регулирования технологическими процессами различных отраслей промышленности в соответствии с командными сигналами, поступающими от регулирующих или управляющих устройств. Механизмы устанавливаются непосредственно на арматуру.

Основные функции:

    • автоматическое, дистанционное или ручное открытие/закрытие трубопроводной арматуры;
  • автоматический и дистанционный останов рабочего органа арматуры в любом промежуточном положении;
  • позиционирование рабочего органа трубопроводной арматуры в любом промежуточном положении;
  • формирование информационного сигнала о конечных и промежуточных положениях рабочего органа арматуры и динамике его перемещения;

 

Конструктивными основными  деталями нелинейных механизмов являются:

    • двигатель;
    • привод ручной;
    • редуктор;
    • блок сигнализации положения.

 

 

Блок сигнализации положения выходного вала:

Предназначен для преобразования положения выходного вала механизма  в пропорциональный электрический  сигнал, сигнализации или блокирования в крайних или промежуточных  положениях выходного вала.

 Механизмы оснащаются  одним из видов блока сигнализации положения выходного вала:

    • реостатным (БСПР-10)
    • индуктивным (БСПИ-10)
    • токовым (БСПТ-10)
    • блоком концевых выключателей БКВ без датчика положения выходного вала.

 

 

В состав каждого блока  входят два основных узла: блок микропереключателей  и датчик. Блок микропереключателей содержит основание, корпус с микропереключателями и вертикальный вал с кулачками. Один из кулачков имеет два профиля по Архимедовой спирали на углах 90° или 0-225° (0-0,25 об. или 0-0,63 об.). При повороте вала кулачки, в зависимости от его положения, нажимают на кнопки микропереключателей. Поворот вала через профильный кулачок на валу вызывает изменение выходного сигнала датчика положения.

 

Редуктор:

 

Понижение частоты вращения и увеличение крутящего момента, создаваемых двигателем, осуществляется посредством многоступенчатых цилиндрических зубчатых или комбинированных червячно-зубчатых передач. Валы вращаются на шарикоподшипниках. Зубчатые передачи и шарикоподшипники смазываются густой смазкой, что обеспечивает установку механизма в любом положении в пространстве.

 

Двигатель:

 

Специальные синхронные электродвигатели с электромагнитной редукцией типа ДСОР и ДСТР являются приводом механизмов и обеспечивают поворотно-кратковременный режим  работы исполнительны механизмов с  частотой до 630 включений в час, продолжительностью включений до 25%.

 

Параметры электроисполнительного  механизма

 

Обозначение механизмов

Номинальный 
крутящий момент, 
N·m

Номинальное  
время полного хода выходного вала, s

Полный номинальный ход выходного  вала, r

Питание 
 
 
 
V

Потреб-

ляемая

мощ-

ность, W

МЭОФ-40/25-0,25 К

40

25

0,25

3 ф.; 380

110

Информация о работе Автоматизация процесса сухого помола цементного клинкера в трубной шаровой мельнице