Разработка АСУ термодисперсной установки

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

 

 

«Санкт-Петербургский государственный технологический университет растительных полимеров»

 

 

 

 Факультет Автоматизированных  систем управления технологическими  процессами.

 

Кафедра ИИТСУ

Курсовой проект

По дисциплине: «Системы управления химико-технологическими процессами»

на тему: «Разработка АСУ термодисперсной установки»

 

 

 

 

Выполнила:                                                                                                студентка  145 группы       

Клеонова Е.Д.

Проверила:                                                                                                                         доцент                                                                                                                 

Дятлова Е.П.

 

 

Санкт-Петербург

2014

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Описание технологического процесса и основного технологического оборудования

 

1. Описание последовательности технологических операций, принципа действия и характеристик основного технологического оборудования.
2. Перечень технологических параметров, характеризующих технологический режим процесса, диапазон варьирования параметров согласно техническому регламенту и качество полуфабриката или готового продукта.
3. Требования к системе управления.

 

2. Разработка функциональной схемы автоматизации (ФСА) технологического процесса или его участка.

 

1. Разработка структуры АСУТП и описание функций, выполняемых на каждом уровне управления.
2. Разработка ФСА в соответствии с ГОСТ 21.404-85 и её описание.

 

Библиографический список

 

Введение

Автоматизированная система управления (сокращённо АСУ) — комплекс аппаратных и программных средств, предназначенный для управления различными процессами в рамках технологического процесса, производства, предприятия. АСУ применяются в различных отраслях промышленности, энергетике, транспорте и т. п.

 Автоматизированная система управления и контроля предназначена для управления технологическим процессом (АСУ ТП),автоматизации технологических процессов, поддержания оптимального режима работы технологических аппаратов и учета промежуточных данных, формирования и выдачи отчетной и архивной документации, диагностики измерительного оборудования во всех отраслях промышленности таких как строительная, пищевая, химическая, нефтеперерабатывающая и др. Станции автоматического управления (САУ) представляют собой многофункциональные электротехнические шкафы и щиты автоматики, основной целью которых является автоматизация технологических процессов. Основными целями автоматизации технологического процесса являются: повышение эффективности производственного процесса; повышение безопасности; повышение экологичности; повышение экономичности.

Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) — группа решений технических и программных средств, предназначенных для автоматизации управления технологическим оборудованием на промышленных предприятиях. Может иметь связь с более общей автоматизированной системой управления предприятием (АСУТП).

Под автоматизированной системой управления технологическим процессом обычно понимается целостное решение, обеспечивающее автоматизацию основных операции технологического процесса на производстве в целом или каком-то его участке, выпускающем относительно завершённое изделие. Автоматизация - одно из направлений научно-технического прогресса, использующее саморегулирующие технические средства и математические методы с целью освобождения человека от участия в процессах получения, преобразования, передачи и использования энергии, материалов, изделий или информации, либо существенного уменьшения степени этого участия или трудоёмкости выполняемых операций.

Автоматизация позволяет повысить производительность труда, улучшить качество продукции, оптимизировать процессы управления, отстранить человека от производств, опасных для здоровья. Автоматизация, за исключением простейших случаев, требует комплексного, системного подхода к решению задачи. В состав систем автоматизации входят датчики (сенсоры), устройства ввода, управляющие устройства (контроллеры), исполнительные устройства, устройства вывода, компьютеры. Применяемые методы вычислений иногда копируют нервные и мыслительные функции человека. Весь этот комплекс средств обычно называют системами.

Основная тенденция развития систем автоматизации идет в направлении создания автоматических систем, которые способны выполнять заданные функции или процедуры без участия человека. Роль человека заключается в подготовке исходных данных, выборе алгоритма (метода решения) и анализе полученных результатов. Однако присутствие в решаемых задачах эвристических или сложно программируемых процедур объясняет широкое распространение автоматизированных систем. Здесь человек участвует в процессе решения, например, управляя им, вводя промежуточные данные. На степень автоматизации влияют продолжительность времени, отведенного на решение задачи, и её вид — типовая или нет. Так, при срочном поиске решения нестандартной задачи следует полагаться только на самого себя.

Автоматизация производства – это процесс в развитии машинного производства, при котором функции управления и контроля, ранее выполнявшиеся человеком, передаются приборам и автоматическим устройствам.

Введение автоматизации на производстве позволяет значительно повысить производительность труда и качество выпускаемой продукции, сократить долю рабочих, занятых в различных сферах производства.

До внедрения средств автоматизации замещение физического труда происходило посредством механизации основных и вспомогательных операций производственного процесса. Интеллектуальный труд долгое время оставался немеханизированным.

В настоящее время операции физического и интеллектуального труда, поддающиеся формализации, становятся объектом механизации и автоматизации. В современных условиях автоматизация производства носит комплексный характер и предполагает автоматизацию рабочих машин, технологических линий и блоков, широкое внедрение станков с числовым управлением, линий ЭВМ, программируемых роботов, а также самых дешевых устройств автоматизации – микропроцессоров.

Наибольшее значение имеет развитие гибких автоматизированных производственных систем, обладающих огромными возможностями повышения эффективности как крупного, так и мелкосерийного многономенклатурного производства. Внедрение таких систем позволяет увеличивать выпуск продукции при сокращении численности занятых, снижать брак и повышать гибкость производственных процессов.

 

1. Описание технологического процесса и основного технологического оборудования

 

1. Описание последовательности технологических операций, принципа действия и характеристик основного технологического оборудования

 

Рис. 1 Технологическая схема

На технологической схеме (рис.1) изображена последовательность технологических операций.

Термодисперсная установка (ТДУ) служит для снижения однородности загрязнений, содержащихся в макулатурной массе, при переработке макулатуры для получения качественного картона.

В состав ТДУ входит:

1. Сеточный пресс
2. Разрывающий шнек
3. Наклонный шнек
4. Паровой шнек
5. Подающий шнек
6. Диспергатор

Масса, перед насосом М8, разбавляется оборотной водой до нужной концентрации и подаётся в напорный ящик, из которого самотёком попадает в сеточный пресс, где обезвоживается до концентрации 25-30%.

Из сеточного пресса масса поступает в приёмник разрывного шнека, откуда через наклонный шнек подаётся в расположенный выше паровой шнек.

В паровом шнеке масса нагревается до 95°С с целью размягчения пластифицирующих посторонних включений. Температура массы в шнеке регулируется.

Для подачи массы в дисковой диспергатор служит подающий шнек. В диспергаторе, за счёт больших сил трения и гидродинамических ударов, масса диспергируется, а затем поступает в бассейн готовой массы.

 

2. Перечень технологических параметров, характеризующих технологический режим процесса, диапазон варьирования параметров согласно техническому регламенту и качество полуфабриката или готового продукта.

 

Первичный измерительный преобразователь (ПИП) – чувствительный элемент, предназначенный для преобразования регулируемого параметра в сигнал измерит информации в форме удобной для обработки дальнейших преобразований.

Нормирующий преобразователь (НП) – осуществляет преобразование сигнала, полученного от ПИП в сигнал удобный для передачи в регулятор (унифицированный токовый сигнал).

Регулятор – с помощью элемента сравнения определяет отклонение текущего значения регулируемого параметра от заданного значения и формирует командный сигнал в соответствии с заложенным в нём алгоритмом управления.

Исполнительный механизм (ИМ) – предназначен для преобразования выходного сигнала с регулятора в механическое перемещение с затвора регулирующего органа.

Регулирущий орган (РО) – устройство, с помощью которого осуществляется изменение режима работы объекта управления путём изменения количества материального или теплового потока.

 

3. Требования к системе управления

Система автоматизации должна обеспечивать выполнение следующих функций:

1. Контроль параметров:

• Уровня в напорном ящике;
• Скорости вращения сеточного пресса и наклонного шнека;
• Концентрации массы, поступающей в напорный ящик;
• Расхода воды на охлаждение в диспергатор;
• Давление пара, подаваемого в паровой шнек;
• Состояние насоса М8 (включен/выключен);
• Положение регулирующего органа m6.

2. Регистрацию параметров:

• Уровня в напорном ящике;
• Скорости вращения сеточного пресса и наклонного шнека;
• Концентрации массы, поступающей в напорный ящик;
• Расхода воды на охлаждение в диспергатор;
• Давление пара, подаваемого в паровой шнек;
• Состояние насоса М8 (включен/выключен);
• Положение регулирующего органа m6.

3. Автоматическое регулирование:

• Уровня в напорном ящике.

4. Блокировку:

• Насоса М8, в случае понижения уровня в напорном ящике ниже минимального значения L<Lmin.

5. Дистанционное управление оператором:

• Регулирующим органом m1 (открыть/закрыть)

6. Сигнализация:

• Предельных значений уровня в напорном ящике.

7. Управление по месту:

• Приводами насоса M8 (включить/выключить)

8. Контроль по месту:

• Температура пара, подаваемого в паровой шнек.

 

2. Разработка функциональной схемы автоматизации (ФСА) технологического процесса или его участка

 

1. Разработка структуры АСУТП и описание функций, выполняемых на каждом уровне управления

На рис.2 изображена техническая структура АСУТП.

Рис.2 Техническая структура АСУТП

 

На верхнем уровне с участием оперативного персонала решаются задачи оптимизации режимов, расчёта технико-экономических показателей производства, визуализации и архивирования процесса, диагностики и коррекции программного обеспеченья процесса.

На среднем уровне решаются задачи автоматического управления и регулирования, пуска и останова оборудования, аварийных отключений и защит. Реализуется на базе программирования логических контроллеров.

Нижний (полевой) уровень АСУ ТП обеспечивает сбор данных о параметрах технологического процесса и состоянии оборудования, реализует управляющее воздействие. Техническими средствами этого уровня являются датчики и исполнительные устройства.

 

2.  Разработка ФСА в соответствии с ГОСТ 21.404-85 и её описание

ФСА термодисперсной установки представлена на стр. 10. ФСА выполнена в соответствии с ГОСТ 21.404-85.

 

 

 

 

 

Библиографический список