3. ОСНОВНІ РІШЕННЯ ПО АВТОМАТИЗАЦІЇ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ
Процес випарювання в цукровому виробництві призначений для підвищення концентрації цукру в розчині шляхом видалення з нього води в вигляді пари. Процес проводиться в умовах атмосферного або надлишкового тиску або під вакуумом. Зниження витрат виникає внаслідок того, що при випарюванні під вакуумом знижується температура кипіння розчину, тому може бути використана пара низького тиску.
Випарна установка цукрового заводу є важливим об’єктом автоматизації так як при установці автоматичних приладів контролю і регулювання відбувається: - значна економія теплоенергоносіїв; - економія палива; - покращується стабільність роботи; - покращується якість цукру; - збільшуються об’єми переробки; - підвищується вихід цукру. При автоматизації випарної станції цукрового заводу повинно бути передбачено: контроль і регулювання подачі випарюваного соку на установку, рівня в корпусах випарної установки, тиску сокової пари в корпусах і розрідження в п’ятому корпусі, продуктивності корпусів, концентрації сиропу, контроль густини соку перед випарною станцією та сиропу після випарної установки. Даний проект передбачає автоматизацію наступних параметрів:- регулювання тиску в корпусах випарної станції;
- регулювання рівня в корпусах випарної станції;
- контроль рівня в збірнику соку;
- контроль температури у корпусах випарної станції.
Багатокорпусна випарна складається з п‘яти активних корпусів, причому перший і другий корпуси складаються із двох випарних апаратів. Випарний апарат першого корпуса обігрівається ретурною парою від колектора, а наступні корпуси і споживачі живляться екстра парами I-IV корпусів.
Стабілізація подачі розчину на установку здійснюється слідкуючою системою, де як завдання по витраті соку на випарну установку надходить сигнал за рівнем від збірника соку перед БВУ.
Сигнал від буйкового перетворювача рівня УБ-ЭМ аналоговий 4-20 mA (позиція 2в) надходить до блоку ручного управління БРУ-7К, потім сигнал поступає на контролер, а з нього на виконавчий механізм (позиція 2д). Даний контур передбачає блокування від падіння рівня в I корпусі: при зниженні рівня в збірнику соку і в I корпусі до мінімуму подається сигнал на повне відкриття клапана подачі аміачної води в збірник і клапана подачі розчину в I корпус БВУ. Цей контур може працювати без участі контролера. Можна управляти клапаном за допомогою блока ручного управління БРУ-7К (позиція 1г,2г,3г). На ньому задається режим руч./авт., вводиться завдання і вбудований цифровий індикатор для відображення величину параметру в даному випадку рівня в %.
Автоматичне регулювання рівня у випарних апаратах здійснюється впливом на стік із захистом від переповнення шляхом впливу на приплив соку.
Автоматичне регулювання тиску соковитої пари в I корпусі БВУ здійснюється регулятором тиску, що змінює тиск ретурної пари, яка надходить на багатокорпусну випарну установку. Тиск вимірюється датчиком тиску Aplisens РС-28 (позиція 9а). Сигнал 4-20 mA з датчика поступає на контроллер, а з контроллера на виконавчий механізм (позиція 9б).
Автоматичне регулювання розрідження в V корпусі здійснюється шляхом впливу на витрату вторинних парів на живлення цих корпусів. Розрідження вимірюється датчиком тиску Aplisens РС-28 (позиція 5а). Сигнал 4-20 mA з датчика поступає на контроллер, а з контроллера на виконавчий механізм (позиція 5б).
Отже на мою думку випарній станції підібрані найкращі прилади й обладнання для нормального проходження технологічного процесу випарювання.
4. МАТЕРІАЛЬНО-ТЕХНІЧНІ ЗАСОБИ АВТОАМТИЗАЦІЇ
В даній курсовій роботі реалізовано наступні контури автоматизації:
- схема контролю та регулювання рівня по корпусам БВУ;
- схема контролю та регулювання розрідження в концентраторі випарного апарату;
Контроль і регулювання рівня в корпусах випарної станції реалізовано наступним чином: вимірювання рівня відбувається буйковими рівнемірами УБ-ЭМ (поз. 2а, 3а, 4а); з них сигнал аналоговий 4-20 mA поступає на блок ручного управління БРУ-7К (позиція 1г,2г,3г) й на контролер. Величина рівня в корпусі відображається на моніторі ЕОМ. Також за допомогою ЕОМ можна регулювати виконавчими механізмами (відкрити/закрити на визначений %), переводити з ручного в автоматичний режим і навпаки. Також регулювати рівень в корпусах можна без впливу ЕОМ – за допомогою блока ручного управління БРУ-7К.
Перетворювач рівня буйковий УБ-ЭМ призначений для роботи в системах автоматичного контролю, регулювання, управління технологічними процессами, та забезпечує неперервне перетворення значення вімирювального параметру – рівня рідини аба границі розділу двох незмішуваних рідин, як нейтральних, так і агресивних, в стандартний струмовий вихідний сигнал дистанційної передачі з одночасною індикацією параметру в процентах аба міліметрах на вбудованому цифрово-му індикаторі.
Перетворювач призначений для робіт із вторинною та показуючою апара-турою, регуляторами та іншими пристроями автоматики, системами упра-вління, які працюють від стандартного сигналу 0-5мА, 0-20мА або 4-20мАпостійного струму.
Технічні характеристики:
- верхні межі рівня
Перетворювачі моделей 2620, 2622, 2640 повинні вибиратися з ряду 250, 400, 600, 800, 1000, 1600, 2000, 2500, 3000, 4000, 6000, 8000, 1000мм
Моделі 2650 із ряду 1000, 1600, 2000, 2500 мм;
- діапазон вимірювання перетворювачів 0….100%;
- густина контролюємої рідини від 400-2000 кг/м3
- допускаємі межі тиску контролюємого середовища
Для моделей 2615 - 2.5 мПа;
2620, 2622 - 4,0 мПа;
2630 - 6,3 мПа;
2640 - 16 мПа;
2650 - 20мПа;
- діапазон зміни температури контрольної рідини від -50С…+120С;
- живлення УБ-ЭМ – 36В, допускається здійснювати живлення перетворювачів з межами зміни струмового сигналу, а перетворювачів УБ-ЭМ з межами зміни 0-5мА та 0-20 мА від джерела живлення постійного струму з напругою від 18-36В.
Джерело живлення, який використовують для живлення перетворювачів в експлуатаційних умовах, повинен задовольняти наступним умовам:
- опір ізоляції повинен бути не менше 40Мом;
- витримувати випробувальну напругу 1,5 кВ при повірці електричної
- витримки ізоляції;
- пульсація вихідної напруги при частоті гармонічних складових, не перевишаючи 500Гц;
- відстань між перетворювачем УБ-ЭМ та джерелом живлення не повинно перевищувати 600м по трасі;
- потужність – 1,2 ВА;
Перетворювач має пристрій, який дозволяє встановити значення вихідного сигналу, який відповідає нульовому значенню вимірювального рівня (коректор нуля).
Метрологічні характеристики:
- межі допустимої основної приведеної похибки +/- 0,25, +/-0,5, +/-0,1
- перетворювачі призначені для роботи при барометричному тиску від 84 – 106,7 кПа.
Принцип дії заключається в наступному:
- зміна вимірювального рівня приводить до зміни гідростатичної виштовхувальної сили, яка діє на чутливий елемент – буйок;
- зміна виштовхувальної сили через ричаг передається на магнітну систему яка зміщується відносно нерухомо закріпленого датчика Холла, при цьому напруга з датчика Холла змінюється пропорційно виштовхувальній силі.
Блок ручного управління БРУ-7 призначений для використання в системах промислової автоматизації виробничих процесів у якості:
- багатофункціональної станції ручного керування аналоговими або імпульсними виконавчими механізмами;
- блоку ручного задатчика аналогового сигналу;
- блоку ручного задатчика імпульсних сигналів "більше "-"менше";
- цифрового індикатора двох технологічних параметрів
Область застосування
- Ручний задатчик з установкою завдання в межах від 0 до 100%
- Блок управління для ручного переключення вихідних струмових кіл аналогового регулятора с автоматичного режиму управління на ручний і навпаки за допомогою клавіші на передній панелі.
- Блок управління для дистанційного переключення режиму управління в положенні ручной/автомат, за допомогою сигналів, які подають на клемно-блочний з’єднувач
- Автоматичне блокування (в ручному режимі управління) дистанційного переключення при включенні клавіші на передній панелі
- Блок ручного управління аналоговим виконавчим механізмом.
Функціональні можливості
- встроєний мікропроцесор;
- цифрова калібровка вимірювального каналу;
- цифрова фільтрація;
- добування квадратного кореня;
- лінеаризація вхідного сигналу;
- порівняння результату перетворення з установками мінімум та максимум, а також сигналізацію на передній панелі відхилень MIN-MAX;
- конфігурація блока ручного управління проводиться за допомогою інже нерного пульта;
- збереження параметрів при відключенні живлення;
- гальванично розділений інтерфейс RS-485 (планується модернізація), кількість приладів в мережі RS-485: до 255
- захист від несанкційного вимірювання параметрів
Технічні характеристики
- Вхідні сигнали: 0-5мА (Rвх=400 Ом), 0(4)-20 мА (Rвх=100 Ом), 0-10В (Rвх>50кОм)
- Вихідні аналогові сигнали: 0-5 мА (Rн(2кОм), 0-20 мА, 4-20 мА (Rн (500 Ом), 0-10В (Rн>2 кОм)
- Максимальна похибка установки сигналу завдання: ±2,0%
- Діапазон зміни установки завдання: 0 - 100%
- Основна приведена похибка вимірювання: ±0,2%
- Кількість розрядів цифрового індикатора: 4
- Висота цифр світлодіодних індикаторів: 14 мм змінний струм ... < 220 В, < 0,100 А
- Температура навколишнього середовища: від +5°С до +50°С
- Напруга живлення: від живлення змінного струму ~(220±22)В, (50±1)Гц
- Потужність: не більше 6 Вт
- Корпус (ВхШхГ): щитовий 96х96х185 мм DIN43700, IP30
- Монтажна глибина: 240 мм
- Маса блока: не более 0,95 кг
Позначення при заказі:
БРУ-7-А-В-U-DD,
де:
А - код входу:
1 - 0-5 мА; 2 - 0-20мА, 3 - 4-20 мА, 4 - 0-10 В
B - код вихідного аналогового сигналу:
1 - 0-5 мА; 2 - 0-20мА, 3 - 4-20 мА; 4 - 0-10 В
U – напруга живлення:
220 - ~220В 50Гц
DD - наявність, тип и довжина клемно-блочного з’єднувача вхідних и вихідних сигналів:
Контроль і регулювання розрідження в корпусах випарної станції реалізовано наступним чином: за місцем знаходиться датчик тиску Aplisens РС-28 (позиція 5а). Сигнал аналоговий 4-20 mA з датчика поступає на контроллер. Також як в контурі регулювання рівня величина параметру відображається на ЕОМ. Також можно управляти виконавчим механізмом заслінкою з електро-пневматичним позиціонером (позиція 5б). Потім сигнал з контроллера надходить на виконавчий механізм.
Вимірювальний перетворювач тиску PC-28, який призначений для виміру розрідження, а також надлишкового та абсолютного тиску газу, пари і рідини.
Вимірювальним елементом є п’єзорезисторна кремнієва монолітна структура, вбудована в приймач тиску, що відділений від вимірюваного середовища роздільною мембраною і заповнений спеціальною манометричною рідиною. Залита силіконовим компаундом електронна схема поміщена в корпусі зі ступенем захисту з ІP 65 до ІP 67 в залежності від обраного електричного з'єднання .
Настройка та калібрування
Користувач за допомогою потенціометрів має можливість коректування "нуля" і діапазону вимірювання у межах до 10% без взаємодії настроювань.
5. ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ І ОХОРОНА НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА
Техніка безпеки являє собою комплекс технічних і організаційних заходів, які спрямовані на попередження обслуговуючого персоналу від травматизму, шкідливого впливу, які викликані умовами праці.
Автоматизація – являє собою один з важливих факторів, який покращує умови праці і підвищує техніку безпеки працівників. Автоматизація і централізація управління сприяють віддаленню обслуговуючого персоналу від ділянок з підвищеною небезпекою і з тяжкими умовами праці. Автоматична сигналізація, блокування і захист від переливів, перевищення тиску, аварійних ситуацій є заходами по техніці безпеки і охороні праці.
Для того, щоб попередити нещасні випадки і безпечну експлуатацію технологічного обладнання всі працівники зобов’язані пройти курс навчання по техніці безпеки. Керівники підприємств в свою чергу зобов’язані забезпечити своєчасне і якісне проведення інструктажу робітників по безпечним прийомам і методам роботи, які регулярно проводяться на всіх підприємствах незалежно від ступеня небезпеки підприємств.
Після навчання весь персонал повинен здати іспити по техніці безпеки.
З метою визначення здатності персоналу по стану здоров’я займатися обслуговуванням, ремонтом, перевіркою систем вимірювання і автоматизації всі робітники повинні пройти медичний огляд. Повторні періодичні медичні огляди проводяться не рідше одного разу на рік, а при роботі, а при роботі з приладами, які містять, ртуть, джерела радіаційного випромінювання – не рідше одного разу на шість місяців. Персонал метрологічної служби, який обслуговує і ремонтує засоби і системи автоматизації у виробничих цехах, повинен знати правила техніки безпеки і виробничої санітарії, які відносяться до цих виробництв.
Виконання робіт на установках, в трубопроводах, які знаходяться під тиском і в зоні високих температур, допускається тільки з дозволу керівника, який відповідальний за їх експлуатацію, після виконання всіх заходів, які забезпечують безпечне ведення робіт. Роботи в загазованих або вибухонебезпечних місцях повинні проводитись не менш як двома особами, а роботи в криницях, агрегатах, резервуарах – в денний час з обов’язковим оформленням відповідного наряду, з попереднім обов’язковим чітким інструктажем.
Також при роботі підприємств цукрової промисловості є актуальним питання про забруднення навколишнього середовища. При процесі переробки цукру використовується велика кількість води, наприклад, мийка, що призводить до утворення стічної води, яка потребує очищення. В зв’язку з цим приділяється велика увага до раціонального використання води і скороченню викидів стічних вод.
ВИСНОВОК
При роботі над даним курсовим проектом було зібрано багато інформації про багатоконтурну випарну установку, на основі якої було розроблено функціональну схему автоматизації, в якій передбачено контроль і регулювання таких параметрів:
- розрідження в концентраторі;
- рівень в випарних апаратах;
- рівень в збірнику аміачної води;
- рівень в збірнику фільтрованого соку перед випаркою;
Схема автоматизації реалізована на електричних засобах автоматизації.
На основі виконаної роботи можна зробити висновок, що при автоматизації будь-якої ланки харчової промисловості значно збільшується величина прибутку і значно зменшуються затрати на виготовлення однієї одиниці продукції.
ПЕРЕЛІК ДЖЕРЕЛ ІНФОРМАЦІЇ
1. Петров И.К «Технологические измерения и приборы в пищевой промишлености».- 2-е издание – М.:Агропроиздат, 1985 – 344 с.
2. Широков Л.А, Широков В.И, Михайлов В.И., Фельдмани др.. «Автоматизація производственных процес сов и АСУ ТП в пищевой промышленности» под ред.. Л.А. Широкова – М.:Агропромиздат, 1986
3. А.С Клюев, Б.В.Глазов, А.Х.Дубровский, А.А.Клюев «Проектирование систем автоматизации технологических процес сов: Справочное пособие» - М.:Энергоатомиздат, 1990.-464 с.
4. В.Ц. Жидецкий, В.С. Джигерей, О.В. Мельников «Основи охорони праці».-Львів: Авіша, 1999 – 348с.
5. Інструкції до приладів БРУ-7, УБ-ЭМ, Aplisens.
0 комментариев