Курсовая работа: Автоматизування змішувальної установки на основі одноконтурних систем регулювання

Рис. 2. Схема змішувальної установки.

На рис. 2 показано: 1,2, 3 – клапани; 4 – перемішувач; 5 – переливний патрубок; 6 – привід перемішувача; 7 – датчик аварійної зупинки установки.

3.2 Розрахунок невідомих значень технологічних параметрів

Розраховуємо масові витрати матеріальних потоків:

;

;

.

Розрахуємо номінальне значення концентрації на виході з установки за формулою:

.

3.3 Аналіз технологічного процесу змішування як об'єкта керування

Для нормальної роботи змішувальної установки в неперервному режимі роботи необхідно стабілізувати два технологічних параметри: рівень рідини в установці та концентрацію на її виході.

Рівень в установці доцільно стабілізувати за рахунок зміни витрати рідини на її виході. Для стабілізації концентрації на виході установки використаємо витрату , враховуючи, що концентрація . Збурюючими технологічними параметрами будуть: витрата матеріального потоку і концентрації та . Так як витрата є змінною координатою, яка не використовується для регулювання, то її необхідно стабілізувати. Структурно-логічна схема змішувальної установки показана на рис. 3.

Рис. 3. Структурно-логічна схема змішувальної установки.

3.4 Побудова функціональної схеми автоматизації змішувальної установки

Для нормальної роботи установки достатньо трьох автоматичних систем регулювання:

- АСР стабілізації рівня рідини в установці;

- АСР стабілізації концентрації на виході установки;

- АСР стабілізації витрати .

Для вимірювання рівня рідини в установці використаємо тензометричний рівномір типу “Сапфір-22 ДГ, який має вихідний електричний сигнал 4 ... 20 мА. Так як технологічний процес перемішування не відноситься до пожежо-вибухонебезпечних, то використаємо електричну систему приладів. Згідно з технологічним регламентом статична похибка регулювання не допускається. Тому для регулювання використаємо електронний регулятор з ПІ-законом регулювання. Вихідний сигнал рівноміра поступає на підсилювач напруги, підсилювач потужності і далі на виконавчий механізм, яким служить реверсивний двигун постійного струму. Вал останнього жорстко зв'язаний з регулюючим органом, яким служить односідловий клапан.

Для вимірювання концентрації речовини на виході установки використаємо кондуктометричний аналізатор з вихідним електричним сигналом 0 ... 20 мВ. Згідно з технологічним регламентом статична похибка регулювання не допускається. Тому для регулювання використаємо електронний регулятор з ПІ-законом регулювання. Вихідний сигнал аналізатора поступає на підсилювач напруги, підсилювач потужності і далі на виконавчий механізм, яким служить реверсивний двигун постійного струму. Вал останнього жорстко зв'язаний з регулюючим органом, яким служить односідловий клапан.

Так як витрата невелика, а рідина електропровідна, то для її вимірювання використаємо індукційний витратомір з вихідним сигналом 0 ... 1 В. Згідно з технологічним регламентом статична похибка регулювання не допускається. Тому для регулювання використаємо електронний регулятор з ПІД-законом регулювання, так як трубопровід має достатньо великий час чистого запізнення.. Вихідний сигнал витратоміра поступає на підсилювач напруги підсилювач потужності і далі на виконавчий механізм, яким служить реверсивний двигун постійного струму. Вал останнього жорстко зв'язаний з регулюючим органом, яким служить односідловий клапан.

Для забезпечення нормальної роботи установки необхідно побудувати такі інформаційно-вимірювальні системи (ІВС): - витрати потоків і ; - концентрації і ; - рівня рідини в установці.

Для побудови ІВС витратами використаємо індукційні витратоміри з вихідним сигналом 0 ... 1 В. Вторинними приладами служитимуть автоматичні потенціометри типу КСП-4.

Для побудови ІВС концентраціями використаємо кондуктометричні аналізатори з вихідним сигналом 0 ... 20 мВ. Вторинними приладами служитимуть автоматичні потенціометри типу КСП-4.

Для побудови ІВС рівня використаємо тензометричний датчик “Сапфір 22-ДГ” з вихідним сигналом 4 ... 20 мА. Вторинним приладом служитиме автоматичний міліамперметр типу А 541.

Сигналізація здійснюється за такими технологічними параметрами: рівнем в установці (мінімум і максимум - лампи Л3 і Л4); витратами і (мінімум - лампи Л1 і Л2) і концентрація (лампа Л5).

Блокування здійснюється при аварійному перевищенні рівня в установці до значення . У цьому випадку датчик 7 видає сигнал, який приводить до закриття клапанів КВ. Функціональна схема автоматизації змішувальної установки приведена на рис. 4.