Автоматизация ТП

Типовое решение автоматизации для процесса сушки часть 2

Регулирование противоточных барабанных сушилок (рис. 4.50). 

Схема регулирования противоточной барабанной cушилки:

Рис. 4.50. Схема регулирования противоточной барабанной cушилки:
1 - транспортер влажного материала; 2 - барабан-. 3 - воздухонагреватель.
В противоточных сушилках для предотвращения разложения материала под действием высоких температур в качестве основной регулируемой величины нужно использовать температуру материала на выходе «з сушилки и вносить регулирующие воздействия изменением расхода сушильного агента. Температура воздуха на входе в барабан регулируется изменением расхода теплоносителя, подаваемого в воздухоподогреватель, а влажность - изменением расхода рециркулирующего воздуха. Узлы регулирования расхода влажного материала и разрежения остаются такими же, как 'и в прямоточных сушилках.
Следует отметить, что изменение расхода сушильного агента в противоточной сушилке может быть осуществлено и в зависимости от влажности wк, а также от температуры в самом барабане.


Регулирование ленточных и конвейерных сушилок (рис. 4.51) подобно барабанным.

Стабилизации подлежат влажность сухого материала или конечная температура сушильного агента, температура сушильного агента на входе в сушилку, разрежение в сушилке.
Конструкции ленточных и конвейерных сушилок позволяют принимать и особые решения по их автоматизации. При использовании ленточного транспортера (конвейера) появляется возможность регулирования влажности wк изменением скорости транспортера. При наличии дополнительного подогревателя под транспортером расход теплоносителя в подогреватель стабилизируется, а при рецикле части сушильного агента ее расход изменяется в зависимости от влажности (на схеме этот узел не показан).

Схема регулирования ленточной (конвейерной) сушилки:

Рис. 4.51. Схема регулирования ленточной (конвейерной) сушилки:
1 - калорифер; 2 - сушилка; 3 - дополнительный подогреватель; 4 - вентилятор; 5 - питатель.


Регулирование струйных распылительных сушилок (рис. 4.52).

В сушилках этого типа осуществляется сушка суспензий различных неорганических соединений (предварительно нагретых в теплообменнике) за счет распыливания их сушильным агентом. В струйных (и других) распылительных сушилках, как правило, требуется получить продукт не только заданной влаж¬ности, но и постоянного гранулометрического состава.

Схема регулирования струйной сушилки:

Рис. 4.52. Схема регулирования струйной сушилки:
1 - топка; 2 -сушилка; 3 - теплообменник суспензии; 4 - сепаратор; 5 - размеры частиц.
Дисперсность распыла в струйных сушилках определяется в основном соотношением расходов сушильного агента и суспензии. Поэтому к уже известным решениями по автоматизации добавляется, в частности, узел регулирования размеров частиц изменением соотношения расхода суспензии и суммарного расхода воздуха, поступающего аз топку.
Если допустима стабилизация подачи суспензии, то в схему дополнительно вводится регулятор суспензии.
В настоящее время при автоматизации струйных сушилок в качестве основной регулируемой величины часто используют не влажность сок, а температуру или влажность отработанного сушильного агента. Регулирование этих параметров в струйных сушилках можно осуществлять и изменением расхода влажного материала, так как продолжительность переходного процесса при изменении расхода распыливаемой суспензии невелика (2- 3 мин).

Регулирование сушилок с механическими распылителями.

В таких сушилках суспензия распиливается за счет давления перед механическим распылителем (форсункой), которое и следует стабилизировать. Все остальные узлы регулирования такие же, как и у струйных сушилок.
В отдельных случаях идут по пути корректирования давления суспензии перед форсункой по основному показателю процесса. Такими показателями могут быть влажность высушенного продукта, его гранулометрический состав, температура отработанного сушильного агента. Выбор основного регулируемого параметра определяется целью управления и свойствами суспензии.
На рис. 4.53 показана одна из таких схем с использованием двухконтурной системы регулирования. Регулирующее воздействие осуществляется байпасированием части суспензии с выхода насоса суспензии на его вход. В приведенной конструкции сепарация высушенного продукта производится непосредственно в корпусе сушилки мешочными фильтрами. Для регенерации их предусмотрен встряхивающий механизм, который управляется командным устройством по жесткой временной программе.

Регулирование сушилок с механическими распылителями.

 

Типовое решение автоматизации для процесса сушки часть 1

Типовое решение автоматизации (рис. 4.48). 

Типовая схема автоматизации процесса сушки:

Рис. 4.48. Типовая схема автоматизации процесса сушки:

1 - топка; 2 - смесительная камера; 3 - барабан; 4 - бункер; 5 - циклон; 6 - вентилятор; 7 - автоматический дозатор; 8 - электродвигатель барабана.
В качестве объекта управления при автоматизации процесса сушки возьмем барабанную прямоточную сушилку, в которой сушильным агентом служат дымовые газы, получаемые в топке. Показателем эффективности данного процесса является влажность wк материала, выходящего из сушилки, а целью управления - поддержание этого параметра на определенном значении.
Влажность сухого материала определяется, с одной стороны, количеством влага, поступающей с влажным материалом, а с другой - количеством влага, удаляемой из него в процессе сушки. Количество влаги, поступающей с влажным материалом, зависит от расхода этого материала и его влажности wп.
Расход материала определяется производительностью сушилки, которая, как правило, должна быть постоянной. Поэтому следует идти по пути стабилизации расхода влажного материала, что обеспечивает заданную производительность и устраняет возмущения по данному каналу. Для этой цели устанавливают автоматические дозаторы.
Влажность wн_зависит от технологического режима предыдущих процессов. С изменением этого параметра в объекте будут иметь место сильные возмущающие воздействия.
Количество влаги №, которое поглощается сушильным аген¬том, определяют по формуле

W = K F w

где К - коэффициент массопередачи (величина мало изменяющаяся); F - поверхность контакта сушильного агента и материала; w - средняя движущая сила процесса.
Поверхность F зависит от толщины слоя материала и его гранулометрического состава. Толщина слоя определяется наличием материала в барабане и при постоянных расходе материала и скорости вращения барабана (в практике для вращения используют асинхронные двигатели с постоянным числом оборотов рабочего вала) будет постоянна. Гранулометрический состав определяется ходом предыдущих технологиче¬ских процессов; с его изменением в объект вносятся возмущения.
Средняя движущая сила w определяется движущими силами в начале А1 и в конце А2 процесса (рис. 4.49). Положение точки А зависит от значений влажности материала и сушильного агента фн, которые определяются предшествующими процессами. Стабилизировать их 'сложно; по этим каналам будут поступать возмущения.

Положение точки Б определяется значениями влажности материала wк (wк задается, исходя из цели управления) и сушильного агента wк. Величина влажности wк зависит от расхода сушильного агента, проходящего через сушилку; чем он больше, тем меньше wк и тем левее располагается точка Б на линии влажности «к. С изменением расхода сушильного агента в объект могут вноситься действенные регулирующие воздействия.

Положение точек Г и Д определяется положением кривой равновесной влажности. Положение этой кривой зависит от температуры и разрежения в барабане сушилки. Разрежение легко стабилизируется путем изменения расхода сушильного агента, выводимого из сушилки. Температура же определяется всеми начальными параметрами, а также интенсивностью процесса испарения влаги из материала. Стабилизировать ее можно, в частности, путем изменения расхода или температуры сушильного агента. Необходимо отметить, что диапазон изменения последнего параметра существенно ограничен, что объясняется требованиями техники безопасности и возможностью разложения высушиваемого материала.
Таким образом, все параметры, влияющие на показатель эффективности, стабилизировать невозможно. В частности, возмущения будут возникать в результате изменения начальной влажности материала и сушильного агента сон и фн, гранулометрического состава материала и т. д.
В барабане может изменяться распределение материала, а также гидродинамические условия его обтекания сушильным агентом. В связи с этим в качестве основного регулируемого параметра целесообразно взять влажность «к (используются влагомеры кондуктометрические, оптические, радиационные, электротермические, комбинированные), а регулирующее воздействие осуществлять изменением расхода сушильного агента. Если сушильный агент готовится в топке, то регулирующий клапан устанавливают на линии топлива ('см. с. 1'59). Соответствие между расходами топлива и воздуха обеспечивается регулятором соотношения.
Температура сушильного агента на входе в барабан должна быть стабилизирована путем изменения расхода вторичного воздуха. Необходимо регулировать также расход влажного материала и разрежение в сушилке изменением расхода отобранного сушильного агента.
При управлении процессом сушки следует контролировать расход топлива, первичного и вторичного воздуха, влажного и сухого материала, температуру сушильного агента на входе в сушилку и на выходе из нее, температуру в сушилке, разрежение в смесительной камере.
При значительном отклонении показателя эффективности от заданного значения, опасном повышении температуры сушильного агента на входе в сушилку и остановке электродвигателя барабана должен быть подан сигнал обслуживающему персоналу. Кроме того, при остановке электродвигателя должна быть прекращена подача материала в сушилку.
Регулирование температуры сушильного агента в сушилке.
При отсутствии надежного прибора для непрерывного измерения влажности материала, а также при больших запаздываниях в сушилке в качестве основного регулируемого параметра следует брать температуру сушильного агента в барабане. Датчик регулятора температуры следует ставить на расстоянии длины сушилки от места ввода материала, где запаздывание мало и уже испарилась значительная часть влаги. В связи с тем что температура является распределенным параметром, правильнее было бы вести регулирование по средней температуре по длине сушилки. Однако осуществить многоточечное измерение температуры во вращающемся барабане сложно.
Более (перспективным является использование двухконтурных систем регулирования, где в качестве основного параметра взята температура сушильного агента на выходе из барабана (или влажность его), а в качестве вспомогательного - температура в середине сушилки. Можно построить двухконтурную систему также следующим образом: основной параметр - тем¬пература в середине сушилки, вспомогательный - параметр, характеризующий загрузку барабана, например расход влажного материала или ток электродвигателя привода барабана.
В качестве основной регулируемой величины может использоваться и температура материала на выходе из сушилки. Однако измерение этого параметра представляет значительные трудности ввиду неравномерности температурного поля в материале, налипания частиц на датчик и т. п.

   

Типовое решение процесса автоматизации смешения жидкости

При разработке типового решения под объектом управления будем понимать емкость с механической мешалкой, в которой смешиваются две жидкости (рис. 4.6). В качестве показателя эффективности процесса перемешивания примем концентрацию какого-либо компонента в смеси, а целью управления будет получение смеси с определен¬ной концентрацией этого компонента.

Типовая схема автоматизации процесса смешения жидкостей

Рис. 4.6. Типовая схема автоматизации процесса смешения жидкостей: 1 - емкость; 2 - механическая мешалка.

Зависимость показателя эффективности от параметров про¬цесса можно вывести из уравнения материального баланса по искомому компоненту:


Gcм • Сcм = Ga Ca + Gв Св


Gcм, Ga, Gв - расходы соответственно смеси, жидкости А и жидко¬сти Б
Ссм - концентрация искомого компонента в смеси
Са, Св - концентрация искомого компонента соответственно в жидкостях А и Б,
Учитывая, что расход Gсм в установившемся режиме равен сумме расходов GА и GВ, и решая это уравнение относительно концентрации Ссм, получим:

Ссм = (Ga Ca + Gв Св)/( Ga + Gв )

С изменением расходов Gа и GВ в объект будут поступать возмущающие воздействия. Если между предыдущими процессами и процессом смешения установить емкости, то можно целенаправленно изменять один из этих расходов с целью поддержания концентрации Ссм на заданном значении. Более эффективно изменять расход той жидкости, в которой концентрация искомого компонента выше.
Концентрации GА и GВ определяются технологическими режимами предыдущих процессов, поэтому стабилизировать или изменять их для достижения цели управления невозможно.
Итак, в смеситель могут поступать возмущающие воздействия, поэтому следует регулировать непосредственно концентра¬цию Gсм, внося регулирующие воздействия изменением одного из расходов GА или GВ.
В смесителе необходимо иметь определенный объем жидко¬сти. Существенное .изменение объема жидкости может привести к переполнению аппарата или его опорожнению, при этом процесс смешения становится невозможным. Показателем объема-жидкости является уровень в аппарате, поэтому его необходимо стабилизировать. Уровень жидкости зависит от расходов Ga, GВ, Gсм. Если расход Gсм определяется ходом последующего процес¬са, то его нельзя ни стабилизировать, ни использовать для внесе¬ния регулирующих воздействий. Один из расходов Сa или GВ (например, Ga), как уже сказано, будет использоваться для вне¬сения регулирующих воздействий при регулировании концентра¬ции Ссм. Следовательно, единственным каналом для внесения регулирующих воздействий при стабилизации уровня является другой расход (Св). Отметим, что осуществляя регулирующие воздействия, регулятор уровня создает возмущения для регуля¬тора концентрации Ссм.
Для успешной эксплуатации смесителя, оперативного управ¬ления «м и подсчета технико-экономических показателей следует контролировать концентрацию Ссм, расходы GА, GВ и Gcм, уро¬вень жидкости в смесителе и количество энергии, потребляемой приводом мешалки. При значительном отклонении концентра¬ции Ссм и уровня в смесителе от заданных значений должен быть подан сигнал. При достижении критического ' значения уровня подача жидкости должна быть прекращена.


Регулирование уровня путем изменения расхода смеси.

Если расход смеси не обусловлен ходом последующего технологического процесса, то его нужно использовать для регулирования уровня в смесителе; изменением расхода одной жидкости поддерживать постоянной концентрацию Ссм, а расход другой стабилизировать.


Регулирование с помощью регулятора соотношения.

Если расход одной жидкости сильно изменяется, то для улучшения качества регулирования следует использовать регулятор соотно¬шения расходов жидкостей с коррекцией по концентрации смеси Ссм (рис. 4.7). Регулирование соотношения расходов жидкости компенсирует возмущения по расходу жидкости Б путем изменения расхода жидкости А до того, как изменится концентрация Ссм. Если по каким-либо причинам концентрация Ссм все же изменится, например при изменении концентрации искомого компонента в жидкостях А и Б, то изменится задание регулятору соотношения.
При постоянных концентрациях компонента в жидкостях А и Б возможно регулирование соотношения расходов без автоматической коррекции величины соотношения.
Регулирование барботажных смесителей. Перемешивание жидкости в барботажных смесителях осуществляется с помощью сжатого воздуха. Для нормальной работы таких смесителей необходимо дополнительно к рассмотренным выше регуляторам установить регулятор давления воздуха, подаваемого в барботер. При постоянном давлении воздуха обеспечивается равно¬мерное распределение одной жидкости в другой.

Схема регулирования процесса смешения при значительных изменениях расхода

Рис. 4.7. Схема регулирования процесса смешения при значительных изменениях расхода одной из жидкостей.

   

Задание 4.2 часть 2

   Задание 9. Исходная смесь поступает в ректификационную колонну 1 (рис.17), предварительно подогретой в теплообменнике исходной смеси 4 до температуры t. В колонне смесь разделяется на компоненты. Низкокипящие компоненты в виде паров уходят сверху из колонны, попадают в дефлегматор 2, где частично конденсируются.

Часть дистиллята постоянно подается на орошение в колонну в виде флегмы, остаток дистиллята удаляется с установки. В куб колонны непрерывно возвращается некоторое количество кубового остатка, проходящего через кипятильник, другая часть отводится.

Исходная смесь поступает в ректификационную колонну 1 (рис.17), предварительно подогретой в теплообменнике

Рис.17. Принципиальная схема процесса ректификации:
1 – ректификационная колонна, 2 – дефлегматор, 3 – флегмовая емкость,
4 – теплообменник, 5 – кипятильник


1. Предусмотреть автоматический контроль следующих параметров:
а) расхода исходной смеси на установку G=1000 кг/ч;
б) температуры теплоносителя в теплообменник t3=100°С;
в) температуры верха колонны t1=60°C;
г) уровня куба колонны L=1,5 м;
д) качества кубового остатка (целевой продукт).
2. Предусмотреть автоматическую стабилизацию следующих параметров:
а) температуры на контрольной тарелке колонны t=80°C;
б) давления в верху колонны Р=0,3 МПа;
в) уровня флегмовой емкости L=1,5;
г) расхода теплоносителя в кипятильник G=1600 кг/ч.
3. Обеспечить звуковую и световую сигнализацию падения температуры верха ректификационной колонны ниже 55°С. Укажите, чем следует дополнить схе- му для улучшения качества целевого продукта.
Функциональную схему автоматизации процесса ректификации разработать в двух вариантах:
а) развернутым способом на базе микропроцессорного контроллера;
б) упрощенным способом.
Составить пояснительную записку.

Задание 10. В барабанную сушилку (рис.18) подается сыпучий ультрамарин с начальной влажностью 28%. Конечная влажность ультрамарина 0,5% масс. В качестве топлива используется природный газ, расход топлива 2760 м?/ч, коэффициент избытка воздуха в топке равен 4,82 (средняя температура в сушилке – 300°С), температура газов на входе в барабан 500°С, на выходе из барабана 100°С. Абсолютное давление в смесительной камере сушилки 93,3 кПа.

В барабанную сушилку (рис.18) подается сыпучий ультрамарин с начальной влажностью 28%

Рис.18. Принципиальная схема процесса сушки:
1 – топка, 2 – смесительная камера, 3 – барабан, 4 – вентилятор,
5 – циклон, 6 – бункер, 7 – дозатор, 8 – электродвигатель барабана

1. Предусмотреть автоматический контроль следующих параметров:
а) расхода топлива 2760 м?/ч;
б) расхода первичного воздуха;
в) влажности первичного воздуха;
г) влажности вторичного воздуха;
д) температуры сушильного агента на входе 500°С и на выходе из барабанной сушилки 100°С;
е) температуры в сушилке 300°С;
ж) разрежения в смесительной камере 93,3 кПа.
2. Предусмотреть автоматическую стабилизацию следующих параметров:
а) соотношения расхода первичного воздуха к расходу топлива равного 4,82;
б) температуры сушильного агента 500°С на входе в сушилку;
в) разрежения в сушилке 93,3 кПа.
Функциональною схему автоматизации процесса сушки разработать в двух вариантах:
а) развернутым способом на базе микропроцессорного контроллера;
б) упрощенным способом.
Составить пояснительную записку.

Скачать задание 10 в части 4.2

Задание 11. В ленточную сушилку (рис.19) непрерывно подается селикагель с начальной влажностью 42% масс. Конечная влажность материала 11% масс. Температура материала, поступающего на сушку, 18°С, выходящего из сушилки 47°С. Сушка производится воздухом. Температура воздуха до калорифера 15°С, на выходе их калорифера 138°С, после сушилки 45°С. Расход воздуха на сушку 4030 м?/ч. Давление греющего пара в калорифере 0,47 МПа, расход пара 2600 кг/ч, температура греющего пара 148°С.
1. Предусмотреть автоматический контроль всех параметров технологическо- го процесса.
2. Стабилизировать влажность селикагеля на выходе из сушилки.

В ленточную сушилку (рис.19) непрерывно подается селикагель с начальной влажностью

Рис.19. Принципиальная схема процесса сушки:
1 – сушилка, 2 – транспортер, 3 – дополнительный подогреватель,
4 – калорифер

Функциональную схему автоматизации процесса сушки разработать в двух вариантах:
а) развернутым способом на базе микропроцессорного контроллера;
б) упрощенным способом.
Составить пояснительную записку.

Скачать задание 11 в части 4.2

Задание 12. В кипящем слое (рис.20) производится сушка частиц гранулированного селикагеля от начальной влажности 30% масс до конечной 5% масс. Сушильный агент – воздух, температура воздуха на выходе из топки 150°С. В топке происходит сгорание природного газообразного топлива, расход топлива 550 м?/ч. Коэффициент избытка воздуха в топке 4. Температура взвешенного слоя 98°С; высота слоя 445 мм, сопротивления слоя ?р=2,6 кПа. Давление в верхней части сушилки 0,38 МПа.

В кипящем слое (рис.20) производится сушка частиц гранулированного селикагеля от начальной влажности

Рис.20. Принципиальная схема процесса сушки:
1 – сушилка, 2 – кипящий слой, 3 – решетка, 4 – топка, 5 – промежуточный бункер,
6 – питатели, 7 – электродвигатели, 8 – циклон

1. Предусмотреть автоматический контроль всех параметров технологического процесса.
2. Стабилизировать влажность селикагеля на выходе из сушилки.
Функциональную схему автоматизации процесса сушки разработать в двух вариантах:
а) развернутым способом на базе микропроцессорного контроллера;
б) упрощенным способом.
Составить пояснительную записку.

Задание 13. В отстойник подается суспензия для извлечения твердой фазы из жидкости. Показатель эффективности процесса – концентрация твердой фазы в осветленной жидкости (мутность раствора). Цель управления – максимальное извлечение твердой фазы. Уровень в отстойнике необходимо поддерживать постоянным, во избежание перелива из аппарата. В отстойнике контролируется уровень раздела фаз.

В отстойник подается суспензия для извлечения твердой фазы из жидкости. Показатель эффективности процесса

Рис.21. Принципиальная схема процесса отстаивания:
1 – отстойник, 2 – переливное устройство, 3 – мешалка

1. Предусмотреть автоматический контроль следующих параметров:
а) расхода исходной суспензии;
б) расхода осветленной жидкости;
в) мутности осветленной жидкости;
г) уровня раздела фаз.
2. Предусмотреть автоматическую стабилизацию следующих параметров:
а) расхода исходной суспензии;
б) границы раздела фаз.
Функциональную схему автоматизации процесса отстаивания разработать в двух вариантах:
а) развернутым способом на базе микропроцессорного контроллера;
б) упрощенным способом.
Составить пояснительную записку.

Скачать задание 13 в части 4.2

Задание 14. В кристаллизатор непрерывного действия (рис.22) поступает 5000 кг/ч водного раствора NaОН при температуре 90°С с начальной концентрацией 57,6% масс. Раствор в кристаллизаторе охлаждается до t=40°С, концентрация при этом снижается до 51,1% масс. Расход маточного раствора 822 кг/ч; температура в кристаллизаторе 65°С, кристаллизатор охлаждается водой с температурой входа 15°С, выхода ?20°С. Расход воды 22 т/ч, число оборотов мешалки 160 об/мин, содержание примесей в растворе NаОН считать постоянным.
1. Предусмотреть автоматический контроль следующих параметров:
а) температуры водного раствора NаОН 90°С;
б) температуры маточного раствора 40°С;
в) температуры хладоносителя на входе кристаллизатора 15°С, на выходе 20°С;
г) расхода раствора на кристаллизацию 5000 кг/ч;
д) расхода маточного раствора 822 кг/ч;
е) количества хладоносителя;
ж) расхода хладоносителя 22 т/ч;
з) уровня раствора в кристаллизаторе 2,4 м;
и) числа оборотов мешалки 160 об/мин.
2. Предусмотреть автоматическую стабилизацию следующих параметров:
а) температуры в аппарате 65°С;
б) расхода раствора на кристаллизацию 5000 кг/ч;
в) уровня раствора L=2,4 м.
3. Предусмотреть сигнализацию отклонения температуры в кристаллизаторе от заданной. Обосновать зависимость показателя эффективности кристаллизации от технологических параметров установки.

В кристаллизатор непрерывного действия (рис.22) поступает 5000 кг/ч водного раствора NaОН при температуре 90°С

Рис.22. Принципиальная схема процесса кристаллизации:
1 – кристаллизатор, 2 – мешалка
Функциональную схему автоматизации процесса кристаллизации разработать в двух вариантах:
а) развернутым способом на базе микропроцессорного контроллера;
б) упрощенным способом.
Составить пояснительную записку.

Задание 15. Загрязненный газ поступает в рукавные фильтры (рис.23) и очищается от вредных веществ. Твердые вещества оседают на фильтрах и создают перепад давлений ?Р. При достижении максимального перепада давления регуляторы выдают сигналы на клапаны, установленные на магистралях сжатого воздуха. Клапаны открываются, импульсы сжатого воздуха через сопла поступают в рукава и деформируют ткань, сбивая при этом пыль. Регенерация ткани происходит до достижения минимального перепада давления.

Загрязненный газ поступает в рукавные фильтры (рис.23) и очищается от вредных веществ

Рис.23. Схема процесса фильтрования газовых систем:
1 – корпус фильтра, 2 – рукава, 3 – сопла импульсной продувки, 4 – шнек

1. Предусмотреть автоматический контроль следующих параметров:
а) температуры загрязненного газа;
б) расхода загрязненного газа;
в) давления загрязненного газа.
2. Предусмотреть автоматическую стабилизацию:
а) перепада давления ?Р на фильтре;
б) давления сжатого воздуха для продувки.
3. Обеспечить сигнализацию превышения заданной величины перепада давления на фильтре ?Р.
Функциональную схему автоматизации процесса фильтрования газовых систем разработать в двух вариантах:
а) развернутым способом на базе микропроцессорного контроллера;
б) упрощенным способом.
Составить пояснительную записку.

Скачать задание 15 в части 4.2

   

Задание 3.2 часть 2

Задание 16. В сушильной камере необходимо регулировать относительную влажность воздуха 40% при температуре 70°С.
Измерительный преобразователь температуры и влажности ИПТВ-056 (ЗАО «Метран») смонтирован на стене сушильной камеры.
Технические характеристики ИПТВ-056:
диапазон измерений и преобразований температуры от 0 до 100°С,
диапазон измерений и преобразований относительной влажности от 5 до 98%,
погрешность измерений температуры ±0,4°С,
погрешность измерений относительной влажности ±3%,
выходной сигнал 4-20 мА.

Измерительный преобразователь подключен к микропроцессорному регулятору «Минитерм 400» ОАО МЗТА, предназначенному для автоматизации сушильных камер и печей.
Технические характеристики регулятора:
два цифро-символьных дисплея; программный задатчик (до десяти участков программы); регулирование по ПИД- ,ПИ- ,ПД- ,П- законам; входной сигнал 4-20 мА; выходной сигнал – импульсный.
На цифровом табло «Минитерм 400» есть указатель регулируемой величины. Дополнительные устройства позволяют:
осуществлять изменение задания;
переходить на ручное управление; сигнализировать верхнее и нижнее предельные отклонения регулируемого параметра от заданного значения.
На трубопроводе горячего воздуха в сушилку установлен исполнительный электрический механизм МЭОК 25/100, сигнал к которому от регулятора «Минитерм 400», установленного в помещении оператора, подается через магнитный пускатель. Магнитный пускатель установлен по месту.
Изобразите схему управления относительной влажностью в сушилке в двух вариантах:
а) развернутым способом;
б) упрощенным способом.

Задание 17. Уровень границы раздела жидких фаз в аппарате регулируется клапаном с электропневматическим позиционером с мембранным пневмоприводом, установленным на трубопроводе слива тяжелой фракции из аппарата. Позиционер ЭПП Саранского приборостроительного завода является комплектующим изделием для исполнительного механизма и предназначен для повышения быстродействия мембранного привода клапана. Диапазон изменения входного сигнала позиционера 4-20 мА, давление воздуха питания 400 кПа. В аварийной ситуации клапан закрывается.
Уровень раздела фаз измеряется преобразователем уровня буйковым типа Сапфир-22ДУ-Ех во взрывозащищенном исполнении. Преобразователь установлен непосредственно на верху емкости. Разность плотностей жидкостей верхнего и нижнего уровня 70 кг/м?, плотность нижней фазы жидкости 1000 кг/м?.
Технические характеристики уровнемера:
пределы измерений 0-600 мм, пределы допускаемой основной погрешности ±1%, выходной сигнал 4-20 мА.
Сигнал с выхода Сапфира-22ДУ-Ех подается к малоканальному микропроцессорному регулирующему контроллеру Р-130 (ОАО «Завод электроники и механики» г. Чебоксары).

Контроллер позволяет:
оперативно управлять процессом; автоматически регулировать процесс; осуществлять автоматическое логико-программное управление, защиту и блокировку, сигнализацию и регистрацию событий.
Входной сигнал контроллера 4-20 мА, выходной сигнал 4-20 мА поступает к позиционеру через барьер искрозащиты РИФ-4 (ЗАО «Метран»).
Контроллер установлен в помещении оператора. На лицевой панели контроллера указываются аналоговые сигналы.
Изобразите схему управления уровнем раздела фаз в аппаратах в двух вариантах:
а) развернутым способом;
б) упрощенным способом.

Скачать задание 17 из части 3.2

Задание 18. При приготовлении детского питания уровень овощного пюре в аппарате контролируется через стеклянное отверстие в крышке радарным датчиком уровня фирмы VEGA (Германия) типа VEGAPULS 40.
Технические характеристики радарного датчика: пределы измерения 0-4 м, пределы допускаемой основной погрешности ±0,05%,
выходной сигнал 4-20 мА.
Измерение уровня бесконтактное, результат не зависит от температуры, давления или вакуума в аппарате, так как рупорная антена датчика смонтирована на специальном креплении над стеклянным отверстием аппарата.
В комплект входит индикаторный прибор VEGADIS 50, установленный на расстоянии 20 м непосредственно у оператора. В VEGADIS 50 вставлен шестиклавишный модуль с дисплеем Minicom для настройки параметров измерения.
Выходной сигнал уровнемера подключен к микропроцессорному контроллеру Р-130 (ОАО «Завод электроники и механики» г. Чебоксары).
Контроллер позволяет: оперативно управлять процессом; автоматически регулировать процесс; осуществлять автоматическое логико-программное управление, защиту и блокировку, сигнализацию и регистрацию событий.
Входной сигнал контроллера 4-20 мА, выходной сигнал 4-20 мА. Задача контроллера – отключить электропривод мешалки аппарата при уменьшении уровня до 0,3м.
Изобразите схему контроля уровня в емкости и отключения электропривода мешалки в двух вариантах:
а) развернутым способом;
б) упрощенным способом.

Скачать задание 18 из части 3.2

Задание 19. Сточные воды производства должны иметь рН=7. При повышении кислотности в воду добавляется щелочной раствор через клапан с мембранным приводом, установленный на трубопроводе отбора щелочного раствора. Система измерения рН раствора типа РН 202 фирмы YOKOGAWA (Япония) измеряет рН в пределах -2?15; пределы перенастройки шкалы 0-14 рН с шагом 1рН. Система состоит из сенсора и преобразователя. Сенсор представляет собой помещенные в один корпус измерительный электрод, электрод сравнения и температурный сенсор Pt 100. Прочный корпус обеспечивает работу в среде измерения рН.
Выходной сигнал рН-сенсора и температурного сенсора Pt 100 подключены к входам преобразователя РН 202, имеющего жидкокристаллический индикатор и аналоговый выходной сигнал 4-20 мА.
Преобразователь установлен по месту.
Выходной сигнал РН 202 подключен к микропроцессорному контроллеру Р-130 (ОАО «Завод электроники и механики» г. Чебоксары).
Контроллер позволяет: оперативно управлять процессом; автоматически регулировать процесс; осуществлять автоматическое логико-програмное управление, защиту и блокировку, сигнализацию и регистрацию событий.
Входной сигнал контроллера 4-20 мА.
Контроллер через электропневмопозиционер ЭПП воздействует на клапан; минимальное значение рН=4 и максимальное значение рН=10 сигнализируются светом.
Изобразите схему регулирования рН сточных вод и сигнализацию значений рН в двух вариантах:
а) развернутым способом;
б) упрощенным способом.

Скачать задание 19 из части 3.2

Задание 20. Концентрация целевого продукта в реакторе контролируется по измерению электропроводимости раствора системой измерения проводимости концентрации растворов ISC 200/402 фирмы YOKOGAWA (Япония). Чувствительный проточный первичный элемент (сенсор) ISC40 установлен на трубопроводе слива продукта. Датчик установлен по месту. На жидкокристаллический дисплей датчика выводится одновременно измеренное значение проводимости и по выбору пользователя температура или концентрация.
Технические характеристики датчика электропроводимости растворов: пределы измерения 0-2000 мСм/см,
пределы допускаемой основной погрешности ±0,5%, пределы перенастройки шкалы от 100 мкСм/см, до 1999мСм/см, выходной сигнал 4-20 мА,
параметры измеряемой среды – температура от -10 до +130°С, максимальное давление 2МПа. Выходной сигнал датчика подается к устройству программного управления TREI-5B (контроллеру).
Функции контролера:
воспринимает электрические аналоговые, дискретные и частотно-импульсные сигналы первичных преобразователей; измеряет и нормирует принятые сигналы;
выполняет программную обработку сигналов с первичных преобразователей и формирует аналоговые и дискретные управляющие сигналы; отображает информацию на экране монитора.
Сигнал с контроллера поступает к электропневмопозиционеру ЭПП Саранского приборостроительного завода, установленному на мембранном приводе пневмоклапана. Диапазон изменения входного сигнала позиционера 4-20 мА; давление воздуха питания 400 кПа.
Клапан меняет подачу одного из жидких реагентов в реактор, обеспечивая заданную электропроводимость (концентрацию) на уровне 1420 мСм/см. При значениях 1480 мСм/см и 1360 мСм/см должна срабатывать световая сигнализация. В аварийной ситуации клапан должен быть закрыт.
Изобразите схему управления концентрацией продукта в реакторе в двух вариантах:
а) развернутым способом;
б) упрощенным способом.

Задание 21. Состав газовой смеси на выходе из печи крекинга нефти контролируется газовым вибрационным плотномером EXA GD фирмы YOKOGAWA (Япония), состоящим из детектора GD 40 и преобразователя GD 402.
Детектор установлен в потоке на байпасной линии выхода газовой смеси из печи, имеет встроенный температурный сенсор и датчик давления для осуществления компенсационных вычислений.
Преобразователь монтируется на местном щите, ключевые параметры выводятся на жидкокристаллический дисплей.
Технические характеристики вибрационного плотномера: пределы измерения по плотности от 0-0,1 до 0-6 кг/м?,пределы измерения по молекулярной массе от 0-4 до 0-100, пределы измерений по концентрации от 0 до 100%,
пределы допускаемой основной погрешности подсчитываются по выражению (1?10?? кг/м? + 1% верхнего предела установленной шкалы).
Параметры измеряемой среды:
входное давление не более 500 кПа, перепад давления на входе и выходе плотномера не более 0,5 кПа, расход газа от 0,1 до 1 л/мин, температура окружающей среды от -10°С до +55°С.
Изобразите схему измерения плотности газовой смеси в двух вариантах:
а) развернутым способом;
б) упрощенным способом.

Скачать задание 21 из части 3.2

Задание 22. Для контроля аварийного снижения скорости вращения мешалки в реакторе установлено устройство контроля скорости УКС 210И («Контакт-1» г. Рязань).
Состав устройства:
датчик емкостный ЕТ 77АИ; преобразователь вторичный УКС 210И.
Датчик установлен так, что он срабатывает на прохождение бобышки на валу мешалки. Принцип действия устройства основан на контроле значения текущей частоты импульсов, поступающих от датчика. Датчик может устанавливаться во взрывоопасных помещениях. Вторичный преобразователь обыкновенного исполнения устанавливается в помещении оператора на расстоянии до 500 м от датчика.
Датчик бесшкальный, имеет два реле: «Авария» - к световой (звуковой) сигнализации; «Выход» - к установленному по месту магнитному пускателю, включающему электропривод МЭПК отсечного клеточно-плунжерного клапана типа КМО-Э (фирма «ЛГавтоматика» г. Москва).
Отсечной клапан прекращает подачу реагента в реактор при снижении скорости вращения мешалки.
Изобразите схему сигнализации снижения числа оборотов мешалки и аварийное отключение подачи реагента в двух вариантах:
а) развернутым способом;
б) упрощенным способом.

Скачать задание 22 из части 3.2

Задание 23. Для эффективного контроля улавливания концентрации пыли порошкового материала в трубопроводе отработанного газа установлен датчик запыленности ДТ 400G (YOKOGAWA Япония), работающий на принципе электростатического измерения. Объектом измерения датчика запыленности являются твердые частицы в газах размером от 0,3 мкм и более. Состав частиц не лимитирован.
Технические характеристики ДТ 400G:
диапазон измерений от 0,1 мг/м? до 1 кг/м?,
выходной сигнал 4-20 мА.
Параметры измеряемой среды:
давление не более 200 кПа,
температура не более 200°С,
влажность не более 40% объемных,
скорость газа от 4 м/с до 30 м/с.
Контактный выход датчика для сигнализации повышения запыленности газа подключен к лампе красного цвета на щите оператора
Выходной сигнал для расчета потерь продукта подключен к управляющему
процессом устройству программного управления TREI-5B (контроллеру).

Функции контроллера:
воспринимает электрические аналоговые, дискретные и частотно-импульсные сигналы первичных преобразователей;
измеряет и нормирует принятые сигналы;
выполняет программную обработку сигналов с первичных преобразователей и формировать аналоговые и дискретные управляющие сигналы;
отображает информацию на экране монитора.
Изобразите схему контроля и сигнализации концентрации твердых частиц в трубопроводе в двух вариантах:
а) развернутым способом;
б) упрощенным способом.

Задание 24. Поступающий к потребителю по трубопроводу природный газ анализируется газовым хроматографом GC 1000 MARKII (YOKOGAWA, Япония). Хроматограф в едином корпусе установлен под трубопроводом в производственном помещении.
Хроматограф имеет жидкокристаллический дисплей.
Технические характеристики хроматографа:
измеряемая среда – газ (или жидкость),
пределы измерения 1ррм-100%,
максимальное количество измеряемых компонентов – 255,
воспроизводимость ±1% шкалы,
газ носитель – Н2, N2, He, Ar,
выход аналоговый 4-20 мА (36 точек).
Выходные сигналы хроматографа подключены к устройству программного управления TREI-5B (контроллеру).
Функции контролера:
воспринимает электрические аналоговые, дискретные и частотно-импульсные сигналы первичных преобразователей;
измеряет и нормирует принятые сигналы;
выполняет программную обработку сигналов с первичных преобразователей и формирует аналоговые и дискретные управляющие сигналы;
отображает информацию на экране монитора.
Изобразите схему контроля и передачи данных хроматографом к контроллеру в двух вариантах:
а) развернутым способом;
б) упрощенным способом.

Задание 25. Вода для приготовления детского питания анализируется прибором EXA 100 (YOKOGAWA Япония), смонтированным на панели оператора. Анализируется электропроводимость воды – сенсором SC100; измеряется рН - сенсором РН100 и окислительно – восстановительный потенциал воды сенсором OR100. Все три сенсора погружены непосредственно в емкость для приготовления воды. Выходной сигнал сенсора 4-20 мА пропорционален рН.

Анализатор качества воды серии ЕХА100 имеет 4-х разрядный жидкокристаллический дисплей и один аналоговый выход 4-20 мА, который подключен к показывающему и регистрирующему прибору ДИСК 250 модификации, имеющей пропорционально – интегральное пневматическое регулирующее устройство с выходом 0,02-0,1 МПа («Метран» г. Челябинск).
Прибор ДИСК-250 установлен на щите в помещении оператора, выходной сигнал с него поступает к клапану с мембранным приводом, установленному на подаче раствора пищевой соды в емкость.
Изобразите схему контроля и автоматического регулирования качества воды в двух вариантах:
а) развернутым способом;
б) упрощенным способом.

Задание 26. Контроль процесса ферментации осуществляется по измерению концентрации кислорода в газовой среде анализатором кислорода ОХ100 (YOKOGAWA Япония). Зонд анализатора (циркониевый чувствительный элемент) находится в газовой среде ферментатора и связан кабелем с преобразователем, установленным на расстоянии 5 м от аппарата. Преобразователь имеет жидкокристаллический дисплей.
Технические характеристики анализатора:
диапазон индикации 0-1000 ррм,
аналоговый выход 4-20 мА,
переключение диапазонов ручное и автоматическое,
сигнализация по верхнему пределу.
Выходной сигнал преобразователя передается к микропроцессорному контроллеру. Превышение концентрации кислорода сигнализируется.
Изобразите схему контроля и сигнализации концентрации кислорода в ферментаторе в двух вариантах:
а) развернутым способом;
б) упрощенным способом.

Задание 27. Масса и температура молока в шести емкостях (танках) оперативно и непрерывно контролируется информационной системой «Массомер» («Аналитприбор» г. Смоленск)
Принцип работы датчиков информационной системы основан на измерении давления массы молока в емкостях.
По калибровочным характеристикам емкостей (танков) давление автоматически пересчитывается в массу молока и показывается на цифровом табло. Обработка информации осуществляется микропроцессором. Количество датчиков температуры и давления, устанавливаемых непосредственно на емкостях – 16 штук, способ опроса датчиков-обегающий, датчики бесшкальные.
Технические характеристики системы:
пределы измерения массы молока от 0-2000 кг до 0-1000 кг,
пределы измерений температуры от 0 до +100°С,
предел допускаемой основной погрешности измерений массы не более ±0,4%,
пределы допускаемой основной погрешности измерения температуры ±1°С.

Изобразите схему контроля массы молочных продуктов в емкостях (танках) в двух вариантах:
а) развернутым способом;
б) упрощенным способом.

Скачать задание 27 из части 3.2

Задание 28. Для контроля содержания окиси азота NO в газовых выбросах производства применен непрерывный автоматический газоанализатор ГИАМ-15 М («Аналитприбор», г. Смоленск). Принцип работы – оптико-абсорбционный. Прибор установлен на щите оператора, пробоотборнае устройство – на трубопроводе.
Технические характеристики газоанализатора:
диапазоны измерения: 0-1 и 0-2 г/м? NO,
погрешность ±10%,
выходной сигнал 4-20 мА.
Сигнал газоанализатора поступает к устройству программного управления TREI-5В (контроллеру).
Функции контроллера:
воспринимает электрические аналоговые, дискретные и частотно-импульсные сигналы первичных преобразователей;
измеряет и нормирует принятые сигналы;
выполняет программную обработку сигналов с первичных преобразователей и формирует аналоговые и дискретные управляющие сигналы;
отображает информацию на экране монитора.
Если концентрация NO в газовых выбросах превышает ПДК, клапан на трубопроводе сброса газа в атмосферу закрывается, а на линии подачи газа на дополнительную очистку открывается. Одновременно срабатывает световая сигнализация.
Клапаны воспринимают выходные сигналы с контроллера 4-20 мА через магнитные пускатели, включающие электропривод МЭПК отсечного клеточно-плунжерного клапана типа КМОЭ (фирма «ЛГавтоматика» г. Москва).
Изобразите схему сигнализации и управления сбросом газа с содержанием NO в атмосферу в двух вариантах:
а) развернутым способом;
б) упрощенным способом.

Задание 29. Для контроля микроконцентраций кислорода в этилене применен газоанализатор ГЛ-5108 («Аналитприбор» г. Смоленск). Прибор осуществляет непрерывное автоматическое измерение и запись микроконцентраций кислорода.

Пробоотборное устройство установлено на трубопроводе этилена.
Газоанализатор по принципу работы электрохимический, стационарно установлен в операторной.
Технические характеристики прибора:
диапазон измерений кислорода в % объемных 0-0,0005, 0-0,001, 0-0,005, 0-0,01, 0-0,05;
пределы допускаемой основной погрешности ±10%.
Изобразите схему контроля микроконцентраций кислорода в этилене в двух вариантах:
а) развернутым способом;
б) упрощенным способом.

Задание 30. Для коммерческого учета количества тепловой энергипи и массы теплоносителя, контроля параметров теплоносителя потребитель тепловой энергии установил счетчик тепла Метран-400А (ПГ «Метран» г. Челябинск).
В комплект прибора входит:
преобразователь расхода вихреакустический Метран-300ПР (устанавливается на трубопроводе подачи теплоносителя);
термопреобразователи сопротивления для контроля разности температур в подающем и обратном трубопроводе;
датчик избыточного давления Метран-43-ДИ для контроля давления теплоносителя на трубопроводе;
вычислитель – теплоэнергоконтроллер ТЭКОН – 17.
Счетчик выводит на табло результат измерений и вычислений. Автоматически регистрируются среднечасовые, среднесуточные значения параметров, ведутся часовые и суточные архивы значений тепловой энергии и массы теплоносителя.
Изобразите схему учета количества тепла в двух вариантах:
а) развернутым способом;
б) упрощенным способом.

Скачать задание 30 из части 3.2

   

Cтраница 11 из 15

Яндекс.Метрика Rambler's Top100 www.megastock.com Здесь находится аттестат нашего WM идентификатора 000000000000
Проверить аттестат