Введение

Автоматизация – это внедрение технических средств, управляющих процессами без непосредственного участия человека. Разнообразие технических средств автоматизации, глубокое изучение процессов химической технологии, а также достаточно хорошо разработанная теория автоматического управления позволяют интенсивно проводить автоматизацию в химической промышленности.

Одной из основных задач автоматизации технологических процессов является повышение экономической эффективности производства. В ряде случаев само производство не может быть реализовано без его автоматизации. Существует значительное число процессов, интенсификация которых возможна лишь при ведении их в предаварийных режимах, что вызывает необходимость в процессе автоматизации таких производств решать совместные задачи автоматического управления и автоматической защиты.

Важнейшей предпосылкой автоматизации является отработанность технологии производства. Основными требованиями, которые предъявляет автоматизация к технологии, являются неразрывность технологической цепи в пределах автоматизируемого участка и целесообразное расположение оборудования, в соответствии с направлением движения материальных и энергетических протоков. Чем полнее соответствует процесс указанным требованиям, тем выше экономическая эффективность автоматизации.

В химической промышленности вопросам автоматизации уделяется особое внимание. Это объясняется сложностью и большой скоростью протекания технологических процессов, высокой чувствительностью их к нарушениям режима, вредностью условий работы, взрыво- и пожароопасностью перерабатываемых веществ.

Внедрение специальных автоматических устройств способствует безаварийной работе оборудования, исключает случаи травматизма, предупреждает загрязнение окружающей среды.

В данной курсовой работе рассматривается регулирование процесса нагревания.

1 Описание технологического процесса

Основные принципы управления процессом нагревания рассмотрим на примере поверхностного кожухотрубчатого теплообменника, в который подают нагреваемый продукт и теплоноситель. Показателем эффективности данного процесса является температура tп// продукта на выходе из теплообменника, а целью управления – поддержание этой температуры на определенном уровне.

Зависимость температуры tп// от параметров процесса может быть найдена из уравнения теплового баланса:

,

где , – расходы соответственно продукта и горячего теплоносителя;

– удельные теплоемкости продукта и горячего теплоносителя;

– температуры продукта и горячего теплоносителя на входе в теплообменник;

– температура горячего теплоносителя на выходе из теплообменника.

Решая данное уравнение относительно , получим:

Расход теплоносителя можно легко стабилизировать или использовать для внесения эффективных регулирующих воздействий. Расход продукта определяется другими технологическими процессами, а не процессом нагревания, поэтому он не может быть ни стабилизирован, ни использован для внесения регулирующих воздействий; при изменении в теплообменник будут поступать сильные возмущения. Температуры и , а также удельные теплоемкости сп и ст определяются технологическими режимами других процессов, поэтому стабилизировать их при ведении процесса нагревания невозможно. К неликвидируемым возмущениям относятся также изменение температуры окружающей среды и свойств теплопередающей стенки вследствие отложения солей, а также коррозии. Анализ объекта управления показал, что большую часть возмущающих воздействий невозможно устранить. В связи с этим следует в качестве регулируемой величины брать температуру , а регулирующее воздействие осуществлять путем изменения расхода .

Теплообменники как объекты регулирования температуры обладают большими запаздываниями, поэтому следует уделять особое внимание выбору места установки датчика и закону регулирования. Для уменьшения транспортных запаздываний датчик температуры необходимо помещать как можно ближе к теплообменнику. Для устранения запаздывания значительный эффект может дать применение регуляторов с предварением и исполнительных механизмов с позиционерами.

В качестве контролируемых величин следует принимать расходы теплоносителей, их конечные и начальные температуры, давления. Знание текущих значений этих параметров необходимо для нормального пуска, наладки и эксплуатации процесса. Расход требуется знать также для подсчета технико-экономических показателей процесса, а расход и температуру – для оперативного управления процессом.

Сигнализации подлежат температура и расход продукта. В связи с тем что резкое падение расхода может послужить причиной выхода из строя теплообменника, устройство защиты в этом случае должно перекрывать линию горячего теплоносителя.

2 Анализ технологического процесса как объекта автоматизации

На основании описания технологического процесса задачами автоматизации являются:

- поддержание расхода горячего теплоносителя

- поддержание давления исходного теплоносителя

- поддержание и сигнализация температуры продукта

- поддержание и сигнализация расхода продукта

- поддержание температуры в трубопроводах

- поддержание давления конечного теплоносителя

Технологическая карта параметров

Аппарат	Параметр	Номинальное значение	Допустимое отклонение	Функциональные признаки ТСА
				Показание	Регистрация	Блокировка	Сигнализация	Регулирование
Трубопровод	Расход теплоносителя	15 кг/с	+10 %	Щ	Щ
Трубопровод	Давление исходного теплоносителя	0,1 МПа	+10 %	Щ	Щ
Трубопровод	Температура продукта	60°С	+5 %	Щ	Щ		Щ	Подачей теплоносителя
Трубопровод	Расход продукта	20 кг/с	+10 %	Щ	Щ		Щ

Трубопровод

Температура в трубопроводах

60°С

+5 %

Щ

Щ

Трубопровод

Давление конечного теплоносителя

0,1 МПа

+10 %

Щ

Щ

3 Упрощенная функциональная схема автоматизации

4 Выбор и разработка функциональной схемы автоматизации

1. В процессе происходит поддержание расхода горячего теплоносителя. Регулирование происходит следующим образом. Сигнал с камерной диафрагмы FE 1-1 поступает в промежуточный преобразователь FT 1-2, а затем во вторичный блок FIR 1-3, установленный на щите.

2. В процессе происходит поддержание давления в трубопроводе теплоносителя. Регулирование происходит следующим образом. Сигнал с преобразователя РT 2-1 поступает во вторичный блок PIR 2-2, установленный на щите.

3. В процессе происходит поддержание и сигнализация температуры продукта. Регулирование происходит следующим образом. Сигнал с датчика температуры ТЕ 3-1 поступает во вторичный блок TRCА 3-2, установленный на щите, и затем в регулирующий блок TY 3-3, который выдает управляющее действие на исполнительный механизм регулирующего органа 3-4.

4. В процессе происходит поддержание и сигнализация расхода исходного продукта. Регулирование происходит следующим образом. Сигнал с камерной диафрагмы FE 4-1 поступает в промежуточный преобразователь FT 4-2, а затем во вторичный блок FIRА 4-3, установленный на щите.

5. В трубопроводах происходит поддержание температуры. Регулирование происходит следующим образом. Сигнал с датчика температуры ТЕ 5-1 поступает во вторичный блок TJIR 5-2, установленный на щите.

6. В процессе происходит поддержание давления в трубопроводе выходящего теплоносите-ля. Регулирование происходит следующим образом. Сигнал с преобразователя РT 6-1 поступает во вторичный блок PIR 6-2, установленный на щите.

5 Выбор технических средств автоматизации

Поз.	Измеряемый (регулир.) параметр	Номи-нал. знач. параметра	Место установки	Наименование прибора	Тип	Краткая техн. харак-теристика	Колво	Лит. источник
1-1	Расход теплоносителя	15 кг/с	Трубопровод	Диафрагма камерная	ДК-6	Ру = 0,6 МПа	1	2 [136]
1-2			По месту	Дифманометр	МЕТРАН 43 ДД	+ 0,5%	1	3 [35]
1-3			Центральный щит	Автоматический мост	ДИСК-250 2231	+ 0,5%	1	2 [379]
2-1	Давление исходного теплоносителя	0,1 МПа	Трубопровод	Преобразователь давления	МЕТРАН 43 ДИ	+0,25%	1	3 [29]
2-2			Центральный щит	Автоматический мост	ДИСК-250 2231	+ 0,5%	1	2 [379]
3-1	Температура продукта	60°С	Трубопровод	Термопреобра-зователь сопротивления	ТСП-0879 50 П	-50 ¸ +600°С	1	2 [58]
3-2			Центральный щит	Автоматический мост	ДИСК-250 2231	+ 0,5%	1	2 [379]
3-3			По месту	Преобразова-тель электро-пневматический	ЭПП-М	Класс точности 1,5	1	2 [600]
3-4			Трубо-провод	Клапан регулирующий	25С 94НЖ	Dy = 80 мм Ру = 6,3 МПа	1	2 [777]
4-1	Расход продукта	20 кг/с	Трубо-провод	Диафрагма камерная	ДК-6	Ру = 0,6МПа 1 2 [136] 4-2 По месту Дифманометр МЕТРАН 43 ДД + 0,5% 1 3 [35] 4-3 Центральный щит Автоматический мост ДИСК-250 2231 + 0,5% 1 2 [379] 5-1 Температура 60°С Трубо-провод Термопреобразователь сопротивления ТСП-0879 50 П -50 ¸ +600°С 3 2 [58] 5-2 Центральный щит Автоматический мост ДИСК-250 2231 + 0,5% 1 2 [379] 6-1 Давление конечного теплоносителя 0,1 МПа Трубо-провод Преобразователь давления МЕТРАН 43 ДИ +0,25% 1 3 [29] 6-2 Централь-ный щит Автоматический мост ДИСК-250 2231 + 0,5% 1 2 [379] 6 Развернутая функциональная схема автоматизации 1 2 3 4 5 6 7 Приборы по месту Приборы на щите Н L Ä Выводы В данной курсовой работе был рассмотрен технологический процесс нагревания. Проведен анализ технологического процесса как объекта автоматизации, предложена функциональная схема автоматизации. Также были выбраны технические средства автоматизации на основе принятой системы контроля и регулирования, которые представлены в спецификации. В ходе работы были приобретены навыки чтения и составления простейших функциональных схем автоматизации. Список использованной литературы Голубятников В.А., Шувалов В.В. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности. М., 1985. Промышленные приборы и средства автоматизации: Справ. / Под ред. В.В. Черенкова. Л., 1987. Номенклатурный каталог «Концерн Метран», 1995 г. Системы управления химико-технологическими процессами: Метод. Указания к выполнению курсовой работы для студентов спец. 2501, 2502 всех форм обучения / НГТУ; Сост.: М.А. Фадеев, Н.Новгород, 2000, 26 с. Лекционный материал. 1. Доклад Созвездие Возничий 2. Контрольная работа на тему Цитологические исследования при заболеваниях различных органов и систем 3. Реферат на тему What Is Piety Essay Research Paper What 4. Реферат Форматирование текста в MicroSoft Word 5. Курсовая Государственный финансовый контроль сущность, задачи, пути совершенствования 6. Реферат Формы правления в зарубежных странах 7. Реферат на тему Cognitive Dissonance Theory Essay Research Paper The 8. Реферат на тему Soc Essay Research Paper Single Parent Families 9. Реферат на тему Fashion Essay Research Paper When this assignment 10. Реферат на тему The Legend Of Howard Hughes Essay Research Bukvasha Правила Контакты