Автоматизация процесса производства загущенного оксиданта

Размещено на http: //www. allbest. ru/

ВВЕДЕНИЕ

Технологическую практику я проходил в компании ООО ” Компания Клевер” на предприятии “Роколор”. О компании ООО «Компания КЛЕВЕР» по сути являются холдинговой структурой, объединяющей целый ряд научно-исследовательских лабораторий, производственных компаний, логистических центров, как в России, так и за рубежом. Некоторые названия давно известны как специалистам, так и потребителям - ЛИНДА, РОКОЛОР. Сегодня «Компания Клевер» входит в пятерку крупных компаний-производителей на российском рынке, компания имеет два собственных завода, которые находятся в России.

Свою деятельность «Компания Клевер» начинала как дистрибьюторская компания в 1995 году.

С 2000 года динамично развивается производство собственных торговых марок косметики для детей и их родителей, создана разветвленная система дистрибуции, охватывающая все регионы России и страны ближнего и дальнего зарубежья. Перед началом прохождения практики передо мной была поставлена задача понять процесс данной установки. Данная установка позволяет получать такое хим. средство как оксидант.

Оксидант - имеет в своей основе перекись водорода плюс косметические и ухаживающие компоненты, бывают в виде эмульсии или крема, добавляются в краску перед окрашиванием.

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ

1.1 Описание технологического процесса. Технологическая схема

Из емкости с дистиллированной водой с помощью насосов накачивается 750 л воды в ПМ 1000-1 после того как тэны подогреют воду до нужной температуры, начнется процесс подачи перекиси водорода 37-38 %. После всего процесса включается мешалка, которая перемешивает химию до нужного состояния. После того как процесс перемешивания завершился, готовая эмульсия поступает в отстойные емкости где под давление и определенной температуре выстаивается. И наступает конечный этап, уже готовый оксидант поступает в моноблок в котором происходит розлив по флаконам 200 мл. и выход флакончиков на дорожку где упаковщицы клеят наклейку и убирают в коробку.

Рисунок 1 Технологическая схема 1)дистиллированная вода; 2)перекись; 3)ПМ 1000-1; 4)отстойники; 5)моноблок; 6)дорожка

1.2 Характеристика технологического оборудования

Классификация технологического оборудования. Почти все производственные процессы консервной промышленности связаны с обработкой сырья и материалов растительного и животного происхождения, изменением их свойств механическими, физическими, химическими и другими способами.

Процессы обработки сырья и материалов, осуществляемые искусственным воздействием на них с целью получения определенных качественных и количественных изменений обрабатываемых объектов (изменения формы, размеров, свойств и т. д.), называются технологическими процессами. Способы искусственного воздействия на обрабатываемые объекты крайне разнообразны, но каждый технологический процесс совершается за счет затраты и преобразования энергии, поступающей от ее источника.

Технологические процессы, основанные на механической работе по изменению формы, размеров, структуры и других свойств обрабатываемых объектов, называются механическими; если они совершаются при помощи машин -- машинными. Если технологические процессы протекают в силовом поле (электрическом, тепловом и т. д.) без затраты механической энергии, то такие процессы называются аппаратными.

Таким образом, в зависимости от вида затрачиваемой и преобразуемой энергии в технологических процессах отдельные виды технологического оборудования могут быть отнесены либо к группе машин, либо к группе аппаратов. Такое деление в настоящее время является условным, так как имеется оборудование, в котором механическая обработка сопровождается нагреванием, охлаждением, массообменом и т. д.

С помощью машин осуществляют механическую обработку объекта, сопровождающуюся затратой и преобразованием кинетической энергии в работу, а с помощью аппаратов -- немеханическую обработку объекта определенным видом энергии.

Общие характерные свойства, отражающие принципиальные особенности отдельных групп технологического оборудования, положены в основу их групповой классификации.

Технологическое оборудование можно классифицировать по двум признакам: относительному движению обрабатываемого объекта, а также степени и видам системы автоматизации.

По первому признаку пищевое технологическое оборудование можно разделить на три класса.

Машины I класса -- циклические, однопозиционные, непроходные; в них продукт в течение всей обработки занимает одну позицию или совершает в пределах ее ограниченное перемещение.

Машины II класса -- многопозиционные, прерывно-поточные, обычно с циклическими механизмами, объект в них периодически переносится от позиции к позиции, а во время остановок подвергается обработке.

Машины III класса -- это машины непрерывно-поточные. Принцип их действия основан на совмещении технологических операций с непрерывным и равномерным продвижением обрабатываемых объектов.

По степени и видам системы автоматизации различают простые, полуавтоматические, простые автоматические и рефлексные автоматические (кибернетические) машины.

Если основные технологические операции осуществляются органами машины при активном участии человека, то машина называется простой.

Прогресс в развитии современных машин состоит в том, что все большее число физических и умственных, т. е. логических и вычислительных, функций человека передается техническим средствам, благодаря чему человек освобождается от непосредственного участия в технологическом процессе. Машина, в которой основные технологические операции выполняются без участия человека, а он осуществляет только подачу, установку и съем обрабатываемого объекта, называется полуавтоматом. Машина, в которой все рабочие операции совершаются по заданной программе без участия человека, называется автоматом. Если машина-автомат обладает способностью производить логические операции и сама вырабатывать программу действия с учетом переменных условий протекания технологического процесса, то ее называют самонастраивающейся, или рефлексной.

Если отдельные машины расположены в порядке последовательности выполнения технологических процессов и продукция передается от одной машины к другой, то такую систему машин называют поточно-механизированной линией.

Поточная линия, состоящая из машин-автоматов, связанных между собой синхронно работающими межоперационными транспортными средствами и автоматическими загрузочно-разгрузочными механизмами, называется автоматической.

Технологическое оборудование консервных заводов по своему назначению можно разделить на следующие группы:

-транспортные устройства для перемещения сырья, готовой продукции

-оборудование для мойки сырья, тары и санитарной обработки машин, аппаратов и помещений;

-оборудование для калибровки, сортировки и инспекции сырья; оборудование для удаления несъедобных частей сырья; оборудование для резки, дробления и тонкого измельчения сырья;

-машины для разделения сложных пищевых систем на составные части;

-машины для фасования пищевых продуктов; машины для герметизации консервной тары; машины для оформления, упаковки и укладки тары с готовой продукцией;

-аппараты для подогревания, бланширования и разваривания сырья;

-аппараты для обжаривания;

-выпарные аппараты и установки;

-стерилизаторы и пастеризаторы;

-сушильные аппараты и установки;

-аппараты для охлаждения и замораживания;

-вспомогательные устройства теплового оборудования;

-поточные технологические линии.

Основные технико-экономические характеристики оборудования. Любую технологическую машину необходимо оценить по качеству. Все показатели оценки конструкций машин можно разбить на три группы.

Конструкция как объект эксплуатации оценивается по первой группе показателей: производительность, степень автоматизации, непрерывность работы, мощность, КПД, габаритные размеры, надежность, долговечность, удобство обслуживания, простота конструкции и эстетическое оформление.

Конструкция как объект производства оценивается по второй группе показателей: технологичность и конструктивная преемственность, материалоемкость, масса и стоимость.

Конструкция с экономической точки зрения оценивается по третьей группе показателей: степень экономической целесообразности производства и использования машины, эффективность капитальных затрат на приобретение и установку ее.

Таким образом, уровень качества изделия U является функцией его характеристик по соответствующим показателям:

Производительность -- важнейший показатель технологического оборудования, определяемый количеством готовой продукции, выдаваемой в единицу времени.

Работа машины или аппарата характеризуется продолжительностью цикла Тц, которая складывается из продолжительности р рабочих ходов, связанных с процессами обработки объекта, и холостых х (вспомогательных) ходов, необходимых для полного осуществления цикла. Зная продолжительность цикла, можно определить частоту повторения рабочего цикла Т, т. е. цикловую производительность машины, равную количеству циклов, которые машина может выполнить в единицу времени.

Производительность машины будет тем больше, чем короче продолжительность цикла и меньше количество холостых ходов.

Теоретической (идеальной) производительностью машины называют количество продукции, которое могла бы выпустить машина за единицу времени при бесперебойной непрерывной работе и отсутствии холостых ходов.

Таким образом Кп характеризует степень совершенства конструкции машины.

Для увеличения производительности необходимо по мере возможности уменьшить продолжительность рабочих и холостых ходов машины. Для сокращения продолжительности холостых ходов необходимо применять непрерывные процессы, добиться рациональной компоновки технограммы и циклограммы машины, а продолжительность рабочих ходов может быть уменьшена внедрением новых прогрессивных методов обработки и оптимального технологического процесса, а также увеличением скорости рабочих органов машины.

Отношение Пф/Пц называют коэффициентом технического использования машины, который показывает, в какой степени при работе используется запроектированная в машине производительность:

Фактическая (реальная) производительность машины

Мощность -- вторая основная характеристика оборудования. Мощность, подведенная к электродвигателю машины, в общем случае непостоянна не только в течение пускового периода, но и в течение установившейся работы. Эта мощность затрачивается на совершение технологического процесса, а часть ее теряется в самом электродвигателе на трение, нагрев обмотки и др. Поэтому КПД двигателя представляет собой отношение мощности N1 отдаваемой электродвигателем, к потребляемой мощности Nэд

Отдаваемая электродвигателем мощность N1 не полностью тратится на технологический процесс; часть ее теряется, например в редукторе и ременной или цепной передаче, поэтому к входному валу машины подводится мощность

Часть подведенной к машине мощности опять теряется на передаче в самой машине, на трение в подшипниках и пр., поэтому только тратится непосредственно на совершение механической работы технологического процесса.

Механический КПД машины

(1)

Существенные показатели качества конструкции машины -- ее масса и габаритные размеры (габарит). Однако только по массе и габариту сравнивать аналогичные конструкции машин нельзя, поэтому используют так называемую материалоемкость или металлоемкость машины Муд, представляющую собой отношение массы машины G к ее производительности П:

(2)

Таким образом, при разработке новой конструкции машины или ее модернизации необходимо учесть вышеуказанные показатели.

Устройство подготовки эмульсии представляет собой вертикальную теплоизолированную ёмкость с рубашкой, оснащённую центральной мешалкой с регулируемым числом оборотов. Реактор выполнен из нержавеющей стали.

Нагрев воды в рубашке может осуществляться ТЭНами или нагретой водой из бойлера.

Вращение мешалки осуществляется от привода, расположенного на крышке смесителя. Смеситель оснащён устройством блокировки вращения мешалки.

Смеситель оснащён датчиками измерения температуры воды в рубашке и продукта. Управление нагревом и охлаждением осуществляется по их показаниям.

Показания от датчиков температуры, управление мешалкой и насоса для закачки дистиллированной воды выведены на пульт управления.

Подача дистиллированной воды осуществляется из накопительной ёмкости при помощи насоса.

Котёл оснащён распределительной головкой для замывки котла.

Устройство смешения готовой эмульсии с перекисью водорода.

Устройство смешения готовой эмульсии с перекисью водорода представляет вертикальную теплоизолированную ёмкость с рубашкой, оснащённую центральной мешалкой с регулируемым числом оборотов. Реактор выполнен из полипропилена марки PP-DWU.

Вращение мешалки осуществляется от привода, расположенного на крышке смесителя.

Реактор оснащён датчиками измерения температуры продукта и датчиком уровня продукта.

Показания от датчиков температуры и управление мешалкой выведены на пульт управления.

Для выгрузки готового продукта реактор оснащён насос

1.3 Характеристика сырья и материалов. Классификация производства

В приготовление загущенного оксиданта используется химическое сырье. Самый большой объем сырья занимает дистиллированная вода которой требуется около 600 литров, выбирают именно дистиллированную воду из-за того, что она не содержит солей и от нее не остается осадка. Также для приготовления используется перекись водорода 35% около 100 литров. Дальше уже все зависит от рецептуры, и исходного оксиданта добавляется следующее сырье: Трилон Б, салициловая кислота и эмульг. ВМС и цетеарета, НЭК -70, эмульгин, акулин, о-фосф кислоты. Регламентные данные на основные характеристики сырья и материалов. Определение классов взрыво- и пожароопасных зон.

Закачать дистиллированную воду в полипропиленовый реактор рецептурном количестве;

В отдельной ёмкости подготовить растворы Трилона Б и станната натрия, охладить до температуры 25-27 0С;

Подготовленные растворы Трилона Б и станната натрия ввести в полипропиленовый реактор. Включить перемешивание (15 Гц);

Ввести о-фосфорную кислоту в рецептурном количестве при перемешивании; перемешать в течение 10 мин (15 Гц)

Ввести перекись водорода в рецептурном количестве; перемешать в течение 10 мин (15 Гц);

Ввести акулин; перемешать в течение 10 мин (15 Гц);

При получении положительного результата перекачать оксидант в промежуточную ёмкость и направить на разлив.

1.4 Показатель эффективности процесса

Показателями эффективности процесса является температура в ПМ 1000-1 28+-1 это обеспечивается ТЭНом находящимся в рубашке аппарата Трубчатый электронагреватель (ТЭН) -- электронагревательный прибор в виде металлической трубки, заполненной теплопроводящим электрическим изолятором. Точно по центру изолятора проходит токопроводящая нихромовая нить определённого сопротивления для передачи необходимой удельной мощности на поверхность.



Рисунок 2 ТЭН

2. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

2.1 Цепь управления. Критерии управления

Производственный модуль ПМ-1000-1 предназначен для промышленного производства загущенного и раствора оксиданта. ПМ-1000-1 представляет собой единую двухъярусную конструкцию, расположенную в пределах одного производственного помещения. На верхнем ярусе установлен смеситель эмульгатор СЭ со станцией управления и электронной системой контроля температур, мерная ёмкость М, на нижнем уровне размещен пластиковый реактор РП, накопительная ёмкость дистиллированной воды ЕВ. Все составные части варочной установки соединены между собой трубопроводами из полипропилена и нержавеющей стали с запорными устройствами (шаровые краны). Смеситель эмульгатор СЭ предназначен для перемешивания компонентов эмульсии, гомогенизации, и охлаждения эмульсии, а так же для приготовления водных растворов компонентов.

Пластиковый реактор РП предназначен для введения и перемешивания перекиси водорода в готовый раствор или эмульсию.

Мерная ёмкость М предназначена для дозирования перекиси водорода в пластиковый реактор.

Накопительная ёмкость ЕВ предназначена для накопления, хранения и микробиологического обеззараживания воды подаваемой с водоочистки.

2.2 Возмущающие воздействия

На температуру внутри котла действительно могут повлиять внешние параметры окружающей среды, но это повлияет только на то, что больше будет затрат на электро энергию, и чуть больше температуру которая будет постоянной в рубашке аппарата. Засоление и засорение что в рубашке аппарата, что в самом ПМ 1000-1 полностью исключены, из-за дистиллированной воды, и других компонентов которые пропускаются строго через фильтры. Единственно, что может засорится в моем проекте, это Моноблок, где продукция проходит конечный свой этап и происходит розлив, и то незначительное засорение которое происходит из-за того что малейшая часть жидкости прольется мимо бутылочки, это засорение спокойно убирается увлажненной тряпочкой.

2.3 Входные, выходные и режимные параметры, их числовые значения

При входе в ПМ 1000-1 дистилированная вода имеет температуру 15°C и нагревается до температуры 28.5°C. В то время как температура в самом котле достигла до нужного значения в рубашке аппарата температура немного выше - это делается для того, что бы температура не стала меньше чем нужно, т.к это может повлиять на качество продукта на выходе. Подача дистиллированной воды = F=8м3/Ч; Р=3кгс/см2; Т=+15 °С.

3. ВЫБОР СИСТЕМЫ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ УПРАВЛЕНИЯ

3.1 Структура системы управления

Рисунок 2 Структурная схема

Важно определить структуры системы управления. Для данного производства целесобразно использовать многоуровневую систему управления. На диспетчерском пункте решаются следующие задачи: контроль параметров, автоматическое управление, дистанционное управление исполнительными устройствами, стабилизирующее регулирование дозирование компонентов и.т.д.

3.2 Обоснование выбора и описание комплекса технических средств

Устройство подготовки эмульсии представляет собой вертикальную теплоизолированную ёмкость с рубашкой, оснащённую центральной мешалкой с регулируемым числом оборотов. Реактор выполнен из нержавеющей стали. Нагрев воды в рубашке может осуществляться ТЭНами или нагретой водой из бойлера.Вращение мешалки осуществляется от привода, расположенного на крышке смесителя. Смеситель оснащён устройством блокировки вращения мешалки. Смеситель оснащён датчиками измерения температуры воды в рубашке и продукта. Управление нагревом и охлаждением осуществляется по их показаниям. Показания от датчиков температуры, управление мешалкой и насоса для закачки дистиллированной воды выведены на пульт управления. Подача дистиллированной воды осуществляется из накопительной ёмкости при помощи насоса. Котёл оснащён распределительной головкой для замывки котла. Устройство смешения готовой эмульсии с перекисью водорода. Устройство смешения готовой эмульсии с перекисью водорода представляет вертикальную теплоизолированную ёмкость с рубашкой, оснащённую центральной мешалкой с регулируемым числом оборотов. Реактор выполнен из полипропилена марки PP-DWU.Вращение мешалки осуществляется от привода, расположенного на крышке смесителя. Реактор оснащён датчиками измерения температуры продукта и датчиком уровня продукта. Показания от датчиков температуры и управление мешалкой выведены на пульт управления. Для выгрузки готового продукта реактор оснащён насосом

Описание 2ТРМ 1



Рисунок 3 Монтаж 2ТРМ1

Рисунок4 Функциональная схема 2ТРМ1

Основные функции измерителя двухканального ОВЕН 2ТРМ

Два универсальных входа для подключения широкого спектра датчиков температуры, давления, влажности, расхода, уровня и т. п.

Два канала регулирования или регистрации входной величины:

- двухпозиционное регулирование;

- аналоговое П-регулирование;

- регистрация на токовом выходе от 4 до20 мА.

Цифровая фильтрация и коррекция входного сигнала, масштабирование шкалы для аналогового входа

Вычисления квадратного корня из измеряемой величины (например, для регулирования мгновенного расхода)

Вычисления разности двух измеряемых величин и ее индикация (например, для поддержания влажности психрометрическим методом)

Импульсный источник питания 90...245 В 47...63 Гц

Встроенный источник питания 24В для активных датчиков, выходных аналоговых устройств (ЦАП) и др. во всех модификациях прибора

Программирование кнопками на лицевой панели прибора

Сохранение настроек при отключении питания

Защита настроек от несанкционированных изменений

Монтаж и установка ТСМ

Назначение и область применения

Теплосчетчики ТСМ (далее - теплосчетчики) предназначены для:

-измерений количества теплоты (тепловой энергии).

-Области применения: предприятия тепловых сетей, тепловые пункты жилых, общественных и производственных зданий, центральные тепловые пункты, тепловые сети объектов бытового назначения, источники теплоты.

ОПИСАНИЕ

Теплосчетчики являются многоканальными, ориентированными на обслуживание систем и групп систем теплоснабжения. В теплосчетчиках реализованы функции измерений, индикации и регистрации технологических параметров (расхода, температуры и давления) систем теплоснабжения и горячего водоснабжения. Вывод измерительной информации осуществляется на ЖКИ переносного устройства съема, хранения, записи измерительной информации или дисплей компьютера, а также индикатором-регистратором ТСМ - И (см. эксплуатационную документацию на ТСМ - И) в составе теплосчетчика.

Теплосчетчик позволяет организовывать учет в системе теплопотребления (теплоснабжения).

Выбор схемы учета системы теплопотребления (теплоснабжения) и конфигурирование теплосчетчика проводится при пуско-наладочных работах до постановки на коммерческий учет (при помощи программы-конфигуратора).

Количество измерительных каналов теплосчетчика представлено в

Gчаст - частотно-импульсный канал измерения расхода; Т- каналы измерения температуры; Р - каналы измерения давления.

В индукционном канале измерения расхода Gинд (канал 1) используются первичные (индукционные) преобразователи расхода фланцевого или без фланцевого исполнения с диаметром условного прохода от 15 мм до 150 мм. В частотно-импульсном канале измерения расхода Gчаст используются расходомеры Значения измеряемых, вычисляемых и установочных параметров индицируются на экране индикатора ТСМ-И (см. руководство по эксплуатации на индикатор ТСМ-И) либо экране ПК при помощи программы считывания. На передней панели также размещены три светодиодных индикатора работы теплосчётчика. 6 Теплосчетчик ТСМ. Руководство по эксплуатации. Обмен данными с индикатором ТСМ-И и другими внешними устройствами производится через стандартные последовательные интерфейсы RS-232С и гальванически развязанный RS-485, а также при помощи технологии беспроводной связи ZigBee (по заказу). Обеспечение работы с архивной и текущей информацией (просмотр, запись и вывод на печать) осуществляется при помощи индикатора ТСМ - И либо при помощи программы считывания. 7

Теплосчетчик ТСМ. Руководство по эксплуатации.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

ТЕПЛОСЧЕТЧИК обеспечивает для каждой из типовых схем:

-прямые измерения;

- текущего значения объемного расхода[м3/ч] теплоносителя;

-трубопроводах, на которых установлены ппр или расходомеры с частотным или импульсным выходом;

- текущих значений температуры теплоносителя [°С] в трубопроводах, на которых установлены преобразователи температуры;

- текущих значений избыточного давления [МПа] в трубопроводах, на которых установлены преобразователи давления;

косвенные измерения:

- массового расхода [т/ч] теплоносителя в трубопроводах;

- текущих значений разности температур теплоносителя [°С] в подающем и обратном (трубопроводе холодного водоснабжения) трубопроводах;

- количества теплоты в измерительном канале [Дж];

вычисление:

- суммарного с нарастающим итогом значения потребленного (отпущенного) количества теплоты [ГДж], [МВт·ч] и [Гкал];

- суммарных с нарастающим итогом значений объема [м3] и массы [т] теплоносителя, протекающего по трубопроводам;

- времени работы при поданном напряжении питания [ч];

- времени работы без остановки счета с нарастающим итогом (наработки) [ч];

- времени работы в зоне ошибок [ч]; сохранение в энергонезависимой памяти:

- потребленного (отпущенного) количества теплоты (тепловой энергии) за каждые час, сутки, месяц;

Теплосчетчик ТСМ. Руководство по эксплуатации.

- массы и объема теплоносителя, протекшего за каждый час по трубопроводам;

- среднечасовых и среднесуточных значений температур теплоносителя в трубопроводах;

- среднечасовых и среднесуточных значений измеряемых (или программируемых) давлений в трубопроводах;

- времени наработки [ч] за каждый час, сутки;

- информации о возникающих ошибках в своей работе и работе сети теплоснабжения за каждый час, сутки;

- времени работы в ошибках [ч] за каждый час, сутки;

индикацию (при подключении ТСМ-И или ПК):

- текущего значения объемного расхода [м3 /ч] и массового расхода [т/ч] теплоносителя в трубопроводах;

- текущих значений температуры теплоносителя [°С] в трубопроводах;

- текущих значений разности температур теплоносителя [°С] в подающем и обратном трубопроводах;

- текущих значений избыточного давления [МПа] в трубопроводах;

- текущего времени (с указанием часов, минут, секунд) и даты (с указанием числа, месяца, года);

- суммарного с нарастающим итогом значения потребленного (отпущенного) количества теплоты [Гкал], [МВт·ч ] и [ГДж];

- суммарных с нарастающим итогом значений объема [м3] и массы [т] теплоносителя, протекающего по трубопроводам;

- времени работы при поданном напряжении питания [ч];

- времени работы без остановки счета с нарастающим итогом (наработки) [ч];

- времени работы в зоне ошибок [ч];

- архива данных;

преобразование:

- измеренных и вычисленных значений в последовательный цифровой код (RS-485);

- объемного расхода (объема) в частотный (импульсный) выходной сигнал.

Теплосчетчик обеспечивает индикацию и регистрацию следующих диагностических сообщений (нештатных ситуаций):

? значение объемного расхода теплоносителя ниже установленного программно в вычислителе минимального порога;

? значение объемного расхода теплоносителя выше установленного программно в вычислителе максимального порога;

? значение разности температур в измерительном канале теплосчетчика ниже установленного программно в вычислителе минимального порога;

? техническая неисправность теплосчетчика (самодиагностика).

Теплосчетчик ТСМ. Руководство по эксплуатации.

Глубина архива регистрируемых параметров:

- часовых данных - 1536 (64 суток);

- суточных данных - 384 (12 месяцев);

- месячных записей - 120 (10 лет);

- событий - 4144 записей.

Теплосчетчик выдает информацию на индикатор-регистратор ТСМ-И, который в свою очередь, передает информацию из архива данных по запросам от внешних устройств (компьютер, контроллер АСУ и т.д.), также возможен просмотр архива данных при помощи программы считывания на экране ПК. При включении и во время работы теплосчетчик осуществляет самодиагностику: при отсутствии НС и ТН красный светодиод выключен; при НС красный светодиод мигает с частотой ?1 Гц; при ТН красный светодиод горит постоянно. Регистрируемые НС:

«G^» - программно устанавливаемый порог, выше которого будет регистрироваться НС в работе теплосчетчика (G>G^ - расход больше порога);

«Gv» - программно устанавливаемый порог, ниже которого будет регистрироваться НС в работе теплосчетчика (G<Gv - расход меньше порога);

«?tv» - программно устанавливаемый порог, ниже которого будет регистрироваться НС в работе теплосчетчика (?t<?tv - разность температур ниже порога).

Примечание: Корректировка порогов для НС может быть выполнена пользователем при помощи программы-конфигуратора до постановки на коммерческий учет.

Регистрируемые ТН:

? обрыв или короткое замыкание в цепях датчиков температуры;

? обрыв или короткое замыкание в цепях датчиков давления (при использовании ДИД с диапазоном токов (4ч20) мА);

? обрыв или короткое замыкание в линии возбуждения ППР;

? отсутствие теплоносителя в трубопроводе.

В случае возникновения ТН счет с накоплением останавливается.

Останов счета при возникновении НС конфигурируется при помощи программы-конфигуратора до постановки прибора на коммерческий учет.

Rosemount 8800D

НАСТРОЙКА

Расходомер имеет 2 варианта монтажа электронного преобразователя (ЭП): интегральный (встроенный ЭП) или удаленный (выносной ЭП, до 23 м). z Расходомер может быть установлен на прямолинейном участке трубы, имеющем длину не менее 10Dу до и 5Dу после расходомера с учетом поправок Кфактора, как описано в разделе "Влияние установки" листа технических данных 00816 0100. Поправка Кфактора не требуется, если до и после датчика имеются участки длиной 35Dу и 10Dу соответственно. z Процедура диагностики с имитацией расхода обеспечивает автономную проверку электроники расходомера на месте эксплуатации. z Встроенный температурный сенсор (МТАопция) позволяет снизить затраты на монтаж измерительной системы. Сенсор может быть заменен без остановки технологического процесса. z Настройка расходомера осуществляется с помощью полевого коммуникатора модели 375 или системы управления КИПиА AMS Suite: Intelligent Device Manager

Рисунок 5 Схема подключения Rosemount 8800D



Рисунок 6 Расходомер 8800D

Рисунок 7 Расходомер 8800D без опции МТА



Рисунок 8 Расходомер 8800D с опцией МТА

3.3 Обоснование и описание контуров регулирования и каналов внесения регулирующих воздействий

Для регулированя температуры в ПМ 1000-1 установлены датчики температуры ТСМ. В емкости и в рубашке аппарата. Сигнал в виде электрического сопротивления с датчиков температуры поступает на регулятор 2трм1 где сравнивается температура в емкости с заданным значением. В зависимости от сигнала рассогласования. Регулятор вырабатывает по пропорциональному закону регулирования регулирующее воздействие. На выходе регулятора установлено твердотельное реле, которое коммутирует своими контактами цепь питания нагревателя. С помощью ТЭНа температура достигает нужного значения. Возмущением для данного объекта является подача воды в рубашку аппарата. Температура в рубашке аппарата контролируется с помощью ТСМ. При появление возмущения сигнал с ТСМ поступает на регулятор, где сравнивается с заданным значением температуры в рубашке аппарата. Регулятор устраняет возмущение включая ТЭН.

Рисунок 9 контур регулирования температуры

Рисунок 10 Контур регулирования уровня

Для регулирования уровня в ПМ 1000-1 используется ультразвуковой уровнемер Level berkut расположенный по месту. Сигнал с датчика уровня поступает на регулятор уровня, следящий за тем что бы количество дистиллированной воды и химических компонентов не превышали заданного уровня. Управление КЗР осуществляется через магнитный пускатель.

4. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА КОНТРОЛИРУЕМЫХ, СИГНАЛИЗИРУЕМЫХ ВЕЛИЧИН, ПАРАМЕТРОВ ЗАЩИТЫ, БЛОКИРОВОЧНЫХ ЗАВИСИМОСТЕЙ

Контролю подлежат те параметры, по значениям которых осуществляется оперативное управление технологическим процессом, а также его пуск и остановка. К таким параметрам относятся все режимные и выходные параметры, при изменении которых в объект будут поступать возмущения. В данном процессе контролю подлежат: уровень, давление в водогрейном котле; температура отходящих газов; температура воды в водогрейном котле, параметры готовой продукции.

К выбору параметров сигнализации приступают после анализа данного технологического объекта управления в отношении его взрыво и пожароопасности, возможных аварий и несчастных случаев. Предаварийной сигнализации подлежат параметры, предельные значения которых могут привести к взрыву или пожару, несчастному случаю, выводу из строя оборудования, существенному нарушению технологического режима. В процессе производства загущенного оксиданта сигнализации подлежат все режимные параметры, а также осуществляется вывод светозвукового сигнала при:

-аварийная остановке ПМ 1000-1;

-аварии любого из насосов;

-повышении и понижении давления обратной сетевой воды;

Оперативно технический персонал при оповещении его устройствами сигнализации о не желательных событиях должен принять соответствующие меры по их ликвидации. Если параметры, характеризующие состояние данного технологического процесса управления, достигнут аварийного значения, должна сработать система противоаварийной защиты, которая автоматически по заданной программе отключит аппараты процесса с целью предотвращения передозировки, аварии, закипанию хим вещества. При этом данный технологический объект должен быть переведен в безопасное состояние вплоть до его остановки.

Система автоматики обеспечивает защиту ПМ-1000-1 в следующих аварийных ситуациях при:

-повышения температуры в котле;

-понижение температуры в котле;

-повышение уровня дистиллированной воды, перекиси, и др. хим. компонентов;

-повышение температуры или загущению продукта при выходе из отстойных ёмкостей;

-неисправности цепей защиты, включая исчезновение напряжения.

5. ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ ПРОЕКТА

Питание схемы управления осуществляется переменным напряжением 220В. Защита от перегрузки и короткого замыкания реализуется автоматическим выключателем QF1. В качестве датчиков для измерения температуры используются термометры сопротивления ТСМ 100м, которые подключаются на регулятор 2ТРМ1 (на клеммы 3.4.5- термометр сопротивления установленный в рубашке аппарата, 6,7,8 - в самом аппарате). В регуляторе текущее значение температуры в рубашке аппарата сравнивается с заданным значением (80 градусов). Если температура меньше заданного значения, то регулятор по позиционному закону вырабатывает регулирующее воздействие которое поступает на выходное реле и коммутирует цепь для питания магнитного пускателя КМ1 который своими нормально разомкнутыми контактами управляет вкл. нагревателей, что сигнализируется на схеме включением лампочки LSB2. Температура в аппарате контролируется и регулируется на двухканальном измерителе регуляторе 2ТРМ1 где вычисляется разность температур между заданным и текущим значением и управление осуществляется с помощью теплоэлектронагревателя. Для включения мешалки нажимают кнопку SB4, которая коммутирует цепь питания КМ2 при наличие срабатывания датчика закрытого люка. При закрытие люка срабатывает контакт ГК1, реле К3 встает под ток, которое замыкает контакт КЗ.1 цепи питания КМ2. Нормально разомкнутые контакты КМ2 коммутируют цепь питания мешалки М1 которая питается через автоматический выключательQF(63 A).

На схеме осуществляют сигнализацию наличие питание 220В- загорается лампочка HL1, не закрытие люка загорается лампочка HL4 и уровня теплоносителя загорается лампочка HL5 если в рубашке нет теплоносителя то тэны не включатся это реализуется блокировочными контактами К2.1

6. РАСЧЕТЫ

6.1 Расчет регулирующего органа на жидкость

Перепад давления на регулирующем органе для данного значения расхода зависит от распространения напора давления, параметров технологического трубопровода и аппаратов.

Поэтому величину АР нельзя принимать произвольно. Эту величину необходимо определить при помощи гидравлических расчетов проектируемого технологического трубопровода и источников давления.

Уравнение расхода жидкости через РО имеет следующий вид:

Kv=0.32хFmaxхvp/?p (3)

где Kv - пропускная способность РО. Пропускная способность - это расход жидкости плотностью 1000 кг/м3, пропускаемой РО при перепаде давления на нем 105 Па.

где Fmax - максимальный расход жидкости, м3/ч;

? Р - перепад давления на РО при максимальном расходе, мПа. Перепад давления на регулирующем органе - определяет усилие, на которое р - плотность жидкости, г/см3;

Из уравнения следует, что пропускная способность РО, К. численно равна F(р х1г/см3) при Р на РО ДР=0,1мПа. Выбирают ГО с условной пропускной способностью.

Кv31,2-Кv.рассчитывается исполнительный механизм.

Данные: протекающая среда - вода; Fmax=22 м3/ч; АР=1 мПа; р=1 г/см3, D=25мм.

Kvy = 1.2-0,32-22-Vl/l - 8,4(4)

По таблице рекомендованных форм расходных характеристик регулирующего органа выбираем расходную характеристику, Учитывая, что регулируемым параметром является уровень, а возмущение проходит по линии изменения расхода на регулирующем органе, рекомендуем линейную (расходную характеристику. Линейная расходная характеристика - приращение пропускной способности пропорционально перемещению затвора.

Вывод:

По каталогам на РО выбираем линейную расходную характеристику, тип РО - односедельный регулирующий клапан

По таблице условных проходов К, стремится к 25м3/ч. что соответствует D условного прохода = 25мм. Следовательно данный трубопровод удовлетворяет нашим характеристикам.

6.2 Расчеты защитного заземления электроустановки питание 220В

Методика расчета заземления методом коэффициента использования электроустановки 320В

Исходные данные:

Rзаз=40м

Re=150м

Грунт-суглинок

Питание напряжение U=220В

Материал заземления -уголок 60х60х6мм

Длина вертикального и горизонтального заземления Lв=2/5м, Lг=5м

Толщина горизонтального соединения В=6 мм

Номинальное сопротивление для электропроводки напряжения 320В

Rзаз=R,где К= Р/100(5)

Методика расчета

1.Находим допустимые сопротивления заземляющего устройства с учетом удельного сопротивления грунта.

2.Находим сопротивления растекания иск. Заземление.

R4=RxRe/Re-Rзаз=4x15/15-4=60/11=5,5 Ом

3.Определяем расчетное удельное удлинение грунта

а- Для вертикальных заземлений

Rpac. верт.= Кс хр =1.6х100=160 Ом

Ке=1.6 из таб

Б- Для горизонтальных заземлений

R pac. Гор =Кеґхр=4х100=400 Ом

Кеґ=4 из таб

4.Определяем одного вертикального заземления для уголка 60х60х6мм

Rb=0.298xRpac.вертх Ке=0,298х160х1.6=76.288 Ом

5. Учитывая характер расположения заземлителей необходим коэфицент использования вертикальных заземлителей пв.При этом количество вертикальных заземлителей приблизительно находим из формулы:

Пв = Rb/R4 =76.288/5.5=13.9

A/Lb=5/2.5=2

пв=0.7 из таб

6.Определяем число вертикальных заземлителей:

Пв=Rb/пв R4=76.288/0.7x5.5=20шт.

7.Находим длину соединительной полосы горизонтального заземлителя:

Er=1.05xПвха=1.05х20-5=10.5м.

8.Определяем заземление растекания горизонтальных заземлителей:

Rz=0.366xRpast.por /EхГxEqxErxEr/deґ

D=0.5xb=0.5x6=3

E1=LB/z=E0=2.5/z=0.6=1.85

Rг=0.366х400/105xEq102x105/3x1.85=4.60 Ом

9.Определяем действительное сопротивление растеканию заземлителей с учетом сопр горизонтальных заземлителей:

Rгґ=Rг.п г=4.6/0.32=14.375 Ом

10.Находим уточненное значение растеканию заземлителю с учетом сопротивления горизонтальных заземлителей:

Rb=Rгґ Rk/Rn=14.375x5.5/14.375-5.5=8.9 Ом

11.Определяем уточненное значение количества вертикальных заземлителей и округлим его в в сторону увеличения:

Пв=Rb/пвхRbґ=76.288/6.23=12шт.

Вывод: для заземления необходимо 12 вертикальных заземлитель.

7. ОПИСАНИЕ СХЕМЫ ВНЕШНИХ СОЕДИНЕНИЙ

загущенный оксидант производственный автоматизация

Описание схемы внешних проводок

Схема внешних проводок - это такая схема на которой показаны подключения датчиков к щитам управления исполнительных устройств к щитам управления тип и марки кабеля. При разработке схемы я использовал: функциональную и принципиальную схему. Для измерения расхода дистиллированной воды я использовал датчик расхода Rossemot. Этот датчик вихревой расходомер подключается по 4ех проводной схеме кабелем контрольным ПВХ изоляцией 4 жильный КВВГ 4х1.0. Аналогичным образом измеряется расход перекиси водорода расход почти готового оксиданта и исходящего из отстойников уже готового оксиданта. Для подключения исполнительных устройств двигателей насосов КЗР мешалки, двигатель насоса оксиданта, тэн и питающий кабель используем кабелб контрольный с алюминиевыми жилами. Для питания щита используем треш проводные схемы 380В переменного тока. Для подключения используется кабель АКВВГ кабель контрольный с алюминиевыми жилами. Для прокладки кабелей используем защитный короб ПГ 100.

8. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ЩИТА И РАЗМЕЩЕНИЕ ПРИБОРОВ

Щиты - это комплектные устройства, выполняющие функции постов управления и являющиеся связующим звеном между объектом управления и оператором. На щитах, как правило, устанавливают: измерительные и показывающие приборы, сигнальные устройства и аппаратуру управления, аппаратуру для автоматического регулирования и защиты

Для размещения приборов и средств автоматизации я выбираю щит шкафной малогабаритный. Щит установлен в непосредственной близости от точек отбора импульсов, на нем сосредоточена аппаратура контроля и управления параметрами ПМ 1000-1. Чертеж общего вида щита содержит:

- вид спереди, вид на внутренние плоскости, перечень составных частей, таблицу надписей.

На виде спереди показано:

- аппаратура контроля и управления регулятор 2ТРМ1;

-кнопки управления;

-переключатели;

-счетчики;

С целью обеспечения удобства эксплуатации и соблюдения техники безопасности аппаратура внутри щита размещена на определенных требуемых расстояниях.

На виде спереди проставлены габаритные размеры и размеры координирующие установку на нем всех приборов и средств автоматизации, размеры по вертикали проставляются от нижнего края двери малогабаритного щита. По горизонтали от вертикальной оси симметрии двери малогабаритного щита. Вид на внутренние плоскости щита показывает дверь в развернутой плоскости чертежа, установленные на ней приборы и аппаратуру, изделия для монтажа электропроводок, элементы для крепления внутри щитовой аппаратуры (рейки, угольники, скобы), дециметровые шкалы стоек щитов, которые служат для координации установленной внутри щитов аппаратуры по вертикали. Для коммутации электрических компонентов щита используется провод марки КВВГ 4х1.0. Для цепей различного назначения использованы провода с изоляцией различного цвета. Провода сгруппированы в жгуты и помещены в пластмассовые короба. Короба расположены горизонтально по кратчайшему расстоянию.

9. МОНТАЖ ТРУБНЫХ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРОВОДОК, ДАТЧИКОВ, ПОКАЗЫВАЮЩИХ, РЕГИСТРИРУЮЩИХ И РЕГУЛИРУЮЩИХ ПРИБОРОВ И ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ

Монтаж электрических проводок

Электропроводки прокладывают по кратчайшим расстояниям между соединяемыми приборами и средствами автоматизации, параллельно стенам, перекрытиям и колонами, с минимальным количеством поворотов и пересечений, удобно располагают для монтажа и эксплуатации, а так же достаточно удаляют от мест с повышенной температурой, технологического оборудования и электрооборудования, силовых и осветительных линий, избегая перекрещивание с другими электропроводками и технологическими трубопроводами. Трасса выбирается с учетом наименьшего расхода проводов и кабеля. Электропроводки защищают от механических повреждений, коррозии, вибрации и перегрева; координируют относительно строительных сооружений. Трасса должна быть согласована с установкой технологического оборудования и прокладкой трасс электропроводок электроснабжения и силового оборудования.

Все элементы кабельных проводок должны быть проложены с учётом удобств монтажа и эксплуатации, а так же исключения опасных механических натяжений и повреждений кабеля. Кабели, прокладываемые в местах, где возможны повреждения, должны быть защищены по высоте на 2 метра и уровня пола или земли.

Наружные электропроводки должны быть защищены по высоте на 2 метра и уровня пола или земли.

Наружные электропроводки должны противостоять воздействию ветров, гололедов, осадков и быть защищены от непосредственного действия солнечных лучей.

Монтаж приборов для измерения температуры

Монтаж приборов для измерения температуры выполняют по типовым чертежам, которые сгруппированы по 3-ем признакам.

-установка на технологических трубопроводах и оборудовании;

-установка на стене;

-установка на щитах и пультах.

При монтаже приборов для измерения температуры следует иметь ввиду и учитывать, что точность измерения температуры зависит не только от класса прибора, но и от места, где устанавливают чувствительный элемент датчика. Монтаж приборов на технологических трубопроводах и оборудовании выполняются с помощью специальных закладных устройств - бобышек.

Термопреобразователи сопротивления

Исполнение термопреобразователей должно соответствовать параметрам и свойствам измеряемой и окружающей среды. Рабочий конец погружаемой части термопреобразователя должен размещаться на платиновых преобразователей на 50 - 70 мм ниже оси измеряемого потока, для медных - на 25 - 30 мм. Рабочая часть поверхностных термопреобразователей сопротивления должна плотно прилегать к измеряемой поверхности на всей площади. Перед установкой поверхностных термопреобразователей на металлической поверхности место соприкосновения должно быть защищено до металлического блеска.

Монтаж регулирующих органов и исполнительных устройств.

Обеспечение заданного режима регулирования значительной мере зависит от правильной установки и сочленения регулирующий органов (дроссельных заслонок, клапанов, задвижек) с исполнительными механизмами, осуществляющими соответствующее перемещение регулирующих органов. При этом должна быть выдержана заданная зависимость между перемещением регулирующего органа, выраженным в градусах угла поворота, мм и.т.п. и отклонением регулирующей величины. Регулирующие органы должны быть уравновешены и свободные без заклинивания и застреваний перемещаться от одного крайнего положения до другого. Если для их перемещения требуются значительные усилия, следует произвести ревизию и устранить причину ненормальной работы. Проверять регулирующие органы желательно при нормальном давлении, температуре и скорости потока в трубопроводе. Исполнительные механизмы монтируют вблизи регулирующих органов в строгом соответствии в хорошо освященных местах неподверженных вибрации. Конструкция крепления исполнительных механизмов должна быть жесткой с учетом массы механизма и развиваемых им усилий

...