Функциональная схема автоматизации - Курсовая работа

Разработка функциональной схемы автоматизацииНормальный ход различных технологических и производственных процессов может быть обеспечен лишь тогда, когда те или иные величины, которые характеризуют эти процессы, удовлетворяют определенным условиям. Сами по себе объекты, в которых протекают те или иные рабочие процессы, часто не обеспечивают их нормального хода, иначе, сами по себе объекты не могут устранить отклонения режима от заданного, вызываемого различными причинами. Поэтому такие объекты снабжаются управляющим или регулирующим органом, воздействием на который можно изменить режим их работы, а значит, нужным образом управлять процессом. Автоматизация приводит к улучшению основных показателей эффективности производства: увеличению количества, улучшению качества и снижению себестоимости выпускаемой продукции, повышению производительности труда.Приготовление сиропа производится в установке периодического действия, которая функционирует по следующему алгоритму. Вода и концентрированный сироп (концентрат) подаются в аппарат предварительного смешивания 1. Дозирование воды и концентрата осуществляется отсечными клапанами К1 и К2. После этого клапаны К1 и К2 закрываются и включается мешалка. Далее мешалка отключается, открывается клапан К3, и сироп самотеком поступает в смеситель 2.Автоматическое дозирование: - Концентрата в аппарат 1; Воды в смеситель 2. Автоматическое регулирование: - Давления пара на входе в 3. Измерение и регистрация на ЭВМ: - Расход концентрата на входе в аппарат 1; Расход воды на входе в смеситель 2;По тепловой нагрузке аппарата можно определить расход греющего пара, для этого можно воспользоваться следующим выражением, полученным из уравнения теплового баланса: (1) где Gв - расход продукта(жидкости) через теплообменник, кг/с; 1,08 - постоянный коэффициент, учитывающий потери тепла в окружающую среду; Составим материальный баланс аппарата предварительного смешения: (3) где Gв - расход воды в аппарате предварительного смешения, т/ч; Составим материальный баланс смесителя: (4) где Gв2 - расход воды в смесителе, т/ч;Необходимо рассчитать внутренние диаметры трубопроводов для подачи воды и концентрата в аппарате предварительного смешения, отвода продукта из аппарата, подача воды и концентрата в смесителе, отвод продукта из смесителя, подача пара, продукта на пастеризацию. Произведем расчет внутреннего диаметра трубопровода для подачи воды в аппарат предварительного смешения. Принимаем для подачи воды в аппарат предварительного смешения стальные нержавеющие трубы из стали с внутренним диаметром dвн = 32мм. Принимаем для подачи концентрата в аппарат предварительного смешения стальные нержавеющие трубы из стали с внутренним диаметром dвн = 25мм. Принимаем для отвода продукта из аппарата предварительного смешения стальные нержавеющие трубы из стали с внутренним диаметром dвн = 40мм.Для измерения расхода концентрата в аппарат 1 в трубопроводе установлен расходомер переменного перепада давления 1а, 1б с выходным сигналом 4-20МА, который поступает на вход модуля аналогового ввода AI SM 331 контроллера Simatic S7-300. Для измерения расхода воды в смеситель 2 в трубопроводе установлен расходомер переменного перепада давления 3а, 3б с выходным сигналом 4-20МА, который поступает на вход модуля аналогового ввода AI SM 331 контроллера Simatic S7-300. Управление электродвигателем М1 привода насоса осуществляется сигналом с модуля дискретного вывода DO SM 322 контроллера Simatic S7-300 через магнитный пускатель 13а. Управление электродвигателем М2 привода мешалки осуществляется сигналом с модуля дискретного вывода DO SM 322 контроллера Simatic S7-300 через магнитный пускатель 14а. Многопараметрические датчики давления 3095MV, 3095FB обеспечивают: измерение статического давления (избыточного или абсолютного); измерение возникающего на сенсоре перепада давлений; измерение температуры измеряемой среды при помощи термопреобразователя сопротивления, размещенного в сенсоре, или отдельного термопреобразователя сопротивления типа ТСП (Pt100); вычисление массового расхода и суммарной массы при реальных значениях давлений и температуры измеряемой среды; вычисление объемного расхода и суммарного объема, приведенного к нормальным условиям; преобразование значения массового расхода в выходной сигнал 4.20 МА и (или) цифровой код по цифровому протоколу HART (3095MV) или Modbus (3095FB), а также в показания расхода, количества, перепада давлений, статического давления, температуры на дополнительном жидкокристаллическом индикаторе.При выполнении курсовой работы изучили принцип автоматизации и основные элементы при регулировании параметров на примере автоматизации установки для приготовления сиропа.

Содержание

Введение

1. Исходные данные на проектирование

1.1 Схема установки и описание работ

1.2 Перечень контролируемых и регулируемых параметров

1.3 Материальный и тепловой баланс установки

1.4 Расчет диаметров трубопроводов

Нормальный ход различных технологических и производственных процессов может быть обеспечен лишь тогда, когда те или иные величины, которые характеризуют эти процессы, удовлетворяют определенным условиям.

Необходимость поддержания постоянства той или иной величины или изменения ее в соответствии с каким-либо законом возникает в самых разнообразных отраслях техники. Сами по себе объекты, в которых протекают те или иные рабочие процессы, часто не обеспечивают их нормального хода, иначе, сами по себе объекты не могут устранить отклонения режима от заданного, вызываемого различными причинами. Поэтому такие объекты снабжаются управляющим или регулирующим органом, воздействием на который можно изменить режим их работы, а значит, нужным образом управлять процессом.

Автоматизация приводит к улучшению основных показателей эффективности производства: увеличению количества, улучшению качества и снижению себестоимости выпускаемой продукции, повышению производительности труда. Внедрение автоматических устройств обеспечивает высокое качество продукции, сокращение брака и отходов, уменьшение затрат.

Цель курсовой работы - ознакомиться студенту с принципами построения современных систем автоматизации технологических процессов, реализованных на базе промышленных контроллеров и ЭВМ. В настоящее время такие системы широко внедряются на предприятиях пищевой промышленности. В ходе выполнения курсовой работы студент решает следующие задачи: 1) Ознакомление с методикой разработки функциональных схем автоматизации технологических процессов на базе серийно выпускаемых приборов и промышленных контроллеров;

2) Ознакомление с характеристиками современных приборов и средств автоматизации;

3) Изучение основных подходов к обоснованному выбору приборов и технических средств автоматизации;

4) Изучение действующих стандартов и других нормативных документов регламентирующих правила оформления технической документации по автоматизации технологических процессов.

При выполнении курсовой работы изучили принцип автоматизации и основные элементы при регулировании параметров на примере автоматизации установки для приготовления сиропа. Освоила методику выбора средств автоматизации, а также рассмотрела принцип действия некоторых из них. Ознакомилась с принципами построения современных систем автоматизации технологических процессов, реализованных на базе промышленных контроллеров и ЭВМ.

В ходе выполнения курсовой работы решила следующие задачи: 1) ознакомилась с методикой разработки функциональной схемы автоматизации технологических процессов на базе серийно выпускаемых приборов и промышленных контроллеров;

2)ознакомилась с характеристиками современных приборов и средств автоматизации;

3) изучила основные подходы к обоснованному выбору приборов и технических средств автоматизации;

4) изучила действующие стандарты и другие нормативные документы регламентирующие правила оформления технической документации по автоматизации технологических процессов.

1 Кожевников, М.М. Технические средства АСУТП для пищевой промышленности: справочное пособие для студентов технологических специальностей пищевой промышленности / М.М. Кожевников, В.И. Никулин. - Могилев: Ризограф УО МГУП, 2008.- 67с.

2 Приборы и средства автоматизации для пищевой промышленности: справочное пособие для студентов технологических специальностей: в 2 ч. / В.И. Никулин, С.В. Богуслов, А.М. Прокопенко.- Могилев: Ризограф УО МГУП, 2008.-96с.

3 Общие требования и правила оформления учебных текстовых документов: СТП СМК 4.2.3-2011. - Введ. 2011-01-01. - Могилев. : УО «МГУП», 2011. - 43с.

Размещено на .ru