АСУ ТП гашения извести на сахарном заводе.

Введение

Сахарная промышленность переживает сегодня не лучшие свои времена: сокращение посевов свеклы и низкое ее качество при минимальной урожайности, высокие цены на энергоносители и изношенное, морально устаревшее оборудование приводят к высокой себестоимости отечественного сахара
Выходом из сложившейся ситуации является применение современных технологий выращивания свеклы, замена технологического оборудования новым, как отечественным, так и зарубежным. Но это требует солидных капитальных вложений и довольно продолжительного времени. Необходимо улучшить качество сахара и снизить его себестоимость за короткие сроки и без больших капитальных вложений. Одно из решений этой задачи внедрение систем автоматизации технологических станций сахарного производства и создание единой системы управления потоками сахарного производства и его энергозатратами.
Проводимое в отраслях промышленности техническое перевооружение, направленное на увеличение производственных мощностей, экономию материальных и трудовых ресурсов, повышение качества продукции за счет совершенствования технологического оборудования, автоматизации технологических процессов (АСУТП автоматизированные системы управления технологическими процессами).
Основными требованиями, предъявляемыми к АСУТП, являются формирование высокого качества продукции при разработке систем и обеспечение установленного уровня качества продукции при ее производстве.
В связи с этим необходимо взаимосвязь между приборами и средствам автоматизации и их работоспособность в условиях производства, определяемых спецификой сырья, промежуточных и конечных продуктов производства, а также параметрами окружающей среды (температурой, влажностью, кислотностью, запыленностью, в некоторых случаях с учетом взрывоопасности среды).
Основным устройством, позволяющим создать высоконадежную, современную систему автоматизации технологического процесса является промышленный контроллер, имеющий высокие технические и эксплуатационные характеристики.
Согласно предварительным расчетам создание АСУ и АСУТП, разработка новых систем автоматизации и их внедрение обеспечивают повышение производительности оборудования на 5-7 %, снижение себестоимости продукции в результате сокращения расходов сырья, материалов и энергетических ресурсов на 1,5-2 %, увеличение выхода продукции на 15-20%.
Данный проект является модернизацией АСУТП гашение извести.
Известегасильный аппарат как объект управления имеет ряд особенностей. Одна из них состоит в том, что безаварийная работа известегасильного аппарата и обеспечение заданных количественных и качественных показателей возможны лишь при ее стабильной производительности, что тяжело гарантировать при производстве сахара.
Другая особенность заключается в том, что процесс гашения извести характеризуется большой продолжительностью и инерционностью.
Наиболее сложным с точки зрения управления является процесс выгрузки обоженной извести из печи и подача воды из сборника на гашение. Таким образом, при работе известегасильного аппарата подлежат контролю следующие основные параметры:
температура обожженной извести поступающее на гашение;
соотношение обожженной извести - промои;
температура гашения;
подача промоев на гашение;
Комплексная автоматизация известкового отделения и газовой печи, позволяет обеспечить бесперебойную работу основных узлов в автоматическом режиме с непосредственным участием оператора производственного участка. Что приведет к улучшению качества гашения извести.

Заключение

Из данного дипломного проекта мы видим что данная система автоматизации приводит к улучшению качества известкового молока то есть его плотность а также эконоию сырья.
Известегасильный аппарат как объект управления имеет ряд особенностей. Одна из них состоит в том, что безаварийная работа известегасильного аппарата и обеспечение заданных количественных и качественных показателей возможны лишь при ее стабильной производительности, процесс гашения извести представляет собой химическую реакцию с выделением большого количества тепла.
Для автоматизации применен программируемый логический контроллер SLK5/04. Данный контроллер по исполнению является модульным.
В ходе исследовательской работы были разработан алгоритм контроля и управления для замкнутой системы и построен по ней структурная схема АСР.
Применяя следующие методы были определены величины, характеризующие динамические свойства ОУ, такие как Коб - коэффициент усиления объекта, Tоб - постоянная времени объекта и τ - время запаздывания:
1 Экспериментальный метод, а именно методом активного эксперимента, сущность которого заключается в подаче на вход ОУ типового ступенчатого воздействия и получении переходной характеристики ОУ.
2 Аналитический метод, с применением математических выражений для построения переходных характеристик объекта управления.
Полученная информация об ОУ с помощью данных методов является исходной для расчета настроечных параметров регуляторов.
Так же была проведена работа по определению оценки качества регулирования по динамическим и частотным характеристикам системы, по которым определили основные показатели качества: σ, ψ и tрег.. Анализируя график переходной функции объекта управления с ПИД- регулятором и частотные характеристики системы, убеждаемся в том, что система является устойчивой, а также приходим к выводам: для ОУ со структурой управления по возмущению наиболее приемлемым является регулирование с ПИД регулятором.
В разделе «Безопасность и экологичность предприятия» был произведен расчет кратности воздухообмена помещения. В ходе расчета было установлено, что расчетная величина кратности воздухообмена обеспечивает нормативное значение скорости воздушных потоков в проектируемом цехе в пределах 0,3 0,5 м/сек. Внедрение предлагаемой системы регулирования предполагает поддержание оптимальной температуры гашения извести. Оптимальное соотношение должно поддерживаться как в номинальном режиме, так и при переходных процессах, возникающих в результате работы известегасильного аппарата. Поддержание такого соотношения призвано снизить содержание примесей в воздухе, что в данной ситуации является основным показателем экологичности проекта.
В экономической части были произведены расчеты по определению основных технико-экономических показателей:
дополнительные капитальные вложения составляют
420,972 тыс. рублей;
Расход воды уменьшится на 25,40 м3 в год;
Расход известкового камня уменьшится на 39,83 т в год;
Срок окупаемости составит 3 года.

Содержание
Введение
1 Общая часть
1.1 Описание и анализ технологического процесса и технологической схемы
1.1.1 Описание технологической схемы
1.1.2 Принцип работы известегасильного аппарата
1.1.3 Сырье для гашения извести
1.2 Анализ существующей системы управления
1.3 Описание и анализ функциональной схемы системы контроля и управления
1.4 Литературный обзор известных решений аналогичных задач
1.5 Постановка задачи на разработку специальной части проекта
2 Специальная часть
2.1 Синтез автоматизированной системы контроля и управления
2.1.1 Выбор и обоснование выбора системы
2.1.2 Техническое обеспечение систем контроля и управления
2.1.2.1 Технические средства нижнего уровня контроля и управления
2.1.2.2 Реализация среднего уровня контроля и управления
2.1.2.3 Разработка верхнего уровня контроля и управления
2.1.3 Выбор программного обеспечения системы управления
2.1.4 Выбор протокола обмена контроллера и SCADA-уровня АСУ ТП
2.1.5 Перечень параметров системы контроля и управления
2.1.6. Блок схема алгоритма контроля и управления
2.2 Расчетная часть
2.2.1 Требования к промышленным системам регулирования
2.2.2 Математическая модель объекта управления
2.2.3 Построение математической модели ТОУ с принципом управлением по отклонению
2.2.4 Выбор канала регулирования
2.2.5 Выбор принципа управления
2.2.6 Выбор закона регулирования
2.2.7 Расчёт оптимальных настроечных параметров ПИД - регулятора
2.2.8 Оценка качества регулирования
3 Экономическая часть
3.1 Расчет экономической эффективности
3.2 Формирование общих затрат проекта
3.3 Расчет фонда заработной платы
3.4 Исходные данные для расчета показателей экономической эффективности
3.5 Формирование выгод от проекта
4 Безопасность и экологичность предприятия
4.1Опасные и вредные факторы производства
4.2 Мероприятия по обеспечению техники безопасности
4.3 Оценка пожароопасности
4.3.1 Эксплуатация кабельных трасс, кабельных полуэтажей
4.3.2 Профилактические противопожарные мероприятия
4.4 Загрязняющие примеси газовых выбросов
4.4.1 Расчет кратности воздухообмена помещения
Заключение
Список использованных источников
Чертежи:
1 Алгоритм контроля и управления замкнутой АСР
2 Схема структурная. Замкнутая АСР
3 Графики переходных процессов
4 Известегасильный аппарат. Схема функциональная
5 Известковое отделение. Схема технологическая
6 Показатели технико-экономические

1 ГОСТ 2.755-87. ЕСКД. Обозначения условные графические в электрических схемах. Устройства коммутационные и контактные соединения. - М.: Изд-во стандартов, 1998. 15 с.
2 ГОСТ 21.61488. СПДС. Изображения условные графические электрооборудования и проводок на планах. - М.: Изд-во стандартов, 1988.- 12 с.
3 ГОСТ 21.404-85. СПДС. Автоматизация технологических процессов. Обозначения условные приборов и средств автоматизации в схемах.- М.: Изд-во стандартов, 1985.- 11 с.
4 ГОСТ 2.721-74. СПДС. ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Обозначения общего применения. - М.: Переизд, Изд-во стандартов, 1987.- 39 с.
5 ГОСТ 21.403-80. СПДС. Обозначения условные графические в схемах. Оборудование энергетическое. - М.: Изд-во стандартов, 1981.- 18 с.
6 ГОСТ 2.747-68*. ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Размеры условных графических обозначений.- М.: Переизд., Изд-во стандартов, 1994.-3 с.
7 Анашкин А.С., Кадыров Э.Д., Хазаров В.Г., Техническое и программное обеспечение распределенных систем управления. - М.: Колос, 2000. 360 с.
8 Безновская Т.Х., Бек В.А. Промышленные приборы и средства автоматизации: справочник. - М.: Машиностроение, 1998. 847 с.
9 Волошин З.С., Макаренко Л.П., Яцковский П.В. Автоматизация сахарного производства. М.: Агропроиздат, 1990. 271 с.
10 Дейч A.M. Методы идентификации динамических объектов. - М.: Энергия,1979. 274 с.
11 Долин П.А. Справочник по технике безопасности. М.: Энергоатомиздат, 1982. 800 с.
12 Душин С.Е., Зотов Н.С., Имаев Д.Х., Кузьмин Н.Н., Яковлев В.Б. Теория автоматического управления: Учебник для вузов.- М.: Высшая школа, 2001. -567 с.
13 Зотов Б.И., Курдюмов В.И. Безопасность жизнедеятельности на производстве: Учебное пособие для вузов. - М.: Колос, 2000. - 245 с.
14 Карпин Е.Б., Солощенко М.М., Широков Л.А., Минскер И.Н., Софиев А.Э., Петров И.К., Корчинский А.В., Селиванов В.И., Халамейзер М.Б., Баумштейн И.П., Авен О.И., Ровинский Л.А. Автоматизация технологических процессов пищевых производств. - М: Пищевая промышленность, 1977. 430 с.
15 Кукин П.П., Лпин В.Л., Подгорных Е.А. Безопасность жизнедеятельности. Безопасность технологических процессов и производств. Охрана труда. Учебник. - М.: Высшая школа, 1999. -285 с.
16 Никитин В.С., Бурашников Ю.М., Агафонов А.И. Охрана труда на предприятиях пищевой промышленности. Учебник. - М.: Колос, 1996. -305 с.
17 Олссон Г., Пиани Д. Цифровые системы автоматизации и управления. СПб.: Невский диалект, 2001. 557 с.
18 Суворкина А.Ф., Маклаков В.В., Ефимова Т.В. Автоматизация технологических процессов и производств. Учебно-практическое пособие. М., МГУТУ, 2004. 44 с.
19 Хван Т.А., Хван П.А. Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие. - Ростов н/Д.: Феникс, 2000. -352 с.
20 Электронный каталог фирмы Schneider Electric .