TechShape.ru

Информационные технологии

Основные разделы

Система автоматического регулирования установки для получения моющего раствора

автоматизация установка контроллер

Целью данной курсовой работы является ознакомление с принципами построения современных систем автоматизации технологических процессов, реализованных на базе промышленных контроллеров и ЭВМ .

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

ознакомление с методикой разработки функциональных схем автоматизации технологических процессов на базе серийно выпускаемых приборов и промышленных контроллеров;

ознакомление с характеристиками современных приборов и средств автоматизации;

изучение основных подходов к обоснованному выбору приборов и технических средств автоматизации;

изучение действующих стандартов и других нормативных документов регламентирующих правило оформления технической документации по автоматизации технологических процессов.

Темой курсового проекта является автоматизация системы автоматического регулирования установки для получения моющего раствора - рисунок 1.

Рисунок 1 - Автоматизация установки для получения моющего раствора

Данная установка широко применяется в различных технологических процессах пищевой промышленности благодаря своей простоте.

Принцип работы установки для получения моющего раствора заключается в следующем. Концентрированный раствор щелочи поступает самотеком из сборника 1 в смеситель 2, снабженной мешалкой. Сюда же поступает холодная воды из сети. Аппарат обогревается паром с давление P=150 кПа. Готовый моющий раствор непрерывно отводится из смесителя в сборник 3.

В качестве объекта управления данным процессом примем аппарат-смеситель. Управление мешалкой в данном смесителе осуществляется за счет управления электродвигателем.

Для автоматизации процесса установки для получения моющего раствора необходимо знать основные контролируемые, измеряемые и управляемые параметры. Согласно технологического описания процесса основными параметрами являются:

Исходные данные

1 Автоматическое регулирование:

а)Концентрация щёлочи в растворе (расходом воды) б)Температура раствора (расходом пара); 2 Изменение и регистрация на ЭВМ: а)Расход раствора; 3 Измерение: а)Концентрация щёлочи в растворе; б)Расход щёлочи; в)Расход пара; г)Давление воды; д)Давление пара; е)Уровень в сборнике 1; 4 Сигнализация: а)Уровень в сборнике 3; 5 Автоматическая блокировка: а)Отключение мешалки при отключении воды; б)Отключение подачи пара при отключении воды; 6 Управление: а)Включение и отключение двигателя мешалки.

Техническая характеристика оборудования, используемого в технологическом процессе получения моющего раствора:

) давление пара - 150 кПа;

) количество моющего раствора - 4т/ч;

) количество щелочи - 10% от моющего раствора;

) температура моющего раствора - 75 °С.

) концентрация готового раствора-10%;

6) уровень щёлочи в сборнике 1-1м;

7) уровень моющего раствора в сборнике 3-1м.

Расчет диаметров технологических трубопроводов. Важной характеристикой при выборе трубопровода является правильный подбор диаметра трубопровода, который определяется из уравнения расход жидкости, (м3/с):

(1)

где W - скорость, м/с;

F - площадь поперечного сечения трубопровода, м2;

d - внутренний диаметр трубопровода, м.

Из формулы (1) получим:

(2)

Чтобы получить большую скорость прохождения жидкости, выбирают трубопровод меньшего диаметра при данном расходе, но при этом возрастает потеря давления и следственно расход энергии. Чтобы уменьшить скрость выбирают трубопровод большего диаметра. В этом случе расход энергии уменьшается, но увеличивается стоимость трубопровода. Оптимальная скорость прохождения жидкости соответствует минимуму эксплуатационных расходов, т.е. сумм стоимости энегии, амортизации и ремонта.

При расчетах трубопроводов скорость движения (м/с) ориентированно может быть принята в следующих интервалах:

движение жидкости при подаче насосом - 1,5 - 2,5 м/с;

движении самотеком - 0,5 - 1,0 м/с;

для газов - 5 - 20 м/с;

для паров - 15 - 40 м/с;

Определим расход моющего раствора и диаметр трубопровода для отвода моющего раствора из смесителя в сборник 3.

Из технической характеристики массовый расход: G = 4000 кг/ч=1.2кг/с

Тогда объемный расход:

(3)

где кг/м3 - плотность моющего раствора.

м3/с

Зная объемный расход воды из формулы (1) определим диаметр трубопровода:

м

где W = 0,2 м/с, т.к. моющий раствор движется самотеком.

Принимаем диаметр трубопровода для готового продукта 50 мм.

Определим расход и диаметр трубопровода для подачи пара в смеситель.

Для того, чтобы определить расход и диаметр нужно написать уравнение теплового баланса теплообменного аппарата. Так как в данном аппарате теплоноситель изменяет свое агрегатное состояние уравнение теплового баланса будет иметь вид:

(4)

где 1,08 - постоянный коэффициент, учитывающий потери тепла в окружающую среду;

где G - расход холодного теплоносителя (воды), кг/с;

сг и сконц - теплоемкость холодного теплоносителя и конденсата греющего пара, Дж/(кг·К);гк и tгн - конечная и начальная температур воды соответственно, °С;- расход греющего пара, кг/с;- удельная теплота парообразования, Дж/кг;

Из технологической характеристики оборудования и таблицы «Физические свойства воды» находи:г = 4 т/ч = 1.1 кг/с; сг = 4,19·103 Дж/(кг·К); tгк = 70 °С; tгн = 18 °С; r = 2208 кДж/(кг·К)- определяем по таблице в зависимости от Рп и tп.

Представляя значения в формулу (4) находим расход греющего пара:

кг/с

Находим объемный расход пара по формуле (3):

м3/с

где кг/м3 - плотность пара, определяем по таблицам в зависимости от Рп и tп.

Зная объемный расход пара определим диаметр трубопровода для подачи пара по формуле (2):

м

где W = 20 м/с - скорость движения пара.

Принимаем диаметр трубопровода для подачи пара 90 мм.

Определяем объемный расход и диаметр трубопровода для подачи воды из сети в смеситель.

Из технологической характеристики:в = 4 т/ч = 1.2кг/с.

Объемный расход воды из сети по формуле (3) составит:

м3/с

Таким образом, диаметр трубопровода получаем равным, согласно формуле (2):

м

где W = 0,3 м/с - скорость воды из сети (вода подается самотеком).

Принимаем диаметр трубопровода для подачи пара 70 мм.

    Еще статьи

    Проектирование районной АТС системы АТСК-У
    Разработка исходных данных для курсового проектирования До начала разработки структурной схемы проектируемой РАТС и расчета объема её оборудования необходимо подготовить исходные данные для выполнения этой работы. При этом необходимо: охарактеризовать конфигурацию ГТС и способ связи проектируемой ...

    Все права защищены! 2017 - www.techshape.ru