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

    Разработка конструкции современного многофункционального цветного индикатора на базе жидкокристаллической панели
    Развитие авиации сопровождается совершенствованием летно-тактических характеристик летательных аппаратов за счет усложнения и расширения функциональных задач бортового оборудования, а также внедрения новых устройств. Происходит увеличение объема приборного оборудования, пропорционально растет поток инфо ...

    Все права защищены! 2018 - www.techshape.ru