Технические измерения и информационно-измерительная техника
Технические измерения и информационно-измерительная техника
Задания на курсовое проектирование
Общее задание: разработать проект АСУ предложенного технологического процесса:
· заданную основную погрешность результатов ТП,
· требуемые возможности оперативного управления, обеспечивающие функционально-метрологические характеристики.
Дополнительные требования:
1) при выборе средств автоматизацииотдавать предпочтение отечественным приборам,
2) предусмотреть для АСУ щит управления содержащий:
a) средства индикации (предпочтительно – цифровые) необходимых физических величин,
b) 2-позиционный переключатель (тумблер) ПУСК/ОСТАНОВ системы (при ОСТАНОВе периодического ТП завершить начатый цикл),
c) для периодических процессов – кнопка СТАРТ ЦИКЛА – для инициации нового цикла ТП (технически – может быть с фиксацией),
d) кнопка ЗВУК-ВЫКЛ – отключение звуковой аварийной сигнализации,
e) свето-цветовую сигнализация состояния ТП (для периодических и состояния выполнения фаз):
· зеленый (постоянный) светодиод НОРМА - при нормальном течении ТП,
· красный мигающий (период 2 сек) светодиод АВАРИЯ - при аварийном состоянии ТП,
· красный (постоянный) светодиод ОСТАНОВ- - при остановленном оборудовании,
· для периодических ТП – желтый мигающий (период 2сек) светодиод ЗАГРУЗКА – при загрузке технологического оборудования сырьем,
· для периодических ТП – зеленый (постоянный) светодиод ПРОЦЕСС – при выполнении ТП,
· для периодических ТП – зеленый (постоянный) светодиод ВЫГРУЗКА – при выгрузке из технологического оборудования продукции,
f) звуковой сигнализатор:
· постоянный сигнал - при аварийном останове (от момента обнаружения аварийного состояния до нажатия кнопки АВАРИЯ),
· для периодических процессов – короткий (0.5сек) – начало цикла,
· для периодических процессов – двойной короткий (1.5сек) - завершение цикла ТП.
3) промоделировать функционирование системы и ее метрологические характеристики с помощью инструментальной системы Unity Pro (Schneider Electric), изученную на лабораторных работах и выбрав управляющим ПЛК типа М-340:
· виртуально имитировать все управляемые физические величины в пределах и вне пределов допустимых значений,
· создать виртуальный щит управления, подобный разработанному электронно – электротехническому,
Состав графической части проекта:
· развернутая структурная схема АСУ ТП,
· блок схема алготитма действия АСУ ТП
· общий вид щита управления АСУ ТП.
Задание 1
Реактор нейтрализации сульфобутилолеата водным раствором аммиака (периодического действия)
Производство Авироля ОГ. ОАО «Ивхимпром» г.Иваново.
Технология: взрывобезопасна, химически агрессивна - процесс протекает в 3 стадии (рис.1):
| 1 -я стадия: | 1) загрузка 1636кг воды (1 контур), 2) включается мешалка; 3) загрузка 772кг раствора аммиака (2 контур); 4) создание вакуума (3 контур); 5) загрузка 2697 кг сульфомассы (4 контур). |
| 2 -я стадия: | 1) перемешивание в течение 10 минут; 2) температура при перемешивании (50 ± 2.5°С) регулируется за счет изменения подачи хладоагента (7 контур); 3) контроль (0 … 5 м) уровня (8 контур); 4) измерение рН смеси (6 контур), при достижении 6.5 ед.рН процесс заканчивается. |
| 3-я стадия: | выгрузка |
Требования к АСУ ТП : - обеспечить основную погрешность качества продукции, обеспечиваемую точностью работы АСУ ТП не более 4%.
Составить обзор современных счетчиков - расходомеров на жидкие среды.
Pиc.1.Реактор нейтрализации
Задание 2
Процесс получения материала ВИЗОМАТ (шумоизоляпионный материал)
Стандартпласт г. Иваново
Технология (рис. 2):
1) регулирование температуры расплавленного битума перед поступлением в смеситель (157 ± 5°С) за счет управления обогреваемым кабелем (1 контур):
2) регулирование и контроль скорости движения шнека (0…10 м/мин) за счет управления двигателем – M1 шнека (2 контур):
3) контроль уровня сыпучего материала (0 … 1м) в бункере (3 контур).
Требования к АСУ ТП : - обеспечить основную погрешность качества продукции, обеспечиваемую точностью работы АСУ ТП не более 5%.
Составить обзор современных датчиков, контролирующих линейную скорость движения (для шнеков, транспортеров и т.д.).
Рис.2.Процесс получения материала ВИЗОМАТ
Задание 3
ОАО «Ивхимпром» г.Иваново
Технология (рис.3):
| 1 -я стадия: | 1) загрузка 480 кг жидкого бутилстеарата (4 контур); 2) включение мешалки; 3) загрузка из бочек композиции в количестве 600 кг: 4) перемешивание в течение 30 мин. |
| 2 -я стадия: | загрузка 1184кг жидкого алкилфосфата (1 контур). |
| 3-я стадия: | 1) загрузка 193кг жидкого раствора калия гидроокиси в диметилэтаноламине (3 контур); 2) перемешивание в течение 30мин. |
| 4 -я стадия: | загрузка 1543 кг жидкого масла С-9 (2 контур). |
| 5 -я стадия: | 1) контроль уровня (0 + 100 %) в аппарате (5 контур): 2) перемешивание в течение 1часа; регулирование температуры в реакторе 3) (45 … 50°С) за счет изменения подачи хладоагента (6 контур). |
| 6 -я стадия: | выгрузка (выход замасливателя А-1 с одной операции 4000кг). |
Требования к АСУ ТП : - обеспечить основную погрешность качества продукции, обеспечиваемую точностью работы АСУ ТП не более 4%.
Составить обзор современных отсечных клапанов для специальных сред (масло С-9).
Задание 4
Задание 5
Рис.5.Осветлитель рассола
Задание 6
ОАО Щекиназот г.Щекино
Технология (рис. 6): жидкая фаза ГАС подается в промежуточную емкость. При достижении 75% от объема открывается клапан на выдачу ГАС. При достижении 25% выдача ГАС прекращается.
Рис.6.Промежуточная емкость с мешалкой для ГАС
Задание 7
Рис.7.Ректификационная колонна для получения чистого метанола
Задание 8
ОАО «Ивхимпром» г. Иваново
Технология (рис. 8): химически агрессивна, - аппарат - емкостной эмалированный смеситель с мешалкой и рубашкой периодического действия:
1) в аппарат загружается этиленгликоль из расходной емкости (контур 1),
2) затем включается мешалка;
3) загружается NaOH из расходной емкости (контур 2);
4) подается теплоноситель в рубашку (контур 3);
5) при достижении 65°С загружается 2-меркаптобензтиазол вручную;
6) затем процесс перемешивания идет 30мин.
Требования к АСУ ТП : - обеспечить основную погрешность качества продукции, обеспечиваемую точностью работы АСУ ТП не более 3%.
Составить обзор современных отсечных клапанов для агрессивных сред (dy до 100мм).
Piic.8.Аппарат для получения 2-меркаптобензтиазола
Задание 9
Рис.9.Туннельная печь
Задание 10
Рис.10.Химический реактор
Задание 11
Рис.11.Сушилка гранулята поликапроамила непрерывного действия
Задание 12
ОАО «Щекнноазот»
Технология (рис.12): получение окиси азота (NO) методом каталитической парокислородной конверсии аммиака (NH3) на платино-родиевой сетке без давления. Пароаммиачновоздушная смесь(ПКС) попадает в верхнюю коническую часть контактного аппарата, проходит распределительную решетку с отверстиями, чем достигается равномерное обтекание катализаторных сеток, на которых происходит реакция окисления аммиака при температуре 900 … 920°С. Тепло реакции используется для производства пара, для чего контактный аппарат оборудован 2-мя змеевиками. Через верхний змеевик проходит пар, через нижний - конденсат от парового барабана. Паровой барабан предназначен для отделения пара от конденсата.
Рис.12.Контактный аппарат окисления NH3
Задание 13
Pиc.13.Выпарной аппарат
Задание 14
Рис.14.Аппарат для непрерывного полиамидирования капролактама
Задание 15
Колонна для очистки H2SO4
Технология (рис.15): химически агрессивна,- колонна очистки К-212 из гуммированной стали вместимостью 20м3 заполнена активированным углем типа NOPIT R-0.8. массой 8 тонн. В колонне уголь находится между 2-мя колосниковыми решетками. В колонну подается кислота и кислород, очищенная кислота перетекает в сборник вместимостью 2.5 м3. Кислота из сборника далее фильтруется.
Задание 16
Рис.16.Аммиачная холодильная установка
Задание 17
Рис.17.Аммиачная холодильная установка
Задание 18
Задание 19
Барботажный абсорбер
Технология (рис.19): в барботажный абсорбер емкостного типа с мешалкой подается газ. содержащий поглощаемый компонент - аммиак. Абсорбер снабжен рубашкой, в которую подается хладоагент. Для извлечения компонента из газовой фазы в аппарат непрерывно подается абсорбент, который предварительно охлаждается в теплообменнике.
Рис.19.Аммиачная холодильная установка
Задание 20
Реакторный узел
Технология (рис.20): реакторный узел - реактор идеального смешения с мешалкой, в котором протекает экзотермическая реакция. Оборудован выносным кожухотрубным теплообменником.
Рис. 20. Реакторный узел
Пример выполнения задания по разработке функциональной схемы
Рис.21.Емкостной аппарат с мешалкой
Таблица 1
| № | Наименование параметра, место отбора измерительного импульса | Заданное значение параметра. допустимые отклонения | Отображение информации | регулирование | Наименование регулируюшего воздействия. место установки регулирующего органа. Условный проход трубопрвода | Характеристика среды в местах установки | ||||||
| показание | регистрация | суммирование | сигнализация | датчиков | регулирующих органов | |||||||
| агрессивная | пожаpo- взрывоопасная | агрессивная | пожаpo-взрывоопасная | |||||||||
| Уровень раствора в аппарате | 1 ± 0.1м | + | - | - | - | + | Изменение отбора раствора из аппарата | да | нет | нет | нет | |
| Температура раствора в аппарате | 65 ± 3°С | + | + | - | - | + | Изменение подачи теплоносителя в рубашку | да | нет | нет | нет | |
| рН готового продукта | 5,5 ± 0.5 ед рН | + | -г | - | - | + | Изменение подачи компонента А | да | нет | нет | нет | |
| Расход компонента В на аппарат | 2-2,5 м3/ч | + | -г | + | - | - | - | нет | нет | - | - |
2.Функциональная схема автоматизации:
Рис.22. Схема автоматизации емкостного аппарата
Таблица 2
| № позиции | Наименование и краткая характеристика прибора | Тип прибора | Количество | Примечание |
| Технологический контроллер моноблочный ТКМ - 52 . работающий совместно с ПЭВМ | ||||
| 1а | Датчик для измерения гидростатического давления, выход токовый унифицированный | Метран -100 ДГ | ||
| 2а | Датчик температуры | ТСП Метран 205 | ||
| За | Датчик рН - метра | ДМ-5М | ||
| Промышленный измерительный преобразователь | рН - 4120 | |||
| 16, 26, Зв | Электропневмопреобразователь | ЭП- 1324 | ||
| 1в, 2в, Зг | Клапан регулирующий с пневматическим исполнительным механизмом, нормально закрытый | 25 нж 50 нж (НЗ) |
Технические измерения и информационно-измерительная техника
Задания на курсовое проектирование
Общее задание: разработать проект АСУ предложенного технологического процесса:
· заданную основную погрешность результатов ТП,
· требуемые возможности оперативного управления, обеспечивающие функционально-метрологические характеристики.
Дополнительные требования:
1) при выборе средств автоматизацииотдавать предпочтение отечественным приборам,
2) предусмотреть для АСУ щит управления содержащий:
a) средства индикации (предпочтительно – цифровые) необходимых физических величин,
b) 2-позиционный переключатель (тумблер) ПУСК/ОСТАНОВ системы (при ОСТАНОВе периодического ТП завершить начатый цикл),
c) для периодических процессов – кнопка СТАРТ ЦИКЛА – для инициации нового цикла ТП (технически – может быть с фиксацией),
d) кнопка ЗВУК-ВЫКЛ – отключение звуковой аварийной сигнализации,
e) свето-цветовую сигнализация состояния ТП (для периодических и состояния выполнения фаз):
· зеленый (постоянный) светодиод НОРМА - при нормальном течении ТП,
· красный мигающий (период 2 сек) светодиод АВАРИЯ - при аварийном состоянии ТП,
· красный (постоянный) светодиод ОСТАНОВ- - при остановленном оборудовании,
· для периодических ТП – желтый мигающий (период 2сек) светодиод ЗАГРУЗКА – при загрузке технологического оборудования сырьем,
· для периодических ТП – зеленый (постоянный) светодиод ПРОЦЕСС – при выполнении ТП,
· для периодических ТП – зеленый (постоянный) светодиод ВЫГРУЗКА – при выгрузке из технологического оборудования продукции,
f) звуковой сигнализатор:
· постоянный сигнал - при аварийном останове (от момента обнаружения аварийного состояния до нажатия кнопки АВАРИЯ),
· для периодических процессов – короткий (0.5сек) – начало цикла,
· для периодических процессов – двойной короткий (1.5сек) - завершение цикла ТП.
3) промоделировать функционирование системы и ее метрологические характеристики с помощью инструментальной системы Unity Pro (Schneider Electric), изученную на лабораторных работах и выбрав управляющим ПЛК типа М-340:
· виртуально имитировать все управляемые физические величины в пределах и вне пределов допустимых значений,
· создать виртуальный щит управления, подобный разработанному электронно – электротехническому,
Состав графической части проекта:
· развернутая структурная схема АСУ ТП,
· блок схема алготитма действия АСУ ТП
· общий вид щита управления АСУ ТП.
Задание 1