Электрон комплексная автоматизация поставки электрооборудования Тульская область

АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ПРОИЗВОДСТВ.


1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИ.

В автоматизации, под управлением понимаются действия, направленные на поддержание или улучшение функционирования объекта управления.
В объект управления поступают возмущающие воздействия, приводящие к отклонению выходных параметров объекта, характеризующих выполнение цели управления. Информация о текущих значениях выходных параметров передается в управляющую систему, где они сравниваются с соответствующими заданными значениями. В результате сравнения автоматически вырабатываются управляющие воздействия, поступающие в объект управления (рис. 1.1).

структурная схема системы системы управления

Рисунок 1.1 Схема автоматизации


1.1 ОБЪЕКТ УПРАВЛЕНИЯ в системах автоматизации.


Объектом управления называется динамическая система, характеристики которой изменяются под влиянием возмущающих и управляющих воздействий. Объектами управления могут быть механизмы, машины и аппараты, в которых протекают технологические процессы (измельчение, перемешивание, кристаллизация, сушка и т. п.), производства (синтетического каучука, серной кислоты, автомобильных шин и т. п.), предприятия (заводы, фабрики) и целые отрасли промышленности (химическая, нефтеперерабатывающая и нефтехимическая и др.).

Наиболее сложные объект управления социальные структуры.


Одной из основных задач данного материала является рассмотрение вопросов автоматизации отдельных технологических процессов химической промышленности.

В таблице приведены классы и типы процессов химической технологии:

гидромеханические
перемещение жидкостей и газов, разделение неоднородных систем, перемешивание, очистка газов.
тепловые нагревание, охлаждение, выпаривание, кристаллизация, искусственное охлаждение
массообменные Ректификация, абсорбция, адсорбция, сушка, экстракция
механические Измельчение, дозирование, сортировка, перемещение
химические Окисление, восстановление, синтез, разложение солей, образование гидроксилов, нейтрализация, дегидратация, электролиз, нитрирование, сульфирование, щелочное плавление, алкилирование, полимеризация, омыление, гидрогенизация, переэтифирикация, ароматизация, крекинг.

Технологические процессы одного типа (например, процессы нагревания) могут отличаться аппаратурным оформлением, свойствами перерабатываемых веществ и т. д. Однако они протекают по одним и тем же законам и характеризуются аналогичными зависимостями между параметрами    (например,   между   температурой, давлением и расходом теплоносителей).
Для процессов одного типа, протекающих в аппарате наибо-лее распространенной конструкции, может быть разработано решение по автоматизации, в принципе приемлемое для всех разновидностей этих процессов. Будем называть его типовым решением автоматизации. Типовое решение значительно облегчает работу по автоматизации для каждого конкретного случая.
В некоторых объектах протекают процессы, подчиняющиеся различным законам. Например, технологический процесс в ректификационной колонне подчиняется законам гидродинамики (так как происходит перемещение потоков), тепло- и массопередачи (потому что между потоками жидкости и пара постоянно осуществляется тепло- и массообмен). Автоматизировать такие процессы намного сложнее, чем процессы, протекающие только по одному закону.
Технологические процессы, осуществляемые на предприятиях химической промышленности, характеризуются большим числом разнообразных параметров. Особенно сложны в этом отношении химические и массообменные процессы. Несмотря на многообразие параметров, все они могут быть объединены в три группы: входные, режимные и выходные.
Входные параметры характеризуют материальные и энергетические потоки на входе в аппарат (расход сырья, давление греющего пара и т. д.). Внутренние режимные параметры дают представление об условиях протекания процесса внутри аппарата. В некоторых объектах управления значения параметров неодинаковы в разных точках одного и того же аппарата (например, в ректификационной колонне давление, температура и состав продукта меняются по высоте колонны). Такие параметры называют распределенными в отличие от сосредоточенных параметров (например, давление в ресивере). Управлять объектами с распределенными параметрами, как правило, сложнее, чем объектами с сосредоточенными параметрами. Выходные пара метры характеризуют материальные и энергетические потоки на выходе из аппарата (состав конечного продукта, количество отходов и т. д.). Это могут быть также сводные экономические показатели процесса, например себестоимость или затраты на производство конечной продукции.
Совокупность значений всех параметров процесса называют технологическим режимом, а совокупность значений параметров, обеспечивающую решение задачи, поставленной при управлении процессом, — нормальным технологическим режимом. Нормальный технологический режим задают и оформляют в виде технологической карты (таблицы). В ней приводят перечень параметров, значения которых необходимо поддерживать на определенном уровне, а также указывают диапазоны значений, в которых изменение этих параметров не приводит к серьезным нарушениям технологического режима. Управление технологическим процессом (автоматизация) сводится к поддержанию параметров на уровне, соответствующем нормальному технологическому режиму.
Реальные объекты управления в большей или меньшей степени подвергаются возмущающим воздействиям, которые нарушают нормальный ход процесса в объекте. Многие возмущающие воздействия трудно заранее предусмотреть, что значительно усложняет управление процессом. Различают внешние и внутренние возмущающие воздействия.
Внешние возмущающие воздействия проникают в объекты управления извне: вследствие изменения входных параметров, некоторых выходных параметров, а также параметров окружающей среды. Изменение любого входного параметра процесса обязательно приводит к изменению течения процесса в объ­екте. Большинство выходных параметров объекта (например, состав и температура конечного продукта) не влияет на ход процесса в объекте, более того, их значения определяются течением этого процесса. Однако изменение некоторых выходных параметров влияет на внутренние параметры. Так, изменение расхода пара, выходящего из ректификационной колонны, отражается на давлении в колонне, а изменение расхода остатка - на уровне жидкости в кубе. Возмущения, поступающие в объект управления при изменении параметров окружающей среды, наиболее сильно влияют на технологический режим в случае установки аппаратов под открытым небом.
Внутренние возмущающие воздействия возникают в самом объекте управления (например, при перераспределении насадки в колоннах насадочного типа, загрязнении и коррозии внутренних поверхностей аппарата, изменении активности катализатора и т, д.).
При управлении процессом особое внимание следует обратить на внешние возмущающие воздействия, так как они поступают в объект чаще, чем внутренние, нередко имеют ступенчатый характер, большую амплитуду изменения и в ряде случаев могут быть устранены до поступления в объект.


Схема стабилизации и усреднения выходных параметров.

Рисунок 1.2 Схема усреднения и стабилизации выходных параметров.

1 - аппарат с мешалкой. 2 - теплообменник. 3 - ректификационная колонна. 1а - регулятор температуры. Q -состав исходной смеси. Т- температура исходной смеси.

Объект управления должен быть подготовлен к автоматизации: желательно, чтобы он был полностью механизированным и по возможности непрерывно действующим. В объектах пери­одического действия отдельные операции процесса проводятся в одном и том же аппарате в разное время, что вызывает необ­ходимость периодической перестройки его работы (перекрывание одних магистралей и открывание других; изменение заданных значений регулируемых параметров и самих параметров и т. д.). Это затрудняет поддержание нормального технологического режима. Объект управления должен быть таким, чтобы число различных возмущающих воздействий, их амплитуда и частота были минимальными, а характер изменения - плавным. С этой целью, в частности, устанавливают дополнительные аппараты (например, ресиверы, мешалки, теплообменники), в которых входные параметры процесса стабилизируются или усредняются (рис. 1.2).

 

Часть 2. УПРАВЛЯЮЩАЯ СИСТЕМА

Часть 3. РАЗРАБОТКА УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ

 

 

 

автоматизация и электрооборудование
электрооборудование, средства автоматизации, электронные приборы
техническая библиотека, автоматизация, робототехника электрошкафы
комплексная автоматизация
рускомплект
контакты. Тульская область