Автоматизация производства приготовления смол

2 Анализ технологического  процесса как объекта управления

Установка получения БЖ-3 является взрывоопасной и относится к  категории А. Поэтому все измерительные  приборы, предусмотренные проектом отвечают требованиям ПУЭ. Класс  помещения В-Iа, категория взрывоопасной смеси - 2, группа взрывоопасности - Т2.

Для контроля и регулирования технологического процесса проектом предусмотрены приборы  и автоматические регуляторы, серийно  выпускаемые отечественной промышленностью.

Для получения качественной продукции  в соответствии с техническими условиями в период проведения процесса контролировать и регулировать следующие параметры: температуру и давление, а также контролировать уровень заполнения аппарата.

Любой технологический процесс  как объект управления характеризуется следующими основными группами переменных:

- переменные, характеризующие состояние процесса (их совокупность можно обозначить как вектор Y). Эти переменные в процессе управления необходимо поддерживать на заданном уровне или изменять по заданному закону. Вектор Y часто называют вектором регулирующих величин.

- переменные, изменением которых система регулирования может воздействовать на объект с целью управления (совокупность этих переменных можно обозначить вектором Xр).

- переменные, изменения которых не связаны с воздействием системы регулирования. Эти изменения отражают влияние на управляемый объект внешних условий, изменение характеристик самого объекта и т.п. Их называют возмущающими воздействиями (обозначают вектором Хв). Вектор возмущающих воздействий, в свою очередь, можно разбить на две составляющие – первую можно измерить, а вторую – нельзя. Возможность измерения возмущающего воздействия позволяет ввести в систему регулирования дополнительный сигнал, что улучшает возможности системы регулирования.

 

 

Рис. 2.1. Структурная схема  объекта управления

 

В рассматриваемом технологическом  процессе производства БЖ-3 имеют место как управляемые, так и неуправляемые технологические параметры.

К управляемым параметрам относятся:

- уровень в реакторе поз.1/4;

- температура реакционной массы  в реакторе поз.1/4;

- уровень воды в баке закольцовки поз.65;

- уровень фенола в хранилище  поз.70/1-4;

- уровень формалина в хранилище  поз.65/1.2;

- уровень щелочи в приемнике  поз.88;

- уровень вакуум-приемника поз.63/1,2;

- уровень формалина в приемниках  поз.80/1,2;

- расход щелочи;

- расход формалина.

К неуправляемым параметрам относятся:

- давление пара

- температура пара

Процесс получения смолы  БЖ-3 является взрывоопасным. Для контроля и регулирования технологического процесса проектом предусмотрены приборы и автоматические регуляторы.

Получение необходимого качества (количества) выпускаемой  продукции обеспечивается поддержанием оптимального режима функционирования технологического процесса. Оптимальным является режим, при котором обеспечивается строгое соблюдение всех основных регламентных норм и ограничений на параметры технологического процесса.

Основным параметром, необходимыми для получения качественной продукции и для избежания взрывоопасной ситуации является температура в реакторе.

Для поддержания заданной температуры предусмотрен подогрев или охлаждение реакционной массы  паром или водой, которые подается в рубашку реактора, расход которых контролируется клапаном на линии подачи теплоносителя в зависимости от требуемой температуры в реакторе. Превышение температуры выше 100⁰С (кипение смолы) существенно сказывается на качестве выпускаемой продукции. При загрузке щелочи происходит реакция с выделением тепла, поэтому для подержания температуры в реакторе необходимо контролировать расход катализатора. В противном случае это приведет к резкому повышению температуры и может повлечь за собой аварийную ситуацию на производстве.

Важной стадией процесса является получение вакуума. Для этого предусмотрена вакуумная система , которая включает в себя: вакуумный насос поз.64/1.2, бак закольцовки поз.65, центробежный насос поз.66/1,2, холодильник поз.67, вакуум – приемник поз.63/1,2. На этой стадии очень важны параметром является наличие нижнего уровня в баке закольцованной воды, которая используется в вакуум-насосе. Для этого осуществляется управление подпиткой воды из сети. Минимальный уровень воды должен составлять 20% объема бака. В противном случае при недостатке воды в вакуум-насосе возможно попадание паров формальдегида до взрывоопасной концентрации.

Уровни в хранилищах и приемниках регулируются степенью открытия клапана того или иного  продукта.

Таким образом, получение  качественной продукции обеспечивается подержанием оптимального режима управления процессом с соблюдением всех основных регламентных норм и ограничений на параметры процесса.