Автоматизация технологической линии сушки П.В.Х

Министерство  образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию 

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ 

Кафедра химической технологии 

                                                                      Допускаю к защите________

                                                                       Руководитель: 
 

Автоматизация технологической линии «D» сушки ПВХ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА 

к курсовой работе по дисциплине:

"Автоматизация  систем управления химико-технологическими процессами" 
 
 
 

Выполнил  студент группы ХТО-05-1________

Нормоконтроль                                                Хапусов В. Г. 
 

Курсовая  работа защищена

с оценкой ______________ 
 

Иркутск - 2009 г.

    СОДЕРЖАНИЕ 

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………  3

1. Технологическая часть……………………………………………………..4
2. Инженерный анализ технологического процесса как объекта           автоматизации………………………………………………………………8
3. Техническое обеспечение АСУ ТП……………………………………...13
4. Разработка функциональной схемы автоматизации процесса………....18

СПИСОК  ИСПОЛБЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ …………………………...22 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ 

    Этап  машинного производства, характеризуемый  освобождением человека от непосредственного  выполнения функций управления производственными  процессами и передача этих функций автоматическим устройствам – это и есть автоматизация производства. Эта степень освобождения человека и будет говорить о коэффициенте автоматизации данного производства. Конечной целью автоматизации является создание полностью автоматизированных производств, где роль человека сводится к составлению режимов и программ технологических процессов, контролю за работой  приборов.

    Применение  полной автоматизации значительно  удорожает производство, поэтому  применение таких систем не всегда выгодно. Тем не менее, это неизбежно, и развитие автоматизации приведет к её конечной цели. В настоящее время автоматика большинства производств находится на уровне частичной автоматизации, то есть с системой автоматизации отдельных участков – так называемые локальные системы. Участки связаны между собой только технологическим процессом, и каждый регулятор работает автономно, стабилизируя тот или иной параметр. Процесс управления таким участком складывается из элементарных операций:

1. Получение и обработка информации о фактическом состоянии управляемого участка;
2. Анализ полученной информации и принятие необходимого решения о воздействии на процесс;
3. Осуществление принятого решения, то есть, воздействуя на технологический процесс.

    Сушка ПВХ – это один из тех производственных процессов, для которых строгое выполнение технологических норм является обязательным, так как от этого зависит в конечном итоге качество производимого товарного продукта – ПВХ.

1 Технологическая часть

      Воздух для сушки ПВХ в сушилке Т-4721D подается из атмосферы через камеру фильтрации пакетного фильтра F-4752D вентиляторами V-4754D в первую секцию сушилки, V-4758D во вторую секцию сушилки. В камере фильтрации воздуха установлен калорифер W-4751D, обеспечивающий температуру всасываемого воздуха в пределах 5⁰С в зимний период, и пакетный фильтр F-4752D.

    Для подогрева воздуха в калорифере W-4751D используется пар давлением  0,5МПа (5,0 кгс/см²). Температура воздуха (5-35)⁰С после калорифера  контролируется на АРМ. При понижении температуры воздуха до 5⁰С на АРМ включается световая и звуковая сигнализация. Регулирование температуры воздуха в определенных пределах осуществляется на АРМ регулятором с помощью клапана TV-475102D, расположенного на трубопроводе подачи пара в калорифер W-4751D.

    Для очистки  атмосферного воздуха служит пакетный фильтр F-4752D. Перепад давлений на фильтре 0,1-0,3 кПа (10-30 мм вод. ст.) визуально контролируется  на АРМ.

    Очищенный воздух вентилятором V-4754D подается в первую секцию сушилки Т-4721D. Глушитель шума А-4755D, расположенный на стороне всасывания, уменьшает уровень шума всасывания на вентиляторе.

    Воздух  сушки для первой секции сушилки  разогревается в калорифере  W-4756D. Для подогрева воздуха в калорифере используется пар с давлением 0,5 МПа (5,0 кгс/см²). Давление и температура пара в трубопроводе перед калорифером визуально контролируется.

    Расход  воздуха от 41400 м³/ч до 48150 м³/ч, подаваемого в первую секцию сушилки Т-4721D, контролируется на АРМ. Регулирование расхода воздуха в определенных пределах осуществляется на АРМ регулятором с помощью направляющего аппарата FV-475402D, расположенного на воздуховоде к вентилятору V-4754D.

    Количество  воздуха к каждой отдельной зоне 1-ой секции сушилки  Т-4721D изменяется путем регулировки положения ручных дроссельных заслонок на воздушном коллекторе, регулятор открывает или закрывает направляющий аппарат FV-475402D до тех пор, пока не будет достигнуто заданное значение.

    Положение направляющего аппарата FV-475402D контролируется на АРМ. При открытом положении направляющего аппарата  существует блокировка запрета пуска вентилятора V-4754D.

    Температура (60-90)⁰С воздуха,  подаваемого в первую секцию сушилки      Т-4721D, визуально контролируется на АРМ. Регулирование температуры воздуха  в определенных пределах осуществляется на АРМ с помощью клапана ТV-475702D, расположенного на трубопроводе подачи пара к калориферу W-4756D. 

    Очищенный воздух вентилятором V-4758D подается   во вторую секцию сушилки Т-4721D.

    Воздух  сушки для второй секции сушилки  разогревается в калорифере W-4760D . Для подогрева воздуха в калорифере используется пар с давлением 0,5 МПа (5,0 кгс/см²). Давление и температура пара в трубопроводе перед калорифером визуально контролируется. Расход воздуха (6000 -7000) м³/ч, подаваемого во вторую секцию сушилки     Т-4721D, контролируется на АРМ. Регулирование расхода воздуха в определенных пределах осуществляется на АРМ регулятором с помощью направляющего аппарата FV-475802D, расположенного на воздуховоде к вентилятору V-4758D.

    Количество  воздуха в зону 2-ой секции сушилки Т-4721D изменяется путем регулировки положения ручной дроссельной заслонки на воздушном коллекторе, регулятор открывает или закрывает направляющий аппарат FV-475802D до тех пор, пока не будет достигнуто заданное значение.

    Положение направляющего аппарата FV-475802D контролируется на АРМ. При открытом положении направляющего аппарата существует блокировка запрета пуска вентилятора V-4758D.

    Температура (40 – 75)⁰С воздуха,  подаваемого во вторую секцию сушилки Т-4721D, визуально контролируется на АРМ. Регулирование температуры воздуха  в определенных пределах осуществляется на АРМ регулятором с помощью клапана ТV-476002D, расположенного на трубопроводе подачи пара к калориферу W-4760D. 

    Сушилка Т-4721D представляет собой двухсекционную сушилку псевдоожиженного слоя с интегрированными теплообменниками и состоит из следующих частей:  воздушного коллектора,  обтекаемого пола,  центральной части с теплообменниками,  вытяжного кожуха с фланцами для продукта и отработанного воздуха. 

    Воздушный коллектор посредством перегородок подразделен на многочисленные зоны обдува. Это позволяет управлять массовым расходом воздушного потока к каждой зоне, что достигается приведением в действие ручных дроссельных заслонок в воздуховодах.

    Воздушный коллектор и центральная часть сварены друг с другом. Обтекаемый пол отделяет воздушный коллектор от центральной части. Функция обтекаемого пола состоит в равномерном распределении воздуха псевдоожижения и предотвращении проникновения продукта в воздушный коллектор.

    Теплообменники  сушилки состоят из горизонтальных трубчатых змеевиков, которые расположены друг над другом и объединены в пакет. В конце каждой секции сушилки находится перегородка перепускного устройства (регулируется по высоте), а также выгружной шибер, который открывается или закрывается с помощью рукоятки. С его помощью можно выгрузить продукт из сушилки, соответственно посредством регулярного открывания и закрывания шибера можно удалять крупную фракцию.

  Подачей  воздуха в нижнюю часть сушилки  Т-4721D создается псевдоожиженный слой. ПВХ проходит обе зоны сушки, причем его перемещение от входа до выхода происходит без механических вспомогательных средств: только за счет псевдоожижения. Необходимая теплота для обеспечения технологического процесса частично обеспечивается воздухом сушки, который напрямую контактирует с продуктом. Однако наибольшая часть тепла поступает через непосредственный контакт от встроенных в слой продукта теплообменников, обогреваемых горячей водой. Внутри зон теплообменников продукт пролетает с высокой турбулентностью вокруг горизонтально расположенных труб. В ходе этого процесса частицы продукта касаются стенок трубы с высокой частотой. Частое повторение этого процесса создает такой коэффициент теплоотдачи, который существенно выше показателя, чем  при обычном обдуве воздухом.     
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2 Инженерный анализ технологического процесса как объекта автоматизации

    

  Задачи  анализа связаны с изучением свойств и эффективности функционирования производственного процесса в зависимости от структуры технологических связей, значений конструкционных и технологических параметров. Цель анализа – из всей совокупности входных воздействий, влияющих на ход процесса и  выходных переменных, характеризующих протекание процесса, выбирать те величины, которые будут изменяться при решении задачи управления.

Баланс данного  процесса можно записать в аналитическом  виде: 

где  Х_вх - входные составляющие баланса;

 У_вых -выходные составляющие баланса;

 K_o dL/dt – член, характеризующий накопление вещества или энергии.

    На установке сушки ПВХ весь производственный процесс контролируется и управляется при помощи приборов КИПиА. В процессе сушки очень важным параметром является - давление, поэтому для его контроля установлены более эффективные приборы КИПиА, а именно: преобразователь избыточного давления Метран 100 ДИ, взаимодействующий напрямую с прибором, показывающим и регистрирующим «Альфалог 100». Основным условием качественного ведения процесса, является поддержание температуры в зоне сушки. Регулирование температуры производится при помощи термоэлектрического преобразователя хромель-алюмелевого ТХА Метран-201.  
 
 
 
 

Таблица 1.- Тепловой баланс сушилки