Басқару жүйесін функционалдауын бақылау
Аңдатпа
Курстық жұмыстың тақырыбы FASTWEL контроллері негізінде мыс штейнін алудың автоматтандыру жүйесін және ақпараттық қамтамасыз етуін әзірлеу. Жұмыста есептегіш комплекісті басқаруға шет ел фирмаларының алдыңғы қатардағы контроллерлері, сонымен қатар сезгіш элементтер ретінде осы фирмалардың интеллектуалды өлшеу құралдары және технологиялық параметрлерді көрсету мен тіркеу үшін көрсетуші және тіркеуші өлшеу құралдары қолданылады.Курстық жұмыста қоршаған ортаны қорғау, тіршілік қауіпсіздігі, экономикалық есептеулер келтірілген.
Мазмұны
Парақ
Нормативті сілтемелер ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ...
_____
Белгіленулер және қысқартулар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
_____
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ...
_____
1
Технологиялық процестің басқару объектісі ретінде талдау ... ... ...
_____
2
Басқару жүйесінің жүйе - техникалық синтезі ... ... ... ... ... ... ... ... ..
_____
2.1
Басқару критерийін жасау мақсаты және құрастырылатын автоматтандыру жүйесіне қойылатын талаптар ... ... ... ... ... ... ... ...
_____
2.2
Басқару жүйесінің басқарушы функцияларын таңдау негізі ... ... ...
_____
2.3
Технологиялық процестерді автоматтандыру жүйесінің ақпараттық функцияларын таңдау және негіздеу ... ... ... ... ... ... ... ...
_____
2.4
Технологиялық процестерді автоматтандыру жүйесінің алгоритмдік және программалық камтамассыздандыру ... ... ... ... . ..
_____
3
АБЖ - нің ақпараттық және бағдармалық қамтамассыздандыруларын жобалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
_____
3.1
Басқару обьектісі туралы ағымдағы ақпарат көздерін кодтау ... ...
_____
3.2
Өлшенетін параметрлердің паспортын жасау ... ... ... ... ... ... ... ... ..
_____
3.3
АБЖ - нің шығыс құжаттарын және видоеграммаларынның формаларын жасау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
_____
4
Басқару жүйесінің аппаратура - техникалық синтезі ... ... ... ... ... ...
_____
5
Автоматтандырудың принципиалды схемаларын жасау ... ... ... ... ..
_____
6
Басқару объектісіндегі техникалық құралдар
кешені (ТҚК) жобалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
_____
7
Қоршаған ортаны қорғау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
_____
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ...
Қолданылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
_____
Нормативті сілтемелер
Дипломдық жобада келесі құжаттарға сілтемелер қолданылған:
СНиП 1.02.01-85. Кәсіпорындарды, ғимараттардың құрылыстық жобалық құжаттардың құрамы, дайындау реті, келістіру және бекіту жайлы нұсқаулар.
ВСН 205-84. Технологиялық процестердің автоматтандырылған жүйелерінің электрқондырғыларын жобалау жайлы нұсқаулар.
ГОСТ 2.701-84. Схемалар. Түрлері және типтері. Орындауға тиісті жалпы талаптар.
ГОСТ 2.702-75. Электр схемаларын орындау ережелері.
ГОСТ 2.708-81. Санды және есептеу техникасының электрлік схемаларын орындау ережелері.
ГОСТ 2.709-72. Электр схемаларының тізбектерінің белгілену жүйесі.
ГОСТ 2.752-71. Схемалардағы шартты графикалық белгіленулер. Телемеханика құрылғылары.
ГОСТ 2.755-87. Схемалардағы шартты графикалық белгіленулер. Коммутация құрылғылары және контактілі жалғаулар.
ГОСТ 2.754-72. Жоспардағы электр жабдықтарының және желілерінің шартты графикалық белгіленулері.
ГОСТ 2.201-80 ЕСКД. Бұйымдардың және құрлымдық құжаттардың белгіленуі.
ГОСТ 2.601-95 ЕСКД. Пайдалану құжаттары.
ФС ЮКГУ 4.6-002-2004 СМК. Оқу құжаттарын өрнектеу ережелері. Графикалық құжаттарға жалпы талаптар.
СНиП 3.05.07-85. Автоматтандыру жүйелері.
СНиП III-4-80. Құрылыстағы техника қауіпсіздігі.
ПТЭ. Пайдаланушылардың электрқондырғыларын техникалық пайдалану ережелері.
ПТБ. Пайдаланушылардың электрқондырғыларын пайдалану кезіндегі техникалық қауіпсіздік ережелері.
ВСН-329-78. Автоматтандыру құралдары және бақылау приборларын монтаждау және үйлестіру кезіндегі техникалық қауіпсіздік нұсқаулары.
Белгіленулер және қысқартулар
Дипломдық жобада келесі белгіленулер және қысқартулар қабылданған:
АБЖ - автоматтандырылған басқару жүйесі
АБҚ - ақпаратты бейнелеу құралдары
АПрҚ - автоматтандыру приборлары және құралдары
АРЖ - автоматты реттеу жүйесі
АТҚ - автоматтандыру техникалық құралдары
БАЖ - басқарудың автоматты жүйелері
БЕК - басқарушы есептегіш кешен
БЖ - басқару жүйесі
БҚ - бағдарламалық қамтамасыз ету
БлЖ - байланыс желілері
ЖР - жекеленген реттегіш
ЛТС - локалді технологиялық станция
МБ - мәліметтер базасы
МББЖ - мәліметтер базасының басқару жүйелері
МП - микропроцессор
МПК - микропроцессорлық контроллер
ОБҚ - объектімен байланыс жасау құрылғылары
ОБП - операторлық басқару пунктісі
ОМ - орындаушы механизм
ОСТ - операторлық станция
РО - реттеу органы
СЭ - сезгіш элемент
ТБО - технологиялық басқару объектісі
ТҚК - техникалық құралдар кешені
ТП - технологиялық процесс
ТПАБЖ - технологиялық процестердің автоматтандырылған басқару жүйесі
ТЭК - техника-экономикалық көрсеткіштер
Кіріспе
Технологиялық процесті басқарудың басты мақсаттарының бірі болып, сол объектідегі процестердің технологиялық параметрлерін өлшеу және өлшеу құралдарына, электронды басқару машиналарына жеткізу. Яғни, дер кезінде технологиялық параметрлердің өзгеруі туралы нақтылы деректерді өлшеу құралдарына жеткізу мәселесі қарастырылыған.
Қазіргі кезде есептеу машиналарының дамуы технологиялық процестерді автоматтандыруды, автоматты жүйелерді жобалауды жеделдетуге және де осы жетістіктерін пайдалана отырып, объектілерді басқарудың негізі болатын, олардың метематикалық жазбасын, процестерді реттеу, басқару мәселелерін тез арада шешуге болады.
Нарықтық экономиканың дамуы мен бір уақытта өндірістік құнды төмендете отырып жоғары сапалы өнімді алу үшін өндірісті оптимизациялау қажетілігі туып отыр. Берілген дипломдық жобада өтіп жатқан процестердің басқаруын автоматтандыру көмегімен бұл мәселені шешу жасалынды.
Жүріп тұрған объекттің басқару жүйесі қазіргі заманғы өндірістердің автоматтандыру жүйесіне қойылатын талаптарды қанағаттандырмайды. Сондықтан дипломдық жобаның мақсаты технологиялық регламентпен қарастырылған технологиялық параметрлерді ұстап тұруды камтамассыз ететін автоматтандыру жүйесін құрастыру, басқару критерияларына ұқсас технологиялық басқару объектісіне басқарушы әсерлерді құрастұру мен іске қосу болып табылады.
Басқару критериясы ретінде мыс штейнінің берілген мөлшерін, шектелген ресурстарды бере отырып максималды өндіргіштігімен бірге берілген сапаны алу болып табылады.
Мұндай мәселені бүкіл процесс үшін шешу өте қиын, сондықтан оны бөлімдерге бөлеміз. Олар үшін бүтін басқару жалпы есептеріне бағынатын өздерінің есептемелері мен басқару критериялары құралады.
Автоматтандыру жүйесін құрастырудың негізгі функциялары ретінде технологиялық басқарылатын объектіге басқарушы әсерлерді құрастыру мен іске қосуға бағытталған объектпен басқару функциясы туралы толығырақ ақпарат алу үшін арналған ақпараттық функциялары болып табылады.
Жобада есептегіш комплекісті басқаруға шет ел фирмаларының алдыңғы қатардағы контроллерлері, сонымен қатар сезгіш элементтер ретінде осы фирмалардың интеллектуалды өлшеу құралдары және технологиялық параметрлерді көрсету мен тіркеу үшін көрсетуші және тіркеуші өлшеу құралдары қолданылады.
1 Технологиялық үрдістің басқару объектісі ретінде талдау
Дипломдық жобаның мақсаты мыс штейнін алу процесінің автоматтандыру жүйесін және ақпараттық қамтамассыз етуін жобалау болып табылады.
Құрылып жатқан автоматты жүйенің міндеті мыссыздандыру процесінің басқару технологиясын жаңарту болып табылады.
Шағылу пешінің ішіндегі тұрақты температура, мыссыздану процесінің уақытында және де соңғы өнімге де әсер етеді.
Бұл бөлімшеде автоматты жүйені ендіру, өндірістің мүмкіндігін жоғарылатып келесі міндеттерді шешуге мүмкіндік береді:
* шығарылған өнім сапасын көтеру;
* меншікті нормаға сай негізгі шығын және қосымша метериалдар, электроэнергия шығындарын төмендету;
* диагностика жағдайында қолдану коэффициентінің арқасында технологиялық қондырғылардың өнімділігін жоғарылату.
Процесс тоқтамай айналып бір циклмен жүреді, өнімнің сапасын бақылау және тиімді ұйымдастыру, осының бәрі реагентердің шығынын төмендетеді.
Бұдан басқа автоматты жүйені мынадай көрсеткіштермен сипаталады:
* өндірістің ұйымдастырылу деңгейін жоғарлату;
* жұмысшы персоналдың еңбек жағдайын жақсарту;
* өндірістің мәдениетін жоғарылату.
Мыс штейнын алу процесі күрделі болып табылады, арадағы фазалар, бірнеше шығыс параметрлер әрқайсысы белгілі бір деңгейде ұсталып тұру қажет техникалық процестің дұрыс жүруін қамтамассыз етеді.
Мыс штейнін алу процессінің қысқаша сипаттамасы
Мыссыздандыру бұл - қорғасынды рафинадтау кезендегі күрделі операция болып табылады. Ол пирометаллугиялық және электролиттік рафинадтау әдістері үшін міндетті болып табылады. Қорғасынды мыстан тазалау екі сатыда жүреді.
Бірінші сатысы температураны азайту арқылы қорғасындағы мыстың ерітіндісін төмендетуге негізделген. Қара қорғасынды 700-9000C - тан экветика температурасына дейін салқындатқан кезде Pb - Cu жүйесіндегі мыстың құрамы 0,06% және одан да төмен басақа қоспалар бар кезде төмендейді. Мыстың пайда болған кристаллдары, оның қосындылары мен қатты ерітінділерінің тығыздығы төмен болады және жоғарғы бетіне қалқып шығады. Мыс шликерін шумовка арқылы алып тасталанады. Шликерлерді алу кезенде 5-20% қорғасын ұсталынып қалады. Олар қара қорғасынның салмағаның 10-30% - ын құрайды.
Рафинациялаудың бұл сатысын екі рет жүргізеді. Неғұрлым температура жоғары болған сайын, соғұрлым шликер құрамындағы қорғасын төмен болады, сондықтан құрғақ шликерлерді құрамында 10-30%Cu, 50-70%Pb, 550-5600C температура кезінде алады.
Құрғақ шликерлерді қорғасыннан алған соң 0,5-0,6% Cu қалады. Ары қарай мысыздыадыру үшін ерітіндінің температурасын 360-3700C - қа дейін төмендетеді және қорғасыны жоғары шликерлерді алады. Майлы шликерлерді процестің басына қайтарады. Бұл алынулардың қара қорғасынның массасының 2-3% - ын құрайды.
Екінші стадияның - жіңішкелеп мыссыздандыру негізінде ерітілген мыстың күкіртпен химиялық реакциясы болып табылады. Ваннаның температурасын 340 - 3450С дейін төмендетеді және араластырғыштың көмегімен күкіртті қосады. Операцияны өткізу жағдайында күкітттің мысқа жақындығы қорғасынныңкіне қарағанда жоғары. Пайда болған мыс сульфиді қорғасында ерігіштіг шектелген және тығыздығы төмен болады. Сульфидті шликерлердің массасы қорғасынның 2-5% - ды құрайды. Оның құрамында 1-5%Cu, 3-4% S, қалғаны қорғасын. Бұл шликерлер айналымдағы өнім болып табылады. Қорғасындағы мыстың қалдығы 0,005% - дан көп болмайды. Екі стадияны да рафинациялау қазандықтарында жүргізеді.
Технологиялық процестің өрт кауіпсіздігі көбінесе физико - химиялық қасиеттерімен анықталады.
Ғимараттар мен бөлмелердің өрт және жарылыс қауіпсіздігі көрсеткіштерін категориялауда қолданылады, ГОСТ талаптарына сай құралады. ГОСТ - тар келесі талаптарды өрттің және жарылыстың алдын алу жүйесін анықтайды, өрттен және жарылыстан қорғау талаптарына ұйымдастыру және технологиялық шаралар қолданылады. Бұдан басқа, олар басты терминдермен анықтамалар, техникалық құжаттарды толтыруда қоладанылады.
Мыш штейнын алу процесінде дірілдеуді қарастырамыз. Дірілдеу бұл қатты бөлшектердің тербелісі, аппараттардың бөлшектері, машиналар, жабдықтардың, адам денесімен қабылданатын құбылыстар шайқалу ретінде дірілдеулер естілетін дауыстармен жүреді.
Орнықты дірілдеулер құралдардың және жабдықтардың тербелісі, дененің әр бөлігіне беріледі.
Жалпы дірілдеуде тербелістер бүкіл денеге жұмыс істеп тұрған механизмдерден жұмыс орнында еден, орындықтар және жұмыс алаңы арқылы берілді.
Ең қауіпті дірілдеудің жалпы жиілігі 6 - 9 Гц диапазонында жатыр, себебі адамның ішкі органдарының тербелісімен сәйкес келуі мүмкін, осының нәтижесінде резонанс орнайды.
Дірілдеуді сипаттайтын басты параметрлер - жиілік f (Гц); қозғалу амплитудасы; тербеліс жылдамдығы V(мс).
Дауыстар ретінде адаммен қабылдайтын жиіліктері бар, олар: 16, 32, 125, 250, 500, 1000, 2000 Гц.
Дірілдеудің параметрлерінің өзгеру диапазоны тыс мән болса, бұл түрде ол қауіпті емес, бірақ үлкен, сондықтан бұлардың нақты емес мәндерін өлшеу ыңғайлы, нақты мәнмен тыс мәннің логарифмдерінің емес. Бұл шама параметрлердің логарифмдік теңдеуі деп аталады, ал өлшем бірлігі - децибел.
Қондырғыларда мыс құрамдас қорғасынды айдау үшін тасымалдаушы, циркуляциялаушы және құрылғылар болмағандықтан оны қолдану кезінде қарапайым және сенімді етеді.
Көп мөлшердегі шлактардың және магнетитті коркалардың пайда болуын азйту үшін сульфидизатор ретінде 60-65% Pb, 1-2% Fe, 14% S құрамдас сульфидті қорғасын концентратын қолданады. Мыс және сода концентраттарының өзара әсер ету реакциясы есебінен мыссыздандыру кезеінде қорғасын ерітіліп шығады.
Концентраттың шығыны қара қорғасындағы мыстың және штейндегі қорғасынның құрамымен анықталады.
Қара қорғасындағы мыстың бастапқы құрамы %
1,5
2
2,5
3
3,5
4
Концентраттың шығыны %, қорғасынның массасынан, штейнді алу кезінде %
50 Cu, 15 Pb, 16 S
0.5
1
2.2
3.2
4.2
5.7
48 Cu, 29 Pb, 18 S
1
2
3.2
4
6
8
Қара қорғасынның құрамында 1,2% Сu болса, штецйн түзілу үшін күкірт жеткілікті. Натрия сульфиді келесі реакция бойынша, балқу температурасын және штейндағы қорғасынның еруін төмендету штейнге өтеді.
4PS + 8NaOH = 4Pb + 3Na2S + Na2So4 + 4H2O (1.1)
4PbS + 4Na2CO3 = 4Pb + 3Na2S + Na2So4 + 4CO2 (1.2)
Бұл реакциялар ΔG - дің үлкен өзгеруімен жүреді және сульфидтен қорғасынды қалпына келтіру үшін бағытталған
(1.3)
4PbS + 4Na2O = 4Pb + 3Na2S + Na2SO4 реакциясындағы ΔG - дің мәні түрлі температураларда төменде келтірілген:
Температура, 0С
400
500
600
700
- ΔG[0]Т, кал
111200
110348
109490
108644
Температура, [0]С
800
900
1000
1100
- ΔG[0]Т, кал
107792
106940
106088
105236
Шихтаның құрамына біршама мөлшерде кварцты флюсті қосады. Шлактың оптималды құрамы 10000С балқу температурасы кезінде флюстің минималды шығыны келесідей 21-21% FeO, 22-24% SiO2, 7-13% CaO, 4% Na2O және 5-10%ZnO.
Мыссыздандыру пеші бетонды бағаналарда орнатылған, қорғасынды ваннаның тереңдігі 1,7 м, сыйымдылығы - 400т. Қорғасынды ванна жарты цилиндр түрінде жасалған, хромомагнезитті кірпішпен футерленген. Пеш инжекциялы екі оттықтардың көмегімен табиғи газ арқылы ысытылады. Газдың шығыны 250-300 м3сағ. Шахталы пештерден қорғасынды тельфердің көмегімен сыйымдылығы 2-4 т қазандарда алып келеді және науалар арқылы пешке құяды. Қатты компоненттерді (айналмалы шликерлерді, соданы, құмды) құйғыш машинаның көмегімен терезе арқылы пешке жібереді. Ваннаға түскен қорғасын (жоғарғы қабаттарда) 10000С температураға дейін қыздырылады, ал төменгі қабаттарда 400 - ден 6000С - ге дейін мұздатылады және пештің соңынан сифон арқылы котел-миксерге құйылады. Құйю және шығару жайларының орналасуына байланысты қорғасын пештің барлық ұзындығын өтеді, нәтижесінде суып қалу зоналары болмайды.
Штейнды және шлакты пештің қарама - қарсы ұзын бетінде орналасқан жақтаулары реттелетін терезе арқылы шығарылады. Шлак-штейнды қоспаның биіктігі 100-300мм - ге жетеді. Ең алдымен шалкты одан кейін штейнды шығарады. Котел-миксерде қорғасынның ары карай мұздатылуы және мыстың қалдықтарын шликерлер түрінде шығару жүзеге асады. Оларды қазандықтың жоғарғы жағынан кранмен бөліп алады және құйғыш машина арқылы пешке құяды.
Қорғасынды мыссыздандыру пешінің және шаңдылығы 1-3 м3сағ штейннің газдары скрубберде мұздатылады және плавильді шахталы пештердің газдарымен қосылғаннан кейін тазалауға жіберіледі.
2 Басқару жүйесінің жүйе - техникалық синтезі
2.1 Басқару критерийін жасау мақсаты және құрастырылатын автоматтандыру жүйесіне қойылатын талаптар
Технологиялық объектінің басқару критерий шығыс өнімнің сипаттамасы болады, яғни сапалы өнім алу үшін пештегі газ шығынын және температураны тұрақты ұстап тұру қажет. Барлық параметрлерді тұрақты ұстап тұру үрдістің өту сенімділігін қамтамасыз етуге, шикізат шығынын төмендетуге, шығарылатын өнімнің сапасын жақсартуға, өнімділіктің өсуіне және шығарылытын өнімнің өзіндік құнын төмендетуге мүмкіндік береді.
Жобаланып жатқан автоматтандыру жүйесі мына жағдайларды қамтамасыз ету қажет:
# Технологиялық регламентке сәйкес дайын өнімнің максималды шығуын;
# Толық технологиялық үрдістің жүруін тұрақты бақылау;
# Үрдістің өтуіне әсері бар барлық параметрлерді тұрақтандыру;
# Негізгі технологиялық аппараттардың қалыпты жұмыс істеуі;
# Қоршаған ортаны қорғау шараларды ұйымдастыру;
# Жұмысшылардың жұмыс жағдайының қауіпсіздігі;
Егер жобаланып жатқан жүйе жоғарыда аталған барлық шарттарды қанағаттырса, онда біз бөлімнің тұрақты жұмыс істеуін аламыз.
Мыс штейнын алу үрдісінің автоматтандырылған жұйесін жасау мақсатымыз, берілген негізгі параметрлерді регламент бойынша ұстану және жаңа басқару есептеу комплексін енгізу арқылы максималды экономикалық тиімділікке жету; профилактикалық жұмыстар периодын және ұзақтығын қысқарту, технологиялық қондырғының тоқтау уақытын қысқартуына әкеледі, технолог - операторлар және қызмет көрсету персоналының жұмыс уақытын қысқарту, реттеу сапасын жақсарту, оптималды реттеу есебінен, қоршаған ортаға қалдықтар тасталуын қысқарту.
Технологиялық объектіні басқаруының ТПАБЖ көмегімен жалпы мақсаты басқару критериінің талаптарын орындалу экстрималды мәнін ұстап тұру, басқару әсерінің мүмкін мәндер жиінін анықтайды.
Бұрын жасалған ТПАБЖ-не қарап жобалаумызға байланысты, жаңа ТПАБЖ жасау мақсатымызға келесілер кіреді:
- тез орындалатын және тактілі АРЖ қолдану; мысалы: каскадты;
- ескірген техникалық автоматтандыру жабдықтарын жаңаларына ауыстыру.
Осының барлығы біздің технологиялық үрдісті автоматты басқарудың жалпы мақсаты болып табылады. ТПАБЖ технологиялық басқару объектісінде қабылданған басқару критерийлерін орындауға және өңдеуге арналған.
Жаңа автоматтандыру жұйесі үрдісті реттеудің оптималды сапасын қамтамасыз ету және үрдістің жүру туралы толық көрініс беруі қажет. Үрдіс туралы ақпаратты көрнекті және қолайлы формада беру қажет, оператор техникалық үрдістің жүруін бақылауға, басқаруға және авариялық жағдайларды болдырмауға және үрдістің жүруін керекті технологиялық режимге қайтаруға мүмкіндік беру, қоршаған ортаның лайықсыз жағдайларына тұрақты болуы тиіс, жөндегенде және техникалық қызмет көрсеткенде ыңғайлы болуы тиіс [2].
Технологиялық басқару обектісінің анализдерінің нәтижесіне қарап, оның ішінде термо-химиялық, химиялық, жылуалмасу үрдістердің болып жатқанын көреміз. Осының нәтижесінде толық жүйені қарапайым бөліктерге бөліп қарастыруға болады.
Технологиялық басқару объектісінің декомпозициялық схемасы келесідей:
1
2
3
4
5
6
Штейн
Шлак - штейнды қоспа
Шликерлер
Қатты қоспалар
Қара қорғасын
Сурет 2.1 - Мыс штейнын алу қондырғысының декомпозициялық схемасы
1 - Шағылғыш пеш
2 - Котел - миксер
3, 4, 5, 6 - бункерлер
Реламентпен бекітілген, мыс штейнын лу қондырғысында болып жатқан үрдістер алдында қойылған басқару міндеттерін шешкенде технологиялық параметрлердің барлық шектеулерін орындалуына қол жеткізуіміз қажет.
Үрдіске әсер ететін факторлардың көптігінен толық бөлім үшін осы міндетті шешу көп еңбекті қажет етеді. Осыдан келіп айнымалылар саны көп емес және өзіндік басқару міндеттерімен сипаталатын және олар режимді параметрлерді тұрақтандыру арқылы онай шешілетін толық үрдісті типті бөлімдерге бөлеміз.
Мыс штейнын алу қондырғысының негізгі аппараты шағылғыш пеш болып табылады.
Үрдісті басқару регламентпен қойылған жалпы міндеті: технологиялық параметрлердің шектеулерін орындағанда кейбір шектеулерді максималдау деп тұжырымдалады.
Бөлек қондырғыларды басқару міндеттері өлшенген режимді мәндер арқылы оңай анықталатын технологиялық параметрлер немесе критерилерді үйлесімді басқаруға бағытталған.
Қондырғылардың жұмысын реттеу және бақылау, ауаны бөлу қондырғының механизмдері және аппаратуралары технологиялық режимінің тиімділігіне жету, электр энергия және материалдардың меншікті төменгі шығыны арқылы, мыс штейнын алудан шыққан өнімдердің максималды шығысы және бекітілген сапаға жету көзделеген.
Өндіріс құралдары және автоматтандыру жабдықтары көмегімен өлшенетін мыссыздандыру қондырғысының негізгі параметрлері болып: қара қорғасынның температурасы және газдың (ауа, газ) температурасы және қысымы; қара қорғасын мөлшері; табиғи газдың және ауаның шығындары.
Мыс штейнын алу өндірісіндегі автоматтандыру жабдықтар және құралдарға қойылатын талаптар, біріншіден ортаның қасиеттерімен анықталады, олардың параметрлері өзгермелі. Мыссыздандыру қондырғыларымен жанасатын датчиктер торабының материалдарын таңдағанда штейнның температурасын ескеру қажет.
2.2 Басқару жүйесінің басқарушы функцияларын таңдау негізі
Технологиялық үрдістің негізгі аппараттарын талдаудың негізінде қондырғылардың басқару құрылымын құрамыз. Шағылғыш пеш қондырғысы күрделі үрдіс болғандықтан, оны қарапайым жеке бөліктерге бөліп қарастырғанымыз жөн. Мұнда объектінің басқа жүйелермен байланысын ескермейміз. Жобаланып жатқан объектер тізбекті құрылымды құрайды, яғни бір бөлімнің шығысы келесі бөлімнің кірісі болып табылады.
Негізгі технологиялық параметрлерге: шығын, температура, қысым жатады. Бұл параметрлерді регламентте бекітілген мәндерде ұстап тұру үрдістің қалыпты жағдайда өтуін қамтамасыз етеді.
Шағылғыш пеш
Шағылғыш пеш балқытылған қара қорғасыннан мыс штейнын алуға арналған. Мұнда реттелетін параметрлер болып пештегі қысым, оттықтар алдындағы табиғи газдың және ауаның қысымы, оттықтар алдындағы табиғи газдың және ауаның шығыны. Шлак өңдеу қондырғысында оттықтар саны 2.
Қара қорғасын
Gқ, θқ
Шлак-штейнды қоспа
Gшқ, θшқ
Штейн
Gш
Газ
Gг
Ауа
Gа, θа
Шағылғыш пеш
Сурет 2.2 - Шағылғыш пештің принципиалды схемасы.
Үрдістің жақсы өтуі үшін пеште газ-ауа ара қатынасы тұрақты етіп сақтау қажет. Табиғи газ мыссыздандыру үрдісі кезінде отын және қалпына келтіргіш ретінде қолданады, ал түтінді газдар жылу тасымалдағыш болып табылады, бұл дегеніміз ауаның артықша коэффициенті 0,8-0,9 кезінде газдың жану үрдісі жүргізіледі. Сонда, жану өнімдерінің жоғарғы температурасы және минималды бос оттегінің құрамына қол жеткізуге болады.
Пештің барлық элементтері сумен суытылады. Технологиялық талаптардан басқа пештің ережелі мәндерге, жарылыс қауіпсіздігі, еңбек қорғау талаптарына және қоршаған ортаны қорғау шарттарына байланысты шектеулер қойылады. Түтінді газдардың атмосфераға шығуын алдын алу үшін пеште сұйытылуды ұстап тұру керек.
Жылулық баланс теңдеуі:
(2.1)
Пештің көлемі үшін материалдық баланс теңдеуі:
(2.2)
мұнда: GҚ, GГ, GА, GШК, GШ - сәйкесінше қара қорғасынның, газдың, ауаның, шлак-штейнлы қоспаның, штейнның; θҚ, θА, θШК - қара қорғасынның, газдың, ауаның, шлак-штейнлы қоспаның, штейнның температуралық өзгерулері; Sk - пештің көлемінің көлденен қима ауданы; - ауа және газ шығындар қатынасының коэффициенті, j = 0,8 0,9;
Шағылығш пешінің функционалды схемасы төмендегі суретте көрсетілген:
FE
FE
PIA
PIA
PI
PA
Штейн
Қара қорғасын
Шлак-штейнды қоспа
Газ
Ауа
Шағылғыш пеш
1
3
2
Сурет 2.3 - Шағылғыш пештің функционалды схемасы
1 - шығын реттегіш;
2 - жергілікті жердегі қысымды көрсетуші құрал;
3 - қысымды тіркеуші құрал;
Құбырлардағы шығынды реттеу
Шығынды реттеу кез - келген үздіксіз АРЖ процесін автоматтандыру кажеттілігі, материалдық ағындар бойынша қоздыруларды тұрақтандыруға арналған, олар тұыйқталған технологиялық процестерді автоматтандыру жүйесінің ажрамас бөлігі болып табылады.
Реттеу заңын таңдау өтпелі процестердің сапалылығымен анықталады. Бірконтурлы АРЖ-ны статикалық қателіктерсіз шығынды реттеу үшін ПИ - реттегішті қолданылады. Каскадты реттеу жүйесіндегі шығын АРЖ - сы ішкі контур болса, шығынды реттеу П-реттеу заңы арқылы жүзеге асады. Шығын сигналында жоғарғы жиілікті бөгеттердің болуы, сигналды алдын - ала тегістеусіз жүйенің тұрақсыз жұмыс істеуіне әкеп соғады. Сондықтан өндірістік шығын АРЖ-да ПД немесе ПИД - реттегіштерді қолдану ұсынылмайды [4].
Аппараттардағы қоспаның берілген құрамын немесе материалдық және жылулық балансты ұстап тұру үшін бірконтурлы немесе каскадты АРЖ-да бірнеше заттардың қатынасын реттеу жүейсі қолданылады.
Екі заттың шығынының қатынасын реттеу төмендегі келтірілген үш схема бойынша жүзеге асыруға болады.
Жалпы өнімділігі берілмеген кезде (сурет - 2.4 а) G1 негізгі деп аталатын бір заттың шығыны өз бетінше өзгеруі мүмкін, екінші зат біріншісімен тұрақты қатынас кезінде беріледі , негізгі шығын G1 тең болады. Кей жағдайларда ара - қатынас реттегіші ретінде ара - қатынас релесі немесе бір айнымалы үшін қарапайым ретегіш қолданады (сурет - 2.4 б)
Берілген шығын кезінде қатынас АРЖ - нан басқа және негізгі шығын АРЖ - сын қолданады. Бұндай схема кезінде G1 шығыны бойынша тапсырма өзгерген жағдайда G2 шығыны да өзгереді (сурет - 2.4 в)
Сурет 2.4 - Шығындар қатынасының реттеу схемасы
а, б - берілмеген жалпы шығын кезінде; в - берілген жалпы шығын кезінде; 1,2 - шығын өлшегіштері; 3 - қатынас реттегіштері; 4,7 - реттегіш клапандар; 5 - шығын реттегіші; 6 - қатынас релесі.
Деңгейді реттеу
Деңгей аппараттағы гидродинамикалық тепе - теңдіктің жанама көрсеткіші болып табылады. Деңгейдің бір қалыптылығы материалдық баланстың сақталуын қамтамасыз етеді, егер сұйықтың ағыны шығысына тең болса, деңгейдің өзгеру жылдамдығы нольге тең.
Жаплы жағдайда деңгейдің өзгеруі келесі түрдегі теңдеумен анықталады:
, (2.3)
мұн: S - горизонталды қимасының ауданы; Gкір, Gшығ - аппараттың шығысындағы және кірісіндегі шығындар; Gоб - бір уақыт бірлігіндегі сұйықтың шығыны [6].
Қажетті дәлдікті ұстап тұруға келесі реттеу әдістерінің бірі қолданылады:
1) позициялық реттеу, ол кезде аппараттағы деңгей үлкен аралықтарда сақталып тұрады: ;
2) үздіксіз реттеу, ол кезде деңгей берілген мәнде тұрақтанады, яғни .
Егер аппаратта фазалық ауысулардың болмаған кезде деңгейді үш әдіс бойынша реттейді:
1) аппараттың кірісіндегі шығынды өзгерту арқылы (сурет - 2.5а);
2) аппараттың шығысындағы сұйықтың шығынын реттеу (сурет - 2.5б);
3) аппараттың шығысындағы және кірісіндегі коррекция арқылы реттеу (сурет - 2.5в);
Сурет 2.5 - Деңегйді үздіксіз реттеу схемалары
а - кірісіндегі реттеу; б - щығысындағы реттеу; в - каскадты АРЖ; 1 - деңгей реттегіші; 2 - реттегіш клапан; 3,4 - шығын өлшегіштері; 5 - қатынас реттегіштері.
2.3 Технологиялық процестерді автоматтандыру жүйесінің ақпараттық функцияларын таңдау және негіздеу
Басқару жүйесінің ақпараттық функцияларяна толық процестің өтуіне көрініс беретін функциялар жатады. Біздің жоғарыда қарастыратын процесс бірнеше аппатраттардан тұрады, сондықтан барлық параметрлердің ақпараттық функцияларын қарастырамыз. Берілген аппараттарда температуралық режимді толық көру үшін температураны барық көлемінде өлшеу керек, сонымен қатар ол жерде деңгейді және қысымды өлшеу керек, себеі олар да процестің сапасына әсер етеді.
Материалдық балансты үзбеу үшін бөлуге кететін фракция мөлшерін, суландырғыштың мөлшерін өлшеу керек.
Сыйымдылықтағы температураны, қысымды және деңгейді өлшеу керек, себебі параметрлер (олар жоғарылау жағына ауытқыса) аппараттың бұзылуын және апаттық жағдай тудыруы мүмкін. Құбырлардағы газдың, ауаның және судың шығынын өлшеу керек.
Олардан өтетін сұйықтың мөлшерін (қондырғының өнімділігін білу үшін), температура және қысымды өлшеу керек (себебі құбырлар ұзын болғандықтан олрадың қысымының жоғарылауы олардың бұзылуына әкеп соғады).
Апаттық жағдай тудыратын параметрлер процестің өтуіне әсер етеді, сондықтан олар қарастырылған шектен шығып кетпес үшін сигнализация керек.
Барлық параметрлер, ол жерде реттеу жүріп жатыр ма жоқ па кезекші технолог - оператордың операторлық панелінің дисплейінде көрінеді, егер берілген шектен шығып кетсе оператор оны сигналмен сигналдау жүйесіне хабарлайды [8].
Басқаруға және бақылауға түсетін барлық параметрлер фильтрлеуден, сигналдың формасына әсер ететін кедергілерді төмендету үшін, аналитикалық градуировка өтеді. Жүйенің басты параметрлері болып оның болжау мүмкіндігі.
2.4 Технологиялық процестерді автоматтандыру жүйесінің алгоритмдік және программалық камтамассыздандыру
Мыс штейнын алудың автоматтандыру жүйесінің қондырғысы реттегіштен және оператолық панельден, оларды бағдармалармен камтамассыздандыру барлық функцияларды жүзеге асыратын бірнеше қолданбалы программалар пакетінен тұрады. Берілген программалық камтамассыздандыру жасап шығаратын - фирмамен жіберіледі және оларды пайдалану келесідей ерекшеліктері болады.
oo Нақты уақытта жұмыс жасау.
oo Уақытқа және сақтауға қатал шектеулер.
oo Ұзақ уақыт бойында жоғарғы сенімділік.
oo Өзін өзі диагностика жасау және датчиктер мен қосалқы құралдарды диагностика жасау.
Технологиялық процестерді автоматты басқару жүйесінің алгоритмдік камтамассыздандыру құрамына қолданбалы программалар пакетінен және алгоритмдерден тұрады: фильтрлеу, аналитикалық градуировка, алгоритмдер жинағы, түрлі матеметикалық операцияларды орындайтын (интегралдау, орталықтандыру және т.б.) сигнализациялар, техника - экономикалық көрсеткіштер есебі, түрлі заңдарды жүзеге асыру, реттеу, видеокадрларды форматтау, информациялардың массивтерге жиналуы және олардың белгіленуі, параметрлерді баспаға шығаруды дайындау, технологиялық процестерді автоматты басқару жүйесінің шығатын документтерді форматтау, графикасы, оператолық панельдегі дисплейде видеокадрлардың суреттелуі.
Бақылауды программалау әр параметр үшін бөлек жасалады, бір канал алгоритмін жүзеге асыру үшін реттегіштің жадына сұраныс келеді, олар жүйені жөндеген кезде жазылып қойылады.
Әр алгоритмнің жұмысы және оның мүмкіндігі программамен камтамассыздандыру документациясында нақты жазылады.
Бұл документация жасап шығаратын - фирманың программалық пакетімен бірге келеді.
3 АБЖ - нің ақпараттық және бағдармалалық камтамасыздан -дыруларын жобалау
Аппраттарды классификациялау және кодтау үшін технологиялық аппаратарды функционалдық тиістілігін көрсететін бір әріппен және оның реттік номері цифрлармен белгіленген кодтау жүйесі қабылданған.
Берілген дипломдық жобада заводта қабылданған технологиялық аппараттардың классификациясы сақталған.
А1 - шағылатын пеш
А2 - котел - миксер
Е1, Е2, К1, К1 - бункерлер
Т1, Т2 - оттықтар
3.2 Басқару обьектісі туралы ағымдағы ақпарат көздерін кодтау
Технологиялық басқару объектісі туралы ақпараттарды кодтау үшін ағымдағы ақпарат көздерін әріппен, өлшенетін параметрдің түрін оның реттік номерін көрсететін цифрлармен белгіленген кодтау жүйесі қабылданған
Мұн: Т - температура. Р - қысым. F - шығын. L - деңгей.
ТПАБЖ есептерін кодтау
Берілген дипломдық жобада ТПАБЖ есептерін кодтау жүйесі қабылданған, ол жерде ТПАБЖ - ның әр есебі әріптер мен цифрлардан тұратын кодтармен белгіленеді. Кодтағы әріп функционалдық есептің класы, ал цифрлар берілген кластағы оның реттік номерін көрсетеді.
U - ақпараттық - есептеу функциялары.
Y - басқару функциялары. C - арнайы функциялар.
ТПАБЖ - ның есептерін кодтау 3.1 кестеде көрсетілген.
Кесте 3.1 - ТПАБЖ - ның есептерін кодтау
Функционалдық есеп
Код
Ақпараттық - есептеу функциялар
Ақпаратты жинау, өңдеу және сақтау
U10
Параметрдің күйін сигналдау
U20
ТЭК есептері
U30
Ақпаратты тіркеу
U40
Ақпаратты оперативті бейнелеу
U50
Параметрлерді интегралдау
U60
Параметрлерді орталықтандыру
U70
Басқару функциялары
Технологиялық процестің бөлек параметрлерін реттеу
Y10
Басқаруды оптимизациялау
Y20
Арнайы функциялар
Жүйеслік функционалдауды ұйымдастыру
C10
КТС күйін диагностика жасау
C20
Басқару жүйесін функционалдауын бақылау
C30
Басқа құралдармен ақпарат алмасуды ұйымдастару
C40
3.2 Өлшенетін параметрледің паспортын жасау
Технологиялық бақылау объектісінің және ағымдағы ақпарат көздерінің қабылданаған кодтау жүйесінің негізінде өлшенетін параметрлердің паспорты құрастырылады. Ол шешім қабылдау, басқару мақсаты үшін, сигналдау мен қорғау және блокирлеу шекараларын анықтауға, датчиктердің дұрыстығын тексеру үшін қажет. Өлшенетін параметрлердің паспорты 3.2 кестеде көрсетілген.
Кесте 3.2 - Өлшенетін параметрлердің паспорты
Кодтау
Өлш. бірлігі
Дәлдік класы
Параметрлер
ТПАБЖ есебінің коды
ТПАБЖ құжаттары
Номиналды мәні
Алғашқы мәні
Апаттық мәні
Өзгеру жылдам дығы
min
max
min
max
min
max
min
max
Т1
0C
0,5
1100
1300
Т2
0C
0,5
1800
1900
Т3
0C
0,5
950
1000
Т4
0C
0,5
1800
1900
Т5
0C
0,5
500
600
Т6
0C
0,5
500
600
Т7
0C
0,5
350
400
Р1
мПа
0,5
1
1,5
Р2
мПа
0,5
1
1,5
Р3
мПа
0,5
1
1,5
Р4
мПа
0,5
30
40
Р5
мПа
0,5
1
1,5
Р6
мПа
0,5
1
1,2
Р7
мПа
0,5
1
1,5
Р8
мПа
0,5
1
1,5
F1
м3сағ
0,5
2000
2400
F2
м3сағ
0,5
1000
1500
F3
м3сағ
0,5
1000
1500
F4
м3сағ
0,5
1000
1500
F5
м3сағ
0,5
400
500
F6
м3сағ
0,5
200
250
F7
м3сағ
0,5
200
250
F8
м3сағ
0,5
2000
2500
F9
м3сағ
0,5
1000
1200
F10
м3сағ
0,5
1000
1200
F11
м3сағ
0,5
2
4
F12
м3сағ
0,5
2
4
F13
м3сағ
0,5
5
6
F14
м3сағ
0,5
10
12
L1
%
0,5
20
90
L2
%
0,5
20
90
L3
%
0,5
20
90
3.3 АБЖ - нің шығыс құжаттарын және видоеграммаларынның формаларын жасау
Басқару шешімдері қабыладанатын ақпараттың үлкен бөлігі дисплей экранында алынып қоймай, баспа құрылғысының көмегімен тіркелуі мүмкін. Оперативті қызметшілердің бұйрығы бойынша режимді параметрлердің лездік ағымды мәндері, олардың технологиялық схемадағы позициясы, регламенттік мәндері және ағымды мәндердің регламенттен ауытқуы; материалды ағындар құрамы (бұл жағдайда сынамаларды сұрыптайтын құрылғылардың позициясы, сұрыптау уақыты және талдау нәтижесі жазылады ) және басқа ақпарат басылып шығуы мүмкін.
Баспа құралы есепке алу мен есеп беруді жүргізу үшін де керек. Дайын өнімнің шығарылуы, шикізатты, материалдарды және энергиялық қорларды тұтыну жөнінде өндіріс диспетчеріне есеп беру, ал кейін өткен смена, тәулік, декада және айдағы кәсіпорынның функционалды қызметіне ұсынылады.
Керек кезде осы көрсеткіштер туралы кез келген периодтың басынан (мысалы, айдың басынан) ағымды мәлімет алынуы мүмкін.
Ауысымдағы және тәуліктік технологиялық басқару объектінің өндірістік қызметі туралы есеп беру өндірістің диспетчеріне, бастығына және технологқа ұсынылады. Олар кіріс, шығыс және материалдық және энергетикалық ағындардың орта шығындарының мәліметін, шикізат жоғалуларының режимдік параметрлерінің орта мәндерін және сапалы көрсеткіштер мәндерін қосып сұрыптайды.
Технологиялық режимнің ауытқулары туралы есеп беру әр ауысым жұмысының қорытындысы бойынша құрылады, оған ауытқу уақыты және ауытқу пайда болған параметрлер туралы мәлімет кіреді.
Технологиялық регламенттің ағымды ауытқу туралы ақпарат параметрдің регламенттік мәннен шыққан кезінде аға операторға ұсынылады.
4 Басқару жүйесінің аппаратура - техникалық синтезі
Технологиялық процестің информациясын өңдеуге арналған барлық функциялар және басқару ықпалдарын өңдеу есептеуіш құралдарға негізделген.
Басқару комплексін таңдауда барлық факторлар, датчиктермен кездесетін, шығыс және кіріс порттардың саны, программалау және жұмыс жасау ыңғайлылығы, габариттік өлшемдері, өндірудің үздіксіз режимде жұмыс істеуінің сенімділігі есепке алынады.
Барлық осы параметрлерге Prosoft фирмасының Fastwel RTU188 микроконторллері сәйкес келеді, ол автоматтандырудың қойылған мақсаттарына эффективті жетуін камтамассыз етеді. Берілген модель қойылған талаптарға қарап шығыс - кірісінің орта санымен және сенімділік талаптарға жауап бергендіктен таңдалған. (5.1 - сурет).
Сурет 5.1 - Fastwel RTU188 микроконторллері
Жалпы мағұлмат
Арнайы жабдықталған микроконтроллер RTU188 тұтынушылардың сұранысын қанағаттандыру үшін жасалған. Бұл жағдайда негізгі талаптар келесідей болды:
# Бір кристаллды микроконтроллерлер базасында жасалған құралдардың бағасына максималды жақындаған төмен бағасы;
# IBM - PC мен сәйкестігі және енгізілген операциялық жүйесі;
# Қажетті гальваникалық ажыратылатын аналогты және дискретті кіріс - шығыс каналдары;
# Жұмыс температцрасының кеңейтілген диапазоны және жылытылмайтын және қадағаланбайтын бұйымдар қолданылатын обьектілерде қолдануға мүмкіндік беретін жоғарғы сенімділігі.
RТU188 микроконтроллерінің модулі автономды құрылғылар негізінде жасалған және желіге RS - 232RS - 422RS - 485 арқылы қосылуы мүмкін, ол контроллерді таратылған жүйелерде қолдануға мүмкіндік береді. RТU188 модулі DIN рельске немесе панельге орнатылуы мүмкін.
Супервизор және қорғаныс таймері.
Сенімділікті жоғарылату үшін контроллерде супервизор (коректену керенуінің ауытқуларын қадағалайтын микросхема) және қорғаныс таймері орнатылған. Супервизор, коректену сигналының кенеуі 4,6 В төмен болса RESET аппараттық синалын пайда болдарады немесе сброс кнопкасын басқан кезде.
Қорғаныс таймер программаның тоқтап қалуын болдырмау үшін қолданылады. Қорғаныс таймерінің істеуі программалық растаудың 1,6 с аралығында болмаған кезде қосылады.
Файлдық жүйесі: Модульде 512 кбайт ішкі статикалық оперативті жады және 512 кбайт флэш - жады бар. Осы көлемнің тек 256 кбайтын операциялық жүйе және BIOS алады.
Техникалық берілгендері: Процессор типі Am 188ES40 МГц
BIOS: Fastwel Software ROM BIOS
DOS: MS DOS 6.22 сәйкестігі
Тізбектей кіріс - шығыс: Екі асинхронды тізбектей порт СОМ1 және СОМ2. СОМ1 порты RS - 232, COM2 порты RS - 232RS - 485RS - 422 желілерінде жұмыс істеуі мүмкін. Максималды ақпарат алмасу жылдамдығы 115200 битс.
Аналогты кіріс: Дәлдігі 12 бит диапазонындағы 0...5 В, 0...10 В, +-5 В, +-10 В, 0...20 мА 8 тасаланған аналогты кіріс дискретизациялау жиілігі 80000Гц.
Дискретті кіріс - шығыс: 16 тасаланған дискретті шығыс 24 В. 16 тасаланған дискертті ТТЛ кіріс - шығыс. 24 программаланатын дискретті ТТЛ кіріс - шығыс (UNIO24 - BS). 48 программаланатын дискретті ТТЛ кіріс - шығыс (UNIO48 - MX).
Коректендіру талаптары: +-5 В (+-5%) коректену тогы 800мА.
Қолдану талаптары: Жұмыс тепературасының диапазоны -40 - тан + 850С. Салыстырмалы ылғалдылығы 95% ылғалды конденсациялаусыз.
Ақаусыз орташа жұмыс істеу уақыты: 120000 сағат.
Габариттік өлшемдері: 213х96 мм.
Операторлық интерфейс. Операторлық интерфейс түрлі - түсті ЖК - дисплей, басқару контурының көрінісін, тапсырма программаларын және басқа да аналогтық және дискреттік күйлерді түрлі диспелейлерде көрсету үшін, қолданылады.
Орындау құрылғыларын таңдау
Реттеу контурын тұйықтау үшін идеальды байланыстыратын звено "Метран" фирмасының реттеу клапандары болып табылады. Бұл реттеу клапандары шлакты өңдеу қондырғысындағы ағындарды басқару үшін қолданылады. Типтік клапандардың, мөлшерлердің, қысымның номинальды мәндерін және материалдардың толық қатарын, түрлендіргіштер және соңғы ауыстырып-қосқыштар сияқты қосымша құрал-жабдықтарды таңдаумен толықтырылады.
Барлық реттеу контурларында камарлы диафрагмалар және қысымдар айырмасын өлшейтін датчиктер қолданған. Орындаушы механизм ретінде электрлі бір айналымда орындаушы механизм қолданылды. Бұл құралдарды қоректендіру үшін 2-і және 4 каналды қоректендіру блоктары қолданылды.
Температураны өлшеу түрлендіргіштері
Алдыңғы реттегі датчиктерге қарағанда бұл датчиктер өте жақсы сипаттамаларға, үлкен дәлдікке орнатылған диагностика және сандық екі жақты байланысықа ие.
Температурыны өлшеу үшін Метран фирмасының ТХА және ТХК термоэлектрлі түрлендіргіштер қолданылды (поз. 1а-9а). Датчик су, ауа, түтінді газдар, бу температурасымен жұмыс істеу үшін қолданады. Прибор өртқауіпсіз және жарылысқа қарсы корпусы бар.
Термо электрлі түрлендіргіш - 40-тан +1500°С үлкен аралығындағы температураны өлшеуге мүмкіндік береді. Бұл мүмкіндік жоғарғы температуралар зонасында температураны өлшеуге болады, яғни шаңды камерадағы түтінді газдардың, ауа жылытқыштардан кейінгі газ құбырдағы ауаның және түтінді газдардың температурасы.
Қолданылған ТХАХК сериялы термоэлектрлі түрлендіргіштердің келесідей артықшылықтары бар:
oo сезгіш элементтің термо электродтары лазерлі сваркамен пісірілген;
oo термо электрлі тұрақтылығы және жұмыс ресурсы жоғары;
oo жылулық энерцияның көрсеткіштері төмен;
oo жұмысшы ортаның әсерінен қосымша қорғау;
Қысымды өлшеу түрлендіргіштері
Қысым үздіксіз технологиялық процестегі негізгі параметрлердің бірі болып табылады. Қандай да болмасын өндірісте қысымды өлшеу қажеттілігі туындайды.
Қысымды өлшеу үшін Метран фирмасының датчиктері алынды. Бұл модельдер кез-келген қысым датчиктерін ауыстыра алады.
Қысымды өлшеу үшін (0,1...2,5МПа) Метран 100 ДИ сериялы датчиктер таңдалынды (поз. 10а-21а). Датчиктердің артықшылығы - ұзақ уақытты тұрақты сигнал, түрлендірудің жоғарғы дәлдігі, кез-келген жоғарғы шекке икемдеу мүмкіндігі, қоршаған орта температурасының өзгеруіне төзуі, вибрацияға төзімділігі, ұзақ уақыт жымыс істеуі.
Шығынды өлшеу түрлендіргіштер
Шығынды өлшеу үшін бірінші түрлендіргіш ретінде стандартты камералы диафрагма қолданылады (поз. 22а-31а). Ұсынылған түрлендіргіштердің конструкциясы қарапайым, сенімділігі жоғары, өлшеу жылдамдағы жоғары, қолдану аймағына байланысты өлшенетін ортаның сипаттамасына сай келеді.
Диафрагмалардан алынатын қысым айырмашылықтарын түрлендіру үшін және шығынды өлшеу үшін Метран-100 ДД сериялы датчиктер қолданылады. Ұсынылған сериядаға датчиктердің мүмкіндіктері жоғары және импульсті таңдау орнында орналасады (поз. 22б-31б). Барлық ұсынылған приборлар, Метран фирмасымен жасап шығарылады, берілген кластағы приборлар қазіргі әлемдік стандарттарға жауап береді және сәйкестік сертификаттары бар.
Датчиктің артықшылықтары болып табылады: тиімділік, минималды қызмет көрсету, монтаждау қарапайымдылығы, сенімділік.
Шешім
Құрылып жатқан автоматтандырылған жүйенің мақсаты энергия сақтау үрдісінің басқару технологиясын жаңарту болып табылады, шлак ертінділері белгілі режим арасында жұмыс істеп тұрған пештің шығаратын өнімінің максималды шығысын қамтамасыз ету қажет.
Мыссыздандыру бөлімшесінде автоматты реттеу жүйесін ендіру келесі міндетерді шешуге мүмкіндік береді.
- шығарылған өнім сапасын жоғарылату;
- шикізат шығынын және қосымша метериалдар, электроэнергия шығындарын төмендету;
- технологиялық қондырғылардың өнімділігін жоғарлату.
- үздіксіз үрдістен шығатын өнімнің сапасын бақылау және тиімді ұйымдастыруды тіркеуі;
Автоматтандырудың техникалық құралдар жиынтығын таңдағанда біріншіден бұл жобада кәсіпорында бар барлық басқару, өлшеу, түрлендіру, сигналдау, блокирлеу, ақпараттарды көрсету құралдарының барлығын максималды қолдану авотматтандыруға кететін шығындарды төмендетуге мүмкіндік береді.
5 Автоматтандырудың принципиалды схемаларын жасау
Принципиалды электрлік схемалар құралдардың толық құрамын, аппараттар мен қондырғылардың (сонымен қатар олардың арасындағы байланысты), басқару амалдарын орындау жұмыстарын, реттеуді, қорғауды, өлшеу мен сигналдауды анықтайды. Автоматтандырудың принципиалды схемасы жалпы түрде автоматтандыру құралдардың және көмекші бөлімдер арасындағы байланысты көрсетеді. Принципиалды схемалар функционалды схемалар негізінде құрылады. Бақылаудың жеке түйіндері берілген функционалдау алгоритмін сигналдау, басқару және автоматтандыру объектісіне қойылатын жалпы техникалық талаптар.
Жалпы түрде принципиалды схемалар:
# автоматтандыру жүйесінің кез-келген түйіннің жұмыс істеу принціпінің шартты белгіленуі;
# түсіндірмелі жазбалар;
# берілген схеманың жеке элементтерінің бөліктері (приборлар, автоматтандыру құралдары, электр аппараттары) басқа схемаларда пайдаланылатын, және де басқа схемалардан алынатын құрылғылардың элементтері;
# көп позициялық құрылғылардың ауыстырып-қосқыш контактілі диаграмалары;
# схемада пайдаланатын приборлар, автоматтандыру ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Курстық жұмыстың тақырыбы FASTWEL контроллері негізінде мыс штейнін алудың автоматтандыру жүйесін және ақпараттық қамтамасыз етуін әзірлеу. Жұмыста есептегіш комплекісті басқаруға шет ел фирмаларының алдыңғы қатардағы контроллерлері, сонымен қатар сезгіш элементтер ретінде осы фирмалардың интеллектуалды өлшеу құралдары және технологиялық параметрлерді көрсету мен тіркеу үшін көрсетуші және тіркеуші өлшеу құралдары қолданылады.Курстық жұмыста қоршаған ортаны қорғау, тіршілік қауіпсіздігі, экономикалық есептеулер келтірілген.
Мазмұны
Парақ
Нормативті сілтемелер ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ...
_____
Белгіленулер және қысқартулар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
_____
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ...
_____
1
Технологиялық процестің басқару объектісі ретінде талдау ... ... ...
_____
2
Басқару жүйесінің жүйе - техникалық синтезі ... ... ... ... ... ... ... ... ..
_____
2.1
Басқару критерийін жасау мақсаты және құрастырылатын автоматтандыру жүйесіне қойылатын талаптар ... ... ... ... ... ... ... ...
_____
2.2
Басқару жүйесінің басқарушы функцияларын таңдау негізі ... ... ...
_____
2.3
Технологиялық процестерді автоматтандыру жүйесінің ақпараттық функцияларын таңдау және негіздеу ... ... ... ... ... ... ... ...
_____
2.4
Технологиялық процестерді автоматтандыру жүйесінің алгоритмдік және программалық камтамассыздандыру ... ... ... ... . ..
_____
3
АБЖ - нің ақпараттық және бағдармалық қамтамассыздандыруларын жобалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
_____
3.1
Басқару обьектісі туралы ағымдағы ақпарат көздерін кодтау ... ...
_____
3.2
Өлшенетін параметрлердің паспортын жасау ... ... ... ... ... ... ... ... ..
_____
3.3
АБЖ - нің шығыс құжаттарын және видоеграммаларынның формаларын жасау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
_____
4
Басқару жүйесінің аппаратура - техникалық синтезі ... ... ... ... ... ...
_____
5
Автоматтандырудың принципиалды схемаларын жасау ... ... ... ... ..
_____
6
Басқару объектісіндегі техникалық құралдар
кешені (ТҚК) жобалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
_____
7
Қоршаған ортаны қорғау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
_____
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ...
Қолданылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
_____
Нормативті сілтемелер
Дипломдық жобада келесі құжаттарға сілтемелер қолданылған:
СНиП 1.02.01-85. Кәсіпорындарды, ғимараттардың құрылыстық жобалық құжаттардың құрамы, дайындау реті, келістіру және бекіту жайлы нұсқаулар.
ВСН 205-84. Технологиялық процестердің автоматтандырылған жүйелерінің электрқондырғыларын жобалау жайлы нұсқаулар.
ГОСТ 2.701-84. Схемалар. Түрлері және типтері. Орындауға тиісті жалпы талаптар.
ГОСТ 2.702-75. Электр схемаларын орындау ережелері.
ГОСТ 2.708-81. Санды және есептеу техникасының электрлік схемаларын орындау ережелері.
ГОСТ 2.709-72. Электр схемаларының тізбектерінің белгілену жүйесі.
ГОСТ 2.752-71. Схемалардағы шартты графикалық белгіленулер. Телемеханика құрылғылары.
ГОСТ 2.755-87. Схемалардағы шартты графикалық белгіленулер. Коммутация құрылғылары және контактілі жалғаулар.
ГОСТ 2.754-72. Жоспардағы электр жабдықтарының және желілерінің шартты графикалық белгіленулері.
ГОСТ 2.201-80 ЕСКД. Бұйымдардың және құрлымдық құжаттардың белгіленуі.
ГОСТ 2.601-95 ЕСКД. Пайдалану құжаттары.
ФС ЮКГУ 4.6-002-2004 СМК. Оқу құжаттарын өрнектеу ережелері. Графикалық құжаттарға жалпы талаптар.
СНиП 3.05.07-85. Автоматтандыру жүйелері.
СНиП III-4-80. Құрылыстағы техника қауіпсіздігі.
ПТЭ. Пайдаланушылардың электрқондырғыларын техникалық пайдалану ережелері.
ПТБ. Пайдаланушылардың электрқондырғыларын пайдалану кезіндегі техникалық қауіпсіздік ережелері.
ВСН-329-78. Автоматтандыру құралдары және бақылау приборларын монтаждау және үйлестіру кезіндегі техникалық қауіпсіздік нұсқаулары.
Белгіленулер және қысқартулар
Дипломдық жобада келесі белгіленулер және қысқартулар қабылданған:
АБЖ - автоматтандырылған басқару жүйесі
АБҚ - ақпаратты бейнелеу құралдары
АПрҚ - автоматтандыру приборлары және құралдары
АРЖ - автоматты реттеу жүйесі
АТҚ - автоматтандыру техникалық құралдары
БАЖ - басқарудың автоматты жүйелері
БЕК - басқарушы есептегіш кешен
БЖ - басқару жүйесі
БҚ - бағдарламалық қамтамасыз ету
БлЖ - байланыс желілері
ЖР - жекеленген реттегіш
ЛТС - локалді технологиялық станция
МБ - мәліметтер базасы
МББЖ - мәліметтер базасының басқару жүйелері
МП - микропроцессор
МПК - микропроцессорлық контроллер
ОБҚ - объектімен байланыс жасау құрылғылары
ОБП - операторлық басқару пунктісі
ОМ - орындаушы механизм
ОСТ - операторлық станция
РО - реттеу органы
СЭ - сезгіш элемент
ТБО - технологиялық басқару объектісі
ТҚК - техникалық құралдар кешені
ТП - технологиялық процесс
ТПАБЖ - технологиялық процестердің автоматтандырылған басқару жүйесі
ТЭК - техника-экономикалық көрсеткіштер
Кіріспе
Технологиялық процесті басқарудың басты мақсаттарының бірі болып, сол объектідегі процестердің технологиялық параметрлерін өлшеу және өлшеу құралдарына, электронды басқару машиналарына жеткізу. Яғни, дер кезінде технологиялық параметрлердің өзгеруі туралы нақтылы деректерді өлшеу құралдарына жеткізу мәселесі қарастырылыған.
Қазіргі кезде есептеу машиналарының дамуы технологиялық процестерді автоматтандыруды, автоматты жүйелерді жобалауды жеделдетуге және де осы жетістіктерін пайдалана отырып, объектілерді басқарудың негізі болатын, олардың метематикалық жазбасын, процестерді реттеу, басқару мәселелерін тез арада шешуге болады.
Нарықтық экономиканың дамуы мен бір уақытта өндірістік құнды төмендете отырып жоғары сапалы өнімді алу үшін өндірісті оптимизациялау қажетілігі туып отыр. Берілген дипломдық жобада өтіп жатқан процестердің басқаруын автоматтандыру көмегімен бұл мәселені шешу жасалынды.
Жүріп тұрған объекттің басқару жүйесі қазіргі заманғы өндірістердің автоматтандыру жүйесіне қойылатын талаптарды қанағаттандырмайды. Сондықтан дипломдық жобаның мақсаты технологиялық регламентпен қарастырылған технологиялық параметрлерді ұстап тұруды камтамассыз ететін автоматтандыру жүйесін құрастыру, басқару критерияларына ұқсас технологиялық басқару объектісіне басқарушы әсерлерді құрастұру мен іске қосу болып табылады.
Басқару критериясы ретінде мыс штейнінің берілген мөлшерін, шектелген ресурстарды бере отырып максималды өндіргіштігімен бірге берілген сапаны алу болып табылады.
Мұндай мәселені бүкіл процесс үшін шешу өте қиын, сондықтан оны бөлімдерге бөлеміз. Олар үшін бүтін басқару жалпы есептеріне бағынатын өздерінің есептемелері мен басқару критериялары құралады.
Автоматтандыру жүйесін құрастырудың негізгі функциялары ретінде технологиялық басқарылатын объектіге басқарушы әсерлерді құрастыру мен іске қосуға бағытталған объектпен басқару функциясы туралы толығырақ ақпарат алу үшін арналған ақпараттық функциялары болып табылады.
Жобада есептегіш комплекісті басқаруға шет ел фирмаларының алдыңғы қатардағы контроллерлері, сонымен қатар сезгіш элементтер ретінде осы фирмалардың интеллектуалды өлшеу құралдары және технологиялық параметрлерді көрсету мен тіркеу үшін көрсетуші және тіркеуші өлшеу құралдары қолданылады.
1 Технологиялық үрдістің басқару объектісі ретінде талдау
Дипломдық жобаның мақсаты мыс штейнін алу процесінің автоматтандыру жүйесін және ақпараттық қамтамассыз етуін жобалау болып табылады.
Құрылып жатқан автоматты жүйенің міндеті мыссыздандыру процесінің басқару технологиясын жаңарту болып табылады.
Шағылу пешінің ішіндегі тұрақты температура, мыссыздану процесінің уақытында және де соңғы өнімге де әсер етеді.
Бұл бөлімшеде автоматты жүйені ендіру, өндірістің мүмкіндігін жоғарылатып келесі міндеттерді шешуге мүмкіндік береді:
* шығарылған өнім сапасын көтеру;
* меншікті нормаға сай негізгі шығын және қосымша метериалдар, электроэнергия шығындарын төмендету;
* диагностика жағдайында қолдану коэффициентінің арқасында технологиялық қондырғылардың өнімділігін жоғарылату.
Процесс тоқтамай айналып бір циклмен жүреді, өнімнің сапасын бақылау және тиімді ұйымдастыру, осының бәрі реагентердің шығынын төмендетеді.
Бұдан басқа автоматты жүйені мынадай көрсеткіштермен сипаталады:
* өндірістің ұйымдастырылу деңгейін жоғарлату;
* жұмысшы персоналдың еңбек жағдайын жақсарту;
* өндірістің мәдениетін жоғарылату.
Мыс штейнын алу процесі күрделі болып табылады, арадағы фазалар, бірнеше шығыс параметрлер әрқайсысы белгілі бір деңгейде ұсталып тұру қажет техникалық процестің дұрыс жүруін қамтамассыз етеді.
Мыс штейнін алу процессінің қысқаша сипаттамасы
Мыссыздандыру бұл - қорғасынды рафинадтау кезендегі күрделі операция болып табылады. Ол пирометаллугиялық және электролиттік рафинадтау әдістері үшін міндетті болып табылады. Қорғасынды мыстан тазалау екі сатыда жүреді.
Бірінші сатысы температураны азайту арқылы қорғасындағы мыстың ерітіндісін төмендетуге негізделген. Қара қорғасынды 700-9000C - тан экветика температурасына дейін салқындатқан кезде Pb - Cu жүйесіндегі мыстың құрамы 0,06% және одан да төмен басақа қоспалар бар кезде төмендейді. Мыстың пайда болған кристаллдары, оның қосындылары мен қатты ерітінділерінің тығыздығы төмен болады және жоғарғы бетіне қалқып шығады. Мыс шликерін шумовка арқылы алып тасталанады. Шликерлерді алу кезенде 5-20% қорғасын ұсталынып қалады. Олар қара қорғасынның салмағаның 10-30% - ын құрайды.
Рафинациялаудың бұл сатысын екі рет жүргізеді. Неғұрлым температура жоғары болған сайын, соғұрлым шликер құрамындағы қорғасын төмен болады, сондықтан құрғақ шликерлерді құрамында 10-30%Cu, 50-70%Pb, 550-5600C температура кезінде алады.
Құрғақ шликерлерді қорғасыннан алған соң 0,5-0,6% Cu қалады. Ары қарай мысыздыадыру үшін ерітіндінің температурасын 360-3700C - қа дейін төмендетеді және қорғасыны жоғары шликерлерді алады. Майлы шликерлерді процестің басына қайтарады. Бұл алынулардың қара қорғасынның массасының 2-3% - ын құрайды.
Екінші стадияның - жіңішкелеп мыссыздандыру негізінде ерітілген мыстың күкіртпен химиялық реакциясы болып табылады. Ваннаның температурасын 340 - 3450С дейін төмендетеді және араластырғыштың көмегімен күкіртті қосады. Операцияны өткізу жағдайында күкітттің мысқа жақындығы қорғасынныңкіне қарағанда жоғары. Пайда болған мыс сульфиді қорғасында ерігіштіг шектелген және тығыздығы төмен болады. Сульфидті шликерлердің массасы қорғасынның 2-5% - ды құрайды. Оның құрамында 1-5%Cu, 3-4% S, қалғаны қорғасын. Бұл шликерлер айналымдағы өнім болып табылады. Қорғасындағы мыстың қалдығы 0,005% - дан көп болмайды. Екі стадияны да рафинациялау қазандықтарында жүргізеді.
Технологиялық процестің өрт кауіпсіздігі көбінесе физико - химиялық қасиеттерімен анықталады.
Ғимараттар мен бөлмелердің өрт және жарылыс қауіпсіздігі көрсеткіштерін категориялауда қолданылады, ГОСТ талаптарына сай құралады. ГОСТ - тар келесі талаптарды өрттің және жарылыстың алдын алу жүйесін анықтайды, өрттен және жарылыстан қорғау талаптарына ұйымдастыру және технологиялық шаралар қолданылады. Бұдан басқа, олар басты терминдермен анықтамалар, техникалық құжаттарды толтыруда қоладанылады.
Мыш штейнын алу процесінде дірілдеуді қарастырамыз. Дірілдеу бұл қатты бөлшектердің тербелісі, аппараттардың бөлшектері, машиналар, жабдықтардың, адам денесімен қабылданатын құбылыстар шайқалу ретінде дірілдеулер естілетін дауыстармен жүреді.
Орнықты дірілдеулер құралдардың және жабдықтардың тербелісі, дененің әр бөлігіне беріледі.
Жалпы дірілдеуде тербелістер бүкіл денеге жұмыс істеп тұрған механизмдерден жұмыс орнында еден, орындықтар және жұмыс алаңы арқылы берілді.
Ең қауіпті дірілдеудің жалпы жиілігі 6 - 9 Гц диапазонында жатыр, себебі адамның ішкі органдарының тербелісімен сәйкес келуі мүмкін, осының нәтижесінде резонанс орнайды.
Дірілдеуді сипаттайтын басты параметрлер - жиілік f (Гц); қозғалу амплитудасы; тербеліс жылдамдығы V(мс).
Дауыстар ретінде адаммен қабылдайтын жиіліктері бар, олар: 16, 32, 125, 250, 500, 1000, 2000 Гц.
Дірілдеудің параметрлерінің өзгеру диапазоны тыс мән болса, бұл түрде ол қауіпті емес, бірақ үлкен, сондықтан бұлардың нақты емес мәндерін өлшеу ыңғайлы, нақты мәнмен тыс мәннің логарифмдерінің емес. Бұл шама параметрлердің логарифмдік теңдеуі деп аталады, ал өлшем бірлігі - децибел.
Қондырғыларда мыс құрамдас қорғасынды айдау үшін тасымалдаушы, циркуляциялаушы және құрылғылар болмағандықтан оны қолдану кезінде қарапайым және сенімді етеді.
Көп мөлшердегі шлактардың және магнетитті коркалардың пайда болуын азйту үшін сульфидизатор ретінде 60-65% Pb, 1-2% Fe, 14% S құрамдас сульфидті қорғасын концентратын қолданады. Мыс және сода концентраттарының өзара әсер ету реакциясы есебінен мыссыздандыру кезеінде қорғасын ерітіліп шығады.
Концентраттың шығыны қара қорғасындағы мыстың және штейндегі қорғасынның құрамымен анықталады.
Қара қорғасындағы мыстың бастапқы құрамы %
1,5
2
2,5
3
3,5
4
Концентраттың шығыны %, қорғасынның массасынан, штейнді алу кезінде %
50 Cu, 15 Pb, 16 S
0.5
1
2.2
3.2
4.2
5.7
48 Cu, 29 Pb, 18 S
1
2
3.2
4
6
8
Қара қорғасынның құрамында 1,2% Сu болса, штецйн түзілу үшін күкірт жеткілікті. Натрия сульфиді келесі реакция бойынша, балқу температурасын және штейндағы қорғасынның еруін төмендету штейнге өтеді.
4PS + 8NaOH = 4Pb + 3Na2S + Na2So4 + 4H2O (1.1)
4PbS + 4Na2CO3 = 4Pb + 3Na2S + Na2So4 + 4CO2 (1.2)
Бұл реакциялар ΔG - дің үлкен өзгеруімен жүреді және сульфидтен қорғасынды қалпына келтіру үшін бағытталған
(1.3)
4PbS + 4Na2O = 4Pb + 3Na2S + Na2SO4 реакциясындағы ΔG - дің мәні түрлі температураларда төменде келтірілген:
Температура, 0С
400
500
600
700
- ΔG[0]Т, кал
111200
110348
109490
108644
Температура, [0]С
800
900
1000
1100
- ΔG[0]Т, кал
107792
106940
106088
105236
Шихтаның құрамына біршама мөлшерде кварцты флюсті қосады. Шлактың оптималды құрамы 10000С балқу температурасы кезінде флюстің минималды шығыны келесідей 21-21% FeO, 22-24% SiO2, 7-13% CaO, 4% Na2O және 5-10%ZnO.
Мыссыздандыру пеші бетонды бағаналарда орнатылған, қорғасынды ваннаның тереңдігі 1,7 м, сыйымдылығы - 400т. Қорғасынды ванна жарты цилиндр түрінде жасалған, хромомагнезитті кірпішпен футерленген. Пеш инжекциялы екі оттықтардың көмегімен табиғи газ арқылы ысытылады. Газдың шығыны 250-300 м3сағ. Шахталы пештерден қорғасынды тельфердің көмегімен сыйымдылығы 2-4 т қазандарда алып келеді және науалар арқылы пешке құяды. Қатты компоненттерді (айналмалы шликерлерді, соданы, құмды) құйғыш машинаның көмегімен терезе арқылы пешке жібереді. Ваннаға түскен қорғасын (жоғарғы қабаттарда) 10000С температураға дейін қыздырылады, ал төменгі қабаттарда 400 - ден 6000С - ге дейін мұздатылады және пештің соңынан сифон арқылы котел-миксерге құйылады. Құйю және шығару жайларының орналасуына байланысты қорғасын пештің барлық ұзындығын өтеді, нәтижесінде суып қалу зоналары болмайды.
Штейнды және шлакты пештің қарама - қарсы ұзын бетінде орналасқан жақтаулары реттелетін терезе арқылы шығарылады. Шлак-штейнды қоспаның биіктігі 100-300мм - ге жетеді. Ең алдымен шалкты одан кейін штейнды шығарады. Котел-миксерде қорғасынның ары карай мұздатылуы және мыстың қалдықтарын шликерлер түрінде шығару жүзеге асады. Оларды қазандықтың жоғарғы жағынан кранмен бөліп алады және құйғыш машина арқылы пешке құяды.
Қорғасынды мыссыздандыру пешінің және шаңдылығы 1-3 м3сағ штейннің газдары скрубберде мұздатылады және плавильді шахталы пештердің газдарымен қосылғаннан кейін тазалауға жіберіледі.
2 Басқару жүйесінің жүйе - техникалық синтезі
2.1 Басқару критерийін жасау мақсаты және құрастырылатын автоматтандыру жүйесіне қойылатын талаптар
Технологиялық объектінің басқару критерий шығыс өнімнің сипаттамасы болады, яғни сапалы өнім алу үшін пештегі газ шығынын және температураны тұрақты ұстап тұру қажет. Барлық параметрлерді тұрақты ұстап тұру үрдістің өту сенімділігін қамтамасыз етуге, шикізат шығынын төмендетуге, шығарылатын өнімнің сапасын жақсартуға, өнімділіктің өсуіне және шығарылытын өнімнің өзіндік құнын төмендетуге мүмкіндік береді.
Жобаланып жатқан автоматтандыру жүйесі мына жағдайларды қамтамасыз ету қажет:
# Технологиялық регламентке сәйкес дайын өнімнің максималды шығуын;
# Толық технологиялық үрдістің жүруін тұрақты бақылау;
# Үрдістің өтуіне әсері бар барлық параметрлерді тұрақтандыру;
# Негізгі технологиялық аппараттардың қалыпты жұмыс істеуі;
# Қоршаған ортаны қорғау шараларды ұйымдастыру;
# Жұмысшылардың жұмыс жағдайының қауіпсіздігі;
Егер жобаланып жатқан жүйе жоғарыда аталған барлық шарттарды қанағаттырса, онда біз бөлімнің тұрақты жұмыс істеуін аламыз.
Мыс штейнын алу үрдісінің автоматтандырылған жұйесін жасау мақсатымыз, берілген негізгі параметрлерді регламент бойынша ұстану және жаңа басқару есептеу комплексін енгізу арқылы максималды экономикалық тиімділікке жету; профилактикалық жұмыстар периодын және ұзақтығын қысқарту, технологиялық қондырғының тоқтау уақытын қысқартуына әкеледі, технолог - операторлар және қызмет көрсету персоналының жұмыс уақытын қысқарту, реттеу сапасын жақсарту, оптималды реттеу есебінен, қоршаған ортаға қалдықтар тасталуын қысқарту.
Технологиялық объектіні басқаруының ТПАБЖ көмегімен жалпы мақсаты басқару критериінің талаптарын орындалу экстрималды мәнін ұстап тұру, басқару әсерінің мүмкін мәндер жиінін анықтайды.
Бұрын жасалған ТПАБЖ-не қарап жобалаумызға байланысты, жаңа ТПАБЖ жасау мақсатымызға келесілер кіреді:
- тез орындалатын және тактілі АРЖ қолдану; мысалы: каскадты;
- ескірген техникалық автоматтандыру жабдықтарын жаңаларына ауыстыру.
Осының барлығы біздің технологиялық үрдісті автоматты басқарудың жалпы мақсаты болып табылады. ТПАБЖ технологиялық басқару объектісінде қабылданған басқару критерийлерін орындауға және өңдеуге арналған.
Жаңа автоматтандыру жұйесі үрдісті реттеудің оптималды сапасын қамтамасыз ету және үрдістің жүру туралы толық көрініс беруі қажет. Үрдіс туралы ақпаратты көрнекті және қолайлы формада беру қажет, оператор техникалық үрдістің жүруін бақылауға, басқаруға және авариялық жағдайларды болдырмауға және үрдістің жүруін керекті технологиялық режимге қайтаруға мүмкіндік беру, қоршаған ортаның лайықсыз жағдайларына тұрақты болуы тиіс, жөндегенде және техникалық қызмет көрсеткенде ыңғайлы болуы тиіс [2].
Технологиялық басқару обектісінің анализдерінің нәтижесіне қарап, оның ішінде термо-химиялық, химиялық, жылуалмасу үрдістердің болып жатқанын көреміз. Осының нәтижесінде толық жүйені қарапайым бөліктерге бөліп қарастыруға болады.
Технологиялық басқару объектісінің декомпозициялық схемасы келесідей:
1
2
3
4
5
6
Штейн
Шлак - штейнды қоспа
Шликерлер
Қатты қоспалар
Қара қорғасын
Сурет 2.1 - Мыс штейнын алу қондырғысының декомпозициялық схемасы
1 - Шағылғыш пеш
2 - Котел - миксер
3, 4, 5, 6 - бункерлер
Реламентпен бекітілген, мыс штейнын лу қондырғысында болып жатқан үрдістер алдында қойылған басқару міндеттерін шешкенде технологиялық параметрлердің барлық шектеулерін орындалуына қол жеткізуіміз қажет.
Үрдіске әсер ететін факторлардың көптігінен толық бөлім үшін осы міндетті шешу көп еңбекті қажет етеді. Осыдан келіп айнымалылар саны көп емес және өзіндік басқару міндеттерімен сипаталатын және олар режимді параметрлерді тұрақтандыру арқылы онай шешілетін толық үрдісті типті бөлімдерге бөлеміз.
Мыс штейнын алу қондырғысының негізгі аппараты шағылғыш пеш болып табылады.
Үрдісті басқару регламентпен қойылған жалпы міндеті: технологиялық параметрлердің шектеулерін орындағанда кейбір шектеулерді максималдау деп тұжырымдалады.
Бөлек қондырғыларды басқару міндеттері өлшенген режимді мәндер арқылы оңай анықталатын технологиялық параметрлер немесе критерилерді үйлесімді басқаруға бағытталған.
Қондырғылардың жұмысын реттеу және бақылау, ауаны бөлу қондырғының механизмдері және аппаратуралары технологиялық режимінің тиімділігіне жету, электр энергия және материалдардың меншікті төменгі шығыны арқылы, мыс штейнын алудан шыққан өнімдердің максималды шығысы және бекітілген сапаға жету көзделеген.
Өндіріс құралдары және автоматтандыру жабдықтары көмегімен өлшенетін мыссыздандыру қондырғысының негізгі параметрлері болып: қара қорғасынның температурасы және газдың (ауа, газ) температурасы және қысымы; қара қорғасын мөлшері; табиғи газдың және ауаның шығындары.
Мыс штейнын алу өндірісіндегі автоматтандыру жабдықтар және құралдарға қойылатын талаптар, біріншіден ортаның қасиеттерімен анықталады, олардың параметрлері өзгермелі. Мыссыздандыру қондырғыларымен жанасатын датчиктер торабының материалдарын таңдағанда штейнның температурасын ескеру қажет.
2.2 Басқару жүйесінің басқарушы функцияларын таңдау негізі
Технологиялық үрдістің негізгі аппараттарын талдаудың негізінде қондырғылардың басқару құрылымын құрамыз. Шағылғыш пеш қондырғысы күрделі үрдіс болғандықтан, оны қарапайым жеке бөліктерге бөліп қарастырғанымыз жөн. Мұнда объектінің басқа жүйелермен байланысын ескермейміз. Жобаланып жатқан объектер тізбекті құрылымды құрайды, яғни бір бөлімнің шығысы келесі бөлімнің кірісі болып табылады.
Негізгі технологиялық параметрлерге: шығын, температура, қысым жатады. Бұл параметрлерді регламентте бекітілген мәндерде ұстап тұру үрдістің қалыпты жағдайда өтуін қамтамасыз етеді.
Шағылғыш пеш
Шағылғыш пеш балқытылған қара қорғасыннан мыс штейнын алуға арналған. Мұнда реттелетін параметрлер болып пештегі қысым, оттықтар алдындағы табиғи газдың және ауаның қысымы, оттықтар алдындағы табиғи газдың және ауаның шығыны. Шлак өңдеу қондырғысында оттықтар саны 2.
Қара қорғасын
Gқ, θқ
Шлак-штейнды қоспа
Gшқ, θшқ
Штейн
Gш
Газ
Gг
Ауа
Gа, θа
Шағылғыш пеш
Сурет 2.2 - Шағылғыш пештің принципиалды схемасы.
Үрдістің жақсы өтуі үшін пеште газ-ауа ара қатынасы тұрақты етіп сақтау қажет. Табиғи газ мыссыздандыру үрдісі кезінде отын және қалпына келтіргіш ретінде қолданады, ал түтінді газдар жылу тасымалдағыш болып табылады, бұл дегеніміз ауаның артықша коэффициенті 0,8-0,9 кезінде газдың жану үрдісі жүргізіледі. Сонда, жану өнімдерінің жоғарғы температурасы және минималды бос оттегінің құрамына қол жеткізуге болады.
Пештің барлық элементтері сумен суытылады. Технологиялық талаптардан басқа пештің ережелі мәндерге, жарылыс қауіпсіздігі, еңбек қорғау талаптарына және қоршаған ортаны қорғау шарттарына байланысты шектеулер қойылады. Түтінді газдардың атмосфераға шығуын алдын алу үшін пеште сұйытылуды ұстап тұру керек.
Жылулық баланс теңдеуі:
(2.1)
Пештің көлемі үшін материалдық баланс теңдеуі:
(2.2)
мұнда: GҚ, GГ, GА, GШК, GШ - сәйкесінше қара қорғасынның, газдың, ауаның, шлак-штейнлы қоспаның, штейнның; θҚ, θА, θШК - қара қорғасынның, газдың, ауаның, шлак-штейнлы қоспаның, штейнның температуралық өзгерулері; Sk - пештің көлемінің көлденен қима ауданы; - ауа және газ шығындар қатынасының коэффициенті, j = 0,8 0,9;
Шағылығш пешінің функционалды схемасы төмендегі суретте көрсетілген:
FE
FE
PIA
PIA
PI
PA
Штейн
Қара қорғасын
Шлак-штейнды қоспа
Газ
Ауа
Шағылғыш пеш
1
3
2
Сурет 2.3 - Шағылғыш пештің функционалды схемасы
1 - шығын реттегіш;
2 - жергілікті жердегі қысымды көрсетуші құрал;
3 - қысымды тіркеуші құрал;
Құбырлардағы шығынды реттеу
Шығынды реттеу кез - келген үздіксіз АРЖ процесін автоматтандыру кажеттілігі, материалдық ағындар бойынша қоздыруларды тұрақтандыруға арналған, олар тұыйқталған технологиялық процестерді автоматтандыру жүйесінің ажрамас бөлігі болып табылады.
Реттеу заңын таңдау өтпелі процестердің сапалылығымен анықталады. Бірконтурлы АРЖ-ны статикалық қателіктерсіз шығынды реттеу үшін ПИ - реттегішті қолданылады. Каскадты реттеу жүйесіндегі шығын АРЖ - сы ішкі контур болса, шығынды реттеу П-реттеу заңы арқылы жүзеге асады. Шығын сигналында жоғарғы жиілікті бөгеттердің болуы, сигналды алдын - ала тегістеусіз жүйенің тұрақсыз жұмыс істеуіне әкеп соғады. Сондықтан өндірістік шығын АРЖ-да ПД немесе ПИД - реттегіштерді қолдану ұсынылмайды [4].
Аппараттардағы қоспаның берілген құрамын немесе материалдық және жылулық балансты ұстап тұру үшін бірконтурлы немесе каскадты АРЖ-да бірнеше заттардың қатынасын реттеу жүейсі қолданылады.
Екі заттың шығынының қатынасын реттеу төмендегі келтірілген үш схема бойынша жүзеге асыруға болады.
Жалпы өнімділігі берілмеген кезде (сурет - 2.4 а) G1 негізгі деп аталатын бір заттың шығыны өз бетінше өзгеруі мүмкін, екінші зат біріншісімен тұрақты қатынас кезінде беріледі , негізгі шығын G1 тең болады. Кей жағдайларда ара - қатынас реттегіші ретінде ара - қатынас релесі немесе бір айнымалы үшін қарапайым ретегіш қолданады (сурет - 2.4 б)
Берілген шығын кезінде қатынас АРЖ - нан басқа және негізгі шығын АРЖ - сын қолданады. Бұндай схема кезінде G1 шығыны бойынша тапсырма өзгерген жағдайда G2 шығыны да өзгереді (сурет - 2.4 в)
Сурет 2.4 - Шығындар қатынасының реттеу схемасы
а, б - берілмеген жалпы шығын кезінде; в - берілген жалпы шығын кезінде; 1,2 - шығын өлшегіштері; 3 - қатынас реттегіштері; 4,7 - реттегіш клапандар; 5 - шығын реттегіші; 6 - қатынас релесі.
Деңгейді реттеу
Деңгей аппараттағы гидродинамикалық тепе - теңдіктің жанама көрсеткіші болып табылады. Деңгейдің бір қалыптылығы материалдық баланстың сақталуын қамтамасыз етеді, егер сұйықтың ағыны шығысына тең болса, деңгейдің өзгеру жылдамдығы нольге тең.
Жаплы жағдайда деңгейдің өзгеруі келесі түрдегі теңдеумен анықталады:
, (2.3)
мұн: S - горизонталды қимасының ауданы; Gкір, Gшығ - аппараттың шығысындағы және кірісіндегі шығындар; Gоб - бір уақыт бірлігіндегі сұйықтың шығыны [6].
Қажетті дәлдікті ұстап тұруға келесі реттеу әдістерінің бірі қолданылады:
1) позициялық реттеу, ол кезде аппараттағы деңгей үлкен аралықтарда сақталып тұрады: ;
2) үздіксіз реттеу, ол кезде деңгей берілген мәнде тұрақтанады, яғни .
Егер аппаратта фазалық ауысулардың болмаған кезде деңгейді үш әдіс бойынша реттейді:
1) аппараттың кірісіндегі шығынды өзгерту арқылы (сурет - 2.5а);
2) аппараттың шығысындағы сұйықтың шығынын реттеу (сурет - 2.5б);
3) аппараттың шығысындағы және кірісіндегі коррекция арқылы реттеу (сурет - 2.5в);
Сурет 2.5 - Деңегйді үздіксіз реттеу схемалары
а - кірісіндегі реттеу; б - щығысындағы реттеу; в - каскадты АРЖ; 1 - деңгей реттегіші; 2 - реттегіш клапан; 3,4 - шығын өлшегіштері; 5 - қатынас реттегіштері.
2.3 Технологиялық процестерді автоматтандыру жүйесінің ақпараттық функцияларын таңдау және негіздеу
Басқару жүйесінің ақпараттық функцияларяна толық процестің өтуіне көрініс беретін функциялар жатады. Біздің жоғарыда қарастыратын процесс бірнеше аппатраттардан тұрады, сондықтан барлық параметрлердің ақпараттық функцияларын қарастырамыз. Берілген аппараттарда температуралық режимді толық көру үшін температураны барық көлемінде өлшеу керек, сонымен қатар ол жерде деңгейді және қысымды өлшеу керек, себеі олар да процестің сапасына әсер етеді.
Материалдық балансты үзбеу үшін бөлуге кететін фракция мөлшерін, суландырғыштың мөлшерін өлшеу керек.
Сыйымдылықтағы температураны, қысымды және деңгейді өлшеу керек, себебі параметрлер (олар жоғарылау жағына ауытқыса) аппараттың бұзылуын және апаттық жағдай тудыруы мүмкін. Құбырлардағы газдың, ауаның және судың шығынын өлшеу керек.
Олардан өтетін сұйықтың мөлшерін (қондырғының өнімділігін білу үшін), температура және қысымды өлшеу керек (себебі құбырлар ұзын болғандықтан олрадың қысымының жоғарылауы олардың бұзылуына әкеп соғады).
Апаттық жағдай тудыратын параметрлер процестің өтуіне әсер етеді, сондықтан олар қарастырылған шектен шығып кетпес үшін сигнализация керек.
Барлық параметрлер, ол жерде реттеу жүріп жатыр ма жоқ па кезекші технолог - оператордың операторлық панелінің дисплейінде көрінеді, егер берілген шектен шығып кетсе оператор оны сигналмен сигналдау жүйесіне хабарлайды [8].
Басқаруға және бақылауға түсетін барлық параметрлер фильтрлеуден, сигналдың формасына әсер ететін кедергілерді төмендету үшін, аналитикалық градуировка өтеді. Жүйенің басты параметрлері болып оның болжау мүмкіндігі.
2.4 Технологиялық процестерді автоматтандыру жүйесінің алгоритмдік және программалық камтамассыздандыру
Мыс штейнын алудың автоматтандыру жүйесінің қондырғысы реттегіштен және оператолық панельден, оларды бағдармалармен камтамассыздандыру барлық функцияларды жүзеге асыратын бірнеше қолданбалы программалар пакетінен тұрады. Берілген программалық камтамассыздандыру жасап шығаратын - фирмамен жіберіледі және оларды пайдалану келесідей ерекшеліктері болады.
oo Нақты уақытта жұмыс жасау.
oo Уақытқа және сақтауға қатал шектеулер.
oo Ұзақ уақыт бойында жоғарғы сенімділік.
oo Өзін өзі диагностика жасау және датчиктер мен қосалқы құралдарды диагностика жасау.
Технологиялық процестерді автоматты басқару жүйесінің алгоритмдік камтамассыздандыру құрамына қолданбалы программалар пакетінен және алгоритмдерден тұрады: фильтрлеу, аналитикалық градуировка, алгоритмдер жинағы, түрлі матеметикалық операцияларды орындайтын (интегралдау, орталықтандыру және т.б.) сигнализациялар, техника - экономикалық көрсеткіштер есебі, түрлі заңдарды жүзеге асыру, реттеу, видеокадрларды форматтау, информациялардың массивтерге жиналуы және олардың белгіленуі, параметрлерді баспаға шығаруды дайындау, технологиялық процестерді автоматты басқару жүйесінің шығатын документтерді форматтау, графикасы, оператолық панельдегі дисплейде видеокадрлардың суреттелуі.
Бақылауды программалау әр параметр үшін бөлек жасалады, бір канал алгоритмін жүзеге асыру үшін реттегіштің жадына сұраныс келеді, олар жүйені жөндеген кезде жазылып қойылады.
Әр алгоритмнің жұмысы және оның мүмкіндігі программамен камтамассыздандыру документациясында нақты жазылады.
Бұл документация жасап шығаратын - фирманың программалық пакетімен бірге келеді.
3 АБЖ - нің ақпараттық және бағдармалалық камтамасыздан -дыруларын жобалау
Аппраттарды классификациялау және кодтау үшін технологиялық аппаратарды функционалдық тиістілігін көрсететін бір әріппен және оның реттік номері цифрлармен белгіленген кодтау жүйесі қабылданған.
Берілген дипломдық жобада заводта қабылданған технологиялық аппараттардың классификациясы сақталған.
А1 - шағылатын пеш
А2 - котел - миксер
Е1, Е2, К1, К1 - бункерлер
Т1, Т2 - оттықтар
3.2 Басқару обьектісі туралы ағымдағы ақпарат көздерін кодтау
Технологиялық басқару объектісі туралы ақпараттарды кодтау үшін ағымдағы ақпарат көздерін әріппен, өлшенетін параметрдің түрін оның реттік номерін көрсететін цифрлармен белгіленген кодтау жүйесі қабылданған
Мұн: Т - температура. Р - қысым. F - шығын. L - деңгей.
ТПАБЖ есептерін кодтау
Берілген дипломдық жобада ТПАБЖ есептерін кодтау жүйесі қабылданған, ол жерде ТПАБЖ - ның әр есебі әріптер мен цифрлардан тұратын кодтармен белгіленеді. Кодтағы әріп функционалдық есептің класы, ал цифрлар берілген кластағы оның реттік номерін көрсетеді.
U - ақпараттық - есептеу функциялары.
Y - басқару функциялары. C - арнайы функциялар.
ТПАБЖ - ның есептерін кодтау 3.1 кестеде көрсетілген.
Кесте 3.1 - ТПАБЖ - ның есептерін кодтау
Функционалдық есеп
Код
Ақпараттық - есептеу функциялар
Ақпаратты жинау, өңдеу және сақтау
U10
Параметрдің күйін сигналдау
U20
ТЭК есептері
U30
Ақпаратты тіркеу
U40
Ақпаратты оперативті бейнелеу
U50
Параметрлерді интегралдау
U60
Параметрлерді орталықтандыру
U70
Басқару функциялары
Технологиялық процестің бөлек параметрлерін реттеу
Y10
Басқаруды оптимизациялау
Y20
Арнайы функциялар
Жүйеслік функционалдауды ұйымдастыру
C10
КТС күйін диагностика жасау
C20
Басқару жүйесін функционалдауын бақылау
C30
Басқа құралдармен ақпарат алмасуды ұйымдастару
C40
3.2 Өлшенетін параметрледің паспортын жасау
Технологиялық бақылау объектісінің және ағымдағы ақпарат көздерінің қабылданаған кодтау жүйесінің негізінде өлшенетін параметрлердің паспорты құрастырылады. Ол шешім қабылдау, басқару мақсаты үшін, сигналдау мен қорғау және блокирлеу шекараларын анықтауға, датчиктердің дұрыстығын тексеру үшін қажет. Өлшенетін параметрлердің паспорты 3.2 кестеде көрсетілген.
Кесте 3.2 - Өлшенетін параметрлердің паспорты
Кодтау
Өлш. бірлігі
Дәлдік класы
Параметрлер
ТПАБЖ есебінің коды
ТПАБЖ құжаттары
Номиналды мәні
Алғашқы мәні
Апаттық мәні
Өзгеру жылдам дығы
min
max
min
max
min
max
min
max
Т1
0C
0,5
1100
1300
Т2
0C
0,5
1800
1900
Т3
0C
0,5
950
1000
Т4
0C
0,5
1800
1900
Т5
0C
0,5
500
600
Т6
0C
0,5
500
600
Т7
0C
0,5
350
400
Р1
мПа
0,5
1
1,5
Р2
мПа
0,5
1
1,5
Р3
мПа
0,5
1
1,5
Р4
мПа
0,5
30
40
Р5
мПа
0,5
1
1,5
Р6
мПа
0,5
1
1,2
Р7
мПа
0,5
1
1,5
Р8
мПа
0,5
1
1,5
F1
м3сағ
0,5
2000
2400
F2
м3сағ
0,5
1000
1500
F3
м3сағ
0,5
1000
1500
F4
м3сағ
0,5
1000
1500
F5
м3сағ
0,5
400
500
F6
м3сағ
0,5
200
250
F7
м3сағ
0,5
200
250
F8
м3сағ
0,5
2000
2500
F9
м3сағ
0,5
1000
1200
F10
м3сағ
0,5
1000
1200
F11
м3сағ
0,5
2
4
F12
м3сағ
0,5
2
4
F13
м3сағ
0,5
5
6
F14
м3сағ
0,5
10
12
L1
%
0,5
20
90
L2
%
0,5
20
90
L3
%
0,5
20
90
3.3 АБЖ - нің шығыс құжаттарын және видоеграммаларынның формаларын жасау
Басқару шешімдері қабыладанатын ақпараттың үлкен бөлігі дисплей экранында алынып қоймай, баспа құрылғысының көмегімен тіркелуі мүмкін. Оперативті қызметшілердің бұйрығы бойынша режимді параметрлердің лездік ағымды мәндері, олардың технологиялық схемадағы позициясы, регламенттік мәндері және ағымды мәндердің регламенттен ауытқуы; материалды ағындар құрамы (бұл жағдайда сынамаларды сұрыптайтын құрылғылардың позициясы, сұрыптау уақыты және талдау нәтижесі жазылады ) және басқа ақпарат басылып шығуы мүмкін.
Баспа құралы есепке алу мен есеп беруді жүргізу үшін де керек. Дайын өнімнің шығарылуы, шикізатты, материалдарды және энергиялық қорларды тұтыну жөнінде өндіріс диспетчеріне есеп беру, ал кейін өткен смена, тәулік, декада және айдағы кәсіпорынның функционалды қызметіне ұсынылады.
Керек кезде осы көрсеткіштер туралы кез келген периодтың басынан (мысалы, айдың басынан) ағымды мәлімет алынуы мүмкін.
Ауысымдағы және тәуліктік технологиялық басқару объектінің өндірістік қызметі туралы есеп беру өндірістің диспетчеріне, бастығына және технологқа ұсынылады. Олар кіріс, шығыс және материалдық және энергетикалық ағындардың орта шығындарының мәліметін, шикізат жоғалуларының режимдік параметрлерінің орта мәндерін және сапалы көрсеткіштер мәндерін қосып сұрыптайды.
Технологиялық режимнің ауытқулары туралы есеп беру әр ауысым жұмысының қорытындысы бойынша құрылады, оған ауытқу уақыты және ауытқу пайда болған параметрлер туралы мәлімет кіреді.
Технологиялық регламенттің ағымды ауытқу туралы ақпарат параметрдің регламенттік мәннен шыққан кезінде аға операторға ұсынылады.
4 Басқару жүйесінің аппаратура - техникалық синтезі
Технологиялық процестің информациясын өңдеуге арналған барлық функциялар және басқару ықпалдарын өңдеу есептеуіш құралдарға негізделген.
Басқару комплексін таңдауда барлық факторлар, датчиктермен кездесетін, шығыс және кіріс порттардың саны, программалау және жұмыс жасау ыңғайлылығы, габариттік өлшемдері, өндірудің үздіксіз режимде жұмыс істеуінің сенімділігі есепке алынады.
Барлық осы параметрлерге Prosoft фирмасының Fastwel RTU188 микроконторллері сәйкес келеді, ол автоматтандырудың қойылған мақсаттарына эффективті жетуін камтамассыз етеді. Берілген модель қойылған талаптарға қарап шығыс - кірісінің орта санымен және сенімділік талаптарға жауап бергендіктен таңдалған. (5.1 - сурет).
Сурет 5.1 - Fastwel RTU188 микроконторллері
Жалпы мағұлмат
Арнайы жабдықталған микроконтроллер RTU188 тұтынушылардың сұранысын қанағаттандыру үшін жасалған. Бұл жағдайда негізгі талаптар келесідей болды:
# Бір кристаллды микроконтроллерлер базасында жасалған құралдардың бағасына максималды жақындаған төмен бағасы;
# IBM - PC мен сәйкестігі және енгізілген операциялық жүйесі;
# Қажетті гальваникалық ажыратылатын аналогты және дискретті кіріс - шығыс каналдары;
# Жұмыс температцрасының кеңейтілген диапазоны және жылытылмайтын және қадағаланбайтын бұйымдар қолданылатын обьектілерде қолдануға мүмкіндік беретін жоғарғы сенімділігі.
RТU188 микроконтроллерінің модулі автономды құрылғылар негізінде жасалған және желіге RS - 232RS - 422RS - 485 арқылы қосылуы мүмкін, ол контроллерді таратылған жүйелерде қолдануға мүмкіндік береді. RТU188 модулі DIN рельске немесе панельге орнатылуы мүмкін.
Супервизор және қорғаныс таймері.
Сенімділікті жоғарылату үшін контроллерде супервизор (коректену керенуінің ауытқуларын қадағалайтын микросхема) және қорғаныс таймері орнатылған. Супервизор, коректену сигналының кенеуі 4,6 В төмен болса RESET аппараттық синалын пайда болдарады немесе сброс кнопкасын басқан кезде.
Қорғаныс таймер программаның тоқтап қалуын болдырмау үшін қолданылады. Қорғаныс таймерінің істеуі программалық растаудың 1,6 с аралығында болмаған кезде қосылады.
Файлдық жүйесі: Модульде 512 кбайт ішкі статикалық оперативті жады және 512 кбайт флэш - жады бар. Осы көлемнің тек 256 кбайтын операциялық жүйе және BIOS алады.
Техникалық берілгендері: Процессор типі Am 188ES40 МГц
BIOS: Fastwel Software ROM BIOS
DOS: MS DOS 6.22 сәйкестігі
Тізбектей кіріс - шығыс: Екі асинхронды тізбектей порт СОМ1 және СОМ2. СОМ1 порты RS - 232, COM2 порты RS - 232RS - 485RS - 422 желілерінде жұмыс істеуі мүмкін. Максималды ақпарат алмасу жылдамдығы 115200 битс.
Аналогты кіріс: Дәлдігі 12 бит диапазонындағы 0...5 В, 0...10 В, +-5 В, +-10 В, 0...20 мА 8 тасаланған аналогты кіріс дискретизациялау жиілігі 80000Гц.
Дискретті кіріс - шығыс: 16 тасаланған дискретті шығыс 24 В. 16 тасаланған дискертті ТТЛ кіріс - шығыс. 24 программаланатын дискретті ТТЛ кіріс - шығыс (UNIO24 - BS). 48 программаланатын дискретті ТТЛ кіріс - шығыс (UNIO48 - MX).
Коректендіру талаптары: +-5 В (+-5%) коректену тогы 800мА.
Қолдану талаптары: Жұмыс тепературасының диапазоны -40 - тан + 850С. Салыстырмалы ылғалдылығы 95% ылғалды конденсациялаусыз.
Ақаусыз орташа жұмыс істеу уақыты: 120000 сағат.
Габариттік өлшемдері: 213х96 мм.
Операторлық интерфейс. Операторлық интерфейс түрлі - түсті ЖК - дисплей, басқару контурының көрінісін, тапсырма программаларын және басқа да аналогтық және дискреттік күйлерді түрлі диспелейлерде көрсету үшін, қолданылады.
Орындау құрылғыларын таңдау
Реттеу контурын тұйықтау үшін идеальды байланыстыратын звено "Метран" фирмасының реттеу клапандары болып табылады. Бұл реттеу клапандары шлакты өңдеу қондырғысындағы ағындарды басқару үшін қолданылады. Типтік клапандардың, мөлшерлердің, қысымның номинальды мәндерін және материалдардың толық қатарын, түрлендіргіштер және соңғы ауыстырып-қосқыштар сияқты қосымша құрал-жабдықтарды таңдаумен толықтырылады.
Барлық реттеу контурларында камарлы диафрагмалар және қысымдар айырмасын өлшейтін датчиктер қолданған. Орындаушы механизм ретінде электрлі бір айналымда орындаушы механизм қолданылды. Бұл құралдарды қоректендіру үшін 2-і және 4 каналды қоректендіру блоктары қолданылды.
Температураны өлшеу түрлендіргіштері
Алдыңғы реттегі датчиктерге қарағанда бұл датчиктер өте жақсы сипаттамаларға, үлкен дәлдікке орнатылған диагностика және сандық екі жақты байланысықа ие.
Температурыны өлшеу үшін Метран фирмасының ТХА және ТХК термоэлектрлі түрлендіргіштер қолданылды (поз. 1а-9а). Датчик су, ауа, түтінді газдар, бу температурасымен жұмыс істеу үшін қолданады. Прибор өртқауіпсіз және жарылысқа қарсы корпусы бар.
Термо электрлі түрлендіргіш - 40-тан +1500°С үлкен аралығындағы температураны өлшеуге мүмкіндік береді. Бұл мүмкіндік жоғарғы температуралар зонасында температураны өлшеуге болады, яғни шаңды камерадағы түтінді газдардың, ауа жылытқыштардан кейінгі газ құбырдағы ауаның және түтінді газдардың температурасы.
Қолданылған ТХАХК сериялы термоэлектрлі түрлендіргіштердің келесідей артықшылықтары бар:
oo сезгіш элементтің термо электродтары лазерлі сваркамен пісірілген;
oo термо электрлі тұрақтылығы және жұмыс ресурсы жоғары;
oo жылулық энерцияның көрсеткіштері төмен;
oo жұмысшы ортаның әсерінен қосымша қорғау;
Қысымды өлшеу түрлендіргіштері
Қысым үздіксіз технологиялық процестегі негізгі параметрлердің бірі болып табылады. Қандай да болмасын өндірісте қысымды өлшеу қажеттілігі туындайды.
Қысымды өлшеу үшін Метран фирмасының датчиктері алынды. Бұл модельдер кез-келген қысым датчиктерін ауыстыра алады.
Қысымды өлшеу үшін (0,1...2,5МПа) Метран 100 ДИ сериялы датчиктер таңдалынды (поз. 10а-21а). Датчиктердің артықшылығы - ұзақ уақытты тұрақты сигнал, түрлендірудің жоғарғы дәлдігі, кез-келген жоғарғы шекке икемдеу мүмкіндігі, қоршаған орта температурасының өзгеруіне төзуі, вибрацияға төзімділігі, ұзақ уақыт жымыс істеуі.
Шығынды өлшеу түрлендіргіштер
Шығынды өлшеу үшін бірінші түрлендіргіш ретінде стандартты камералы диафрагма қолданылады (поз. 22а-31а). Ұсынылған түрлендіргіштердің конструкциясы қарапайым, сенімділігі жоғары, өлшеу жылдамдағы жоғары, қолдану аймағына байланысты өлшенетін ортаның сипаттамасына сай келеді.
Диафрагмалардан алынатын қысым айырмашылықтарын түрлендіру үшін және шығынды өлшеу үшін Метран-100 ДД сериялы датчиктер қолданылады. Ұсынылған сериядаға датчиктердің мүмкіндіктері жоғары және импульсті таңдау орнында орналасады (поз. 22б-31б). Барлық ұсынылған приборлар, Метран фирмасымен жасап шығарылады, берілген кластағы приборлар қазіргі әлемдік стандарттарға жауап береді және сәйкестік сертификаттары бар.
Датчиктің артықшылықтары болып табылады: тиімділік, минималды қызмет көрсету, монтаждау қарапайымдылығы, сенімділік.
Шешім
Құрылып жатқан автоматтандырылған жүйенің мақсаты энергия сақтау үрдісінің басқару технологиясын жаңарту болып табылады, шлак ертінділері белгілі режим арасында жұмыс істеп тұрған пештің шығаратын өнімінің максималды шығысын қамтамасыз ету қажет.
Мыссыздандыру бөлімшесінде автоматты реттеу жүйесін ендіру келесі міндетерді шешуге мүмкіндік береді.
- шығарылған өнім сапасын жоғарылату;
- шикізат шығынын және қосымша метериалдар, электроэнергия шығындарын төмендету;
- технологиялық қондырғылардың өнімділігін жоғарлату.
- үздіксіз үрдістен шығатын өнімнің сапасын бақылау және тиімді ұйымдастыруды тіркеуі;
Автоматтандырудың техникалық құралдар жиынтығын таңдағанда біріншіден бұл жобада кәсіпорында бар барлық басқару, өлшеу, түрлендіру, сигналдау, блокирлеу, ақпараттарды көрсету құралдарының барлығын максималды қолдану авотматтандыруға кететін шығындарды төмендетуге мүмкіндік береді.
5 Автоматтандырудың принципиалды схемаларын жасау
Принципиалды электрлік схемалар құралдардың толық құрамын, аппараттар мен қондырғылардың (сонымен қатар олардың арасындағы байланысты), басқару амалдарын орындау жұмыстарын, реттеуді, қорғауды, өлшеу мен сигналдауды анықтайды. Автоматтандырудың принципиалды схемасы жалпы түрде автоматтандыру құралдардың және көмекші бөлімдер арасындағы байланысты көрсетеді. Принципиалды схемалар функционалды схемалар негізінде құрылады. Бақылаудың жеке түйіндері берілген функционалдау алгоритмін сигналдау, басқару және автоматтандыру объектісіне қойылатын жалпы техникалық талаптар.
Жалпы түрде принципиалды схемалар:
# автоматтандыру жүйесінің кез-келген түйіннің жұмыс істеу принціпінің шартты белгіленуі;
# түсіндірмелі жазбалар;
# берілген схеманың жеке элементтерінің бөліктері (приборлар, автоматтандыру құралдары, электр аппараттары) басқа схемаларда пайдаланылатын, және де басқа схемалардан алынатын құрылғылардың элементтері;
# көп позициялық құрылғылардың ауыстырып-қосқыш контактілі диаграмалары;
# схемада пайдаланатын приборлар, автоматтандыру ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz