Автоматизация технологического процесса производства цемента

Регуляторы 1в и 7а через магнитные усилители 1з,7д воздействуют на исполнительные механизмы 1ж, 7м, которые сочленены  с плужковыми сбрасывателями тарельчатых  питателей.

На вход каждого регулятора 1в, 7а подается также сигнал (пропорциональный расходу материала в мельницу) от индуктивного датчика, встроенного в исполнительный механизм 1ж,7г.

Выбор такого соотношения возможен путем совмещения статических характеристик регулятора со статическими характеристиками объекта. Последние выражаются такими зависимостями  частот шума камер мельниц от расходов сырьевых материалов в мельницы, при  которых соблюдаются условия  поддержания постоянства тонкостей  помола шлама после мельниц при  всех изменениях свойств сырья (размолоспособность, гранулометрия), поступающего на вход мельницы. Статическая характеристика объекта находится экспериментальным  путем отдельно для каждой мельницы. При снятии характеристики мельница должна вводиться в два независимых режима работы:

- с непрерывной подачей самого  крупного и трудноразмалываемого  материала. При этом подача  материала должна быть такой,  при которой обеспечивалось бы  получение шлама с заданной  тонкостью помола. Для установившегося  (временно) режима определяются значения  частоты шума первой камеры  f1" и расхода сырья в мельницу Q_c';

- с непрерывной подачей самого  мелкого и легкоразмалываемого  материала. В этом режиме должны  быть сохранены условия измельчения,  т. е. получаемый шлам должен  иметь то же заданное значение  тонкости помола. Для установившегося  режима определяются значения  частоты шума первой камеры  f1" и расхода сырья в мельницу Q_c". Расход воды в обоих случаях должен соответствовать заданной влажности шлама, а расход шлама — заданному химическому составу (титру).

В первой камере сырьевой мельницы осуществляется процесс дробления, и материал, перемешиваясь  с водой, еще не образует шлама  требуемой вязкости. Объясняется  это тем, что вода перемешивается с материалом не в полной мере и  жидкая фаза может быстрее переходить из первой во вторую камеру (явление  усиливается в момент переходного  режима). По указанным причинам установка  регулятора соотношения материал—вода  в первой камере не обеспечит нормальной работы помольного агрегата. Схемой предусматривается  автоматическое регулирование расхода  воды в определенной пропорции по отношению к количеству сухих  компонентов (известняк, сухая глина  и др.) сырья, проходящего зону шламообразования (вторая камера). Уровень (количество) сырья  в зоне шламообразования контролируется микрофонным датчиком 4а. От усилительно-преобразующего блока 4б сигнал, зависящий от уровня загрузки в зоне шламообразования, подается на регулятор расхода воды 2в (регулятор глиняного шлама 6в). На вход регулятора 2в подается также сигнал от дифманометра 2б, пропорциональный расходу воды. Сигнал по расходу глиняного шлама поступает на регулятор 6в от расходомера 6б.

Основной  задачей системы регулирования  влажности шлама является поддержание  необходимого соотношения между  уровнем загрузки в зоне шламообразования, пропорциональным расходу сырья, и  расходом воды, подаваемой в мельницу. Эта задача выполняется путем  статической настройки системы  автоматического регулирования  влажности шлама, т. е. совмещением  характеристик регулятора со статической  характеристикой объекта. Последняя  выражается зависимостью потребного общего расхода воды на мельницу Q_B (включая воду, вносимую вместе с материалом) от частоты шума в зоне шламообразоваиия f₁₁ при постоянной заданной влажности сырьевого шлама и изменении величины расхода сырья.

На функциональной схеме автоматизации процесса помола сырьевых компонентов, а также на блок-схеме регулирования загрузки мельницы введены и показаны корректирующие воздействия от изменения уровня загрузки в первой камере на системы  автоматического регулирования  подачи воды и глиняного шлама  от усилительно-преобразующего блока  1б (уровень загрузки в первой камере). Сигнал через дифференциатор 1л поступает на регулятор расхода воды 2в, а через дифференциатор 6е — на регулятор расхода глиняного шлама 6в.

На основании  расчетных данных устанавливают  заданные значения величин времени  дифференцированиями демпфирования  и добиваются более устойчивой работы всей системы автоматического регулирования  процесса помола.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Выбор приборов и средств автоматизации

 

Рисунок 16 - Контуры регулирования

 

1. С помощью  микрофонного устройства УМ-3М  1а контролируется уровень загрузки  в первой камере сырьевой мельницы. Оно устанавливается вблизи неё  (во втором межболтовом промежутке  от начала мельницы со стороны  падения шаров) таким образом,  чтобы микрофонная головка размещалась  в непосредственной близости  от трубной поверхности мельницы  и ось микрофона располагалась  под углом 45⁰ к горизонтали.

Второе  такое микрофонное устройство УМ-3М 4а монтируется в зоне шламообразования на расстоянии 0,35-0,4 длины мельницы от её начала: при длине мельницы 12 м это расстояние составляет 4,3 м, при длине 15 м-6 м и т. д. Сигнал от микрофона воспринимается усилительно-преобразующим  блоком УПБ – 2М.

2. Приборы  автоматические следящего уравновешивания КСМ4, КСМ4И, КСП4-1в и 3б в данной схеме автоматизации, КСП4И, КСУ4 Государственной системы промышленных приборов и средств автоматизации (ГСП), предназначены для измерения силы и напряжения постоянного тока, а также неэлектрических величин, преобразованных в указанные выше электрические сигналы и активное сопротивление.

По виду входного сигнала приборы разделяются на группы:

-Приборы  для измерения напряжения и  силы постоянного тока — потенциометры  (КСП4, КСП4И, КСУ4);

-Приборы  для измерения активного сопротивления  — мосты (КСМ4, КСМ4И).

По защищенности от воздействия окружающей среды и устойчивости к механическим воздействиям приборы разделяются на следующие исполнения:

-обыкновенное - по ГОСТ 12997—76;

-тропическое  - по ГОСТ 17532—77;

-взрывобезопасное - (вид защиты — искробезопасная  электрическая цепь) по ГОСТ 18311—72.

Приборы обыкновенного исполнения предназначены  для работы в условиях, нормированных  по ГОСТ 15150—69 для климатического исполнения "УХЛ" (обычного для групп приборов КСП4, КСП4И, КСМ4, КСМ4И, КСУ4) категории  размещения 4.2, но при температурах окружающего воздуха от 5 до 50 °С и относительной влажности окружающего  воздуха до 80%.

Приборы КСМ4И, КСП4И с искробезопасными измерительными цепями предназначены для работы в комплекте с серийно выпускаемыми первичными преобразователями, не имеющими собственного источника питания, сосредоточенных  индуктивностей или емкостей, которые  могут быть установлены во всех взрывоопасных  помещениях и наружных установках, содержащих взрывоопасные концентрации смесей паров или газов с воздухом НА, ИВ, ПС категории, групп Т1, Т2, ТЗ, Т4, Т5 согласно классификации ГОСТ 12.1.011—78. Приборы КСМ4И, КСП4И устанавливаются  только вне взрывоопасных помещений.

Технические параметры прибора:

Основная  погрешность приборов по показаниям, выраженная в процентах от нормирующего значения, не превышает пределов допускаемых  значений, равных ±0,25% или ±0,5%. За нормирующее значение для приборов КСП4, КСП4И, КСУ4 принимают: разность верхнего и нижнего предельных значений входного сигнала,

если  нулевое значение находится на краю диапазона измерения входного сигнала  или вне него; сумму абсолютных предельных значений входного сигнала, если нулевое значение находится  внутри диапазона измерения.

Нормирующее значение выражается в единицах тока для потенциометров КСУ4, в единицах напряжения для потенциометров КСП4, в единицах сопротивления для  мостов КСМ4.

3. Диафрагма камерная ДК-0,6 ( на рисунке 2а)

Камерная  диафрагма ДК-0,6 применяется для  измерения расхода жидкости, пара или газа по методу переменного перепада давления в комплекте с преобразователями  разности давления или дифманометрами в системах контроля, регулирования  и управления технологическими процессами.

Диафрагма камерная состоит из диска и корпусов кольцевых камер. Для уплотнения между плоскостью соприкосновения  камер и диска вставлена прокладка.

 

Таблица12 Технические характеристики:

Условный проход Dу, мм	Обозначение диафрагмы при условном давлении до 0,6 Ру, МPа
50	ДК 0,6-50

 

4. Дифманометр  ДМ-3583М (2б)

Описание  прибора:

Предназначены для пропорционального преобразования разности давлений в выходной унифицированный  сигнал взаимной индуктивности.

Преобразователи (дифманометры) применяются в системах контроля, автоматического регулирования  и управления технологическими процессами при измерении расхода жидкости, газа или пара по разности давления в сужающих устройствах, разности вакуумметрических  и избыточных давлений, уровня жидкости по давлению гидростатического столба, находящегося под атмосферным, избыточным или вакуумметрическим давлением.

Технические параметры прибора:

Преобразователи выпускаются с верхними пределами  измерений соответствующими ряду: 1,6; 2,5; 4,0; 6,3; 10; 16; 25 кПа (160; 250; 400; 630; 1000; 1600; 2500 кгс/м2) 40; 63; 100; 160; 250; 400; 630 кПа (0,4; 0,63; 1,0; 1,6; 2,5; 4,0; 6,3 кгс/см2).

Нижний  предел измерения равен нулю. Предельно допускаемое рабочее избыточное давление мПа(кгс.см2):16(160). Пределы изменения взаимной индукции:

-для  ДМ3583М: 0-10 мГн 

-для  ДМ-3583ФМ: +-10 мГн

Класс точности: 1,5

Температура окружающей среды: от -30 до 50 °C

Выходной  сигнал дифманометра прямо пропорциональный перепаду давления

Условия эксплуатации:

Преобразователи предназначены для измерения  параметров неагрессивных газов  и жидкостей при температуре  окружающего воздуха от минус 30 градусов до плюс 50 градусов по Цельсию и относительной  влажности до 95 процентов.

Преобразователи с верхними номинальными пределами  измерений 1,6; 2,5; 4,0 кПа (160; 250; 400 кгс/м2) предназначены  только на предельно допускаемое  рабочее избыточное давление 16 МПа (160 кгс/см2).

5. Прибор  КСД3 относится к приборам дифференциально-трансформаторным

Краткое тех. описание:

Для измерения  вакуумметрического давления, расхода, уровня и других неэлектрических  величин, преобразованных во взаимную индуктивность. Пределы допускаемой  погрешности, в % от нормирующего значения: по показаниям и преобразованию ±1,0, по регистрации, регулированию и  сигнализации ±2,5. Выходной сигнал: устройства преобразования 0-5, 4-20, токовый 4-8мА, пропорционально-интегрального  регулирующего устройства 0-5мА.

6. Вискозиметр  ротационный РВ-3

Принцип его работы основан на зависимости  сопротивления вращающегося шара, погруженного в жидкость, от вязкости этой жидкости. Вискозиметр состоит из датчика- ротора, вращающегося от электропривода конденсаторного типа, вторичная  обмотка которого включена в измерительную  схему. При изменении вязкости скорость электродвигателя меняется, что приводит к изменению напряжения в мостовой схеме измерительной цепи. Вискозиметр  имеет несколько выходов: на вторичный  прибор и систему регулирования. Прибор градуируется в относительных  единицах в пределах 0-100%. Вращение ротора на воздухе соответствует положению 0, а полностью заторможенное состояние  ротора-100%.

Влажность шлама определяется методом высушивания  и взвешивания определенной порции шлама. Тонкость помола измеряется ситовыми приборами путем взвешивания  и просева проб на ситах.

 

 

 

Заключение

 

В данном курсовом проекте была разработана  функциональная схема автоматизации управления мокрого помола сырьевых материалов при производстве цемента.

Выбраны приборы и оборудование – цементная  мельница, микрофонное устройство, приборы следящего уравновешивания, диафрагма камерная, дифманометр, вискозиметр  ротационный; разработана таблица  соединений и подключений, схема  соединений внешних проводок, перечень составных частей щита, рассчитаны погрешности измерительных приборов: приведенная погрешность прибора КСУ2 равная 0,25 не превышает класс точности равный 1,5 , то прибор годен к эксплуатации.

Так же ввод нового оборудования привёл и к другим результатам: привлечению дополнительных инвестиций; увеличению затрат на капитальный  ремонт в процессе эксплуатации оборудования; увеличению амортизационных отчислений; увеличению расходов на послегарантийное сервисное обслуживание и покупку  запасных частей.

Помимо  расчетных данных в данном проекте  были полностью рассмотрены аспекты  внедрения АСУТП на цементном  заводе.

 

 

Список использованной литературы

 

1 ГОСТ 2.105-95 ЕСКД Общие требования к текстовым  документам.

2 ГОСТ 2.701-76 ЕСКД Схемы. Виды и типы. Общие требования.

3 Гальперин  М.В. Автоматическое управление.- М.: ФОРУM: ИНФРА-М, 2004

4 Горошков  Б. И. Автоматическое управление - М.: Издательский центр

"Академия", 2003.

5 Экономика  строительства Под редакцией  И. С. Степанова. М. : Юрайт, 1997