- •Конспект лекцій з дисципліни “Автоматизація технологічних процесів”
- •1.1. Хіміко-технологічні об’єкти управління.
- •1.1.1. Визначення тоу:
- •1.1.2. Вимоги до тоу.
- •1.2.Типова схема технологічного виробництва хімічних продуктів.
- •1.3. Класифікація хіміко-технологічних
- •1.3.1. По тоннажу продукції і структурі асортименту:
- •1.3.2. По характеру тимчасового режиму функціонування:
- •1.3.3. По мірі|ступеню| важливості тоу у виробництві.
- •1.3.4. По інформаційній ємкості|місткості| тоу:
- •Класифікація тоу за інформаційною ємкістю|місткістю|.
- •1.3.5. По характеру параметрів управління.
- •1.3.6. За типом технологічного процесу.
- •Лекція 2. Автоматизація процесу перемішування.
- •2.1. Спільна|загальна| характеристика процесів перемішування в рідких середовищах |середовищі|.
- •2.1.2.Цілі перемішування
- •2.2. Основні схеми перемішування.
- •2.3. Об'єкт управління.
- •2.4. Схема об'єкту управління.
- •2.5. Теоретичні аспекти процесу механічного перемішування.
- •2.6. Методика розрахунку конструктивно - |технологічних параметрів процесу механічного перемішування.
- •2.8. Матеріальний баланс по всій речовині.
- •2.9. Інформаційна схема об'єкту.
- •На основі матеріального балансу по цільовому компоненту.
- •На основі матеріального балансу по всій речовині.
- •2.14. Типове рішення автоматизації.
- •Лекція 3. Типова схема процесу переміщення. Трубопровід як об'єкт управління.
- •3.1. Типова схема процесу переміщення рідини.
- •3.2. Основні параметри трубопроводу як об'єкту управління.
- •3.3. Схема трубопроводу як об'єкту управління для типової схеми процесу переміщення рідини.
- •3.4. Математичний опис статики об'єкту.
- •На підставі розкладання в ряд|низку| Тейлора:
- •4.1. Основні показники роботи насосів.
- •4.2. Схема відцентрового насоса.
- •4.4. Робота насосів на мережу|сіть|.
- •4.8. Характеристики роботи на мережу|сіть|
- •4.10. Характеристики роботи на мережу|сіть|
- •4.11. Схема регулювання продуктивності насоса
- •4.12. Теоретичні аспекти.
- •4.13. Характеристики роботи на мережу.|сіть|
- •Відцентровим насосом.
- •4.14. Типове вирішення автоматизації процесу переміщення рідини відцентровим насосом.
- •Лекція 5. Автоматизація поршневих компресорів.
- •5.11. Схема регулювання подачі 4х-ступеневого| компресора з|із| включенням|приєднанням| технологічного устаткування|обладнання| після|потім| 2-го і 4-го ступенів|ступенів|.
- •5.12. Схема регулювання подачі 4х-ступенчатого| компресора з|із| підключенням технологічного устаткування|обладнання| на вході 1-ї ступені|ступеня|, після|потім| 2-ї і 4-ї ступенів |ступенів|.
- •5.8. Схема регулювання подачі 2х-ступеневого| компресора
- •5.11. Схема регулювання подачі 4х-ступеневого| компресора з|із| включенням|приєднанням| технологічного устаткування|обладнання| після|потім| 2-го і 4-го ступенів|ступенів|.
- •5.12. Схема регулювання подачі 4х-ступенчатого| компресора з|із| підключенням технологічного устаткування|обладнання| на вході 1-ї ступені|ступеня|, після|потім| 2-ї і 4-ї ступенів |ступенів|.
- •Регулювання.
- •Контроль.
- •Сигналізація.
- •Система захисту.
- •Лекція 6. Спільна|загальна| характеристика теплових процесів.
- •6.1. Фазова рівновага теплоносіїв.
- •6.2. Фазові переходи в однокомпонентних системах.
- •6.3. Фазові переходи в багатокомпонентних системах.
- •Связь основних параметрів теплоносіїв в газовій фазі.
- •6.5.1. Питомі теплоємності.
- •6.5.2. Теплота випару.|випаровування|
- •6.5.3. Щільності для рідких і газових теплоносіїв.
- •6.5.5.Вязкость теплоносіїв.
- •6.5.6. Швидкості теплоносіїв.
- •6.6.Теплове навантаження апарату.
- •6.7. Теплові баланси теплоносія при зміні його агрегатного стану|стану|.
- •6.8. Основне рівняння теплопередачі.
- •6.9. Вирази|виразу| для визначення коефіцієнта к у в залежності від способу
- •6.10. Рушійна сила при прямотку теплоносіїв.
- •6.11. Рушійна сила при протитечії теплоносіїв.
- •7.6. Аналіз статичної характеристики об'єкту.
- •7.1. Схема кожухотрубного теплообмінника з|із| агрегатним станом|станом| речовин, що не змінюється.
- •7.2. Математичний опис на основі фізики процесу.
- •7.3. Математичний опис на основі теплового балансу.
- •7.4. Інформаційна схема об'єкту.
- •7.5. Анализ динамічних характеристик об'єкту.
- •7.6. Аналіз статичної характеристики об'єкту.
- •(З|із| агрегатним станом|станом| теплоносія, що змінюється).
- •7.10. Математичний опис на основі фізики процесу.
- •7.11.Тепловой баланс парорідинного теплообмінника.
- •7.14. Інформаційна схема об'єкту.
- •7.15. Анализ динамічних характеристик парорідинного
- •7.16. Аналіз статичної характеристики об'єкту.
- •8.1. Схема випарника (кожухотрубного теплообмінника з|із| агрегатним станом|станом| теплоносія і технологічного потоку, що змінюється).
- •8.2. Математичний опис на основі фізики процесу.
- •8.3. Математическое опис на основі теплового і матеріального
- •8.4. Матеріальний баланс по рідкій фазі у випарнику (для технологічного потоку)
- •8.5. Матеріальний баланс по рідкій фазі в кип'ятильнику (для конденсату гріючої пари).
- •8.6. Матеріальний баланс по паровій фазі для технологічного потоку у випарнику.
- •8.7. Матеріальний баланс по паровій фазі для кип'ятильника.
- •8.8. Информационная схема випарника на основі матеріального балансу.
- •8.9. Інформаційна схема випарника для типового вирішення автоматизації.
- •8.11. Типове вирішення автоматизації випарників.
- •9.7. Материальный баланс по рідкій фазі (для розчину).
- •9.1. Рушійна сила процесу випаровування|випарювання|.
- •9.2. Температурна депресія.
- •9.3.Діаграма «р - » для розчинів і розчинників.
- •З|із| винесеною гріючою камерою.
- •9.5. Материальный баланс по розчиненій речовині.
- •9.6. Тепловий баланс випарної установки.
- •9.7. Материальный баланс по рідкій фазі (для розчину).
- •9.8.Матеріальний баланс по паровій фазі (для розчину).
- •9.9. Матеріальний баланс по рідкій фазі (для теплоносія).
- •9.10. Матеріальний баланс по паровій фазі (для теплоносія).
- •9.11. Інформаційна схема процесу випаровування|випарювання|.
- •9.12. Типовая схема автоматизації процесу випаровування|випарювання|.
- •9.13.Типове рішення автоматизації процесу випаровування|випарювання|.
- •Регулювання.
- •Контроль.
- •Сигналізація.
- •Система захисту.
- •Лекція 10. Загальна характеристика масаобмінних процесів.
- •10.1.Вид діаграми рівноваги для системи з 3 ступенями свободи
- •10.2.Вид діаграми рівноваги для системи з 2 ступенями свободи
- •10.3. Рівняння робочої лінії масопередачі при протитечії речовин, що розподіляють.
- •10.4. Вид робочої лінії при протитечії речовин, що розподіляють.
- •10.5. Рівняння робочої лінії процесу при прямотоку речовин, що
- •10.6. Вид робочої лінії при прямотоку речовин, що розподіляють.
- •10.7. Діаграма с1- с2 при розташуванні робочої лінії вище рівноважної.
- •10.8. Діаграма с1-с2 при розташуванні робочої лінії нижче рівноважної.
- •10.9. Середня рушійна сила процесів масопередачі.
- •10.10. Основне рівняння масопередачі.
- •11.1. Система з різким зростанням розчинності.
- •11.2. Система із плавною зміною розчинності.
- •Розчинності.
- •Залежності швидкості кристалізації від часу.
- •11.5. Об'єкт управління.
- •11.5.1. Ізогідричний кристалізатор безперервної дії з мішалкою.
- •11.5.2.Матеріальний баланс по всій речовині
- •11.5.3. Матеріальний баланс по кристалізуємої речовині.
- •11.6.Математичний опис для розміру часток.
- •Контроль.
- •Сигналізація.
- •12.1. Рівновага в процесі абсорбції.
- •12.3. Вплив напрямку руху потоків
- •12.3.2. Рух речовин, що розподіляють, прямотоком.
- •12.4.Кінетика процесу абсорбції.
- •12.5.Схема насадочного абсорбера.
- •12.6. Об'єкт управління.
- •12.6.1.Схема абсорбційної установки.
- •12.6.2. Матеріальний баланс по цільовому компоненту.
- •12.6.3. Матеріальний баланс по рідкій фазі.
- •12.6.4. Матеріальний баланс по газовій фазі.
- •12.6.5. Тепловий баланс в абсорбері.
- •12.7. Інформаційна схема для установки з показником
- •12.8. Схема абсорбційної колони як многозв’язного об'єкту при показнику ефективності сог.
- •12.9. Інформаційна схема для установки з показником ефективності сна.
- •12.10. Схема абсорбційної колони як многозв’язного об'єкту при показнику ефективності сна.
- •Типова схема автоматизації процесу абсорбції.
- •Регулювання.
- •Контроль.
- •Сигналізація.
- •Система захисту.
- •13.1. Основні параметри сушильного агента й матеріалу, як влагоносіїв.
- •13.2. Діаграми рівноваги при сушінні.
- •13.2. 3. Діаграма - рівноважної й робочої ліній процесу сушіння при прямотоку Gм і Gса (при різних температурах).
- •13.3. Кінетика процесу сушіння.
- •13.4. Крива швидкості сушіння.
- •13.5.Об'єкт управління.
- •13.5.1. Структурна схема топки і змішувальної камери.
- •13.5.2. Інформаційна схема топки і змішувальної камери.
- •13.5.3. Структурна схема сушильного барабана.
- •13.5.4. Матеріальний баланс по твердій фазі.
- •13.5.5. Матеріальний баланс по газовій фазі.
- •13.5.6. Тепловий баланс у сушильному барабані.
- •13.5.7. Матеріальний баланс по кількості вологи в матеріалі.
- •13.5.8. Матеріальний баланс по кількості вологи в сушильному агенті.
- •13.5.9. Матеріальний баланс по загальній кількості вологи в процесі сушіння.
- •13.5.10. Інформаційна схема сушильного барабана.
- •13.6.Типова схема автоматизації процесу сушіння.
- •Регулювання.
- •Контроль.
- •Сигналізація.
- •Система захисту.
- •14.3.2.Рівняння робочої лінії верхньої (зміцнювальної) частини колони.
- •14.3.3.Рівняння робочої лінії нижньої (вичерпної) частини колони.
- •14.3.Схема колони ректифікації для математичного опису робочих ліній процесу.
- •14.3.1.Розрахунок робочего флегмового числа.
- •14.3.2.Рівняння робочої лінії верхньої (зміцнювальної) частини колони.
- •14.3.3.Рівняння робочої лінії нижньої (вичерпної) частини колони.
- •14.4. Побудова робочих ліній процесу ректифікації.
- •14.5. Діаграма «Робоча лінія-лінія рівноваги» процесу ректифікації.
- •14.6. Об'єкт управління.
- •15.4.2.Інформаційна схема підігрівача потоку живлення як об'єкта управління п0 .
- •15.1. Структурна схема ректифікаційної установки.
- •15.2. Математичний опис низу колони.
- •15.2.1. Структурна схема куба і кип'ятильника.
- •15.2.3. Матеріальний баланс по всій речовині.
- •15.2.4. Матеріальний баланс по легколетучому компоненті.
- •15.3. Математичний опис верху колони.
- •15.3.2.Матеріальний баланс по всій речовині.
- •15.3.3.Матеріальний баланс по цільовому компоненту.
- •Структурна схема n-ої тарілки
- •15.3.5. Баланс по паровій фазі.
- •15.3.6. Інформаційна схема верху колони.
- •15.4. Математичний опис підігрівача потоку живлення.
- •15.4.1.Тепловий баланс.
- •15.4.2.Інформаційна схема підігрівача потоку живлення як об'єкта управління п0 .
- •15.5. Типова схема автоматизації процесу ректифікації.
- •15.6.Типове рішення автоматизації процесу ректифікації.
- •Регулювання.
- •Контроль.
- •Сигналізація.
- •Лекція 16. Автоматизація реакторних процесів (ч.1)
- •16.1. Спрощена структурна схема хімічного реактора.
- •16.2. Показники ефективності реакторного процесу.
- •Ступінь перетворення.
- •Вихід продукту.
- •Вибірковість хімічного процесу.
- •Швидкість хімічного процесу.
- •16.3. Схема реактора безперервної дії з мішалкою з екзотермічною реакцією 1-го порядку а в.
- •16.4. Математичний опис реактора на основі фізико-хімічних особливостей процесу.
- •16.4.1. Стехіометричне рівняння хімічної реакції.
- •16.4.2. Рівняння гідродинаміки процесу.
- •16.4.3. Матеріальний баланс реакторного процесу по всій речовині.
- •16.4.4. Матеріальний баланс реакторного процесу по речовині а,що витрачається.
- •16.4.5. Тепловий баланс реакторного процесу.
- •16.5. Інформаційна схема реактора на основі балансової моделі.
- •17.1. Діаграма реакторного процесу в адіабатичному режимі.
- •Вплив зміни температури 0 на температуру реакторного процесу .
- •17.2. Залежність статичної характеристики від концентрації с0 вихідного реагенту.
- •17.3. Визначення стаціонарних станів по діаграмі «виділення – відвода тепла».
- •17.4. Залежність характеристики виділення тепла від часу перебування реакційної маси в реакторі.
- •17.5.Оцінка стійкості стаціонарних станів по діаграмі «виділення - відводу тепла».
- •18.3. Схема автоматизації для реакції типу
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ХЕРСОНСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА ТЕХНІЧНОЇ КІБЕРНЕТИКИ
Реєстр. №
Конспект лекцій з дисципліни “Автоматизація технологічних процесів”
для студентів ІV курсу денної і заочної форми навчання
напряму підготовки: 6.050202 – “Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології”
галузі: 0502 – “Автоматика та управління”
факультету кібернетики
Херсон 2010
Конспект лекцій з дисципліни “ Автоматизація технологічних процесів ” к.т.н., доц. Поліщук В.М. – Херсон, ХНТУ, 2010. –158с.
Затверджено
на засіданні кафедри ТК
протокол № ___ від „___”__________ 2010 р.
Зав. кафедрою ТК Шмат К.І.
Відповідальний за випуск |
к.т.н., проф. Шмат К.І. |
ЗМІСТ
ВСТУП |
|
|
Лекція 1 |
Спільні|загальні| підходи до автоматизації ХТП. |
5 |
Лекція 2 |
Автоматизація процесу перемішування. |
10 |
Лекція 3 |
Типова схема процесу переміщення. Трубопровід як об'єкт управління. |
19 |
Лекція 4 |
Автоматизація відцентрових насосів.
|
24 |
Лекція 5 |
Автоматизація поршневих компресорів. |
34 |
Лекція 6 |
Спільна|загальна| характеристика теплових процесів.
|
43 |
Лекція 7 |
Автоматизація кожухотрубних теплообмінників.
|
52 |
Лекція 8 |
Автоматизація кожухотрубних теплообмінників. |
62 |
Лекція 9 |
Автоматизація процесу випаровування.
|
70 |
Лекція 10 |
Загальна характеристика масаобмінних процесів. |
78 |
Лекція 11 |
Автоматизація процесу кристалізації. |
83 |
Лекція 12 |
Автоматизація процесу абсорбції. |
92 |
Лекція 13 |
Автоматизація процесу сушіння. |
102 |
Лекція 14 |
Автоматизація процесу ректифікації (ч.1). |
112 |
Лекція 15 |
Автоматизація процесу ректифікації (ч.2).
|
119 |
Лекція 16 |
Автоматизація реакторних процесів (ч.1)
|
129 |
Лекція 17 |
Автоматизація реакторних процесів (ч.2)
|
145 |
Лекція 18 |
Автоматизація реакторних процесів (ч.3). |
151 |
СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ |
|
158 |
5
Лекція 1. Спільні|загальні| підходи до автоматизації ХТП.
1.1. Хіміко-технологічні об’єкти управління.
1.1.1. Визначення ТОУ.
1.1.2. Вимоги до ТОУ.
1.2.Типова схема технологічного виробництва хімічних продуктів. 1.3. Класифікація хіміко-технологічних процесів і виробництв як ТОУ.
1.3.1. По тоннажу продукції і структурі асортименту.
1.3.2. По характеру тимчасового режиму функціонування.
1.3.3. По мірі|ступеню| важливості ТОУ у виробництві.
1.3.4. По інформаційній ємкості|місткості| ТОУ.
1.3.5. По характеру параметрів управління.
1.3.6. За типом технологічного процесу.
1.4. Методика аналізу ХТП як ТОУ.
1.4.1. Визначення критерію ефективності ТОУ.
1.4.2. Розробка математичного опису процесу як об'єкту управління в статиці і динаміці.
1.4.3. Математичне моделювання і дослідження статичних режимів ТОУ.
1.4.4. Побудова|шикування| інформаційної схеми ТОУ.
1.4.5. Аналіз інформаційної схеми.
1.4.6. Математичний опис динаміки ТОУ.
1.4.7. Вибір параметрів контролю, сигналізації і захисту.
Введення|вступ|.
Предметом вивчення в даному курсі є проблеми автоматизації основних хімічних виробництв.
Основні хімічні виробництва і складові їх технологічні процеси ми розглядаємо в даному курсі як об'єкти управління.