1. Разработка решений по автоматизации.

Объект автоматизации: экстрактор противоточного типа.

Тема 7, вариант 5.

Рис. 1. Схема технологической линии

Описание технологического процесса:

извлечение целевого компонента из твердой фазы происходит в горизонтальном противоточном шнековом экстракторе 2, обогреваемом паром. Растворитель (вода) перед подачей в экстрактор подогревается в теплообменнике 1 паром (р=200 кПа). Экстракт сливается в промежуточный сборник 3, откуда откачиваетс я на дальнейшую переработку центробежным насосом 4.

Необходимо обеспечить:

1. Регулирование:

• Концентрация экстракта (расходом воды);

• Расход пара в аппарате 1 (по расходом воды).

2. Регистрацию:

• Концентрации экстракта;

• Расход экстракт а.

3. Измерение:

• Температуры экстракта;

• Расход воды;

• Расход пара в аппарате 2;

• Давление пара перед аппаратом 2.

4. Сигнализацию:

• Уровень в сборнике 3;

• Давление воды перед теплообменником;

• Давление пара перед теплообменником;

5. Автоматическую блокировку:

• Отключение пара в аппарате 1 при снижении давления воды;

• Отключение воды при повышении концентрации в сборнике 3;

• Отключение электродвигателя экстрактора при снижении давления воды;

6. Управление:

• Включение и отключение насоса 4;

• Включение и отключение электродвигателя экстрактора.

1.Регулирование

1. 1Разработка схемы автоматизации контура 1.

Рис. 2 Схема автоматизации регулирования концентрации экстракта.

1.1.1 Выбор прибора для автоматического регулирования концентрации экстракта.

Регулирующий контур представляет собой совокупность объекта и измерительно-управляющей аппаратуры.

Выбираем оборудование, в ходящее в данный регулирующий контур:

датчик концентрации QЕ 1, регулятор концентрации ТС 4, исполнительный механизм.

• Выбор датчика концентрации QE 1:

Выбираем датчик концентрации IET 40.

Датчик концентрации может комбинировать два коэффициента измерения и, используя ПО под ОС Windows™ для конфигурации выходов 4-20мА, измерять проводимость, % концентрации раствора, температуру, PPM или солёность.

Рис. 3 Датчик концентрации IET 40.

Интерфейс RS485 обеспечивает управляемый доступ ко всем конфигурационным параме трам и измерениям датчика проводимости в режиме on-line.

Работу оператора облегчает наличие 3-строчного монохромного ЖК-дисплея с подсветкой, который отображает измеряемые значения и состояние системы.

• Разработан для пищевой, молочной, пивоваренной промышленности.

• Два аналоговых выхода 4-20 мА и интерфейс RS485.

• Полная настройка устройства через ПО под ОС Windows™.

• Измерение проводимости, % концентрации раствора, солёности и температуры.

• Сопротивление тепловым всплескам до 135 °С при паровой стерилизации.

• Быстрый отклик температуры t 90 < 10 сек.

• Работает на низком напряжении.

• Сохранение и загрузка файла конфигурации датчика на ПК.

• Постоянное измерение концентрации, проводимости, температуры.

• Выбор регулятора концентрации ТC 4:

В качестве регулятора концентрации выбираем контроллер «Альфа-2». Контроллер имеет аналоговый выход. В контроллере можно реализовать программу для плавного регулирования подачей воды из теплообменника в экстрактор для регулирования концентрацией экстракта.

Контроллер генерирует выходные сигналы по напряжению и току в диапазоне 0…10 В и 4…16 мА соответственно, что позволяет подключать к его выходам регулирующее оборудование, имеющее аналоговые входы.

• Выбор исполнительного механизма контура :

Выбираем клапан плавного регулирования MXG461.32-12

Рис. 4 Клапан плавного регулирования MXG461.32-12.

Управляющие клапаны используются в качестве смесительных или 2-ходовых клапанов. Они снабжены магнитным приводом, оборудованным электроникой, обеспечивающей управление положением и обратную связь по положению. Малое время срабатывания, высокие пределы изменений регулировок и высокое разрешение делают эти клапаны идеальными для плавного регулирования в системах холодной и горячей воды в закрытых контурах систем отопления, вентиляции кондиционирования.

Характеристики:

• Малое время срабатывания (< 2 s), высокое разрешение хода (1 : 1000);

• Равнопроцентная или линейная характеристика расхода (выбирается пользователем);

• Высокие пределы изменений регулировок;

• Рабочее напряжение AC 24 V;

• Выбираемый управляющий сигнал DC 0/2...10 V или DC 4...20 mA;

• Защита при аварии: клапан закрывается при отключении питания;

• Управление положением, обратная связь по положению и ручное управление.