Введение

Автоматизация технологических процессов является одним из решающих факторов повышения производительности и улучшения условий труда. Все существующие и строящиеся промышленные объекты в той или иной степени оснащаются средствами автоматизации.

Проектами наиболее сложных производств, особенно в чёрной металлургии, нефтепереработке, химии и нефтехимии, на объектах производства минеральных удобрений, энергетики и в других отраслях промышленности, предусматривается комплексная автоматизация ряда технологических процессов.

Средства автоматизации применяются также на объектах жилищного строительства и социально-бытового назначения в системах кондиционирования воздуха, дымоудаления, энергоснабжения.

Основная задача автоматизированных систем управления заключается в обеспечении автоматизированного (с участием человека) или автоматического управления технологическим комплексом по заданным технико-экономическим и технологическим критериям, определяющим количественные результаты функционирования комплекса. Такая система должна по информации о производственном процессе прогнозировать характер его дальнейшего протекания и вырабатывать управляющие воздействия, обеспечивающие некоторый оптимальный режим. Для решения этой задачи необходимо иметь математические модели процессов производства, комплекс технических средств автоматики.

Функции, структура и эффективность систем управления зависят от характера и объемов производства и типа оборудования.

Уровень автоматизации должен соответствовать уровню развития технологии, иначе эффективность системы управления будет недостаточной.

Основной предпосылкой использования этих возможностей является овладение современными методами анализа и синтеза технологических комплексов и систем управления. Изучения принципов и методов теории и практики разработки и внедрения средств и систем автоматизации позволит ускорить развитие и совершенствования производства

Задание на курсовое проектирование.

Дана моечная установка ремонтно-механической мастерской (рис. 1). Машины моют на специальной установке. Вода , предварительно подогретая, до температуры 65…80 °С и подщелоченная кальцинированной содой (до 3…5 % нормального раствора), распыляется через сопла под давлением 0,4…0,5 МПа.

Для расчёта САР регулируемым параметром служит температура подогретой воды после теплообменника V₀=75 °C. Объект описывается уравнением одноемкостного статического объекта. Максимально допустимое отклонение регулируемого параметра X₁=5 °С.

Допустимое остаточное отклонение X_ост=±2,5 °С.

Статические и динамические характеристики объекта автоматизации

Объект автоматизации	Канал регулирования	0 мин	Т1 мин	Т2 мин	К0
Моечная установка РММ	Температура воды после теплообменника	0,4	2	-	0,50С/кг/ч

Для заданного объекта необходимо:

1. Разработать функциональную схему автоматизации, выбрать приборы и средства автоматизации, составить спецификации на приборы и средства автоматизации.

2. Произвести инженерный расчёт системы автоматического регулирования для заданного параметра.

3. Разработать принципиальную схему автоматического регулирования для заданного параметра

4. Разработать общий вид щита

5. Разработать принципиальную схему питания с расчётом и выбором аппаратов управления и защиты.

Рис. 1

Функциональная схема автоматизации

При проектировании систем автоматизации технологических процессов в лесной и деревообрабатывающей промышленности все технические решения по автоматизации станков, агрегатов или отдельных участков технологического процесса отображается на схемах автоматизации.

Схемы автоматизации являются основным техническим документом, который определяет структуру и функциональные связи между технологическим процессом, приборами, средствами контроля и управления и отражает характер автоматизации технологических процессов.

При разработке схем автоматизации технологических процессов необходимо решить следующие основные задачи:

1. сбор и первичная обработка информации;

2. представление информации диспетчеру;

3. контроль отклонений технологических параметров;

4. автоматическое и дистанционное управление;

Функциональная схема представлена в приложении №1

Расчёт сужающего устройства.

Данные для расчета сужающего устройства.

Внутренний диаметр трубопровода D20, мм.	350
Абсолютное давление Р, мПа	0,5
Массовый максимальный расход пара, Qм. макс.	27000
Мат-л диафрагмы	Сталь 20
До диафрагмы имеется	Разв. потока
Мат-л трубопровода	15Х5М
Температура пара t0C	220
Средний расход пара Qср(0,50,7)Qм. макс	0,66
Минимальный расход Qмин.=(0,250,33) Qм. макс	0,29
Допустимая потеря давления кПа р’ п.д.=(0,050,1)р	0,07

1. Расчёт плотности перегретого пара по таблице представленной в методическом пособии.

2. Динамическая вязкость пара

3. Поправочный множитель на расширение металла К_t (сталь 20)

К_t=1,0022

Внутренний диаметр трубопровода: D=D₂₀К_t=3501,0022=350,7351мм

3. В зависимости от максимального контролируемого расхода пара Q_{м. макс} выбирается ближайшее большее число из чисел ряда Q_пр

Q_{м. макс.}=27000  Q_пр=32000 кг/ч

Выбранное число является верхним пределом измерения по шкале дифманометра – расходомера или измерительного прибора.

3. Определим расчётно-допустимую потерю давления.

р^’ _п.д.=0,070,51000=35кПа

3. Определим вспомогательную величину:

3. По вычисленному значению С и заданной величине р_п.д найдём по номограмме искомое значение р_н и приближённое значение m.

р_н =63 m=0,23

3. Рассчитаем число Рейнольдса и проверим условие если оно выполняется, то расчёт можно продолжить.

;

3. Определим поправочный множитель  на расширение пара по номограмме представленной в методическом пособии.

;

10. Вычисляем вспомогательную величину m

11. Определяем модуль m и коэффициент расхода  по величине m

=0,63; m=0,3

12. Определяем потерю давления на диафрагме по формуле.

13. Определяем по найденному значению m расчётный диаметр отверстия сужающего устройства в рабочих условиях.

13. По найденному размеру d с учётом коэффициента линейного расширения материала диафрагмы Kt.

13. Производится проверка расчёта .

13. Определяем погрешность расчёта.

Принимаем внутренний диаметр трубопровода d=184мм

и повторим расчёт.

Выбираем сужающее устройство ДК40-200