Министерство высшего и среднего специального образования РФ

Саратовский Государственный Технический Университет

Балаковский Институт Техники, технологии и Управления

Инженерно – строительный факультет

Кафедра: Управление и информатика в технических системах

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине

«Локальные системы автоматики»

на тему: «САР температуры в химическом реакторе»

Выполнил: ст. гр. УИТ-51в

Куксина И. В.

Допущен к защите Защитил с оценкой

Руководитель проекта ________________

Стельмах И. В.________ Стельмах И. В.____

«___»________2003 г. «___»_______2003 г.

Балаково 2003

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 3

1. Функциональная схема локальной системы и ее описание 4

2. Выбор элементов и расчет их передаточных функций 7

3. Расчет передаточной функции всей системы и

проверка системы на устойчивость 13

1. Расчет передаточной функции системы 13

2. Z – преобразование системы 14

3. Исследование системы на устойчивость и ее анализ 16

1. Построения ЛАЧХ И ЛФЧХ системы 18

2. Построения желаемой ЛАЧХ системы 20

3. Корректирующее устройство 22

4. Построение переходной характеристики

скорректированной системы 23

8. Построение ФЧХ скорректированной системы 25

Заключение 26

Список литературы 27

Приложение 28

Введение

Без электроники сейчас не обходиться ни одна отрасль народного хозяйства. Любой, даже самый малый технологический процесс непременно сопровождается наличием микроэлектроники. Наличие микроэлектроники очевидны. Она надежна, компактна, легка в обслуживании, обладает высокой точностью и быстродействием. Такое преимущество дает микроэлектроники большой шанс вытеснить стандартную технику. В наиболее важных технологических процессах микроэлектроника незаменима, так как человек в критической ситуации очень сложно правильно оценить ситуации и принять правильное решение, а также микроэлектроника применяется в местах, где нахождение человека проблематично и может стать причиной его смерти.

В данной работе рассматривается упрощенный вариант системы автоматического регулирования температуры в химическом реакторе, так как реальная система имеет намного сложную структуру и выходное результирующее действие складывается из нескольких входных. В системе предполагается наличие микропроцессора (МП) для более точного и быстрого изменения параметров.

1. Функциональная схема локальной системы и ее описание

Протекание реакторных процессов обычно характеризуются скоростью реакции и степенью превращения исходного сырья в продукт реакции. На эти показатели влияют концентрация реагирующих веществ, температура в реакторе, уровень реагирующих веществ, давление и так далее.

Целью управления является получение химического продукта заданного состава путем воздействия на исходное сырье всех выше перечисленных показателей.

Рассмотрим схему двухконтурной каскадной САР температуры в химическом реакторе (смотри рисунок 1).

Рисунок 1. - Двухконтурной каскадной САР температуры в химическом реакторе

где 1 – химический реактор; 2 – рубашка реактора.

Химический реактор состоит из самого химического реактора (1), в котором находиться реакционная смесь и из рубашки реактора (2), в которой находиться хладагент. Он имеет канал для закачки реакционной смеси и канал для слива продуктов реакции.

Регулирование температуры осуществляется посредством изменения расхода охлаждающего вещества (хладагента) в рубашке реактора.

В химическом реакторе установлен термодатчик, который измеряет температуру реагирующих веществ в реакторе. Он формирует сигнал Т_р, который информирует регулятор корректирующего контура (АР) о температуре реакционной смеси в реакторе.

На регулятор (АР1) поступает сигнал Т_с, который несет информацию о температуре охлаждающего вещества (хладагента).

Регулятор АР1 создает стабилизирующий контур, для более высокого качества регулирования, а значения температуры для регулирования задает регулятор АР.

После того как данные с регулятор АР и АР1 обработаны то формируется сигнал, который действует на клапан подачи хладагента. Этот сигнал определяет расход хладагента, так как для стабилизации температуры в реакторе необходимо изменить расход хладагента.

На основе приведенной выше схемы двухконтурной каскадной САР химического реактора по температуре составим, функциональную схему САР химического реактора по температуре, которая представлена на рисунке 2.

Рисунок 2. – Функциональная схема САР химического реактора по температуре

где МП – микропроцессор;

У – усилитель;

ДПТ – двигатель постоянного тока;

Р – редуктор;

Кл – клапан;

ХР – химический реактор;

ДТ – датчик температуры.