Введение. 
Автоматизация процесса кристаллизации

Цель управления процесса кристаллизации заключается в обеспечения текучести, необходимо получать кристаллы одинакового размера В качестве объекта управления при автоматизации процесса представлен кристаллизатор с выносным холодильником. Показателем эффективности процесса является размер полученных кристаллов. Для обеспечения текучести и неслеживаемости кристаллических веществ необходимо получать кристаллы одинакового размера, что и является целью управления. Размера кристаллов определяется, с одной стороны, условиями, при которых проводиться процесс (температурой в аппарате, интенсивностью охлаждения и перемещения раствора), а с другой — свойствами поступающего на кристаллизацию раствора (степенью насыщения твердой фазой, т. е. начальной концентрацией, а также температурой, содержанием примесей) постоянство температуры в кристаллизаторе можно обеспечить изменением расхода хладоносителя. Интенсивность охлаждения раствора при постоянной температуре в аппарате будет определяться скоростью прохождения раствора через аппарат; для поддержания ее на постоянном уровне стабилизирует расход раствора. Интенсивность перемешивания раствора в кристаллизаторе при использовании насоса с постоянным характеристиками можно считать постоянной. Концентрация твердой фазы в исходном растворе, температура его и наличие примесей являются начальными параметрами процесса, определяемыми предыдущими технологическим процессом. Их изменения будут приводить к нарушению технологического режима кристаллизации. В связи с тем, что кристаллизатор поступают многочисленные возмущения, в качестве регулируемой величине следовало бы взять размеры кристаллов. Однако пока отсутствуют датчики как непосредственного, так и косвенного измерения размеров кристаллов, поэтому ограничиваются стабилизацией температуры в аппарате. Для поддержания материального баланса кристаллизатора следует стабилизировать уровень в аппарате. Регулирующим воздействием при этом может быть изменение расхода суспензии. Маточный раствор выводиться из аппаратов за счет перелива, поэтому его расхода не регулируется. Стабилизация указанных параметров, как правило, обеспечивает заданные размеры кристаллов. Контролировать следует расходы поступающего раствора, маточного раствора, суспензии и хладоносителя, их температуру, уровень и температуру в кристаллизаторе. Контролируются и сигнализируются, кроме того, параметры насосов раствора и суспензии.

Схема автоматизации процесса кристаллизации: Холодильник, 2- кристаллизатор, 3- насос для суспензии, 4- циркуляционный насос.

Выбор и обоснование средств автоматизации.

На функциональной схеме изображены все средства автоматизации, необходимые для контроля и регулирования параметров которые в свою очередь обеспечивают стабильность работы связанных между собой агрегатов.

Главным параметром является температура исходного раствора на входе в кристаллизатор. Его регулирование осуществляется набором следующих средств автоматизации.

В качестве датчика выбираем термоэлектрический преобразователь который обладает унифицированным сигналом, воспринимаемым вторичным прибором с нормирующем преобразователем. Чувствительный элемент термопары представляет собой два термоэлектрода, сваренных между собой на рабочем конце в термопару (спай) и изолированных по всей длине при помощи одноили двухканальных трубок и бус из пирометрического фарфора и окиси алюминия. Чувствительный элемент помещается в защитную арматуру, в комплект которой входит водозащищенная головка с колодкой зажимов. Двойные термометры имеют два электрических изолированных чувствительных элемента. Спай поверхностного термоэлектрического термометра электрически соединен с защитной арматурой. Свободные концы термометра через колодку зажимов присоединяются к вторичному прибору или преобразователю. Существует несколько видов термопар, такие как: хромель-копелевая, платинородиевая, хромель-алюмелевая, вольфрам-рениевая и т. д. Для диапазона 200−1200⁰С подходит платинородий — платиновая термопара ТПП 0679, пределы измерения которой 0 — 1300⁰С; хромель-алюмелевая термопара ТХА-0179, пределы измерения которой-50 — 900⁰С и платиновый термопреобразователь сопротивления ТСП-8054, пределы измерения которого-50 — 400⁰С, латуневая ТСП-1079 предел измерений 0.50. В качестве вторичного прибора выберем показывающий и регистрирующий прибор КСУ-2 мод.086, предназначенный для измерения и регистрации активного сопротивления, силы и напряжения постоянного тока, а также неэлектрических величин, преобразованных в указанные сигналы.

Роль преобразователей будет осуществлять прибором вторичный регистрирующий и показывающий самопишущий НСХ-50М. Диапазон измерений 0.50°С Ш-79.

Регулирование температуры сушильного агента на входе в барабан осуществляется с помощью изменения расхода исходного раствора.. Для регулирования этого соотношения используется следующий набор средств автоматизации. кристалл холодильник насос В качестве первичного преобразователя для измерения расхода топлива выбрана диафрагма с кольцевыми камерами ДКС 0,6−50, условный проход, которой 50 мм (выбрана в соответствии с диаметром трубопровода). Измерение расхода диафрагмой осуществляется по методу переменного перепада давления.

В качестве нормирующего преобразователя (для преобразования пневматического сигнала в электрический) используется датчик давления Сапфир-22ДД-2430, предназначенный для непрерывного преобразования разности давлений в унифицированный выходной сигнал. Сапфир-22ДД-2430 с унифицированным выходным сигналом, который поступает на вторичный прибор КСУ-2. Сигнал с КСУ-2 поступает на регулятор Р-27.3, где вырабатывается регулирующее воздействие, которое далее поступает на БРУ-42, с БРУ-42 сигнал поступает через диафрагма с кольцевыми камерами р_у=0.6 МПа, Д_у=100мм ДКС 0.6−100 в регулирующий орган.

Температура маточного раствора на выходе контролируются следующими наборами средств автоматизации. Первичным прибором является термоэлектрический преобразователь типа латуневая ТСП-1079 предел измерений 0.50⁰С.Сигнал поступает на регулятор Р-27.3, где вырабатывается регулирующее воздействие, которое далее поступает на БРУ-42, с БРУ-42 сигнал поступает через диафрагма с кольцевыми камерами р_у=0.6 МПа, Д_у=100мм ДКС 0.6−100 в регулирующий орган.