Автоматизация печи КС

Технологическая часть

Описание технологического процесса и оборудования

Обжиговые печи кипящего слоя используют для обжига концентратов тяжелых цветных металлов.

Характерной особенностью процессов протекающих в кипящем слое является то что каждая частица шихты со всех сторон омывается газами.

Особенность процесса высокий массо и теплообмен.

Шихта подаётся в приёмник 1, через запорную аппаратуру 1 и 2 подаётся газо-воздушная смесь, термометром а1 измеряется температура в камере отжига, также контроль температуры и давления осуществляется датчиками t2 (выход воды) и pt1

Параметры регулирования, контроля и сигнализации

Параметры регулирования:

1)Температура в камере 750−800 градусов регулирование происходит изменением расхода воздуха и газа

Параметры сигнализации:

1) температура в печи выше 800 ºС

2) Температура горячей воды 150 ºС Параметры регулирования:

1) температура в печи 800 ºС

2) Соотношение газовоздушной смеси 1/25

3) Расход холодной воды в зависимости от температуры горячей воды

Специальная часть

Обоснование выбора технических средств автоматизации

Выбор средств измерения параметров процесса

Основными критериями выбора средств автоматизации являются:

1. Диапазон измеряемой величины.

2. Класс точности.

3. Условия эксплуатации.

В соответствии с диапазоном измерения и степени агрессивности среды выбирается тип датчика.

В выборе преобразователей необходимо учитывать вид сигнала, поступающего с выхода датчика. Для каждого вида сигнала существует определенный вид преобразователя, рассчитанный на работу с этим сигналом.

Исполнительный механизм выбирается в зависимости от условий эксплуатации и степени развиваемого усилия.

Основываясь на этих критериях были выбраны:

Для измерения уровня электролита в ванне используется «Волновой уровнемер серии 3300». Предназначен для измерения в жидких средах (нефть, вода, кислоты и т. д.) Применяется в химической, нефтехимической, нефтегазовой, фармацевтической и пищевой промышленности. Диапазон измерений уровня: 0,1…20. Выходной сигнал 4−20мА с цифровыми сигналами на базе HART-протокола. Степень защиты от воздействия пыли и воды — ТР66. Давление процесса до 4МПа. Температура процесса −40…−150оС, температура окружающей среды от -40 до 85оС.

Расход чистого электролита, поступающий в ванну значительно маленький (0.05 м3/ч) и это послужило главным критерием выбора массового расходомера CORIMASS (MFM — Mass Flow Meter). Состоящего из двух частей: первичного преобразователя MFS 4000 G+ Class (MFS — Mass Flow Sensor) и преобразователя сигнала MFC 081 (MFC — Mass Flow Converter). Диапазон измеряемого расхода: 0,006…30кг/мин. Температура измеряемой среды −50…−200оС; температура окружающей среды −30…−60оС. Потребляемая мощность 18ВА; предел допускаемой относительной погрешности измерений расхода составляет 1%; выходной сигнал 4−20 мА.

Расход электролита, поступающего на переработку маленький (5 м3/ч) и это послужило главным критерием выбора массового расходомера CORIMASS (MFM — Mass Flow Meter). Состоящего из двух частей: первичного преобразователя MFS 4000 G+ Class (MFS — Mass Flow Sensor) и преобразователя сигнала MFC 081 (MFC — Mass Flow Converter). Диапазон измеряемого расхода: 0,006…30кг/мин. Температура измеряемой среды −50…−200оС; температура окружающей среды −30…−60оС. Потребляемая мощность 18ВА; предел допускаемой относительной погрешности измерений расхода составляет 1%; выходной сигнал 4−20 мА.

Для измерения показателя рН электролита используется преобразователь «Mycom CLM 152» Данный преобразователь предназначен для измерения рН или потенциала редокс (окислительно-восстановительного потенциала) в различных областях промышленности. Модульная конструкция и совместимость с различными типами сенсоров обеспечивают оптимальную адаптацию к различным задачам измерения и управления.

Данный преобразователь используется в комплекте с электродами ДМ-5М-3 с корпусом из титана, с электролитическим ключом из полипропилена, укомплектованным электродом ЭСП-06−14(7) с длиной кабеля 170 см.

Регулирование уровня электролита в ванне в зависимости от расхода чистого электролита и регулирование количества расхода электролита на переработку, который должен поддерживаться постоянным осуществляется путем изменения положения заслонок в трубопроводах с помощью электрического привода модели SAR M/GS с блоком управления AUMA MATIC. Для привода допустимая температура окружающей среды −25…−60оС. Входной сигнал аналоговый 4−20мА, выходной сигнал 4−20мА. Пылевлагозащищенность IP67, класс изоляции F. Напряжение питания 380В/50Гц/3ф. Технические характеристики блока управления AUMA MATIC: Пылевлагозащищенность IP67, допустимая температура окружающей среды −25…−70оС.

Для организации контроля и регулирования выбирается микропроцессорный контроллер DL 405. В нем используется 450 модель процессора. Блок процессора D4−450 имеет 4 встроенных коммуникационных порта, встроенный пид-алгоритм, время выполнения команды 0,96мкс, объем памяти 30,8к слов. В левой части размещается вторичный источник питания (Вип).

Вин обеспечивает электропитание всей аппаратуры каркаса от первичных сетей разного типа. На панели блока расположены индикаторы состояния, два сетевых порта и замковых переключатель режимов. На задней панели блока расположены два разъема — P/S и CPU. Блок процессора включает в себя коммутационный порт RS232С, который используется для подключения контроллера к ЭВМ. Для подключения некоторых контроллеров к ЭВМ используется сетевой порт RS422/485.Картридж D4-ЕЕ с электрическим стиранием необходим для хранения прикладной программы и системных параметров, а так же установок. DL-405 обрабатывает и формирует сигналы различного типа (дискретные, аналоговые), позволяет выводить технологические сообщения и текущие значения параметров на дисплей. Так же он осуществляет ПИД-регулирование с помощью ПИД-сопроцессора, который в соответствии с сигналом ошибки вырабатывает управляющее воздействие. Программирование контроллеров может производится с помощью пакета программирования под Windows — DirectSOFT.

Для организации связи оператора со схемой контроля и регулирования (вывода результатов измерений технологических параметров и ручного управления в случае необходимости) используется ЭВМ. В него входит:

AMD Athlon 2100MHz/NVIDIA GeForce MX440/Realtek AC'97 Audio/768MbDDR/120GbHDD/CD-ROM52x. ЭВМ работает под