Анализ и синтез систем автоматизации технологических процессов
ВВЕДЕНИЕ
Автоматизация технологического процесса – это совокупность методов и средств реализации системы или систем, которые позволяют управление самого процесса без непосредственного участия человека, или, чтобы сделать наиболее ответственным решения права человека.
В данной выпускной квалификационной работе мы рассмотрим электрическую термопечь для обжига цинкового концентрата в кипящем слое, как объект автоматизации, в частности регулирования мощности нагрева для обеспечения заданного температурного режима.
На основании функциональной схемы автоматизации мы модернизируем схему структурную, схему подключения датчиков и исполнительных механизмов установки термопечи КС.
Выполним построение частотных и временных характеристик скорректированной САР, выполним выбор корректирующего устройства (ПИД-регулятора) и расчет значений его коэффициентов. Произведем оценку качества динамических характеристик скорректированной системы, проведем проверку на наблюдаемость и управляемость объект
СОДЕРЖАНИЕ
АННОТАЦИЯ2
ВВЕДЕНИЕ3
1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ4
1.1Автоматизация процесса обжига цинкового концентрата в кипящем слое4
1.2 Обоснование необходимости модернизации автоматизированной системы регулирования температуры термопечи обжига цинкового концентрата в кипящем слое9
1.3 Требования к системе автоматизированной системы регулирования температуры обжига цинкового концентрата в кипящем слое10
1.4 Цель и задачи выпускной квалификационной работы12
2 РАЗДЕЛ АВТОМАТИЗАЦИИ13
2.1 Обоснование выбора новой структуры модернизируемой системы автоматизации13
2.2 Идентификация технологического объекта АСР температуры термопечи КС15
2.3 Анализ и синтез АСР температуры термопечи КС26
2.4 Анализ показателей качества регулирования АСР температуры обжига цинкового концентрата в кипящем слое на входе в регулятор процесс термопечи с оптимальными параметрами регулятора.29
2.5 Выбор технических средств автоматизации.31
2.5.1 Выбор микропроцессорного контроллера31
2.5.2 Выбор датчика уровня и исполнительного механизма40
2.5.3 Выбор насоса перекачки сырья44
2.6 Разработка структурной схемы45
2.7. Разработка схемы подключения47
ЗАКЛЮЧЕНИЕ49
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ50
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
Руппель А.А. Анализ и синтез систем автоматизации технологических процессов [Текст]: учеб. пособие / А.А. Руппель. – Омск: Изд-во СибАДИ, 2013. – 161 с.
Идентификация объектов автоматизации технологических процессов в среде MATLAB: Методические указания к лабораторным работам / А-й А. Руппель, А-р А. Руппель. – Омск: Изд-во СибАДИ, 2003. – 30 с.
Щербаков В.С. Основы моделирования систем автоматического регулирования и электрических систем в среде MATLAB и Simulink [Текст]: учеб. пособие / В.С. Щербаков, А.А. Руппель, В.А. Глущец. – Омск: Изд-во СибАДИ, 2003. – 160 с.
Щербаков В.С. Теория автоматического управления. Линейные непрерывные системы [Электронный ресурс]: учеб. пособие / В.С. Щербаков, И В. Лазута – 2-е изд., дериватив., испр. (эл.); кафедра «автоматизация производственных процессов и электроника». – Электрон. Дан. – Омск: СибАДИ, 2017. – 142 с.
Щербаков В.С. Оформление курсовых и выпускных квалификационных работ по направлению «Автоматизация технологических процессов и производств» [Текст]: учеб. пособие / В.С. Щербаков, А.А. Руппель, И.В. Лазута и др. – Омск: Изд-во СибАДИ, 2011. – 128 с.
Термические печи для производств, лабораторий и мастерских [Электронный ресурс] // Термал: [Сайт]. URL: https://www.muf-pechi.ru/ (дата обращения: 25.11.2017 г.).
ООО «Специальные технологии» [Электронный ресурс] // Завод ООО
«Специальные технологии»: [Сайт]. URL: http://spec-tech.ru/ (дата обращения: 18.11.2017 г.).
Салтыков А. Ю. Модернизация автоматизированной системы управления методической печью [Текст]: Молодой ученый / Салтыков А. Ю., Соловинюк А. Е., Силаев А. А. — №6. — 2017. — 83-86 с. [Сайт]. URL: https://moluch.ru/archive/140/39537/ (дата обращения: 07.06.2018).
Смирнов М.А. Основы термической обработки стали [Текст]: учеб. пособие / Смирнов М.А., Счастинцев В.М., Журавлев Л.Г. – Екатеринбург: Изд-во Институт физики металлов, 1999. – 488 с.
Ассонов А.Д. Технология термической обработки деталей машин
1. Загружаем в рабочую область MATLAB исходные данные для составления файла данных с помощью команды:
>> loaddatta
2. Указываем интервал дискретизации:
>> ts=0.1
3. Для объединения исходных данных в единый файл переместим команду:
>> dan = iddata(y(701:800), u(701:800), ts)
Сформированный файл указывает, что он содержит результат 100 измерений с интервалом дискретизации 0,1 с. Входными переменными является массив u1, выходным параметром y1. [2]
4. Для наглядности сформированного файла необходимо в его структуру ввести обозначения входных и выходных данных:
>> dan.outputn = ’Температурный режим’
>> dan.inputn = ’Мощность’
5. Для указания размерностей параметров файла данных необходимо воспользоваться командами:
>> dan.outputUnit = ’град Ц’
>> dan.inputUnit = ’кВт’
6. Для графических представлений данных можно воспользоваться команд