микроконтроллер необходим нормирующий преобразователь «БУТ- 10». На выходе нормирующего преобразователя унифицированный токовый сигнал (от 0 до 5 мА). Выходной сигнал преобразователя непосредственно передается на вход микроконтроллера. Информация о температуре выходящего серного ангидрида микроконтроллером сравнивается с заданием, микроконтроллер изменяет значение токового выхода (от 0 до 5мА) поступающего на вход магнитного усилителя. В свою очередь магнитный усилитель преобразует входной сигнал. В постоянное напряжение, поступающее на якорную цепь двигателя постоянного тока. При изменении входного сигнала (от 0 до 5 мА) изменяются обороты двигателя (от 30 до 500об/мин). Двигатель через редуктор соединен с ленточным транспортером, подающим серу в печь, таким образом температура выходящего газа при постоянном потоке воздуха зависит от количества поступающей серы в печь.
Для оптимального протекания технологического процесса обжига серного ангидрида, необходимо поддержания серы в печи в взвешенном состояния в ходе окисления серы, поэтому необходимо поддерживать постоянную разность давлений на входе и выходе из печи (поз. 101); создаваемый перепад давлений воздуха комовой серы находящейся во взвешенном состоянии при прохождении нагнетаемого воздуходувкой (поз. 102), воздушного потока подается на преобразователь «Сапфир 22 ДД». Его выходной сигнал (электрический унифицированный сигнал (от 0 до 5 мА)) поступает на вход микроконтроллера, текущее значение перепада давления, создаваемого, «кипящем» слоем комовой серы микроконтроллер сравнивает с заданием. Если значение перепада давления неровно заданному, микроконтроллер изменяет значение выходного значения , поступающего на электропневматический преобразователь «ЭП – 3211». В свою очередь изменяется выходное значение давления на выходе электропневматического преобразователя «ЭП – 3211» подаваемого на пневматический
исполнительный механизм «ПСПТ – 1». ОН установлен на воздуховоде по которому в печь поступает атмосферный воздух. Изменение значения давления на входе «ПЕП – Т – 1» приведет изменения положения регулирующего органа (шибера) и как следствие изменяется расход воздуха. В следствии того будет скомпенсировано отклонение перепада давления в печи от задания.
Так же для полной информации об объекте необходимо, ввести в микроконтроллер текущее значение расхода воздуха подаваемого на окисление в печь обжига серы. Для этого на воздуховоде, по которому подается атмосферный воздух, установлен датчик диафрагма: «ДБ 2.5 – 500». Создаваемый перепад давления диафрагмы при прохождении воздушного потока подается на дифманометр «Сапфир – 22ДД». Его выходной электрически унифицированный сигнал поступает в микроконтроллер, где напоминается и передается через стандартный модем на центральную электронно - вычислительную машину, где текущее значение регистрируется и отображается на мониторе.
При работе воздуходувки (поз. 102), происходит нагрев подшипников скольжения. Превышение температуры масла, подаваемого под давлением в подшипники скольжении, выше 80С может привести к выходу из строя привода воздуходувки.
3. Синтез и анализ автоматической системы регулирования температуры.
Процессы химической технологии (при рассмотрении её с точки зрения задач управления) обычно предоставляют в виде динамических систем, поведение которых во времени определения текущими значениями ряда характерных величин – расходов, протекающих через аппараты, веществ их температуры, давления концентрации и т.д. При нормальном протекании процесса эти величины имеют определённые, так называемые количественные значения. В силу ряда внешних причин (изменение состава и расходов и др.) или явлений протекающих в самом аппарате, указанные величины могут отклоняться от номинальных значений. Это приводит к нарушению процесса, снижению количества и качества продукции, интенсивному износу оборудования. Чтобы процесс протекал нормально им необходимо управлять. Управление – целенаправленное воздействие на объект, которое обеспечивает его оптимальное функционирование и количественно оценивается величиной критерия качества. Критерии могут иметь технологическую или экономическую природу.
Различают величины входные и выходные. Под входными величинами понимают: изменение расхода вещества, его состава количества подаваемого тепла, количества подаваемого тепла и т.д. к выходным величинам относятся: температура вещества, концентрация, влажность и д.р. Состояние объекта в каждый момент времени определяется значениями его выходных величин.
Во время работы выходные величины отклоняются от заданных значений под действием возмущений, и получается рассогласование между текущими и заданными значениями выходных величин объекта. Если при наличии возмущений объект самостоятельно обеспечивает нормальное функционирование, то есть самостоятельно устраняет возмущающее рассогласование выходной величины, то он не нуждается в управлении. Если
же объект не обеспечивает выполнение условий нормальной работы, то для нейтрализации влияния возмущений на него оказывается управляющее воздействие (изменение с помощью исполнительного устройства), таким образом, в процессе управления на объект наносятся управляющие воздействия, которые компенсируют возмущения и обеспечивают поддержание нормального режима его работы.
Управление может быть ручным или автоматическим. Ручное или автоматическое воздействия на химико – технологический объект через через исполнительное устройство осуществляет оператор, наблюдающий за ходом процесса или автоматический регулятор. Оператор следит за отклонениями режима работы объекта от требуемого и, в зависимости от этого отклонения воздействует на исполнительное устройство таким образом, чтобы процесс удовлетворял заданным условиям. При автоматическом управлении, воздействие на объект осуществляется специальным автоматическим устройством в замкнутом контуре; такое соединение элементов образует автоматическую систему управления. Частным случаем управления является регулирование. Регулированием называется поддержание выходных величин объекта вблизи требуемых постоянных или переменных значений с целью обеспечения нормального режима его работы посредством подачи на объект управляющих воздействий.
Учитывая достоинства и недостатки рассмотренных систем автоматического регулирования и свойства объекта (большёе запаздывание, входные возмущающие воздействия разнообразны и не значительны по отдельности) выбирается система автоматического регулирования по заданию. Управляющим воздействием будет изменение расхода серы подаваемой на окисление в печь обжига серы. Возмущающими воздействиями для данного объекта является:
- атмосферное давление;
- влажность окружающего возраста;
- влажность серы;
- фракции комовой серы неоднородны;
- нестабильность частоты вращения редуктора ленточного транспортёра.
3.1.Обзор и выбор методов измерения температуры сернистого ангидрида.
В устройствах для измерения температуры обычно используют изменение какого - либо физического свойства тела, однозначно зависящего от его температуры и легко поддающегося измерению. К числу свойств, положенных в основу работы прибора для измерения температуры, относятся объемное расширение тел, изменение давления вещества в замкнутом объеме, возникновение термоэлектродвижущей силы, изменение электрического сопротивления проводников и полупроводников, интенсивность излучения нагретых тел и др.
При измерении температуры используют две шкалы: термодинамическую, основанную на втором законе термодинамики и международную практическую (МПТШ - 68).
В термодинамической шкале температуру обозначают символом Т и выражают в Кельвинах (К). Единицей измерения температуры (t) в международной практической шкале служит градус (С), 1С = 1К.
Количественно температура в термодинамической и международной практической шкалах взято отношением:
Т(К)=t(C)+273,15
Температуру измеряют с помощью термометров. В зависимости от физических свойств, на которых основано действие приборов для измерения
температуры различают: манометрические термометры, термометры расширения, термоэлектрические термометры, термометры сопротивления и пирометры излучения.
Термометры расширения построены на принципе изменения объема жидкости (жидкостных) или линейных размеров твёрдых тел при изменении температуры.
Действие жидкостных термометров основано на различии коэффициентов теплового расширения термометрического вещества (ртуть или спирт) и оболочки, в которой оно находится (термометрическое стекло или кварц). Такие термометры применяются для местных измерений в пределах от – 190 до 600 С. Их основные достоинства – простота и высокая точность измерения, недостатки – невозможность ремонта, отсутствие автоматической записи и передачи показаний на расстояние.
Работа биметаллических термометров основана на различии коэффициентов теплового расширения твёрдых тел, из которых выполнены чувствительные элементы (Пластина или спиральная лента, состоящая из двух слоёв разнородных металлов).Пределы измерения таких термометров от -150 до +700 С. Они используются в качестве измерительных преобразователей автоматических систем регулирования.
Действия манометрических термометров основано на изменении давления жидкости (жидкостные), парожидкостные смеси (конденсационные), или газа (газовые), находящиеся в замкнутом объеме, при изменении температуры. Они состоят из чувствительного элемента (термобаллон), соединительного капилляра и вторичного прибора – манометра. Класс точности манометрических термометров 1,0 – 2,5. Они используются для дистанционного (до 60 м) измерение температур в пределах от – 160 до +600 С. К достоинствам относится простота конструкции, обслуживания, возможность дистанционного измерения и автоматической записи показаний, к недостаткам – невысокая точность