Автоматизация процесса мокрого помола сырья в трубной шаровой мельнице (стр. 3 из 5)
При работе рассмотренного каскада регулирования в качестве самостоятельного регулятора влажности необходимо периодически изменять его задания, поскольку происходит постоянный «уход» вязкости шлама от заданной величины. С этой целью в схеме предусмотрен каскад регулирования, состоящий из вискозиметра и регулирующего прибора прерывистого действия. Такой регулятор при большом запаздывании и плавном изменении регулируемой величины (что наблюдают при применении промежуточного каскада) позволяет улучшить динамическую характеристику регулирования".
В последние годы институт ВИАСМ проводит работы по созданию усовершенствованной системы управления процессом мокрого помола сырья в мельницах при помощи УВМ. Для этой цели использована УВМ «Днепр-1». Она позволяет вводить информацию от релейных частотных, а также аналоговых преобразователей, обладающих унифицированным выходом 0–5 мА. В принятой схеме УВМ воздействуют на параметры настройки системы автоматизации, поддержания их оптимальными в соответствии с принятым алгоритмом управления. В связи с тем что с течением времени необходимо корректировать коэффициент передачи и задания системы регулирования из-за изменения свойств подаваемого материала, перегрузки мельницы, уменьшения во времени шаровой загрузки, с выходных устройств УВМ в систему регулирования подаются корректирующие сигналы. .
Управляющее воздействие для изменения коэффициента передачи подается с аналогового выхода УВМ на вход автоматического, самопишущего потенциометра с реостатным задатчиком. Напряжение прямого сигнала электроакустического преобразователя, зависящее от положения реостатного задатчика автоматического потенциометра, суммируется с напряжением сигнала обратной связи по расходу регулируемого компонента (воды или материала) и с напряжением управляющего воздействия от УВМ по изменению задания. Суммарный сигнал поступает на вход регулируемого прибора. Основные преимущества этой схемы заключаются в том, что использована аппаратура, серийно выпускаемая промышленностью.
Контроль влажности материала
Одним из технологических параметров характеризующих режим мокрого способа производства, является влажность материала на выходе из цепной завесы. Она обусловливает гранулометрический состав материала, скорость движения его в последующих зонах, интенсивность теплопередачи от газа к материалу, пылеунос из печи. Непрерывная информация о влажности материала за цепной завесой необходима для опережающего контроля в системе управления печью.
Для технологических линий сухого способа производства важным параметром является степень декарбонизации материала после запечных теплообменных устройств. Использование этого параметра позволит системе управления заранее воздействовать в нужном направлении на подаваемое в декарбонизатор или печь топливо.
Контроль этого параметра производится нейтронным методом, заключающимся в использовании замедления нейтронов при их упругом рассеянии на ядрах атомов водорода (контроль влажности) или углерода {контроль степени декарбонизации). Нейтронный метод положен в основу разработанного Гипроцементом и ВНИИРТом (Всесоюзным научно-исследовательским институтом радиационной техники) нейтронного влагомера НИВА-2 (рис. 5).
Рис.5 Нейтронный влагомер НИВА-2
Основу данного влагомера составляют детектирующее устройство (ДУ), устанавливаемое у корпуса печи, и электронно-измерительный блок.
Детектирующее устройство состоит из плутоний-берллиевого источника быстрых нейтронов с выходом порядка 105 нейтрон/с, четырех высокоэффективных гелиевых счетчик медленных нейтронов типа СИМ-18-1 и электронного блока усиления и формирования импульсов. Электронно-измерительный блок выключает в себя измерительно-пересчетный блок (БИП), блок таймера (БТ), блок управления (БУ) и блок преобразований индикация (БПИ), с выхода которого сигнал поступает на вход ЭВМ и на вторичный прибор.
Пределы измерения влажности, но шкале прибора 3—25 %, основная погрешность 1,5%. Устройство с 1977 г. эксплуатируется на трех печах Себряковского цементного завода. В дальнейшем оно было усовершенствовано НПО Промавтоматика путем перевода электронно-измерительного блока на микросхемы и модернизации ряда устройств; оно получило название НИВА-2М. Применение его на Себряковском заводе и в ПО Акмянцементас дает экономический эффект в 8—10 тыс. руб. в год на одну печь.
Особенностями АСУТП помола сырья являются:
алгоритм управления процессом в переходных режимах, необходимый для ввода технологического процесса в режим после пуска мельницы и подачи в нее сырья, а также при длительных перебоях в его поступлении;
алгоритмы диагностики ряда нарушений технологического процесса, таких как “завал”, “замазывание” и др.;
увеличение числа и централизация сигналов технологических параметров — как дискретных, так ианалоговых, и вывод их на дисплей и печать
возможность использования в АСУТП более сложных законов регулирования;
оптимальное управление, гарантирующее лучшее качество управления процессом;
реализация непосредственного цифрового управления (НЦУ) исполнительными механизмами, управляющими подачей сырья и воды в мельницу. Исходной информацией в АСУТП являются дискретные сигналы о работе мельницы и вспомогательных механизмов, поступлении сырья в мельницу и др., а также аналоговые сигналы о расходе воды и сырья, загрузке мельницы материалом, вязкости шлама, токе нагрузки и активной мощности главного привода.
Требования к автоматизированным системам контроля и управления
текущий контроль технологических параметров;
обнаружение нарушений технологического процесса и аварийных ситуаций;
расчет средних за определенныйпериод значений показателей работы мельницы, а также среднеквадратичных отклонений;
регистрация и учет времени работы оборудования и перебоев в подаче сырья.
Уровень загрузки мельницы в зоне дробления, с помощью усилительно-преобразующего блока УПБ1.
Уровень загрузки и состояния материала в зоне шламообразования с помощью УПБ2.
Вязкость сырьевого шлама - ротационным вискозиметром РВ.
Расход воды - дифманометром ДМ.
Расход известняка - положение ножа исполнительного механизма ИМ., или положением индукционного датчика весов.
В системе управления процессом реализован контур управления загрузкой мельницы сырьем и расходом воды по косвенным переменным. В контуре управления расходом воды учитываются показания индикатора вязкости на выходе из мельницы, и осуществляется самонастройка этого контура.
Каскад управления загрузкой сырьем и расходом воды по косвенным переменным (вибрационным сигналам) обеспечивает удовлетворительную компенсацию значительнойчасти высокочастотных возмущений. Каскад управления с использованием показании индикатора вязкости шлама компенсирует низкочастотные возмущения, не воспринимаемые промежуточным сигналом.
На рисунке представлена блок-схема КТС АСУТП. На экран дисплея оператор может о любой момент вывести интересующую его информацию о любой мельнице; на печатающем устройстве в конце смены производится распечатка технико-экономических показателей работы системы и агрегатов цеха за 8 ч.
Для получения таких положительных эффектов автоматическая система регулирования должна удовлетворять следующим требованиям:
• Обеспечить статическую ошибку - не более 0,05 %.
• Максимальное перерегулирование σ, – не более 10 %.
• Время регулирования tр - не более 50 с.
• Время нарастания – не более 15 с.
• Запас устойчивости по амплитуде - не менее 10 дБ.
• Запас устойчивости по фазе - от 30 до 80 град.
Раздел автоматизации
Исходные данные к проекту:
1. Регулируемая величина: Влажность шлама.
2. Объект автоматизации: Трубная шаровая мельница.
3. Исходные данные для идентификации объекта автоматизации –dan(301:400)
4. Интервал измерения (время дискретизации) – ТS= 3 с.
5. Передаточные функции:
• Датчика: Кg = 3.
• Регулируемого органа: Кро = 0,03.
• Исполнительного механизма:
Обоснование по выбору новой структуры модернизируемой системы автоматизации:
В исходную схему системы автоматического регулирования влажности шлама в трубной шаровой мельницы мы добавляем ПИД-регулятор для выполнения требований предъявленных к данной системе.
Из общего процесса регулирования, выбираем контур регулирования влажность шлама.
На основе функциональной схемы контура регулирования САР процесса регулирования влажности шлама в трубной шаровой мельнице, составим структурно-функциональную схему, для определения автоматического регулятора, рис. 6 .
 |
Рис. 6 . Структурно-функциональная схема контура регулирования САР процесса регулирования влажности шлама
На структурно-функциональной схеме приняты следующие обозначения:
Зад – задатчик влажности
Р – регулирующий орган
ИМ – исполнительный механизм
ТОУ – технологический объект управления
Т – датчик влажности
Для анализа САР процесса регулирования влажности шлама в трубной шаровой мельницы, составим алгоритмическую схему.
 |
Рис.7. Алгоритмическая схема контура регулирования САР процесса регулирования влажности шламав трубной шаровой мельницы