Автоматизация экстрактора противоточного типа (стр. 1 из 3)

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Агроэнергетический факультет

Курсовой проект

по дисциплине «Технические средства автоматизации»

Тема: « Автоматизация экстрактора противоточного типа»

Студент 4 курса 2 эа группы

Алейчик Д.В.

Руководитель Павловский В.А.

Минск 2010

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

1. ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ

2. ОБОСНОВАНИЕ ПРИБОРОВ И УСТРОЙСТВ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ

2.1 Выбор датчика давления в теплообменнике 1

2.2Выбор датчика концентрации

2.3 Выбор расходомера

2.4 Выбор датчика температуры

2.5 Выбор регуляторов

2.6 Выбор уровнемера

3. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОНТРОЛЛЕРА

4. СПЕЦИФИКАЦИЯ НА ВЫБРАННЫЕ СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение

В настоящее время развитие научно - технического прогресса позволяет людям чувствовать себя более комфортно. Научно-технический прогресс связан с комплексной механизацией технологических процессов и широким применением средств автоматизации. Современные научно-технические преобразования в технологии производства приводят к тому, что информационных данных даже квалифицированным специалистам недостаточно для того, чтобы эффективно управлять сложными технологическими процессами на животноводческих комплексах, птицефабриках, тепличных комбинатах. Для выполнения поставленных задач по повышению эффективности производства необходимо широкое внедрение современных приборов и средств автоматизации, создание эффективных систем управления технологическими процессами. Новые возможности для высокоэффективной автоматизации технологических процессов производства открывает применение микропроцессорных средств автоматизации в системах управления. Создаются предпосылки для применения в сельскохозяйственном производстве в больших масштабах высокопроизводительных энерго- и ресурсосберегающих технологий.

Внедрение и эксплуатация современной техники автоматизации, повышение эффективности ее использования возможно лишь с участием высококвалифицированного персонала, владеющего технической базой автоматизации, основами разработки и проектирования автоматических и автоматизированных систем управления технологическими процессами в различных отраслях сельскохозяйственного производства.

Задачей данного курсового проекта является наиболее оптимальный выбор технических средств автоматизации для реализации технологического процесса экстрактора противоточного типа

1. ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ

АВТОМАТИЗАЦИЯ ЭКСТРАКТОРА ПРОТИВОТОЧНОГО ТИПА

Извлечение целевого компонента из твердой фазы происходит в горизонтальном шнековом экстракторе 2, обогреваемом паром. Растворитель (вода) перед подачей в экстрактор подогревается в теплообменнике 1 паром (Р=20кПа). Экстракт сливается в промежуточный сборник3, откуда откачивается на дальнейшую переработку центробежным насосом 4.

Регулирование:

Концентрация экстракта (расходом воды)Расход пара в аппарате 1 (по расходу воды)

Регистрация:

Концентрация экстрактаРасход экстракта

Измерение:

Температура экстракта

Расход водыРасход пара в аппарате 2Давление пара в аппарате 2Давление пара перед аппаратом 2

Сигнализация:

Уровень в сборнике 3

Давления воды перед теплообменникомДавление пара перед теплообменником

Автоматическая блокировка:

Отключение пара в аппарате 1 при снижении P водыОтключение воды при повышении Н в сборнике 3Отключение электродвигателя экстрактора при снижении давления воды

Управление:

Включение и отключение насоса 4

Включение и отключение электродвигателя экстрактора

2. ОБОСНОВАНИЕ ПРИБОРОВ И УСТРОЙСТВ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ

При выборе технических средств автоматизации экстрактора противоточного типа требуется учитывать следующие факторы: повышенная агрессивность среды и все датчики, регуляторы, трубопроводы и другие средства автоматизации имеющие контакт с продуктом должны быть выполнены из нержавеющей стали, с нанесением на них антикоррозионных покрытий. Также необходимо учитывать возможное влияние материалов, из которых они изготовлены, на качество пищевого продукта.

Класс точности измерительных приборов составляет 0,25 – 1,5, порог чувствительности – 0,05 – 0,1 % от диапазона измерения, быстродействие – не более 16. Для нашей установки примем:

· класс точности измерительных приборов – 1;

· порог чувствительности – 0,07 %;

· быстродействие – не более 10 с.

Достижение этих показателей возможно при использовании малоинерционных чувствительных измерительных элементов.

2.1 Выбор датчика давления

В данной работе нужно выбрать два измеряющих датчика давления. Первый измеряет давления воды из сети на входе в теплообменник 1. Второй измеряет давление пара в шнековом экстракторе.

Характеристики датчика давления x|act ci:

Диапазоны давления: от 0…0,16 до 0…10 бар, абсолютное, избыточное, разрежение

Основная погрешность: 0,2 % ДИ

Выходной сигнал: 4…20 мА, HART-протокол

Сенсор: емкостной керамический

Диапазон температур измеряемой среды: -25…+125°C

Класс защиты: IP 67

Механическое присоединение: VARIVENT®, M20x1.5, G½", G¾", G1", G1½", фланец (DN25-DN80), пищевые исполнения (DIN 11851, Clamp)

Электрическое присоединение: M12x1, кабельный ввод

Применение датчика давления x|act ci:

Пищевая и химическая промышленность

Датчик давления x|act ci был разработан с учётом высоких требований современной промышленности. Основной элемент датчика - керамический сенсор DSK 701 из 99,9% Al2O3 (до 1 бар) или 96% Al2O3.

Благодаря применяемому типу сенсора x|act ci может использоваться в агрессивных и густых средах, а также в средах, содержащих сухой остаток вещества. Порт для подключения давления выполнен из нержавеющей стали 1.4571 (316Ti). По запросу возможно применение других материалов. Различные варианты механических присоединений и материалы уплотнений позволяют использовать датчик в пищевой и химической промышленности.

Преимущества и особенности датчика давления xact ci:

-влияние температуры менее 0,1% ДИ/10К в температурном диапазоне -25…85°С

-штампованный алюминиевый корпус по классу защиты IP 67 для работы в сложных условиях

-различные варианты расположения дисплея для датчика в корпусе из нержавеющей стали

-настройка прибора при помощи клавиш на модуле дисплея

-долговременная стабильность калибровочных характеристик

-продолжительный срок службы

2.2 Выбор датчика концентрации

прибор датчик теплообменник экстрактор

Датчик выберем из каталогов или интернета, главное чтобы датчики соответствовали данному технологическому процессу

Преобразователь концентрации IET40

Датчик концентрации может комбинировать два коэффициента измерения и, используя ПО под ОС Windows™ для конфигурации выходов 4-20мА, измерять проводимость, % концентрации раствора, температуру, PPM или солёность.

Интерфейс RS485 обеспечивает управляемый доступ ко всем конфигурационным параметрам и измерениям датчика проводимости в режиме on-line.

Работу оператора облегчает наличие 3-строчного монохромного ЖК-дисплея с подсветкой, который отображает измеряемые значения и состояние системы.

Разработан для пищевой, молочной, пивоваренной промышленности

Особенности:

-Два аналоговых выхода 4-20 мА и интерфейс RS485

-ЖК-дисплей, 3 строки по 12 символов

-Полная настройка устройства через ПО под ОС Windows™

-Измерение проводимости, % концентрации раствора, солёности и температуры

-IP66 корпус из нержавеющей стали

-Безэлектродный съёмный датчик проводимости

-Сопротивление тепловым всплескам до 135 °С при паровой стерилизации

-Быстрый отклик температуры t 90 < 10 сек

-Недорогой кабель подключения

-Работает на низком напряжении

-Прост в установке

-Сохранение и загрузка файла конфигурации датчика на ПК.

-Постоянное измерение концентрации, проводимости, температуры .

Параметр	Значение
Максимальная постоянная температура	100°С
Кратковременная максимальная температура	135°С
Максимальное рабочее давление	100 psi (6.5 бар)
Минимальный размер трубы для установки датчика	63.5 мм
Диапазоны измерений датчика проводимости	0 - 1000 mS/cm автоматическое переключение диапазонов от -20 до +150°С или 0 - 272°F
Класс точности	±1%
Выходы преобразователя проводимости	2 х 4-20 мА с изоляцией до 2 кВ от измер. среды и трубопровода. Нагрузка до 750 Ом (ограничено питанием). Последовательный интерфейс RS485.
Дисплей	Встроенный 3-строчный, Зб-символьный ЖК-дисплей с подсветкой для отображения измеряемых значений, аналоговых выходов и сообщений об ошибках
Окружающая температура	-20 to +50°С
Корпус	Нержавеющая сталь
Напряжение питания преобразователя концентрации	12 - 30 В DC, 14 - 24 В AC RMS макс, нагрузка 150 мА при 12 В DC
Габариты/вес	125 х 125 х 185 мм, около 2 кг.

2.3 Выбор расходомера

Технические характеристики IET40

В данной работе необходимо подобрать расходомер на выходе из шнекового экстрактора. Выберем уже знакомый нам, по курсу лабораторных работ по техническим средствам автоматизации, РСМ-05.