Реферати

Реферат: АСУ двухстадийного дроблення замкненого циклу

Алгоритми сортування. Проблема упорядочивания даних із практичної точки зору: достоїнства і недоліки п'яти різних методів сортування.

Територіальна проблема Курильськ островів. Попередня довідка. Адміністративний розподіл. Біографія Курильської проблеми. Досягнуті на сьогодні кроки.

Лідерство в управлінських відносинах. Сутність керування, поняття управлінських відносин, основні теоретичні підходи до керування. Формальне і неформальне лідерство, влада і вплив як його інструменти. Оцінка лідерських і особистісних якостей керівника працівниками лікарні.

Розробка технологічного процесу виготовлення зварювального апарата. Конструктивні особливості, призначення й умови роботи апарата. Визначення розмірів прокату, розгорнення еліптичного днища і циліндричної обичайки. Зборка елементів, що зварюються. Вибір пристосувань і механізмів для проведення зварювальних робіт.

Акцизи на алкогольну продукцію: еволюція розвитку і перспективи. Теоретичні аспекти оподатковування у виді акцизів на алкогольну продукцію. Основні елементи, порядок розрахунку розмірів цього різновиду податків. Перспективи і специфіка розвитку оподатковування у виді акцизів на алкогольну продукцію в 2011-2013 р.

Зміст

Введення

1. Формулювання галузевої задачі і загальна характеристика об'єкта, що проектується ...3

2. Аналітичний огляд сучасного стану техніки і технологій при виробництві цементу, що відноситься до об'єкта, що проектується ...5

2.1 Характеристика дроблення і дробильное

обладнання...5

2.2 Огляд існуючих систем автоматичного управління процесом дроблення...10

2.3 Вибір основного обладнання...16

3. Складання і опис функціональної схеми...18

4. Складання структурної схеми...20

5. Розрахунок регулятора досліджуваного об'єкта...25

5.1 Розрахунок регулятора методом РЧХ...26

6. Підключення датчиків до контроллера...30

7. Реалізація САР в GOOD HELP...37

Висновок...41

Список літератури...42

Додаток 1...43

Введення

Автоматизація технологічних процесів є навряд чи не вирішальним чинником підвищення продуктивності і поліпшення умов труда, поліпшення економічних показників.

Створення нових високопродуктивних технологічних процесів з великою швидкістю виконання операцій і значною одиничною потужністю агрегатів вимагає швидкодіючих і надійних технічних засобів для управління і контролю, забезпечуючих реалізацію переваг нової технології; при цьому рівень автоматизації вибирається вже при синтезі технології і, в свою чергу, багато в чому визначає цю технологію (системне проектування автоматизованих технологічних комплексів, в тому числі автоматизованого обладнання).

Технологічні процеси в промисловості будівельних матеріалів являють собою досить типові об'єкти застосування методів теорії автоматичного регулювання, але в той же час цей своєрідна область розвитку автоматизованого управління аж до створення інтегрованих АСУ організаційно-технологічного типу.

Особливе значення як основній ланці автоматизації відводиться електроприводу. Інформаційні функції електроприводу дуже великі. Електропривод дозволяє найбільш простими методами визначати силові параметри технологічного процесу, здійснювати діагностику і контроль роботи обладнання. Підвищення технічного рівня дробильного обладнання насамперед пов'язане з вдосконаленням характеристик і розширенням функціональних можливостей електроприводу.

Одним з перших етапів при виробництві будівельних матеріалів,

є процес дроблення. Розглядаючи шляхи підвищення ефективності процесів подрібнення і зниження їх енергоємності з урахуванням вітчизняного і зарубіжного досвіду, потрібно звернути серйозну увагу на оснащення дробильного обладнання сучасними коштами управління. Це можна вирішити двома шляхами за допомогою коштів локальної автоматики і за допомогою коштів обчислювальної техніки. У цей час в багатьох випадках перевага потрібно віддавати микроконтроллерам, оскільки вони постійно удосконалюються і здешевлюються. Так і досвід експлуатації АСУТП дроблення на підприємствах нашої країни і за рубежем підтверджує доцільність застосування цих пристроїв.

1. Формулювання галузевої задачі і загальна характеристика об'єкта, що проектується.

У даному курсовому проекті потрібно розробити АСУ двухстадийного дроблення замкненого циклу твердих порід для заводів потужністю більше за 10 тис. т./сут.

На мал. 1. приведена схема двухстадийного дроблення по замкненій схемі з регулюванням завантаження дробилок по показниках питомої споживаної потужності і мірі заповнення камери дроблення.

Рис. 1.1. Автоматизація двухстадийного дроблення по замкненій схемі

З бункера 1 живильник 6 завантажує дробилку першої стадії 8, звідки через конвейєр 15 і гуркіт 18 продукт дроблення поступає в дробилку 20 другій стадії. Подрешетний продукт поступає на конвейєр 19. З дробилки 20 продукт дроблення пропускається через гуркіт 18. У схемі використовуються датчики потужності 12 і 22, сигнализатори рівня 16 і 17 заповнення дробилки 20, конвейєрна вага 14, датчики рівня 4 і 5 у воронках 2 і 3, електропривод 7 і вариатор 10, виконавчий механізм 9 зміни щілини дробилки першої стадії з перетворювачем 11 і логічний пристрій 13, керуюче схемою. Конвейєр 21 є

проміжним між дробилкой повторного дроблення і конвейєром 15. Шляхом відповідних настройок систем регулювання величин живлення, питомої потужності і розміру щілини дробилки першого рівня досягається максимальна продуктивність всього комплексу.

Якщо дробилка 20 починає перевантажуватися, що фіксується датчиком потужності 22 або сигнализатором рівня 16 відповідними; сигналами, по яких логічний пристрій 13 починає зменшувати щілину дробилки 8, то підвищиться питома потужність дробилки 8 і скоротиться потік поступаючого в неї матеріалу. При зменшенні навантаження дробилки 20 система прагне збільшити потік поступаючого в дробилку матеріалу.

У системі передбачена наступна контрольно-вимірювальна апаратура.

При температурі масла в маслоотстойнике 60 °З включається вентиль, що подає воду в холодильник маслосистеми. Якщо вентиль не відкрився, то на пульт диспетчера подається звуковий сигнал і загоряється червона лампа, що сигналізує про аварію в маслоотстойнике. Вентиль знову закривається при температурі масла нижче за 55° С. Контроль температури підшипників здійснюється за допомогою апаратури вбудованого температурного захисту і сигналізації типу АТВ-29.

Як температурні датчики використовуються термометри опору, які встановлені на втулках привідний вала і втулці вала ексцентрика. При підвищенні температури підшипника вище допустимою (80° З) електричний опір напівпровідникового термосопротивления меншає, і спрацьовує реле РПТ. При цьому на пульт диспетчера подаються звуковий і світловий сигнали аварії з підшипником.

2. Аналітичний огляд сучасного стану техніки і технологій при виробництві цементу, що відноситься до об'єкта, що проектується.

2.1 Характеристика дроблення і дробильное обладнання

Одним з основних показників дробильних машин є міра подрібнення, де - середньозважений розмір шматка висхідного матеріалу, - середньозважений шматок кінцевого (готового) продукту.

Міра подрібнення залежить від конструкції дробильной машини, фізико-механічних властивостей кам'яної породи, що переробляється і абсолютної величини шматків. З збільшенням міри подрібнення продуктивність дробильних машин знижується, а витрата енергії зростає. Кожній конструкції дробильной машини при максимальній продуктивності відповідає оптимальна міра подрібнення: так, для щекових і конусних дробилок великого дроблення i=3-5. Коли потрібно велика міра подрібнення, дроблення здійснюють в декілька стадій, т. е. послідовно встановлюють ряд дробильних машин, різних по конструкції і технічним характеристикам. При цьому поступово переходять від великого до середнього і потім дрібного дроблення з таким розрахунком, щоб ефективність дроблення на подальших стадіях була вище, а витрати енергії менше.

Процес дроблення відрізняється великою витратою енергії і швидким зносом деталей машин, що знаходяться в зіткненні з матеріалом, що дробиться. Такі деталі виготовляють переважно з дорогих легованих сталей. Перед дробленням з висхідного матеріалу потрібно

видаляти фракції готового продукту, оскільки, розподіляючись між більш великими шматками, вони підвищують пружність маси, що подрібнюється. При переробці нерудних будівельних матеріалів машини можуть працювати по відкритому і замкненому циклах.

При дробленні по відкритому циклу матеріал проходить через дробильную машину тільки один раз, при цьому шматки кінцевого продукту виходять неоднаковими по величині.

При дробленні по замкненому циклу великі фракції матеріалу, що залишився на ситі після сортування повертаються на повторне дроблення. Оскільки матеріал неодноразово проходить через дробильную машину, то навантаження (циркуляційна) на неї збільшується, однак машина працює з більшою продуктивністю, ніж при відкритому циклі, і видає більш рівномірний продукт. При замкненому циклі дроблення матеріал не переизмельчается і меншають витрати енергії, а також знос робочих органів машини. Нестача замкненого циклу дроблення полягає в тому, що із зростанням числа машин і транспортуючих механізмів збільшуються висота будівель і капітальні витрати. Застосовуються одностадийние, двухстадийние, трехстадийние і рідше за четирехстадийние схеми дроблення. При визначенні числа стадій дроблення потрібно враховувати потужність підприємства, розміри шматків початкового і кінцевого продукту, а також конструкції дробилок. Число стадій дроблення є основним показником, що визначає схему дробильно-сортувального заводу.

Основними способами дроблення, здійснюваними робочими органами дробильних машин, є роздавлення (стиснення), удар, стирання і розколювання. Часто ці способи поєднують один з одним, наприклад роздавлення з ударом, удар з стиранням і т. п., при цьому комбінуються дії сил що згинають, що зрізають і що розривають.

Вибір способу дроблення залежить від фізико-механічних властивостей матеріалу (твердості, крихкості, в'язкості, загрязненности глиною, схильності до замазування дробильной камери), початкової величини шматків і необхідної міри подрібнення. Тверді матеріали найбільш ефективно подрібнюються ударом або роздавленням, пластинчаті (глина) - роздавленням в поєднанні з стиранням, крихкі матеріали (вугілля) - розколюванням.

Дробилки класифікують на щековие, конусние, валковие, молотковие і роторние. У даному курсовому проекті розглядається дробильний комплекс двухстадийного дроблення замкненого циклу на основі щековой і конусной дробилок.

Щековие дробилки застосовують як для первинного (грубого), так і для повторного або середнього (і дрібного) дроблення кам'яних порід будь-якої міцності. У цей час в промисловості нерудних будівельних матеріалів їх використовують в основному для середнього і дрібного дроблення і рідше для великого. Експлуатація щекових дробилок великого дроблення підтверджує, що вони вільно досягають паспортної продуктивності і можуть працювати з перевантаженням до 15-20 %. На відміну, наприклад від конусних, щековие дробилки більш продуктивні (хоч і більш складні), процес дроблення в них безперервний, при експлуатації допускають деякі перевантаження.

На цементних заводах застосовують щековие дробилки двох типів - з простим і складним гойданням жвавої щоки (мал. 2.1, а) остання посаджена на горизонтальну вісь, що спирається на два підшипники. Кожна точка жвавої щоки, періодично наближаючись і віддаляючись від нерухомої, описує дугу кола. Щілина між нерухомою і жвавою щоками при цьому то меншає те збільшується і шматки матеріалу, що знаходяться між ними, спочатку роздавлюються, а потім випадають з дробилки.

Рис. 2.1. Кінематичні схеми щекових дробилок:

а - з простим рухом щоки; би - зі складним рухом щоки

У дробилок зі складним гойданням жвавої щоки (мал. 2.1, би) верхній кінець її підвішений до ексцентриковому вала, що обертається, а нижній шарнірно пов'язаний тягою із задньою торцовой стінкою корпусу дробилки. При обертанні вала кожна точка щоки рухається по замкненій кривій, т. е. гойдається по дузі кола і поступально переміщається вгору - вниз вдовж щоки. Матеріал, затиснутий між щоками такий дробилки, не тільки роздавлюється, але і истирается. У таких дробилок відносно невелика продуктивність і їх в цементній промисловості застосовують рідко.

У конусних дробилках матеріал роздавлюється між поверхнями двох конусів: внутрішнім 1, що обертається і нерухомим зовнішнім 2 конусом. У залежності від типу дробилки внутрішній конус здійснює кругові коливання по одній з трьох схем. (мал. 2.1)

Рис. 2.2. Розташування конусів дробилки

В конусних дробилках з крутим конусом і підвішеним валом (мал. 2.2, а) внутрішній конус здійснює кругові коливання біля нерухомої точки О, що знаходиться на осі зовнішнього конуса, при цьому центр основи внутрішнього конуса описує коло навколо цієї осі. У конусних дробилках з крутим конусом (мал. 2.2,6) кругові коливання внутрішнього конуса 1 здійснюються з переміщенням його осі по створюючій А - В циліндра з радіусом, рівним ексцентриситету Г. В дробилках з консольним валом (мал. 2.2, в) точка О, навколо якою здійснюються кругові коливання внутрішнього конуса 1, зміщена вниз до рівня верхньої кромки зовнішнього конуса 2. При кругових коливаннях поверхня внутрішнього конуса по черзі то наближається, то віддаляється від неї. У момент наближення внутрішнього конуса до поверхні зовнішнього відбувається дроблення, а при видаленні роздроблений матеріал під дією

власної ваги випадає з кільцевого отвору дробилки. Таким чином, дроблення і розвантаження в дробилке відбувається безперервно.

Дробилки з підвішеним валом і ексцентриковие застосовують для великого, а дробилки з консольним валом - для середнього і дрібного дроблення, в основному для повторного дроблення. Конусние дробилки - для середнього і дрібного дроблення, в основному для повторного дроблення. Конусние дробилки для середнього і дрібного дроблення характеризуються діаметром основи конуса, що дробить, а дробилки великого дроблення з крутим конусом - шириною завантажувального отвору.

2.2. Огляд існуючих систем автоматичного управління

процесом дроблення

Основна вимога до процесу дроблення полягає в зменшенні крупности матеріалу до визначуваної споживанням величини. Матеріали, що поступають на дроблення, як правило, відрізняються значними коливаннями фізико-механічних властивостей і насамперед гранулометричний складу. Задача автоматичного регулювання процесу дроблення полягає в підтримці заданої крупности кінцевого продукту і в максимальному використанні енергії, що підводиться до дробильним агрегатів за рахунок оптимального завантаження дробилок, а також отримання найбільшої можливої продуктивності кінцевого продукту і в максимальному використанні енергії, що підводиться до дробильним агрегатів за рахунок оптимального завантаження дробилок, а також отримання найбільшої можливої продуктивності кінцевого продукту при найбільшому завантаженні камери дроблення дробилок. У цей час дробилки мають вхідні отвори розміром до 3100x3300 мм. Такі великі шматки можуть стати причиною виникнення піків моменту опору, які наближаються до граничного обертаючого моменту двигуна приводу. Подальше перевантаження може викликати зупинку дробилки, яку потім доводиться звільняти вручну, що приводить до тривалих простоїв.

Найбільш простою схемою контролю і підтримки верхнього рівня заповнення камери дроблення є схема з уровнемером, що встановлюється на нерухомій бічній стінці дробилки на висоті, рівної приблизно 2/3 висоти камери дроблення. При рівності в сталому режимі продуктивності живильника і дробилки рівень заповнення міняється трохи. У разі зниження продуктивності дробилки живильник зупиняється або переводиться на знижену швидкість подачі. У якості уровнемера може бути використане гамма-радіоактивне реле, електронний сигнализатор рівня і т. п. Така система автоматичного регулювання забезпечує безаварийную експлуатацію вузла «живильник - дробилка», надійно контролює і запобігає переповненню камери дроблення при не відповідності продуктивності живильника і дробилки, а також при попаданні в камеру дробилки негабаритів або металу. Існують також системи регулювання продуктивності дробилки по струму двигуна дробилки або по потужності, що затрачується двигуном дробилки, але схеми регулювання завантаження дробилки по рівню переважніше за схеми регулювання по струму або витраті енергії, оскільки перші точніше дозволяють визначати істинне завантаження дробилки і підтримувати її на максимальному значенні при якості початкового живильника, що змінюється. Однак більш перспективними є комбіновані схеми, які регулюють продуктивність дробилки по декількох параметрах.

З метою підвищення точності регулювання була розроблена система з корекцією по поточному значенню продуктивності (мал. 2.3), що вимірюється непрямим образом по потужності, споживаній привідний двигуном конвейєра, що відводить. Підтримка заданої продуктивності дробилки досягається шляхом настройки датчиків 1Дн і 2Дн. Якщо навантаження привідний двигунів 5 і 1 конвейєри, що відводять і дробилки менше заданої, то за допомогою вихідного реле датчиків 2 і 4 через електронний блок 3 подається команда на включення пластинчатого живильника 6. У процесі дроблення живильник відключається в тому випадку, коли навантаження хоч би на одному з двигунів перевищує значення, на яке настроєні датчики.

Рис. 2.3. Система з корекцією по поточному значенню продуктивності

В системі автоматичного завантаження дробилки, створеній ВНІЇнеруд, ВНІЇСтройДорМаш і інститутом Тяжпромавтоматіка (мал. 2.4.), регульовані параметри - продуктивність і рівень - контролюються електротензометрическими конвейєрами ваги 1 і фотоелектричним уровнемером 2.

Рис. 2.4. Система автоматичного завантаження дробилки

Два контури управління, що включають в себе регулятори рівня і продуктивність 3 і 4, через проміжний блок 5 впливає на струм подмагничивания однофазних силових магнітних підсилювачів 6. Випрямлене напруження підсилювачів подається на обмотку якора привідний електродвигуна дробилки. Якщо в автоматичному режимі регульовані величини перевищать встановлені для них граничні значення, на блок 5 поступить сигнал, і живильник що виконує функцію виконавчого органу, доти буде знижувати свою продуктивність, поки сигнал не зникне. Якщо рівень не перевищує нижнього заданого значення (0,6 висоти камери дроблення), регулятор рівня вимикається, і регулювання здійснюється по продуктивності. При заповненні дробилки до верхнього максимального допустимого значення - 0,9 висоти камери-регулятор зупиняє живильник. При опусканні рівня заповнення нижче граничного значення регулювання ведеться тільки по сигналу датчика продуктивності. Нестача системи полягає в застосуванні системи регулювання релейної дії. Це приводить до швидкого зносу пускової апаратури,

редуктора і пластинчатого живильника через часті пуски. Але ця система може бути перетворена в лінійну систему управління при відповідній заміні апаратури. Замість приводу релейної дії може бути застосований привід пластинчатого живильника з індукторною муфтою ковзання; привід з двигуном постійного струму, живильником від керованого магнітного підсилювача, або привід з кремнієвим випрямлячем. У цьому випадку виходить система регулювання продуктивності кінцевого продукту дроблення з послідовною корекцією по значенню продуктивності.

Криворожсский горнорудний інститут розробив систему регулювання завантаження дробилки (мал. 2,5). Винахід відноситься до управління конусними дробилками, може бути використане в чорній і кольоровій металургії, в ПСМ і в хімічній промисловості і дозволяє підвищити точність регулювання.

мал. 2.5. Система регулювання завантаження дробилки Кріворожсського

горнорудного інституту

Система містить живильник 1, гуркіт 2, дробилку 3, конвейєр 4 подгрохотного продукту, конвейєр 5 дробленого продукту, привід 6 живильника, датчик 7 продуктивності гуркоту, блок 8 визначення співвідношення, блок 9 порівняння співвідношень, задатчик 10, датчик 11 рівня руди в дробилке, регулятор 12, електроприводи 13 і 14 гуркоти і дробилки, датчик 15 продуктивності дробилки, порогові елементи 16 і 17, блоки 18 і 19 затримки і комутатори 20-22. Формула винаходу. Система регулювання завантаження дробилки з гуркотом, живильником, конвейєрами що дробить і подгрохотних продуктів, вмісна блок визначення співвідношення; блок порівняння співвідношень; задатчик, датчик рівня руди в дробилке; датчик продуктивності гуркоту; регулятор і електроприводи живильника, гуркоту і дробилки, причому датчик продуктивності гуркоту підключений до перших входів блоку визначення співвідношення. Вихід через блок порівняння співвідношень сполучений з першим входом задатчика, другий вхід якого сполучений з датчиком рівня руди в дробилке. Вихідний сигнал задатчика через регулятор поступає на електропривод живильника. Особливість даної системи в тому, що для підвищення точності регулювання, вона забезпечена трьома комутаторами, двома пороговими елементами, двома блоками затримки і датчиком продуктивності дробилки. Датчик продуктивності дробилки підключений до другого входу блоку визначення співвідношення, вихід якого сполучений з входами порогових елементів. Вихід першого порогового елемента сполучений з першими входами першого і другого комутаторів і другого блоку затримки, другого - з другим входом першого комутатора і входом першого блоку затримки. Сигнал з першого блоку затримки поступає на входи другого комутатора і другий блок затримки. Привід дробилки сполучений через третій комутатор з другим блоком затримки. Вихід першого комутатора сполучений з приводом живильника, а вихід другого комутатора сполучений з приводом.

Потрібно відмітити також нестачі запропонованих останніх двох систем. У системі, запропонованій інститутом «Крівбасспроєкт» на живильникові використовується датчик ваги, який знижує надійність системи. Використання послідовної корекції, як принципу побудови системи регулювання також можна віднести до нестач даних систем.

2.3 Вибір основного обладнання

Для досягнення заданої продуктивності на виході матеріалу з дробилки виберемо щековую дробилку З-887. Для якої:

Розмір приймального отвору, мм 1500×2100,

Найбільший розмір шматків, що завантажуються, мм 1300,

Номінальна ширина вихідної щілини, мм 180,

Межі регулювання вихідної щілини, мм 135-225,

Частота обертання ексцентрикового вала, мін-1100,

Продуктивність, м3/ч 280 т/ч,

Потужність електродвигуна 250 кВт,

Тип і характеристика живильника - пластинчатий (В = 2400 мм).

Т. до. тип живильника пластинчатий зробимо вибір і розрахунок пластинчатого живильника:

Типоразмери, мм - 2400×6000,

Швидкість руху, м/з - 0,16-0,08,

Довжина, мм - 5500,

Маса, т - 51,9,

Продуктивність Q (т/година) пластинчатого конвейєра може бути визначена по формулі:

Q = 3600 F*v*,

де F - площа поперечного перетину матеріалу на стрічці, м2,

F = 0,25 В2К2- tg (0,6) = 0,25*2,42*0,852*tg(0.6*15)=0.15

де В - ширина полотна, м; До=0,85 - відношення ширини шара матеріалу до ширини полотна; - кут природного укосу матеріалу в русі; v - швидкість руху полотна конвейєра, приймається в межах 0,08-0,16 м/сікти і уточнюється по формулі

V=,

де t - крок тягового ланцюга (0.1), м; b - число зубьев привідний (b = 5).

n - про/міна - число оборотів головного вала конвейєра (nmax=19)

Звідси,

Qmax=3600*1.04*0.15*0.16*2.7=300 т/ч.

Розрахуємо потужність електродвигуна пластинчатого живильника,

де К2= 1,10-1,25 - коефіцієнт запасу потужності; q - маса 1 погонного метра рухомих частин конвейєра, кг/м; L - довжина конвейєра, м; L1- довжина проекції конвейєра на горизонтальну площину, м; Н - висота підйому матеріалу, м.

N=1.1.

Як привід живильника вибираємо асинхронний двигун 4A25S4

Потужність 50 кВт,

Частота обертання 1477 про/міна,

Струм статора 95,2 А,

Момент інерції 133*10-2кг/м2.

Тоді, щоб число оборотів ведучого вала живильника було 19 про/міна, необхідний редуктор з передавальним числом 78.

Як ваговий конвейєр застосовуємо вага конвейєрні ВК-2М.

Основні технічні характеристики ваги конвейєрних ВК-2М:

Довжина стрічки конвейєра

4 м

Швидкість руху стрічки

2 м/з

3. Складання і опис функціональної схеми

Функціональні схеми є основним технічним документом, що визначає функціонально-блокову структуру окремих вузлів автоматичного контролю, управління і регулювання технологічного процесу і оснащення об'єкта управління приладами і коштами автоматизації (в тому числі коштами телемеханики і обчислювальної техніки).

По схемі автоматизації двухстадийного дроблення, що є замкненого циклу (представленої на мал. 1.1.), складемо функціональну схему системи регулювання (додаток 1).

Вимоги що пред'являються до дроблення, забезпечення необхідних розмірів матеріалу на виході. При цьому повинно забезпечуватися: максимальний вихід однієї якої-небудь фракції при мінімальних енергозатратах. Для того щоб матеріал не переизмельчался застосовується двухстадийное дроблення.

Щоб дробилки працювали в оптимальному режимі, застосовуються датчики потужності (1 п) і (1 ц) для приводів дробилок відповідно 1-ой і 2-ой дробилок. З цих датчиків сигнал поступає на логічний пристрій (1 з) (в цей час використовуються контроллери). Для того, щоб дробилки не перезавантажувалися, застосовуються сигнализатори рівня (1а, 1 р) і (1т) відповідно 1-ой і 2-ой дробилок, сигнали яких через відповідні перетворювачі (1 би, 1 д) і (1 у), поступають також на логічний пристрій (1 з) і на показуючі прилади на щиті (1 в, 1 е) і (1ф) відповідно. Також щоб друга дробилка не перезавантажувалася, застосовується ваговий конвейєр, вага якого фіксується датчиком ваги (1 л) сигнал з якого подається на логічний пристрій (1 з). Відповідно до сигналів, отриманих логічним пристроєм, воно збільшує або

зменшує: швидкість живильника, вихідну щілину дробилок, подаючи через РОЗУМ (1 з), (1 л) і (1 у) відповідно сигнал на привід живильника, 1-ой дробилки і 2-ой дробилки.

4. Складання структурної схеми

Щековая дробилка є об'єктом, роботу якого характеризує продуктивність живильника Qп, ширина розвантажувальної щілини l, крупность D і міцність σ висхідного матеріалу, а також продуктивність Qдр, потужність N, споживана в процесі дроблення, і гранулометричний склад дробленого продукту, що характеризується середньозважений діаметром шматків dср.

Можливі відхилення ширини розвантажувальної щілини від заданого значення, як правило, своєчасно усуваються обслуговуючим персоналом

при профілактичних оглядах. Крім того, зміна ширини розвантажувальної щілини в процесі експлуатації настільки мала, що його впливом можна нехтувати.

З урахуванням зроблених обмежень: структурна схема щековой дробилки як об'єкта автоматичного регулювання продуктивності приведена нарис.4.1. в якому як вхідний регулюючий вплив розглядається продуктивність живильника Qп, як вихідна регульована величина - продуктивність дробилки Qдр.

Рис 4.1. Структурна схема щековой дробилки як об'єкта автоматичного регулювання.

Прийнявши параметри механічного режиму щековой дробилки великого дроблення (кут захвата α)(, хід жвавої щоки S) незмінними, віднесемо до обурюючих впливів f зміну міцності σ і крупности D) висхідного матеріалу.

Рівняння матеріального балансу дробилки має вигляд

(4.1)

де Qп - продуктивність живильника; Qдp - продуктивність дробилки, або в операторной формі

(4.2)

де,, - зображення Лапласа відповідних величин.

З рівняння (4.2) слідує, що по каналу продуктивність живильника - запас матеріалу в дробилке щековая дробилка є астатическим об'єктом. Подальше дослідження об'єкта пов'язане з розглядом передавальної функції, що характеризують відповідно взаємозв'язок величин Qдр (s).

Продуктивність дробилки в перехідних режимах визначається не всім запасом матеріалу, що знаходиться в теперішній момент в дробилке, а деякою ефективною кількістю матеріалу випадання, що знаходиться в безпосередньому контакті з «призмою ».

Виходячи з цього об'єм матеріалу можна представити у вигляді двох складових:

де - запас матеріалу в зоні попереднього дроблення; - запас матеріалу в зоні ефективного дроблення.

Рис. 4.2. Фізична модель процесу дроблення в щековой дробилке

Фізична модель такого процесу дроблення приведена на мал. 4.2.

Виходячи з принципу розділення запасу матеріалу на два зони і застосування до окремих зон вираження матеріального балансу (4.1), враховуючи при цьому функціональну залежність між продуктивністю і повним запасом матеріалу

складена система диференціальних рівнянь, що характеризують динаміку процесів, що протікають в щековой дробилке (запізнювання в об'єкті не враховується).

де Qпр - продуктивність в попередній зоні дроблення; - нелінійні функції, визначувані експериментально.

Структурна схема, відповідна даній линеаризованной системі рівнянь, представлена на мал. 4.3.

З приведеної структурної схеми можна отримати вирази передавальних функцій, зв'язуючих

Рис. 4.3. Структурна схема щековой дробилки

продуктивність дробилки з повним запасом матеріалу m:

У розібраній структурній схемі щековой дробилки не враховується чисте запізнювання, фізична природа якого пов'язана з часом вільного падіння гірської маси з живильника в камеру дроблення τ1 і часом вільного падіння дробленого матеріалу на конвейєр, що транспортує продукт, τ2. Однак це запізнювання необхідно враховувати. Нехтуючи зміною рівня матеріалу на конвейєрі і запасом матеріалу в камері дроблення, можна прийняти τ1 і τ2 постійними. З урахуванням виразів (4.3) і (4.4) можна записати:

(4.3)

(4.4)

Тоді передавальна функція по відповідних каналах з урахуванням ланок чистого запізнювання запишеться так:

5. Розрахунок регулятора досліджуваного об'єкта

Зробимо розрахунок регулятора для системи, у якої продуктивність живильника на вході і дробилки на виході. Як об'єкт, що розглядається - щековая дробилка З-887, для якої

т/ч, =2.11 т, Т1=60 з, T2= 30 з, τ1= 2 з, τ2= 1 з.

Передавальна функція об'єкта рівна

Після розкладання експоненти в ряд Паде отримаємо: =

Рис. 5.1. Перехідний процес системи.

5.1 Розрахунок регулятора методом РЧХ

Згідно з цим методом, розрахункові формули для настройок регулятора замкненої системи, представленої на мал. 5.2, отримують з умови, аналогічної критерію Найквіста.

Якщо розімкнена система має міру колебательности не нижче заданої, то замкнена систем буде володіти заданою мірою колебательности в тому випадку, коли розширена КЧХ розімкненої системи проходить через точку з координатами, т. е.,

де (1)

Рівняння (1) рівносильно двом рівнянням, записаним відносно розширених АЧХ і ФЧХ об'єкта і регулятора, а саме:

(2)

Для заданих частотних характеристик об'єкта і вибраного закону регулювання при рішенні системи рівнянь (2) знаходять вектор настройок регулятора S, що забезпечують задану міру колебательности на кожній частоті.

Самими поширеними регуляторами є П, ПІ і ПИД тому розрахуємо коефіцієнти для даних регуляторів і виберемо з них по перехідному процесу найбільш оптимальний.

Формули для розрахунку коефіцієнтів регуляторів отримують з системи:

П:

R(р)=s1,,;

ω р- знаходять при =-180,

Для даної системи П - регулятор непридатний, т. до. ФЧХ ніколи не буде дорівнювати -180.

ПІ:

R(р)=s1+

ω р= 0.8 ω п,

Використовуючи програму MatLab для рішення системи отримуємо наступні коефіцієнти:

S1= 0.1243,

S0=0.0209.

Рис. 5.2. Перехідний процес системи з ПІ - регулятором.

ПИД:

R(р)=s1+

S2= 1,

S1= 1.6453,

S0=0.0211.

Рис. 5.3. Перехідний процес системи з ПИД - регулятором.

З перехідних процесів видно, що найбільш оптимальним є ПИД - регулятор, т. до. у нього менше перерегулирование і менше час перехідного процесу.

6. Підключення датчиків до контроллера

Пристрій управління для даної системи реалізовуємо на базі контроллера ROBO 3140, на який в цьому випадку покладаються функції збору інформації про поточну продуктивність підсистем дозування, обробки отриманої інформації і видач керуючих сигналів на виконавчі механізми. Характеристики контроллера приведені в таблиці 1.

Таблиця 1. ROBO 3140

Конструкція

Пластиковий корпус

Вигляд монтажу

Монтаж на DIN рейку; Монтаж на стіні

Процесор

Тип процесора

AMD188ES

Максимальна частота процесора

40МГц

Пам'ять

Оперативна пам'ять

Максимальний об'єм

256кб

Встановлено

256кб

Енергонезавісимая пам'ять

Максимальний об'єм

2кб

Встановлено

2

Тип

EEPROM

Електронний диск

Встановлено

512кб

Максимальний об'єм

512кб

Тип

Flash

Інтерфейс

Послідовний інтерфейс

Тип

2xRS232; RS485; RS232/RS485

Максимальна швидкість

115200бит/сікти

Роз'єм

DB9; Гвинтові клеми

Таймери

Часи реального часу

Так

Сторожовий таймер

1.6 сік

Роз'єм

Роз'єм

Живлення

Гвинтові клеми

Інші

DB9 Гвинтові клеми

Управління і індикація

Індикатори

Світлодіоди

Живлення

Напруження живлення

+10...+30У

Споживана потужність

3Вт

Програмне забезпечення

Програмне забезпечення

Операційна система

DOS

Системне

Бібліотека програмування

Інструментальна система

GoodHelp

Умови експлуатації

Умови експлуатації

Температура

-20..+75°З

Розміри і вага

Розміри

Ширина

72мм

Висота

122мм

Глибина

25мм

Вага

0.2 кг

Для введення інформації в контроллер, враховуючи, що вихідний сигнал з датчиків продуктивності підсистем дозування є аналоговим і змінюється в межах 0..5 мА, вибираємо модуль I-7012 (по одному на кожний контур дозування), характеристики якого представлені в таблиці 2. У цьому випадку підключення здійснюється через зовнішній резистор 125 Ом.

Таблиця 2. Модуль I-7012

Конструкція

Модуль з послідовним інтерфейсом; Монтаж на DIN рейку; Пластиковий корпус

Інтерфейс

Інтерфейс

Тип

RS-485

Швидкість передачі даних

1200бит/сікти; 2400бит/сікти; 4800бит/сікти; 9600бит/сікти; 19200бит/сікти; 38400бит/сікти; 57600бит/сікти; 115200бит/сікти

Максимальна довжина лінії зв'язку

1200м (Сегмент)

Протокол передачі даних

Сумісний з протоколом ADAM-4000

Макс. кількість модулів в мережі

2048

Аналогове введення

Каналів аналогового введення

Всього

1

Диференціальних

1

Діапазони вхідного сигналу

Біполярного, по напруженню

-0.15..+0.15 У; -0.5..+0.5 У; -1..+1У; -5..+5У; -10..+10У

Біполярного, по струму

-20..+20мА

Вхідний опір

При вимірюванні напруження

20МОм

При вимірюванні струму

150Ом (Зовнішній резистор)

Вхід

Струмовий шунт

Зовнішній; 150 Ом

Перевантаження по входу

35В

Смуга пропускання

5.24 Гц

АЦП

Розрядність

24бит

Частота вибірки

10виборок/сікти

Тип перетворення

Сигма-дельта перетворення

Режими запуску

Вбудований генератор

Гальванічна ізоляція

3000В

Погрішність

-0.05..+0.05%

Коефіцієнт придушення перешкоди загального вигляду

86дБ (50/60Гц)

Коефіцієнт придушення перешкоди нормального вигляду

100дБ (50/60Гц)

Температурний дрейф нуля

20мкВ/°З

Дискретне введення

Каналів дискретного введення

Всього

1

Без ізоляції

1

Вхідне напруження

Логічний 0

0..+1У

Логічна 1

+3.5..+30У

Дискретне виведення

дискретного висновку

Всього

2

Відкритий колектор, без ізоляції

2

Комутований струм

Постійний

30мА

Комутоване напруження

Постійне

30В

потужність,

що Розсівається 300мВт

Таймери/лічильник

Таймери/лічильник

Всього

1 (Лічильник подій)

Вхідна частота

Вимірювання частоти

0..50Гц

Процесор

Вбудований процесор

Сумісний з 8051

Сторожовий таймер

Сторожовий таймер

Так

Роз'єм

Роз'єм

Гвинтові клеми

Живлення

Напруження живлення

+10...+30У

Споживана потужність

1.3 Вт

Умови експлуатації

Умови експлуатації

Температура

-20..+75°З

Розміри, вага

Розміри

Довжина

122мм

Ширина

72мм

Висота

25мм

Як виконавчий механізм в цьому випадку використовуються ПЕКЛО, управління яким здійснюється за допомогою АИН який в свою чергу справляється ШИМ через спеціальну мікросхему драйвер IR2235S. Відповідно до цього вибраний модуль I-7066, характеристики якого приведені в таблиці 3.

Таблиця 3. Модуль I-7066

Інтерфейс

Інтерфейс

Тип

RS-485

Швидкість передачі даних

1200бит/сікти; 2400бит/сікти; 4800бит/сікти; 9600бит/сікти; 19200бит/сікти; 38400бит/сікти; 57600бит/сікти; 115200бит/сікти

Максимальна довжина лінії зв'язку

1200м (Сегмент)

Протокол передачі даних

Сумісний з протоколом ADAM-4000

Макс. кількість модулів в мережі

2048

Дискретне виведення

дискретного висновку

Всього

7

Твердотільне реле (SSD)

7

Гальванічна ізоляція

5000В

Реле

Максимальний комутований струм, постійний

0.13 А@350В

Максимальний комутований струм, змінний

0.13 А@350В

Время включення

0.7 мс

Час вимкнення

0.05 мс

Процесор

Вбудований процесор

Сумісний з 8051

Сторожовий таймер

Сторожовий таймер

Так

Роз'єм

Роз'єм

Гвинтові клеми

Живлення

Напруження живлення

+10...+30У

Споживана потужність

0.5 Вт

Умови експлуатації

Умови експлуатації

Температура

-20..+75°З

Розміри, вага

Розміри

Довжина

122мм

Ширина

72мм

Висота

25мм

Таким чином, функціональна схема пристрою управління буде мати вигляд, представлений на мал. 6.1.

Рис. 6.1. Функціональна схема пристрою управління.

Електрична схема підключення датчика ВК-2М до модуля I-7012 представлена на мал. 6.2.

Рис. 6.2. Схема підключення датчика продуктивності до модуля I-7012.

Електрична схема підключення приводу живильника до модуля I-7066 представлена на мал. 6.3

Рис. 6.3. Схема підключення модуля I-7066 до ПЕКЛО.

7. Реалізація САР в GOOD HELP

Пристрій управління системою реалізовуємо на базі контроллера ROBO 3140 за допомогою системи графічного програмування контроллерів Good Help, яка являє собою підтримку мови функціональних блокових діаграм - FBD (Function Block Diagrams).

Графічна мова діаграм функціональних блоків (далі FBD) дозволяє технологу будувати складні схеми на основі існуючих функцій бібліотеки системи Good Help, пов'язаних в діаграму.

Діаграма FBD описує функцію, що визначає взаємодію між входамії виходами блоків, що є в бібліотеці.

Елементарний блок виконує одну функцію взаємодії між своїми входами і виходами. Схема розробляється шляхом розміщення функціональних блоків на різних вкладках поля редагування, які дозволяють створювати логічну разбиение контурів редагування по групах.

Для реалізації отриманого оптимального закону регулювання необхідно в редакторі схем (edchart) за допомогою стандартних блоків набрати відповідну програму.

Програма регулювання продуктивності щековой дробилки

Для перевірки системи відображення інформації на пульті оператора можна створити тестову схему, що описує математичну модель об'єкта управління.

Програма регулювання продуктивності щековой дробилки в тестовому режимі.

Регульовані параметри, а також параметри, несучі важливу інформацію про хід технологічного процесу, необхідно занести в таблицю зовнішнього доступу, щоб вони були доступні оператору.

У цьому випадку таблиця зовнішнього доступу має вигляд:

Для зручного контролю і управління технологічним процесом скористаємося редактором відображення інформації (wstation). Він призначений для представлення даних, отриманих від технологічних контроллерів, на графічних мнемосхемах.

У вікні редагування на поверхні статичної мнемосхеми (інакше її можна назвати підкладка або фон) проводиться розставляння форм відображення інформації і прив'язка до цих форм параметрів, що отримуються від контроллерів.

У цьому випадку нам необхідно забезпечити відображення продуктивності дробилки, а також задану продуктивність дробилки з можливістю її зміни.

Вікно регулювання завантаження млина (мал. 7.1) містить як підкладка функціональну схему процесу, а також двох форми типу динамічний текст для відображення продуктивності. Ці форми призначені для відображення і введення інформації. Цю властивість можна використати для забезпечення можливості оператору задавати необхідну продуктивність млина.

Ріс.7.1. Вікно регулювання продуктивності дробилки.

Вікно перехідних процесів (мал. 7.2) носить допоміжний характер і відображає динаміку процесу регулювання продуктивності дробилки.

Рис. 7.2. Вікно перехідних процесів.

Висновок

У даному курсовому проекті була зроблена автоматизація щековой дробилки, для якої продуктивність на виході залежить від продуктивності живильника. Для того щоб система володіла швидкодією і не була при цьому що розходиться, був вибраний і розрахований регулятор. Найкращими властивостями вказаними вище при розрахунку регулятора володіє ПИД-регулятор.

Дану систему реалізовували в GOOD HELP для реального об'єкта з використання модулів I -7000, ROBO-3140 і стандартних компонент. А також створили тестовий варіант програми для наочної демонстрації.

Список літератури

1. Зеличенок Г. Г. Автоматізация технологічних процесів на підприємстві будівельної індустрії - М.: " Машинобудування "1974 р.

2. Проектування цементних заводів. Під редакцією Зозуліна П. В., Нікифорова Ю. В. - М.: "Машинобудування", 1995 р.

3. Банит Ф. Г., Несвіжський О. А. Механічеськоє обладнання цементних заводів - М.: " Машинобудування ", 1975 р.

4. www.icp2u.ru

5. www.metran.ru

6. http://upk.ural.ru/index/ru/products/17