Курсовая работа "Автоматизация процесса подготовки целлюлозы в производстве газетной бумаги на бумагоделательной машине"

Название:
Автоматизация процесса подготовки целлюлозы в производстве газетной бумаги на бумагоделательной машине
Тип работы:
курсовая работа
Размер:
588,5 K
31
Скачать
Характеристика технологического процесса подготовки целлюлозы в производстве газетной бумаги. Параметры бумагоделательной машины. Основные решения по автоматизации. Алгоритмическое обеспечение. Имитационное моделирование. Проектирование интерфейса.

Краткое сожержание материала:

1. Характеристика технологического процесса

Рассматривается процесс подготовки целлюлозы в производстве газетной бумаги на бумагоделательной машине (БДМ). Рассматривается узел технологического процесса,

включающий пульсационную мельницу, смесительный бассейн СФА и СФИ целлюлозы, а также бассейн-аккумулятор. Сульфатная (СФА) целлюлоза подаётся при помощи насоса из бассейна в пульсационную мельницу. Пульсационная мельница предназначена для дороспуска целлюлозы. Роспуск лепестков, комочков, пучков волокон в пульсационной мельнице происходит без укорочения длины волокон. Далее СФА целлюлоза подаётся в бассейн, где она смешивается с сульфитной (СФИ) целлюлозой. Затем смесь подаётся в бассейн - аккумулятор. В качестве исполнительных устройств, на потоках целлюлозы и воды используются заслонки регулирующие с пневмоприводами и электропневматическими позиционерами. На всех исполнительных устройствах установлены концевые выключатели. Для насосов и мешалок бассейнов используются приводы переменного тока, 30 Квт, 380 В. Для пульсационной мельницы используется привод переменного тока с частотным преобразователем, 300 Квт, 6000В.

Данная система должна обеспечивать получение целлюлозы с качеством, требуемым для производства газетной бумаги на БДМ со скоростью полотна 1200-1300 м/мин и шириной полотна готовой бумаги 7,2 м. Параметры БДМ:

§ скорость - 1200-1300 м/мин ;

§ ширина полотна готовой бумаги - 7,2 м.

Исполнительные устройства :

§ на потоках целлюлозы и воды - заслонки, регулирующие с пневмоприводами и электропневматическими позиционерами;

на всех исполнительных устройствах установлены концевые выключатели. Привода: насосов и мешалок бассейнов целлюлозы - переменного тока , 30 квт, 380 в; пульсационной мельницы - переменного тока с частотным преобразователем, 300 квт, 6000 в.

2. Основные решения по автоматизации

2.1 Функции АСУТП

Функциональная схема (рис.1) автоматизации выполнена в соответствии с ГОСТ 21.404-85. ГОСТ предусматривает построение графических и буквенных условных обозначений по функциональным признакам, выполняемым техническими средствами.

Назначение систем автоматизации:

FIR-1 индикация и регистрация расхода СФА целлюлозы в трубопроводе

PIR-2 индикация и регистрация давления в трубопроводе СФА целлюлозы

QIR-3 индикация и регистрация концентрации СФИ целлюлозы в трубопроводе

FFYRC-4 индикация, регистрация и управление концентрацией СФА целлюлозы в смесительном бассейн

FIR-5 индикация и регистрация расхода СФИ целлюлозы в трубопроводе

QIRC-6 индикация, регистрация и управление концентрацией СФА целлюлозы в трубопроводе

QIR-7 индикация и регистрация концентрации целлюлозы в трубопроводе

QIRC-8 индикация, регистрация и управление концентрацией целлюлозы в трубопроводе после бассейна аккумулятора

LIARC-9 индикация, регистрация, сигнализация предельных значений и управление уровнем целлюлозы в смесительном бассейне

LS-9-1 блокировка задвижки на потоке СФИ целлюлозы при достижении предельного значения уровня целлюлозы в смесительном бассейне

LS-9-2 блокировка приводов мешалки и насоса при достижении предельного значения уровня целлюлозы в смесительном бассейне

LIAR-10 индикация, регистрация, сигнализация предельных значений уровня целлюлозы в бассейне аккумуляторе

LS-10-1 блокировка приводов мешалок и насосов при достижении предельного значения уровня целлюлозы в бассейне-аккумуляторе

HSA-11 дистанционное управление приводами сигнализация режимов работы («включены- выключены»)

HSA-12 дистанционное управление задвижками и сигнализация предельных положений («открыты- закрыты»)

2.2 Техническая структура АСУТП

Регулирование параметров процесса осуществляет программируемый контроллер серии SIMATIC S7-300 (Siemens). Этот контроллер обеспечивает решение задач нижних уровней управления в системах комплексной автоматизации - от управления отдельными элементами и устройствами технологического оборудования до управления производственными участками и линиями.

По функциональным признакам контроллер можно разделить наследующие составляющие:

1. Центральный процессор, предназначенный для выполнения команд (инструкций) управляющей программой и обработки данных размещенных в памяти.

2. Память контроллера с жестким распределением областей для размещения различных типов данных.

3. Процессоры, обеспечивающие обмен информацией между модулями ввода/вывода и соответствующими областями памяти.

4. Процессоры связи, предназначенные для обслуживания каналов контроллера с программами, с ведущей ЭВМ, с другими контроллерами или локальными вычислительными системами, информация, принятая по каналам связи, размещаются непосредственно в памяти.

5. Модули ввода, обеспечивающие прием и первичное преобразование информации от датчиков объекта управления.

6. Модули вывода, предназначенные для выдачи управляющих сигналов на исполнительные устройства объектов управления.

Для регистрации параметров технологических процессов (t,p и т.д.) и аварийных сообщений используется принтер. Вывод на печать параметров осуществляется во времени и по запросу оператора. На месте оператора может использоваться РС, позволяющий осуществлять:

просмотр информации

просмотр состояния оборудования

прием и подтверждение сигналов аварийных сообщений

архивирование информации

распечатку протоколов

вывод графиков

Программирование контроллера осуществляется с помощью инструментального программного пакета STEP7 для Windows 98/NT/ 2000. Редактор программ STEP7 содержит языки программирования по стандарту IEC 61131-3: FBD, LD, IL или дополнительно языки программирования высокого уровня.

Конфигурация контроллера SIMATIC S7-300

CPU 312

- рабочая память 16 Кбайт;

- время выполнения операции:

логических 0,2 мкс

с фиксированной точкой 1 мкс

с плавающей точкой 6 мкс.

Модуль памяти Flash-Eprom 64 Кбайт

Модуль ввода-вывода дискретных сигналов SM 323 1Ч8DI (24B); 1Ч8DO (24B/0,5A)

Модуль ввода аналоговых сигналов SM 331 1Ч8AI (4 -20 мА)

Модуль вывода аналоговых сигналов SM 332 1Ч4AO (4 - 20 мА)

Модуль расширения IM 365 с соединительным кабелем 1 м.

Блок питания PS 307: питание 220В, выход 24В/2А.

Многофункциональная панель оператора SIMATIC MP 240 B - 10 Keys

- процессор Risc 32, разрешение 66 МГц;

- операционная система Windows CЕ;

- дисплей 10,4” TFT.

Клавиатура мембранная

- система клавиш 38;

- функциональных клавиш 36.

Техническая структура (рис. 2) для управления технологическим процессом состоит из микропроцессорного программируемого контроллера SIMATIC и рабочей станции оператора (АРМ), которая включает в себя IBM совместимый PC, дисплей, клавиатуру, ручной манипулятор (мышь), принтер.

2.3 Разработка технического обеспечения

В качестве измерителя концентрации массы на потоке используется датчик МЕК-2000 фирма BTG, Саффле, Швеция

Диапазон измерения концентрации 0,8%...10,0%.

Класс точности 2

Потребляемая мощность максимум 60В*А.

Выходной сигнал 4-20мА

Масса датчика 36 кг

Электропитание 110/ 220 +/- 10% , 50/60Гц.

Класс защиты IP 65

Допустимые параметры окружающей среды: Влажность до 95% при 20°С Давление 760 мм рт. ст. +-30 Температура +5-+60°С.

Регулирующий орган PISTOR 75 фирма-изготовитель “VALMET”. Диаметр поршня : 75мм Давление питания: 3…6 кг/см2 Выходной сигнал: 4-20мА

Исполнительный механизм серии B1C9 Пневматический поршневой привод типа B1C9 фирмы ''Neles'' двухстороннего действия и с возвратной пружиной, как для режима регулирования, так и для отсечки

Рабочая температура 0…+100?С

Максимальное давление питания 300 кПа

Номинальный момент, Нм 400

Диапазон командного давления 20…100 кПа

Угол поворота оси обратной

cвязи max 90є

Соотношение угла поворота

к командному сигналу линейное

Давление питания 0,3…2,0 МПа

Температура окружающей среды 0…+40 єС

Вес ?1,9 кг

3. Разработка алгоритмического обеспечения АСР

В соответствии с выполняемыми функциями в АСУТП можно выделить ин-формацио...