Исследование и разработка системы автоматического управления процессом сушки аммиачной селитры презентация

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ
Цель – повышение эффективности процесса сушки аммиачной селитры за счет разработки системы автоматического управления параметрами сушильного барабана, что позволит улучшить качество сушки аммиачной селитры при экономии ресурсов и снижении эксплуатационных затрат.
Объект исследования – система автоматического управления процессом сушки аммиачной селитры в сушильном барабане.
Предмет исследования – методы анализа и синтеза системы автоматического управления процессом сушки аммиачной селитры в сушильном барабане.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1. Выполнить анализ особенностей процесса сушки аммиачной селитры в сушильном барабане как объекта автоматического управления, по результатам которого выполнить его формализацию.
2. Разработать математическую модель сушильного барабана аммиачной селитры, с использованием которой произвести исследование характеристик объекта управления, выделить основные возмущающие воздействия.
3. Выполнить синтез алгоритмов управления сушильным барабаном.
4. Произвести моделирование и выполнить оценку эффективности предложенных алгоритмов управления сушильным барабаном.
5. Выполнить техническое проектирование системы автоматического управления сушильным барабаном аммиачной селитры.
6. Осуществить экономическую оценку предложенных решений.
7. Разработать мероприятия по охране труда, безопасности жизнедеятельности и гражданской обороне.

ОБЪЕКТ УПРАВЛЕНИЯ
Технологическая схема процесса сушки аммиачной селитры
1 – бункер исходного (влажного) материала; 2 – питатель исходного (влажного) материала; 3 – сушильный барабан; 4 – топка; 5 – смесительная камера; 6 – вентилятор первичного воздуха; 7 – вентилятор вторичного воздуха; 8 – промежуточный бункер сухого материала; 9 – транспортёр сухого материала;
10 – циклон; 11 – вентилятор отработанного сушильного агента (дымосос); 12 – зубчатая передача электропривода сушильного барабана

ФОРМАЛИЗАЦИЯ ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ
Управляемые переменные:
влажность сухой селитры на выходе сушильной установки ϕСC; разряжение в сушильном барабане РСБ;
Управляющие воздействия:
расход сушильного агента на входе в сушильный барабан FCA;
расход отработанного сушильного агента на выходе сушильного барабана FОСA.
Возмущающие воздействия:
расход исходной влажной селитры FВС;
расход сухой селитры FСС;
расход влаги, удаляемой в процессе сушки FВ;
влажность исходной влажной селитры ϕВC;
влажность сушильного агента ϕСА;
влажность отработанного сушильного агента ϕС
Схема информационных переменных сушильного барабана
Схема материальных потоков сушильного барабана аммиачной селитры

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ
Схема модели сушильного барабана аммиачной селитры по каналу управления влажностью с регулирующей заслонкой и исполнительным механизмом
Схема модели сушильного барабана аммиачной селитры по каналу управления разрежением с исполнительным механизмом и регулирующим органом

КОНЦЕПЦИЯ ПОСТРОЕНИЯ САУ
Вариант концепции построения САУ сушильным барабаном, реализованный на основе комбинированного принципа управления
Вариант концепции построения САУ сушильным барабаном, реализованный на основе многоконтурной структуры

СИНТЕЗ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
Схема модели каскадной двухконтурной САУ влажностью селитры
Схема модели комбинированной САУ влажностью селитры

ИССЛЕДОВАНИЕ САУ
Графики изменения управляющего воздействия (FСА) и управляемой переменной (ϕCC) сушильного барабана по каналу управления влажностью
Графики изменения возмущающих в САУ влажностью
1 – одноконтурная САУ; 2 – каскадная САУ; 3 – комбинированная САУ

Схема модели каскадной двухконтурной САУ разрежением
СИНТЕЗ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
Схема модели комбинированной САУ разрежением

ИССЛЕДОВАНИЕ САУ
1 – одноконтурная САУ;
2 – каскадная САУ;
3 – комбинированная САУ
Графики изменения возмущающих воздействий (FВ, FСА), управляющего воздействия (FОСА) и управляемой переменной (PCБ) сушильного барабана по каналу управления разрежением в барабане

СИНТЕЗ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
Схема модели САУ сушильным барабаном аммиачной селитры

ИССЛЕДОВАНИЕ САУ
Графики изменения возмущающих воздействий в САУ сушильным барабаном аммиачной селитры
Графики изменения управляющих воздействий и управляемых переменных сушильного барабана

ПРОЕКТИРОВАНИЕ САУ
Структурная схема аппаратной реализации САУ сушильным барабаном аммиачной селитры

ПРОЕКТИРОВАНИЕ САУ
Принципиальная схема системы управления сушильным барабаном аммиачной селитры

ПРОЕКТИРОВАНИЕ САУ
Программная реализация САУ сушильным барабаном аммиачной селитры на языке CFC

ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ
Функционально-структурная модель САУ сушильным барабаном

НАУЧНАЯ НОВИЗНА
Предложена и в результате исследований обоснована структура системы управления параметрами сушильного барабана аммиачной селитры, что позволило повысить показатели качества управления данным многосвязным объектом по сравнению с существующими системами автоматизации объектов данного типа.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
1. Разработаны структурные схемы и программная реализация моделей сушильного барабана аммиачной селитры по влажности селитры и разрежению в барабане, которые позволяют выполнять необходимые исследования особенностей и характеристик рассматриваемого объекта, а также формализовать процесс синтеза алгоритмов управления.
2. Выбран требуемый комплекс технических средств и разработана принципиальная схема САУ сушильным барабаном аммиачной селитры.
3. Разработано программное обеспечение САУ сушильным барабаном аммиачной селитры для выбранного комплекса технических средств и позволяющее полностью реализовать синтезированные алгоритмы управления и компенсации возмущений.