Разработка информационной схемы для процесса абсорбции диацетилена

Введение

В данном курсовом проекте рассматривается процесс процесса производства ацетилена. Ацетилен применяется в промышленности в качестве горючего для газовой сварки и резки металлов, а также в качестве сырья для различных химических производств.

Он является химическим соединением углерода и водорода. Технический ацетилен представляет собой бесцветный газ с резким характерным запахом. Длительное вдыхание его вызывает головокружение, тошноту и может привести к отравлению. Ацетилен легче воздуха, хорошо растворяется в различных жидкостях. Особенно хорошо он растворяется в ацетоне. Ацетилен при сгорании в смеси с чистым кислородом дает пламя температурой 3050- 3150°.Чистый ацетилен при охлаждении сжижается при -83,8° С, а при дальнейшем понижении температуры быстро затвердевает. Он умеренно растворим в воде (1150 мл в 1 л воды при 15° С и атмосферном давлении) и хорошо в органических растворителях, особенно в ацетоне (25 л в 1 л ацетона при тех же условиях и 300 л под давлением 12 атм). Термодинамический ацетилен неустойчив; он взрывается при нагревании до 500° С, а при обычной температуре - при повышении давления до 2 атм. Поэтому его хранят в баллонах, наполненных пористым инертным материалом, который пропитан ацетоном. Ацетилен используют для так называемой автогенной сварки и резки металлов. Для этого нужны два баллона с газами - с кислородом (он окрашен в голубой цвет) и с ацетиленом (белого цвета). Газы из баллонов поступают в специальную горелку. Еще в 1895 году было обнаружено, что при сгорании ацетилена в кислороде получается очень горячее пламя; максимальная его температура (3200° С) достигается при содержании ацетилена 45% по объему. В таком пламени очень быстро расплавляются даже толстые куски стали. Также, ацетилен может служить исходным продуктом для синтеза многих более сложных органических соединений. Эта область применения ацетилена в настоящее время является самой обширной. Ацетилен - реакционно-способное соединение, вступающее в многочисленные реакции. Химия ацетилена богата. Из него можно получить сотни разнообразных соединений. Недаром из общего объема производства ацетилена примерно 70% используют для промышленного органического синтеза, а 30% - для сварки и резки металлов.

Применение ацетилена для газопламенной обработки металлов испытывает сильную конкуренцию со стороны более доступных горючих газов (природный газ, пропан-бутан и тд.). Однако, преимущество ацетилена - в самой высокой температуре горения, которая достигает 3100 ° С. Именно поэтому газопламенная обработка ответственных узлов машиностроительных конструкций производится только с помощью ацетилена, который обеспечивает наивысшую производительность и качество процесса сварки.

1. Краткое описание производства, включающего рассматриваемый технологический процесс

Отделение компрессии и пиролиза. Природный газ за ранее нагретый в подогревателе , подается в реактор. Высочайшая температура в реакторе (1400-1500 °С), нужная для разложения метана с образованием ацетилена, достигается в итоге сжигания части этого газа. Нужный для горения кислород сжимается в турбокомпрессоре и греется в подогревателе.

Для стабилизации процесса горения в реактор добавочно беспрерывно вводят маленькое количество кислорода (стабилизирующий кислород). Реакция получения ацетилена при больших температурах обратима. Чтоб избежать оборотной реакции, снижают температуру в нижней части реактора введением прохладной воды (закалка).Газы пиролиза содержат ацетилен (7-8%) и ряд остальных товаров. Сажа из нижней части реактора выводится при помощи отделителя сажи .Из реактора газы пиролиза поступают в скруббер, где проводится их предстоящее остывание и чистка от сажи. Электрофильтр узкой чистки обеспечивает фактически полную чистку газов пиролиза от сажи.

Отделение компрессии газов пиролиза. Газы пиролиза, охлажденные в холодильнике, подаются в шестиступный компрессор , где сжимаются до давления 0,9 MПа. В турбину компрессора, которая служит его приводом, подается синтез-газ, отогнанный от газов пиролиза. Создание требуемого припаса синтез-газа обеспечивается в газгольдере . Синтез-газ греется в теплообменнике. Опосля турбины он направляется к пользователю и «на свечу».

Отделение концентрирования. Сжатый газ пиролиза поступает в абсорбционную колонну, орошаемую диметилформамидом. В колонне растворитель поглощает весь диацетилен и маленькое количество ацетилена. Насыщенный впитывающий компонент подается в десорбционную колонну , где в итоге понижения давления и отдувки синтез-газом выделяется растворенный ацетилен. Выделившийся газ (циркуляционный) направляется во поглощающую линию компрессора.

Для отгонки оставшегося в растворителе диацетилена служит десорбционная колонна. Процесс в данной колонне ведется при завышенной температуре в вакууме и при наличии сиитеза-газа. Подходящая температура в колонне достигается нагреванием насыщенного растворителя в теплообменнике и нагреванием синтез-газа острым паром; вакуум создается вакуум-насосом. Газы пиролиза опосля отмывки от диацетилена направляются в абсорбционную колонну, где диметилформамидом поглощаются ацетилен, высшие ацетиленовые углеводороды, также маленькое количество синтез-газа. Основная часть синтез-газа выводится из высшей части колонны. Насыщенный впитывающий компонент из колонны подается в высшую часть десорбционной колонны , где в итоге понижения давления из раствора диметилформ-амида выделяется большая часть плохо растворимых газов (циркуляционный газ). Эти газы отводятся из высшей части колонны. Диметилформамид стекает в куб колонны навстречу ацетилену-сырцу, который подается в среднюю часть колонны.

Ацетилен-сырец состоит в главном из ацетилена с примесями высших ацетиленовых углеводородов. Эти примеси поглощаются диметилформамидом. Получаемый в итоге поглощения ацетилеи-концентрат направляется в промыватель, где от него водой отмываются пары диметилформамида. Отводимый диметилформамид ворачивается в колонну. Растворитель из куба десорбера подается в теплообменник , где нагревается до 104 °С, и поступает в высшую часть десорбционной колонны. За счет понижения давления и увеличения температуры в данной колонне происходит выделение ацетилена из диметилформамида. Ацетилен отводится из высшей части колонны. Издесорбера растворитель стекает в вакуум-десорбциониую колонну. Вакуум в данной колонне создается компрессором. Отсасываемый компрессором ацетилен-сырец направляется в десорбер, а растворитель из куба колонны стекает в испаритель. В этом аппарате из диметилформамида испаряется вода. Парогазовая смесь, выводимая из испарителя, со стоит из паров воды и растворителя, также высших ацетиленовых углеводородов. Она поступает на вспомогательную колонну (на схеме не показана) для разгонки.

2.Анализ технологического процесса, как объекта автоматизации

Показателем эффективности процесса пиролиза является выход ацетилена, а целью управления - поддержание его на данном значении. Выход ацетилена определяется составом природного газа, температурой в реакторе и временем пребывания природного газа в зоне реакции. С конфигурацией состава природного газа в объекте появляются возмущения. Для того чтоб при наличии этих возмущений метан, находящийся в природном газе, стопроцентно вступил в реакцию, температуру в реакторе не стабилизируют, а изменяют зависимо от концентрации метана в газах пиролиза.

Эта температура определяется количеством сжигаемого газа, которое в свою очередь зависит от количества кислорода, подаваемого в реактор. Для грубого регулирования соотношения расходов природного газа и кислорода устанавливают регулятор соотношения расходов природного газа и основного потока кислорода. Четкое регулирование осуществляется двухконтурной системой, в какой главным является регулятор концентрации метана в газе пиролиза, а вспомогательным - регулятор расхода кислорода в байпасной полосы.

Для стабилизации пламени в горелках реактора поддерживают неизменный расход стабилизирующего кислорода с помощью регулятора расхода. С данной же целью поддерживают неизменными температуры природного газа и кислорода. Для полного прекращения разложения ацетилена температуру газов пиролиза стабилизируют конфигурацией расхода прохладной воды, вводимой в реактор на закалку. Время пребывания природного газа в зоне реакции зависит от скорости прохождения газа через реактор, которая определяется манометрическим режимом реактора.

Для поддержания обычного манометрического режима устанавливают регуляторы давления природного газа и кислорода. При всем этом давление кислорода в нагнетательной полосы турбокомпрессора стабилизируется дросселированием его из нагнетательной во всасывающую магистраль. Данная степень чистки газов пиролиза от сажи в скруббере достигается установкой регулятора расхода воды, подаваемой в скруббер.

2.1 Описание схемы технологического процесса

Сжатый газ пиролиза поступает в абсорбционную колонну, орошаемую диметилформамидом. В колонне растворитель поглощает весь диацетилен и маленькое количество ацетилена. Насыщенный впитывающий компонент подается в десорбционную колонну , где в итоге понижения давления и отдувки синтез-газом выделяется растворенный ацетилен. Выделившийся газ (циркуляционный) направляется во поглощающую линию компрессора.Для отгонки оставшегося в растворителе диацетилена служит десорбци-онная колонна . Процесс в данной колонне ведется при завышенной температуре в вакууме и при наличии сиитеза газа. Подходящая температура в колонне достигается нагреванием насыщенного растворителя в теплообменнике и нагреванием синтез-газа острым паром; вакуум создается вакуум-насосом. Газы пиролиза опосля отмывки от диацетилена направляются в абсорбционную колонну , где диметилформамидом поглощаются ацетилен, высшие ацетиленовые углеводороды, также маленькое количество синтез-газа. Основная часть синтез-газа выводится из высшей части колонны. Насыщенный впитывающий компонент из колонны подается в высшую часть десорбционной колонны , где в итоге понижения давления из раствора диметилформ-амидавыделяется большая часть плохо растворимых газов (циркуляционный газ). Эти газы отводятся из высшей части колонны. Диметилформамид стекает в куб колонны навстречу ацетилену-сырцу, который подается в среднюю часть колонны. Ацетилен-сырец состоит в главном из ацетилена с примесями высших ацетиленовых углеводородов. Эти примеси поглощаются диметилформамидом. Получаемый в итоге поглощения ацетилеи-концентрат направляется в промыватель, где от него водой отмываются пары диметилформамида. Отводимый диметилформамид вворачивается в колонну. Растворитель из куба десорбера подается в теплообменник , где нагревается до 104 °С, и поступает в высшую часть десорбционной колонны. За счет понижения давления и увеличения температуры в данной колонне происходит выделение ацетилена из диметилформамида. Ацетилен отводится из высшей части колонны. Из десорбера растворитель стекает в вакуум-десорбциониую колонну. Вакуум в данной колонне создается компрессором. Отсасываемый компрессором ацетилен-сырец направляется в десорбер, а растворитель из куба колонны стекает в испаритель. В этом аппарате из диметилформамида испаряется вода. Парогазовая смесь, выводимая из испарителя, со стоит из паров воды и растворителя, также высших ацетиленовых углеводородов. Она поступает на вспомогательную колонну (на схеме не показана) для разгонки.

.2 Разработка и анализ информационной схемы для абсорбционной колонны

В общем виде информационная схема любого процесса может быть представлена в виде схемы, изображенной на рисунке 2.2

Рисунок 2.2-Информационная схема технологического процесса

Из рисунка видно, что процесс как объекта управления характеризуется тремя основными группами переменных.

1)Вектор регулируемых и контролируемых переменных - совокупность параметров, характеризующих состояние процесса. Эти параметры необходимо стабилизировать или изменять по определённым законам. Как правило, они измеряются непосредственно, но в некоторых случаях они определяются по косвенным измерениям или вычисляются по адекватной математической модели процесса.

2)Вектор управляющих воздействий - совокупность параметров, изменение которых может воздействовать на процесс с целью управления. Обычно это расходы компонентов, промежуточных или готовых продуктов, частота вращения или положение различных объектов.

)Вектор возмущающих воздействий. На каждый технологический процесс оказывают влияние различные возмущения, действие которых не связано с управлением процессом. Они могут быть внешними (например, температура окружающей среды) и внутренними, контролируемыми и неконтролируемыми, носит случайный и систематический характер.

Изучение литературных источников позволило определить основные составляющие векторов X,Y,Z для одного из основных аппаратов процесса - абсорбционной колонны(АК). Эти переменные сведены в таблицы 2.1, 2.2, 2.3.

Таблица 2.1 - Управляющие воздействия (вектор X)

ПеременныеХарактеристикаОбозначениеX1Изменение расхода пиролизаF1X2Изменение расхода ДМФF5X3Изменение расхода прямой водыF4

Таблица 2.2 - Контролируемые переменные (вектор Y)

ПеременныеХарактеристикаОбозначениеY1Уровень в АКL1Y2Температура на выходе из АКT8Y3Сонценрация выходного компонентаСв.к.

Таблица 2.3 - Возмущающие воздействия (вектор Z)

ПеременныеХарактеристикаОбозначениеZ1Изменение температуры окружающей средыТокр.ср.Z2Изменение давления окружающей средыPокр.ср.Z3Теплопотери в окружающую средуQпотерьZ4Изменение давленияPZ 5Изменение сонцентрацииСZ 6Изменение сонценрацииначальнойСн.

Возмущения могут быть классифицированы по месту возникновения: внутренние и внешние, по степени контроля: контролируемые и неконтролируемые, по характеру проявлении: случайные и систематические. Данная классификация возмущающих факторов представлена в таблице 2.4.

Таблица2.4-Классификация возмущающих воздействий (вектор Z)

Обозн.Характ. возмущенияВнутренниеВнешниеКонтролируем.Неконтр.СистематическиСлучайныеZ1Изменение температуры окружающей среды+++Z2Изменение давления окружающей среды+++Z3Теплопотери в окружающую среду+++Z4Изменение давления+++Z5Изменение сонцентрации+++Z6Изменение сонценрации начальной+++

2.3 Анализ информационной схемы процесса абсорбции диацетилена

Анализ представленной информационной схемы процесса абсорбции диацетилена позволит определить основные каналы регулирования с учетом влияния конкретных возмущений на регулируемый параметр. Рассмотрим возможные каналы управления. Расход сжатого газа влияет на перепад давления в нижней части колонны, а так же на выход диацетилена из колонны (на состав исходной смеси).Расход ДМФ повлияет на перепад давления после десорбции и на состав исходной смеси. А расход воды, которая охлаждает смесь имеет влияние на температуру на выходе из колоны. Такие возмущения как температура и давления окружающей среды могут изменить давление низа колонны и температуру. Свойства абсорбента влияют на свойства диацетилена, а состав природного газа может изменить давление низа колонны и температуру насыщенного абсорбента.

2.4 Определение параметров контроля, регулирования и сигнализации

Анализ процесса абсорбции диацетиленаи исследование информационной схемы процесса, представленной на рисунке 2.3 позволяют определить параметры контроля и регулирования, необходимые для поддержания нормального хода процесса.

Регулированию подлежат следующие параметры:

.давление в верхней части ДК с коррекцией по давлению в линии синтез-газа;

.стабилизация расхода синтез-газа на входе в ДК;

.каскадное регулирование температуры на выходе из колонны АК с промежуточной координатой-расход прямой воды.

Контролю подлежат все регулируемые параметры, а также:

.расхода ДМФ на входе в абсорбционною колонну АК;

.уровня в кубе десорбционной колонны ДК.

Световая сигнализация отклонения следующих параметров:

.повышение уровня в кубе колоны АК;

.повышение давления в верхней части колонны ДК;

.отклонение от нормального диапазона уровня в десорбционной колонне ДК и управление в зависимости от уровня запорных клапанов на линии слива жидкой фазы.

3. Синтез каскадной АСР

.1 Постановка задачи синтеза

Целью синтеза является определение структуры и параметров АСР, обеспечивающих устойчивость и необходимые показатели качества регулирования при типовых внешних возмущающих воздействиях. Процедура подразделяется на этапы структурного и параметрического синтеза.

Структурный синтез подразумевает, во-первых, выбор структуры АСР, которая определяется свойствами технологического процесса, как объекта регулирования и, во-вторых, определение структуры регуляторов (законов регулирования). Параметрический метод синтеза состоит в расчете оптимальных параметров (настроек) регуляторов (ОНР), обеспечивающих требуемое качество регулирования при заданной структуре АСР[3].

Каскадные системы применяются для автоматизации объектов, обладающих большой инерционностью по каналу регулирования или большим запаздыванием по каналу управления. Данные системы применяются в том случае, если можно выбрать промежуточную координату с лучшими динамическими свойствами и использовать для нее то же регулирующее воздействие, что и для основной координаты. В этом случае в систему регулирования включают два регулятора: основной (внешний) регулятор, служащий для стабилизации основного выхода объекта и вспомогательный (внутренний) регулятор, предназначенный для регулирования вспомогательной координаты. Заданием для вспомогательного регулятора служит выходной сигнал основного регулятора. В системах такого типа стабилизация вспомогательных величин способствует более качественному регулированию основной величины.[2]

Задачей синтеза является выбор оптимальной структуры, обеспечивающей требуемое качество регулирования, которое приведено в таблице 3.1

Таблица 3.1 - Требуемое качество переходных процессов для одноконтурной и каскадной АСР

Показатели качестваДля одноконтурной АСРДля каскадной АСРДля основного каналаДля вспом. каналаТпп,мин<3Т0min-?>0,9>0,9>0,75-0,9?дин, %?3?5<35

Синтез АСР выполняют с помощью имитационного моделирования. Система имитационного моделирования реализована в программном комплексе SYNTEZ, разработанном на кафедре АТК и МС.

Для проведения параметрического и структурного синтеза на данном комплексе необходимо знание параметров объекта по рассматриваемым каналам, а также определение начальных настроек любым из известных методов. Программный комплекс позволяет рассчитать оптимальные настройки регулятора методом расширенных частотных характеристик (метод РЧХ), он и будет использован для определения начальных настроечных параметров регулятора. Оптимальные значения определяются итерационным методом направленного ручного поиска.

В качестве общих параметров задаются время расчета переходных процессов и дискретность квантования по времени. Качество переходных процессов оценивается по следующим параметрам:

время переходного процесса, Тпп;

степень затухания, ?;

- динамической ошибке, ?дин;

интегральному критерию, I.

При синтезе может быть рассмотрена как каскадная АСР, так и одноконтурная АСР. На основе сравнения качества их работы делается вывод о применении той или иной системы при разработке схемы автоматизации.

3.2 Определение параметров объекта по каналу

По основному и вспомогательному каналам объекты представляют собой инерционные звенья первого порядка с запаздыванием:

Определим коэффициенты объектов К1, К2 и временные характеристики Т1, Т2 и ?1, ?2. Из технологического регламента известно, что для поддержания температуры после РП Т5на уровне 140 0С, необходим расходG4равный70 м^3?ч. Считаем, что эта температура обеспечивается при открытии клапана регулирующего органа расхода топлива на 50 % .

Тогда мы можем рассчитать коэффициенты для основного и вспомогательных объектов:

Т5=140 0С

G4= 70 м^3?ч

Временные характеристики объектов - постоянные времени Т1, Т2 и запаздывания ?1, ?2 взяты у преподавателя. Параметры объекта по основному и вспомогательному каналам приведены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 - Параметры объекта и передаточные функции по обоим каналам

Канал измененияПередаточная функцияПараметры объектаКоэффициент усиления К0Постоянная времени Т0,минВремя запаздывания ?, миносновной282вспомогательный120.4

Анализ приведенных значений позволил определить общие параметры расчета:

Время расчета ТТ?500 с;

Дискретность квантования по времени ?Т~0,1*Т2=3 с.

В основу методики расчета каскадной АСР положено понятие об эквивалентном объекте. На рисунке 3.2 представлена структурная схема АСР с 1-м эквивалентным объектом и основным регулятором. На рисунке 3.3 представлена схема каскадной АСР со 2-м эквивалентным объектом и вспомогательным регулятором.

Исходя из выше изложенного, методика расчета каскадной АСР заключается в следующем:)Для вспомогательного регулятора Р2 (ПИ-регулятора) определить наилучшие настройки по одноконтурной АСР для вспомогательного канала регулирования (условно на этом этапе Р1 отключен);)Установить полученные настройки и параметры объектов W1 и W2 в каскадную АСР и снять кривую разгона для 1-го эквивалентного объекта;)По данным кривой разгона определить параметры 1-го эквивалентного объекта любым из известных методов;)По одноконтурной АСР для 1-го эквивалентного объекта определить наилучшие настройки для основного регулятора Р1 (ПИД-регулятор);)Ввести наилучшие настройки в каскадную АСР. Снять переходные процессы по обеим каналам и оценить качество;)Если количество переходных процессов не удовлетворяют требованиям, то уточняют настройки вспомогательного регулятора Р2 по передаточной функции второго эквивалентного объекта;)Расчеты проводят да тех пор, пока настройки вспомогательного регулятора, найденные в двух последних итерациях не совпадут с заданной точностью;)Подставить параметры объекта W1 и основного регулятора Р1 в одноконтурную АСР. Сравнить результаты работы одноконтурной АСР и каскадной АСР.

3.1 Расчет каскадной АСР

Расчет каскадной АСР произведем в соответствии с вышеизложенным методом.)По одноконтурной АСР для вспомогательного регулятора Р2 определим наилучшие настройки (предполагается, что регулятор Р1 отключен). Результаты поиска представлены в таблице 3.3. График переходного процесса в АСР с наилучшими настройками вспомогательного регулятора (ПИ- регулятор) представлен на рисунке 3.3. В таблице 3.3 также сведены этапы поиска настроек регулятора Р1(основного) для одноконтурной АСР по основному каналу. Переходный процесс этой АСР с наилучшими настройками регулятора Р1 представлен на рисунке 3.4.

Рисунок 3.3-График переходного процесса в одноконтурной АСР с наилучшими настройками вспомогательного регулятора (ПИ-регулятор).

Рисунок 3.4-График переходного процесса в одноконтурной АСР с наилучшими настройками основного регулятора(ПИД-регулятор).

Таблица 3.3-Исследование одноконтурных АСР по обоим каналам.

ПИ-регуляторПИД-регуляторНастройки регулятораОценка качестваНастройки регулятораОценки качестваКрТиТпп,мин??дин,%КрТиТдТпп,мин??дин,%1,63054101180238410

b)Устанавливаем полученные настройки для Р2 в каскадную АСР и снимаем переходную характеристику для первого эквивалентного объекта, представленную на рисунке 3.5.)Полученную кривую разгона для первого эквивалентного объекта обрабатываем графическим методом и получим параметры объекта:

К=0.65Т0=170t=2

Структурная схема каскадной АСР для 1-го эквивалентного объекта определим наилучшие настройки для основного (ПИД) регулятора Р2. Результаты исследования представлены в таблице 3.4.

Таблица 3.4-Исследование одноконтурной АСР для основного регулятора

ВариантНастройки ПИД-регулятораПоказатели качестваТпп, мин??дин, %1Кр=1.1, Ти=170, Тд=538410,02Кр=1, Ти=180, Тд=234210,2

Доставляем полученные параметры в каскадную АСР и снимаем график переходного процесса по обеим каналам(рисунок 3.6).

Рисунок 3.5-График переходного процесса для первого эквивалентного объекта.

Рисунок 3.6-График переходного процесса каскадной АСР.

Так как качество переходных процессов не удовлетворяет заданному качеств регулирования ,то необходимо провести исследования для 2-го эквивалентного объекта. Структурная схема для 2-го эквивалентного объекта приведена на рисунке 3.3.После уточнения настроек вспомогательного регулятора (ПИ) Р1 с помощью второго эквивалентного объекта , необходимо провести уточнение настроек основного регулятора (ПИД) Р2, то есть повторить пункты а) до достижения требуемого качества. Оптимальные настройки основного (ПИД) и вспомогательного(пи) регуляторов приведены в таблице 3.5.

Таблица 3.5-Наилучшие настройки основного и вспомогательного регуляторов

Канал регулирования в каскадной АСРНастройки регуляторовПоказатели качества регулированияТпп, мин??дин, %Основной (ПИД)Кр=1 Ти=180 Тд=234210,2Вспомогательный (ПИ)Кр=1.6 Ти=30>010

Вставляем полученные параметры настроек регуляторов в каскадную АСР и снимаем переходные процессы по обоим каналам (рисунок 3.7).

Рисунок 3.7-Переходные характеристики каскадной АСР отдельно по каналам управления

Рисунок 3.8-Переходная характеристика каскадной АСР(конечная итерация)

Так как качество переходных процессов удовлетворяет заданному качеству регулирования, то принимаем настройки основного и вспомогательного регуляторов равным значениям, приведенным в таблице 3.5.

Если по условию ведения процесса на вспомогательную переменную накладывается ограничения (например, температура не должна превышать предельно допустимого значения ), то на выходной сигнал основного регулятора также накладывается ограничения. Для этого между регуляторами устанавливается устройство с характеристиками усилительного звена с насыщением.

абсорбционный колонна диацетилен

3.2 Исследование влияния возмущения по каналу управления на качество переходных процессов (Тзд=50 0С,??0)

Для определения эффективности синтезируемой АСР проведем сравнительный анализ влияния возмущения, подаваемого по каналу управления для каскадной АСР.

Результаты оценки качества переходных процессов для каскадной АСР сведены в таблицу 3.5.

Таблица 3.5 - Влияние возмущения на вход каскадной АСР

Величина возмущенияПоказатели качестваТпп, с??дин, %5%3451010%3481015%3511020%3541050%37210

Анализ данной таблицы позволяет сделать вывод о том, что в каскадной АСР при возмущении по каналу управления <15% показатели качества соответствуют требуемым.

Для одноконтурной АСР с ПИД-регулятором будем изменять возмущение по каналу управления в процентном отношении к управляющему воздействию.

Результаты исследования представлены в таблице 3.6

Таблица 3.6 - Влияние возмущения на качество переходных процессов

Величина возмущенияПоказатели качестваТпп, мин??дин, %5%3571010%33310.815%30911,720%29112.750%>50110.6

Анализ данной таблицы позволяет сделать вывод, что в одноконтурной АСР по основному каналу с ПИД-регулятором уже при возмущении по каналу управления >1% показатели качества не соответствуют требуемым.

Рисунок 3.9-Влияние возмущения по каналу управления ?=2.5 на качество переходного процесса каскадной АСР

Рисунок 3.10-Влияние возмущения по каналу управления ?=10 на качество переходного процесса каскадной АСР.

Рисунок 3.11-Влияние возмущения по каналу управления ?=2.5 на качество переходного процесса одноконтурной АСР

Рисунок 3.12-Влияние возмущения по каналу управления ?=10 на качество переходного процесса одноконтурной АСР

Вывод: Каскадная АСР имеет лучшие значения показателей качества. Следовательно, для построения АСР, рекомендуется использовать каскадную схему.

Заключение

При выполнении курсового проекта была разработана и проанализирована информационная схема для процесса абсорбции диацетилена, были описаны основные структурные схемы АСР: одноконтурные и каскадная, был выполнен синтез одноконтурной АСР по вспомогательному каналу управления с ПИ и ПИД-регуляторами, синтез одноконтурной АСР по основному каналу управления с ПИД-регулятором, синтез каскадной АСР. Была выполнена схема автоматизации, в которой реализованы контуры регулирования, контроля и сигнализации.

Список использованных источников

абсорбционный колонна диацетилен

1.Голубятников В.А., Шувалов В.В. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности: Учеб. для техникумов. - М.: Химия,1985г.

.Автоматическое управление в химической промышленности/Под общей ред.Г.Г.Дудникова.-М.:Химия,1987г.

.Куркина В.В.Синтез автоматических систем регулирования с использованием ПЭВМ: методические указания/В.В.Куркина,А.А.Пешехонов,А.Ю.Рыченкова.-СПб.:СПбГТИ(ТУ),2002.-38с.

.Промышленные приборы и средства автоматизации: Справочник/Под ред.В.В. Черенкова. - Л.: 1987г.

1.