Краткая характеристика устройства и работы методической печи

Содержание

Введение....................................................................................................... 4

1 Общая часть.............................................................................................. 6

1.1 Краткая характеристика устройства и работы методической печи.... 6

2 Специальная часть......................................................................................

2.1 Техническое задание................................................................................

2.2 Расчет и выбор оборудования для реализации системы автоматического регулирования содержание углекислого газа на отводеиз методической печи    

Расчет и выбор задания закона регулирования и регулятора....................

2.2.2 Расчет и выбор параметров настройки регулятора...........................

2.2.3 Расчет передаточной функции регулятора.........................................

2.2.4 Выбор аппаратуры ручного управления............................................

2.2.5 Выбор исполнительного механизма....................................................

2.2.6 Выбор регулирующего органа............................................................

2.3 Исследование системы автоматического регулирование содержание углекислого газа на отводе из методической печи на устойчивость...........

2.3.1 Составление характеристического уравнения системы......................

2.3.2 Критерий устойчивости Гурвица........................................................

2.3.3 Критерий устойчивости Рауса.............................................................

2.3.4 Критерий устойчивости Михайлова...................................................

2.4 Автоматизированный расчет системы автоматического регулирования на устойчивость..................................................................................................

2.4.1 Выбор программного обеспечения.....................................................

2.4.2 Расчет определителей по Гурвицу.......................................................

2.4.3 Расчет таблицы Рауса...........................................................................

2.5 Моделирование структурной схемы системы автоматического регулирования содержание углекислого газа на отводе из методической печи..................

2.5.1 Выбор программного обеспечения для моделирования системы автоматического регулирования на основе технического задания.............

2.5.2 Разработка и описание структурной схемы........................................

2.5.3 Разработка спецификации на оборудование.......................................

Заключение....................................................................................................

Библиография................................................................................................

 

 

Введение

Автоматизация технологических процессов – совокупность методов и средств, предназначенная для реализации системы или систем, позволяющих осуществлять управление технологическим процессом без непосредственного участия человека, либо оставления за человеком права принятия наиболее ответственных решений.
    Как правило, в результате автоматизации технологического процесса создаётся АСУ ТП

Основными целями автоматизации технологического процесса являются:

- сокращение численности обслуживающего персонала;

- увеличение объёмов выпускаемой продукции;

- повышение эффективности производственного процесса;

- повышение качества продукции;

- снижение расходов сырья;

- повышение ритмичности производства;

- повышение безопасности;

- повышение экологичности;

- повышение экономичности.

Целью курсовой работы является проект разработки и компьютерного моделирования системы автоматического регулирования содержание углекислого газа на отводе из методической печи с формированием пакета технической документации.

Для достижения поставленной цели выдвинуты следующие задачи:

- изучение устройства и работу методической печи;

- расчет и выбор оборудования для реализации системы автоматического регулирования содержание углекислого газа на отводе из методической печи;

- исследование системы автоматического регулирования содержание углекислого газа на отводе из методической печи на устойчивость;

- разработка автоматизированного расчета системы автоматического регулирования на устойчивость;

- моделированиеструктурной схемы системы автоматического регулирования содержание углекислого газа на отводе из методической печи;

- составление спецификаций на оборудование.

 

 

        

                                                                                                                                        

 

Общая часть

Краткая характеристика устройства и работы методической печи

Проектированию автоматической системы регулирования должно предшествовать изучение объекта автоматизации.

Объекты автоматизации (объекты управления, регулирования) – это отдельные установки, станки, машины, агрегаты, аппараты, комплексы машин и аппаратов, узел технологического процесса, либо непосредственно сами технологические процессы, которыми нужно управлять. Они очень разнообразны по своему назначению, устройству и принципу действия.

Объект автоматизации является основной составной частью автоматической системы, определяющий характер системы, поэтому его изучению уделяется большое внимание.

В курсовом проекте объектом автоматизации является методическая печь

 

 

Специальная часть

2.1 Техническое задание на курсовой проект

Техническое задание на проектирование автоматической системы регулирования (АСР) – это основной документ, предъявляющий требования к создаваемой АСР и устанавливающий порядок, в соответствии с которым будет проводиться разработка АСР и ее прием при вводе в эксплуатацию.

Техническое задание на проект разработки и компьютерного моделирования системы автоматического регулирования содержание углекислого газа на отводе изметодической печи.

Наименование объекта – методическая печь для нагрева металлических заготовок перед прокаткой.

Цели выполнения объекта – разработка и компьютерное моделирование системы автоматического регулирования содержание углекислого газа на отводе из методической печи с формированием пакета технической документации.

Исходные данные.

Динамическая характеристика (кривая разгона):

Входная величина – расход воздуха для горения топлива в методической печи, Xвх - % хода регулирующего органа.

Выходная величина – содержание углекислого газа в дымовых газах, Хвых - % CO2

Вид датчика – газоанализатор АНГОР-С.

Вид вторичного прибора – прибор регистрирующий Диск-250М.

Максимальное возмущение по нагрузке – Ув = 15% хода регулирующего органа

Требования к качеству регулирования:

- допустимое динамическое отклонение Х1доп= 0,5% CO2;

- допустимое остаточное отклонение δдоп= 0% CO2;

- допустимое время регулирования tpдоп= 150с

- допустимое перерегулирование .

2.2 Расчет и выбор оборудования для реализации системы автоматического регулирования содержание углекислого газа на отводе из методической печи

2.2.1 Расчет и выбор закона регулирования и регулятора

Качество работы системы автоматического регулирования в первую очередь зависит от правильного выбора регулятора и его настройки для конкретного объекта регулирования. Объект регулирования характеризуется определенными статическими и динамическими свойствами, от которых и зависит выбор регулятора и другого оборудования системы регулирования.

Особое значение имеют динамические свойства объекта регулирования, от которых зависит устойчивость и качество переходного процесса регулирования.

К динамическим свойства объекта регулирования относятся:

- емкость объекта – это способность его накапливать и удерживать определенное количество энергии (тепла, жидкости, газа и т.п.);

- самовыравнивание объекта – это способность объекта после нарушения равновесия приводить регулируемую величину к некоторому установившемуся значению самостоятельно;

- запаздывание объекта – это свойство объекта изменять регулируемую величину не сразу с момента возмущения, а через некоторое время, которое называется временем запаздывания и обозначается “τ”.

Динамические свойства и параметров объектов регулирования определяют с помощью искусственно снятых динамических характеристик. Наиболее просто снимается кривая разгона, которая получила наиболее широкое применение при настройке автоматических систем регулирования технологических процессов.

Кривая разгона – это график изменения регулируемой величины во времени при подаче на вход объекта скачкообразного возмущения, равного единице (1% хода регулирующего органа).

Выбор типа регулятора

Тип регулятора (непрерывный, релейный или импульсный) ориентировочно выбирается по величине степени инерционности по таблице 1. Таблица 1 – Тип регулятора

τоб/Тоб	Регулятор
Меньше 0,2	Релейный
Меньше 1,0, но больше 0,2	Непрерывный
Больше 1,0	Импульсный

 

Т.к. 0,2 < < 1, то по таблице 1 выбирается непрерывный регулятор.

Содержание

Введение....................................................................................................... 4

1 Общая часть.............................................................................................. 6

1.1 Краткая характеристика устройства и работы методической печи.... 6

2 Специальная часть......................................................................................

2.1 Техническое задание................................................................................

2.2 Расчет и выбор оборудования для реализации системы автоматического регулирования содержание углекислого газа на отводеиз методической печи    

Расчет и выбор задания закона регулирования и регулятора....................

2.2.2 Расчет и выбор параметров настройки регулятора...........................

2.2.3 Расчет передаточной функции регулятора.........................................

2.2.4 Выбор аппаратуры ручного управления............................................

2.2.5 Выбор исполнительного механизма....................................................

2.2.6 Выбор регулирующего органа............................................................

2.3 Исследование системы автоматического регулирование содержание углекислого газа на отводе из методической печи на устойчивость...........

2.3.1 Составление характеристического уравнения системы......................

2.3.2 Критерий устойчивости Гурвица........................................................

2.3.3 Критерий устойчивости Рауса.............................................................

2.3.4 Критерий устойчивости Михайлова...................................................

2.4 Автоматизированный расчет системы автоматического регулирования на устойчивость..................................................................................................

2.4.1 Выбор программного обеспечения.....................................................

2.4.2 Расчет определителей по Гурвицу.......................................................

2.4.3 Расчет таблицы Рауса...........................................................................

2.5 Моделирование структурной схемы системы автоматического регулирования содержание углекислого газа на отводе из методической печи..................

2.5.1 Выбор программного обеспечения для моделирования системы автоматического регулирования на основе технического задания.............

2.5.2 Разработка и описание структурной схемы........................................

2.5.3 Разработка спецификации на оборудование.......................................

Заключение....................................................................................................

Библиография................................................................................................

 

 

Введение

Автоматизация технологических процессов – совокупность методов и средств, предназначенная для реализации системы или систем, позволяющих осуществлять управление технологическим процессом без непосредственного участия человека, либо оставления за человеком права принятия наиболее ответственных решений.
    Как правило, в результате автоматизации технологического процесса создаётся АСУ ТП

Основными целями автоматизации технологического процесса являются:

- сокращение численности обслуживающего персонала;

- увеличение объёмов выпускаемой продукции;

- повышение эффективности производственного процесса;

- повышение качества продукции;

- снижение расходов сырья;

- повышение ритмичности производства;

- повышение безопасности;

- повышение экологичности;

- повышение экономичности.

Целью курсовой работы является проект разработки и компьютерного моделирования системы автоматического регулирования содержание углекислого газа на отводе из методической печи с формированием пакета технической документации.

Для достижения поставленной цели выдвинуты следующие задачи:

- изучение устройства и работу методической печи;

- расчет и выбор оборудования для реализации системы автоматического регулирования содержание углекислого газа на отводе из методической печи;

- исследование системы автоматического регулирования содержание углекислого газа на отводе из методической печи на устойчивость;

- разработка автоматизированного расчета системы автоматического регулирования на устойчивость;

- моделированиеструктурной схемы системы автоматического регулирования содержание углекислого газа на отводе из методической печи;

- составление спецификаций на оборудование.

 

 

        

                                                                                                                                        

 

Общая часть

Краткая характеристика устройства и работы методической печи

Проектированию автоматической системы регулирования должно предшествовать изучение объекта автоматизации.

Объекты автоматизации (объекты управления, регулирования) – это отдельные установки, станки, машины, агрегаты, аппараты, комплексы машин и аппаратов, узел технологического процесса, либо непосредственно сами технологические процессы, которыми нужно управлять. Они очень разнообразны по своему назначению, устройству и принципу действия.

Объект автоматизации является основной составной частью автоматической системы, определяющий характер системы, поэтому его изучению уделяется большое внимание.

В курсовом проекте объектом автоматизации является методическая печь

 

 

Специальная часть

2.1 Техническое задание на курсовой проект

Техническое задание на проектирование автоматической системы регулирования (АСР) – это основной документ, предъявляющий требования к создаваемой АСР и устанавливающий порядок, в соответствии с которым будет проводиться разработка АСР и ее прием при вводе в эксплуатацию.

Техническое задание на проект разработки и компьютерного моделирования системы автоматического регулирования содержание углекислого газа на отводе изметодической печи.

Наименование объекта – методическая печь для нагрева металлических заготовок перед прокаткой.

Цели выполнения объекта – разработка и компьютерное моделирование системы автоматического регулирования содержание углекислого газа на отводе из методической печи с формированием пакета технической документации.

Исходные данные.

Динамическая характеристика (кривая разгона):

Входная величина – расход воздуха для горения топлива в методической печи, Xвх - % хода регулирующего органа.

Выходная величина – содержание углекислого газа в дымовых газах, Хвых - % CO2

Вид датчика – газоанализатор АНГОР-С.

Вид вторичного прибора – прибор регистрирующий Диск-250М.

Максимальное возмущение по нагрузке – Ув = 15% хода регулирующего органа

Требования к качеству регулирования:

- допустимое динамическое отклонение Х1доп= 0,5% CO2;

- допустимое остаточное отклонение δдоп= 0% CO2;

- допустимое время регулирования tpдоп= 150с

- допустимое перерегулирование .

2.2 Расчет и выбор оборудования для реализации системы автоматического регулирования содержание углекислого газа на отводе из методической печи

2.2.1 Расчет и выбор закона регулирования и регулятора

Качество работы системы автоматического регулирования в первую очередь зависит от правильного выбора регулятора и его настройки для конкретного объекта регулирования. Объект регулирования характеризуется определенными статическими и динамическими свойствами, от которых и зависит выбор регулятора и другого оборудования системы регулирования.

Особое значение имеют динамические свойства объекта регулирования, от которых зависит устойчивость и качество переходного процесса регулирования.

К динамическим свойства объекта регулирования относятся:

- емкость объекта – это способность его накапливать и удерживать определенное количество энергии (тепла, жидкости, газа и т.п.);

- самовыравнивание объекта – это способность объекта после нарушения равновесия приводить регулируемую величину к некоторому установившемуся значению самостоятельно;

- запаздывание объекта – это свойство объекта изменять регулируемую величину не сразу с момента возмущения, а через некоторое время, которое называется временем запаздывания и обозначается “τ”.

Динамические свойства и параметров объектов регулирования определяют с помощью искусственно снятых динамических характеристик. Наиболее просто снимается кривая разгона, которая получила наиболее широкое применение при настройке автоматических систем регулирования технологических процессов.

Кривая разгона – это график изменения регулируемой величины во времени при подаче на вход объекта скачкообразного возмущения, равного единице (1% хода регулирующего органа).