Автоматизация процесса сухого помола цементного клинкера в трубной шаровой мельнице

При изменении уровня загрузки первой камеры материалом изменяется величина сигнала L, подаваемого на регулирующий прибор, который воздействует на исполнительный механизм ИМ и перемещает задатчик дозатора до тех пор, пока сигнал обратной связи по положению расходомера сырья не сбалансирует регулирующий прибор. Соотношение сигналов датчиков, поддерживаемое регулирующим прибором, при этом остается неизменным.

Изменения гранулометрического состава и расхода подаваемого в мельницу материала, вызывая изменения уровня смеси в зоне шламообразования, компенсируются пропорциональным изменением расхода воды.

2.2 Обоснование необходимости автоматизированного контроля технологического процесса приготовления цементного клинкера в трубной шаровой мельнице

Наиболее высокий уровень автоматизации в промышленности строительных материалов имеет цементное производство. Основной предпосылкой для этого является соответствующее состояние технологических протоков производства. Доминирующий способ производства цемента в РФ – мокрый способ, поэтому основной объем работ по автоматизации цементной промышленности связан с этим способом. Вместе с тем в последние годы внедряют и сухой способ производства цемента.

Существующий уровень автоматизации цементного производства характеризуется установкой на всех технологических переделах приборов автоматического контроля, как общепромышленного назначения, так и специфических, специально созданных для цементной промышленности. На передовых заводах осуществляется комплексная автоматизация производства. Разработаны, внедрены и показали высокую надежность и эффективность системы автоматизации основных технологических процессов – приготовления сырья, обжига и помола клинкера. Созданы и серийно выпускаются установки автоматического контроля и регулирования процесса сушки шкалы в прямоточных сушильных барабанах, процесса охлаждения цементного клинкера в холодильниках колосникового типа. Всего в цементной промышленности внедрено и работает около 600 различных систем автоматизации.

Успехи отечественной науки и техники в области создания электронных управляющих машин позволили перейти к качественно новому этапу автоматизации, характеризующемуся переходом от автоматизации отдельных технологических агрегатов к автоматизации участков производства и завода в целом. Необходимые для этого работы по математическому описанию объектов управления и разработке алгоритмов управления производят в различных институтах России.

Следующим этапом совершенствования управления по отношению к оптимальному планированию работы цехов является оптимизация деятельности завода в целом по экономическому критерию. Для этого разрабатывают математическо-экономическую модель цементного производства. Предусматривается выполнение работ по созданию типовых автоматизированных систем управления с определением наиболее экономических структур и последующего их распространения с постоянно возрастающим объемом внедрения систем автоматизации отдельных агрегатов, линий, а также средств автоматизации инженерного и управленческого труда.

2.3 Требования к автоматизированной системе регулирования температурного режима приготовления цементного клинкера в трубной шаровой мельнице

Автоматизация оборудования позволяет увеличить его производительность, сократить затраты материалов, топлива и энергии за счет более рационального их использования, а также сократить количество обслуживающего персонала и сохранять качество продукции. Однако прежде чем приступить к разработке системы автоматического управления, необходимо оценить, что она дает предприятию и всему народному хозяйству, какие критерии и методы должны быть положены в основу оценки экономической эффективности автоматизации и, наконец, какими должны быть системы автоматического управления, чтобы обеспечить максимальный экономический эффект.

Каждая автоматическая система должна быть оценена с точки зрения удобства и экономичности ее эксплуатации.

Автоматизация технологических процессов приготовления цементного клинкера позволяет резко повысить культуру производства и производительность труда, обеспечить сохранение качества нагреваемых за счет точного выдерживания тепловых режимов в процессе разогрева, а также обеспечить оптимальный расход топлива и электрической энергии.

При несоблюдении тепловых режимов и времени температурного воздействия в процессе приготовления не исключается необратимое изменение теплофизических характеристик и химического состава, как самого цементного клинкера, так и теплоносителей.

Автоматизация процессов может быть как комплексной, когда все звенья технологического потока работают без непосредственного влияния оператора, так и частичной, когда управляют отдельными производственными процессами, машинами, которые входят в единый технологический комплекс. Для управления процессами пуска, выключения, регулирования режимов, открытия и закрытия кранов, вентилей и т. п. можно применять средства ручного или автоматического управления. Кроме того, управление может быть местным, дистанционным, централизованным и полностью автоматическим.

Местным управлением предусматривается управление отдельными операциями машины или агрегата непосредственно с места его установки. Дистанционное управление позволяет выполнять операции, связанные с пуском, регулированием режимов и остановкой одного или нескольких агрегатов с одного пульта, установленного на некотором расстоянии от управляемого объекта. Автоматическое управление позволяет обеспечивать работу одного или нескольких агрегатов по заранее определенным условиям — программам. Обслуживающий персонал в этом случае осуществляет лишь первоначальное включение объекта в работу, а в дальнейшем следят за исправностью элементов автоматической системы и самого объекта регулирования.

Основная задача устройств автоматического регулирования температуры нагревательного оборудования состоит в обеспечении нагрева цементного клинкера до заданной температуры и в поддержании ее на постоянном уровне с точностью, соответствующей требованиям технологического процесса.

Для обеспечения положительного эффекта использования системы автоматизации, к ней предъявляют следующие требования:

- обеспечить статическую ошибку – не более 5%;

- максимальное перерегулирование σ – не более 10%;

- время регулирования tp – не более 50 с;

- время нарастания – не более 15 с;

- запас устойчивости по амплитуде – не менее 10 дБ;

- запас устойчивости по фазе – от 30 до 80 град.

ВЫВОД

В данной курсовой работе проведена идентификация сухого помола цементного клинкера в трубной шаровой мельнице как объекта автоматического регулирования.

Проведена проверка на наблюдаемость и управляемость объекта управления.

На основе анализа переходных характеристик объекта управления был выбран наиболее подходящий для данного переходного процесса П – регулятор.

Проведена оптимизация настроечных параметров этого регулятора с помощью MATLAB.

Сравним полученные результаты с требуемыми:

Учитывая полученные значения и принятые допущения параметров системы можно утверждать, что выполнены все поставленные в задании на курсовую работу требования.

Список литературы:

1.                  Бронихин А.С., Гризнак Ю.С. Основы автоматизации производства и контрольно – измерительные приборы на предприятиях промышленности строительных материалов. М., Стойиздат, 1974

2.                  Гинзбург И.Б. Автоматическое регулирование в промышленности строительных материалов. Л., Стройиздат, 1974