Введення
Автоматизація виробничих процесів являє собою одне з найбільш важливих напрямків технічного прогресу, є найбільш ефективним засобом підвищення продуктивності праці на сучасних промислових підприємствах.
Розроблені та перевірені на практиці схеми автоматичного регулювання окремих вузлів, агрегатів, виробничих дільниць і цехів з використанням серійної апаратури автоматизації; розроблені численні спеціалізовані засоби автоматизації (датчики, регулюючі органи і т.д.), пристосовані для роботи в умовах експлуатації хімічної промисловості.
Автоматизація дає не тільки безпосередній економічний ефект; її успіхи дуже впливають на загальний технічний рівень хімічної промисловості. Висока точність підтримки заданого режиму роботи, яка досягається при використанні системи автоматичного управління, дозволяє значно інтенсифікувати технологічні процеси, використовуючи більш активні каталізатори, високі температури і тиск. Багато знову розробляються технологічні процеси виявляється можливим реалізувати тільки як автоматизовані, так як ручне управління не гарантує безпечного їх ведення та отримання продукції заданої якості. Застосування систем автоматичного дистанційного керування дозволяє широко практикувати розміщення технологічного устаткування на відкритих майданчиках.
1.Описание технологічного об'єкта
Основним апаратом у технологічній схемі отримання практично будь-якого хімічного продукту є хімічний реактор.
Роботою реактора значною мірою визначається продуктивність установки в цілому, якість і собівартість одержуваних продуктів.
Швидкість хімічної реакції визначається рівняннями кінетики і взаємодією гідродинамічних, масообмінних і теплових процесів в апараті, від яких залежить концентрація реагентів і умови протікання реакції. У свою чергу, хімічні перетворення в реакторі призводять до зміни теплових і гідродинамічних процесів у ньому. Цим взаємозв'язкам відповідають перехресні зв'язки в структурній схемі реактора. Наявність таких внутрішніх зворотних зв'язків може призводити до виникнення нестійких режимів, автоколебаниям параметрів процесу, зміни якості одержуваного продукту і має враховуватися при побудові систем автоматизації хімічних реакторів.
Спрощена структурна схема реактора представлена ??на рис.1.
хімічний реакція регулятор
Рис.1 Структурна схема реактора.
Передбачається, що в ізотермічних реакторах теплообмін через стінку ідеальний, і тепло, що виділяється в результаті хімічної реакції, миттєво відводиться від реагуючої суміші, так що температура в реакторі не змінюється. При повній відсутності теплообміну через стінку реактора в ньому протікає адіабатичний процес.
Хімічні реакції, що протікають в реакторах поділяються на екзотермічні (з виділенням тепла) і ендотермічні (з поглинанням тепла). У даній роботі розглядається реактор, в якому протікає екзотермічний процес. Цей процес є більш складним для управління, так як порівняно невелика зміна температури в реакторі може призвести до значних змін ступеня конверсії. У деяких випадках це може викликати навіть нестійкість процесу, якщо зміна кількості виділяється при реакції тепла не може бути скомпенсировано відповідною зміною швидкості відводу тепла. Нестійкість процесу може призводити до вибухів і аварійній зупинці реактора.
Основним завданням при управлінні хімічним реактором безперервної дії, є стабілізація заданих значень температури і концентрації в реакторі. Цього можна досягти регулюванням по відхиленню температури в реакторі від заданого значення впливом на температуру. Ця система регулювання може бути реалізована шляхом зміни тиску киплячого холодоагенту, що знаходиться в сорочці реактора. Використання такого способу регулювання дозволяє змінювати тепловідвід від реактора при зміні в ньому температури. Так само можливе регулювання по відхиленню температури в реакторі від заданого значення впливом на вхідну температуру реакційної суміші. Цей спосіб регулювання може бути реалізований шляхом зміни режиму роботи спеціального теплообмінника, встановленого на вході реакційної суміші в реакторі. Однак така система може виявитися дуже інерційною. Можна також змінювати температуру частини реакційної суміші і змінювати її вхідну температуру, змінюючи співвідношення холодного і гарячого потоків, що надходять в реактор.
2.Обоснованіе і вибір схеми управління об'єктом
Температура є показником термодинамічного стану системи і використовується як вихідна координата при регулюванні теплових процесів. Динамічні характеристики об'єктів в системах регул...
