Файл: Гинзбург, И. Б. Автоматическое регулирование и регуляторы в промышленности строительных материалов учебник.pdf

ности порошка, необходимо с увеличением расхода шликера температуру отходящих газов увеличить, а при уменьшении рас­ хода — уменьшить.

Гранулометрический состав порошка зависит не только от физико-химических свойств шликера, но и от степени износа механической форсунки.

В состав схемы контроля процесса входят контроль давления газа и шликера, осуществляемые манометрами 1 и 2, контроль температур в различных точках сушилки, производимый мало­ инерционными термопарами 3 с записью их показаний на мно-

Рис. 105. Блок-схема системы автоматического регу­ лирования процесса сушки шликера в распылитель­ ной сушилке

готочечном автоматическом потенциометре 4. Расход шликера измеряется индукционным расходомером, состоящим из датчика 5 и измерительного блока 6". Контроль за аэродинамическим ре­ жимом осуществляется дифтягомерами 7, 8 и 9.

Система автоматического регулирования процесса включает два контура регулирования. Первый стабилизирует аэродина­ мический режим по величине разрежения в потолке сушилки, воздействуя с помощью регулирующего прибора 10 и исполни­ тельного механизма И на заслонку трубопровода отсоса 12. Второй регулирует тепловой режим по сигналу термопары отхо­ дящих газов, которая подключена на вход регулирующего при­ бора 13, воздействующего через исполнительный механизм 14 на заслонку 15 газопровода.

Испытания системы показали, что автоматическое регулиро­ вание позволяет сократить расход топлива на 1 1 %, уменьшить среднеквадратичное отклонение влажности пресс-порошка в 2 раза, увеличить сортность плитки в среднем на 5—10% по каж­

168

дому сорту, уменьшить брак прессования на 1%. Годовой эконо­ мический эффект от внедрения системы составляет 4,5 тыс. руб., срок окупаемости — около 1 года.

Система автоматического регулирования процесса сушки сырья в сушильных барабанах

Для сушки сырья используются сушильные барабаны прямо­ точного типа, на выходе которых влажность сырья не должна превышать 3%. Сырье подается в барабан тарельчатым питате­ лем. Сушка осуществляется подачей в барабан топлива.

Система автоматического регулирования процесса сушки предусматривает работу барабана в режиме максимального

конца. Съем сигнала производится посредством контактных ко­ лец и троллей. Термопара измеряет температуру газового по­ тока внутри барабана, зависящую от влажности материала, поступающего в барабан. Экспериментальные исследования ба­ рабана как объекта автоматического регулирования показали пропорциональную зависимость температуры от количества и влажности подаваемых добавок. Сигнал от термопары посту­ пает на регулирующий прибор Р2 и через исполнительный ме­ ханизм ИМ2 воздействует на положение ножа тарельчатого пи­ тателя загрузки.

Второй каскад системы — регулирование влажности готового продукта — корректирует работу первого каскада, воздействуя через исполнительный механизм ИМ3 на задатчик регулирующе­ го прибора Р2. Влажность продукта оценивается косвенным пу­ тем при помощи контроля температуры материала на выходе

169

барабана. Сигнал малоинерционной термопары Т3, установлен­ ной в приемном бункере на выходе барабана в специальном лотке, подан на вход корректирующего регулятора Рз-

Система выполнена в виде установки типа УРПС. Производ­ ственные испытания системы показали, что производительность барабана возрастает на 5%, удельный расход топлива на сушку снижается на 1 1 %, уменьшается диапазон колебания влажно­ сти высушенных добавок. Экономический эффект от внедре­

Система автоматического регулирования колосникового холодильника

Колосниковый холодильник предназначен для охлаждения клинкера, выходящего из вращающейся печи. Клинкер посту­ пает на колосниковые решетки холодильника с температурой

Рис. 107. Блок-схема си­ стемы автоматического регулирования колосни­ кового холодильника

до 1300° С. Продвигаясь по колосниковой решетке, клинкер ох­ лаждается воздухом, продуваемым через решетки вентилято­ рами общего и «острого» дутья.

Значительная часть воздуха, нагретого при соприкосновении с клинкером, подается в печь в качестве вторичного воздуха, который используется для сжигания топлива. Остальная часть отсасывается дымососом через аспирационную установку в ат­

мосферу.

Целью автоматизации холодильника является охлаждение клинкера до температуры 50—60° С. При этом для поддержания постоянного теплового режима печи необходима стабилиза­ ция температуры и количества вторичного воздуха, подавае­ мого в печь. Система автоматического регулирования колос­ никового холодильника (рис. 107) включает в себя четыре кон­ тура. Первым контуром является система стабилизации общего расхода воздуха. Общий расход воздуха измеряется дифманометром переменного перепада ДМі. Последний через регули­

170

рующий прибор Рі воздействует с помощью исполнительного механизма ИМі на шибер вентилятора общего расхода воздуха. На регулятор поступает также корректирующий сигнал по тем­ пературе колосников первого ряда 7Ѵ Регулирующий прибор Р2 с помощью исполнительного механизма ИМ2 изменяет расход общего воздуха и воздуха «острого дутья» при отклонении тем­ пературы колосников первого ряда от заданного значения.

Вторым контуром является регулирование давления воздуха под колосниковой решеткой горячей камеры холодильника. Сиг­ нал дифманометра ДМ2, измеряющего давление воздуха под ре­ шеткой холодильника, подается на регулирующий прибор Рз, который воздействует с помощью исполнительного механизма ИМ3 на обмотку возбуждения генератора, изменяющего число оборотов и тем самым скорость решетки. В качестве обратной связи используется сигнал скорости решетки. Система способ­ ствует стабилизации теплосъема с клинкера.

Вследствие того что мелкий клинкер отдает свое тепло быст­ рее, чем крупный, его следует быстрее транспортировать по хо­ лодильнику, а крупный медленнее. При стабилизации общего расхода воздуха давление под решеткой является косвенным па­ раметром крупности клинкера.

В качестве третьего контура используется стабилизация раз­ режения в горячей головке печи. Система поддерживает мини­ мальное разрежение в головке печи с целью уменьшения подсо­ сов холодного воздуха, что улучшает процесс сгорания топлива. Измеряющий величину разрежения в головке печи дифманометр ДМз подключен на вход регулирующего прибора Я4, воздействую­ щего с помощью исполнительного механизма ИМ4 на направ­ ляющий аппарат дымососа аспирационной установки.

Термопары Т2 и Т3, контролирующие температуру вторичного воздуха и температуру клинкера на выходе холодильника, слу­ жат для контроля за качеством работы системы.

Система автоматического регулирования выполнена в виде установки типа «КАРХОЛ». Испытания системы показали, что

тыс. руб. в год, стоимость установки — 9,3 тыс. руб., срок оку­ паемости — 1 год.

Система автоматического регулирования процесса помола при производстве стеновых материалов

Основные требования к процессу помола извести и песка при производстве стеновых материалов характеризуются необходи­ мостью стабилизации тонкости помола и активности смеси при максимальной производительности мельницы.

171

В мельницу открытого цикла (рис. 108) из бункеров тарель­ чатыми питателями подаются комовая известь и песок. Подача песка, составляющая около 1 0 —2 0 % от расхода извести, необ­ ходима для поддержания определенной активности смеси на выходе мельницы.

При ручном управлении процессом получить требуемые каче­ ственные характеристики готовой смеси не представляется воз­ можным, ввиду того что на входе мельницы имеют место не­ прерывные возмущения по количеству подаваемого материала, по гранулометрическому составу и активности комовой изве­ сти. Система автоматического регулирования частично компен­

сирует указанные колебания путем воздействия на суммар­ ный расход исходных компо­ нентов в мельницу и на соот­ ношение между ними.

В качестве промежуточного параметра в системе исполь­ зуется уровень загрузки мате­ риалом первой камеры мель­ ницы. Уровень загрузки конт­ ролируется электроакустиче­ ским устройством, состоящим из датчика М, установленного у обечайки в начале первой камеры мельницы, и усили- тельно-преобразующего блока УПБ. В результате исследова­

тельских работ оказалось, что этот параметр содержит инфор­ мацию о производительности мельницы, размалываемости пода­ ваемых компонентов и активности извести.

Система регулирования включает в себя контроль, дистан­ ционное управление и автоматическое регулирование процессом. Автоматический контроль осуществляется дистанционными ука­ зателями положения и путем записи параметров на диаграмме автоматического потенциометра КСП.

Электроакустический сигнал подается на вход регулирую­ щего прибора Рі, управляющего расходом извести. На вход регулирующего прибора Р2, управляющего расходом песка, по­ дается сигнал от исполнительного механизма ИМи пропорцио­ нальный расходу извести. На те же регулирующие приборы по­ даются сигналы обратной связи от индуктивных датчиков соот­ ветствующих исполнительных механизмов ИМі и ИМг.

Ножи тарельчатых питателей перемещаются пропорциональ­ но изменению сигнала электроакустического датчика. Таким об­ разом, система регулирования поддерживает заданное соотно­ шение между изменением величины электроакустического сиг­ нала и суммарным расходом подаваемых компонентов смеси.

172

Этот способ регулирования удовлетворяет поставленной задаче поддержания заданной тонкости помола. Система одновременно поддерживает соотношение между компонентами смеси — изве­ стью и песком, чем обеспечивается частичная стабилизация ак­ тивности смеси (это можно объяснить тем, что активность из­ вести связана с ее размалываемостью).

Испытания системы регулирования показали возможность увеличения производительности мельницы на 17%, уменьшения колебания тонкости помола и активности смеси на выходе мель­ ницы соответственно в 1,5 и 2,1 раза по сравнению с ручным управлением.

Экономический эффект от внедрения системы составляет 4,2

АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ (АСУ)

На ранних стадиях развития промышленности управление процессами осуществлялось вручную. Оператор наблюдал за ходом процесса и с учетом своих индивидуальных способностей управлял регулирующими органами. По мере разработки ин­ формационных приборов объекты оснащались всевозможными датчиками, которые позволяли оператору управлять процессом по более объективным оценкам. С развитием средств автомати­ зации стали использоваться автоматические системы управле­ ния. В основном это были системы стабилизации входных пара­ метров объекта — расхода, уровня, температуры и других. Из­ менились функции оператора — он реже стал вмешиваться в процесс, пользуясь в основном задатчиками систем регули­ рования.

После того как значительно усложнились технологические процессы, появились новые высокопроизводительные агрегаты со значительным числом точек контроля и управления, со вза­ имосвязанными параметрами; управлять ими прежними мето­ дами стало чрезвычайно затруднительно, а подчас и невоз­ можно. Лишь использование средств вычислительной техники с их быстродействием, большим объемом памяти и способностью принимать решения дает возможность качественно управлять процессом.

Использование вычислительной техники освобождает опера­ тора от кропотливой обязанности постоянно следить, не выхо­ дят ли параметры процесса за установленные нормы, не при­ ближается ли агрегат к аварийному состоянию. Однако наиболее важное из свойств вычислительной техники — это способность вести процесс в оптимальном режиме управления, т. е. в таком режиме, при котором максимально повышается производитель­ ность и улучшается качество выпускаемой продукции при мини­ мальных затратах.

173