Реферат: Автоматизация процесса нитрования пиридона
В состав контроллера Matsushta FP2 входят: центральный микропроцессорный блок контроллера, блок питания, от 5 до 14 плат расширения и ряд дополнительных блоков. Кросс плата предназначена для увеличения числа входов-выходов контроллера. Контроллер Matsushta FP2 является проектно - компонуемым изделием. Его состав и ряд параметров определяются потребителем и указываются в заказе. Контроллер имеет встроенную самодиагностику, средства сигнализации и идентификации неисправностей, в том числе при отказе аппаратуры, выходе сигналов за допустимые границы, сбое в ОЗУ, нарушении обмена по сети и т.п. Для дистанционной передачи информации об отказе предусмотрены специальные дискретные выходы.
Конкретный состав остальных изделий оговаривается в заказе.
МОДУЛИ ВВОДА/ВЫВОДА
1. Модули ввода дискретных сигналов постоянного тока.
Контроллер FP2 имеет в своем составе модули расширения для ввода дискретных сигналов: FP2-16XD2 (с клеммным соединителем с линиями датчиков) и FP2-64XD2 (с разъемом) – рис.4. Эти модули имеют соответственно 16 и 64 канала. Кроме того, дискретные сигналы (64 линии) могут быть поданы на специализированный модуль ЦПУ FP2-C1D. Характеристики модулей приведены в табл.1
Табл.1. Характеристики модулей дискретного ввода.
| Характеристика | Модуль FP2-16XD2 | Модуль FP2-64XD2; ЦПУ FP2-C1D |
| Число каналов | 16 | 64 (2 группы по 32) |
| Гальваническая развязка | Оптронная | Оптронная |
|
Номинальное Uвх, В |
12 - 24 | 24 |
|
Максимальный Iвх, мА |
10 | 5 |
| Потребляемый модулем ток от источника питания контроллера, мА | 80 | 100 |
2. Модули вывода дискретных сигналов постоянного тока.
Модули вывода дискретных сигналов представлены более широко: это прежде всего модули вывода FP2-Y16T и FP2-Y16P - 16 каналов с клеммным соединителем и открытым коллектором на npn и pnp транзисторах соответственно. Аналогичные модули на 64 канала с разъемами: FP2-Y64T и FP2-Y64P. Кроме того, в комплекте модулей УСО FP2 имеются релейные модули вывода FP2-Y6R (6 каналов) и FP2-Y16R (16 каналов). Характеристики модулей приведены в табл.2
Табл.2. Характеристики модулей вывода дискретных сигналов
| Характеристика |
Модули FP2-Y16T, FP2-Y16P |
Модули FP2-Y64T, FP2-Y64P |
Модули FP2-Y6R*) |
Модули FP2-Y16R*) |
| Число каналов | 16 (2x8) | 64 (2x32) | 6 (3x2) | 16 (2x8) |
| Гальваническая развязка | Оптронная | Оптронная | Оптронная | Оптронная |
| Напряжение нагрузки (внешнего источника), В | 5 - 24 | 5 - 24 |
250 (AC), 30 (DC) |
250 (AC), 30 (DC) |
| Максимальный ток нагрузки, А | 0,6 | 0,1 | 5 | 2 |
| Ток потребления от источника питания контроллера, мА | 100 | 250 | 70 | 120 |
|
*) Внимание. Для питания реле эти модули требуют дополнительного источника напряжения 24В DC (см. рис.6Б) |
||||
3. Модули ввода/вывода дискретных сигналов постоянного тока.
В составе FP2 есть комбинированные модули ввода/вывода FP2-XY64D2T и FP2-XY64D2P. Модули имеют по 32 канала на вход и выход с разъемом для соединения с внешними устройствами и характеристиками, по входам совпадающими с характеристиками модулей FP2-64XD2, а по выходам – с модулями FP2-Y64T, FP2-Y64P.
4. Модули ввода аналоговых сигналов постоянного тока.
Аналоговые сигналы в FP2 принимаются отдельным модулем УСО FP2-AD8 (8 каналов) и специализированным ЦПУ (для малых систем) FP2-C1A (4 канала на ввод и 1 на вывод). Оба модуля имеют клеммный блок для соединения с датчиками и характеристики, приведенные в табл.5. Каждый канал может быть автономно настроен на любой допустимый диапазон входного напряжения, в том числе на приме сигналов от термопар и термометров сопротивления, с помощью переключателей на задней панели модулей. Модуль ЦПУ FP2-C1A может быть установлен только на кросс-плате ЦПУ (а не на плате расширения)
Табл. 3. Характеристики модулей аналоговых вводов
| Характеристики | FP2-AD8 | FP2-C1A | |
|
Количество каналов (автономная настройка каждого канала) |
8 | 4 | |
| Входной сигнал | Напряжение | ±10В; 2 – 5В; ±100мВ | |
| Ток | ±20мА; 4 – 20мА | ||
| Термопара |
S (0-15000C); L (-200+7000C); K (-200+10000C); T (-200+2500C); R (0-15000C) |
||
| Термосопротивление |
Pt100 (-100+5000C); Pt1000 (-100+100 0C) |
||
| Погрешность | 1%; 16 бит | ||
| Гальваническая развязка | Между входами и внутренней схемой (между каналами нет) | ||
| Потребляемый модулем ток от источника питания, мА | 500 | 1060 | |
3. Основные решения по автоматизации.
В процессе нитрования пиридона показателем эффективности является концентрация азотной кислоты в реакторе, и целью управления является её поддержание на заданном уровне (Скк = Сккзд). Расход пиридона на входе в реактор определяется предыдущим технологическим процессом и по нему действуют возмущения, а, следовательно, по нему нельзя регулировать концентрацию Скк, поэтому изменяют расход азотной кислоты.
Для выполнения материального баланса по жидкой фазе, определяемого уровнем нитромассы в реакторе, изменяют расход нитромассы в реакторе.
Для выполнения теплового баланса регулируются температуры в реакторе и в стабилизаторе путём изменения расхода охлаждающей воды на выходе из рубашки реактора и стабилизатора.
Для обеспечения соотношения перемешивания нитромассы с водой в стабилизаторе 1:2 используется регулятор соотношения расходов, использующий в качестве канала управления расход воды на входе в стабилизатор.
Уровень смеси в стабилизаторе поддерживается постоянным путём изменения расхода готовой смеси на выходе стабилизатора.
При недостаточном разряжении в линии отвода окислов азота (что может быть вызвано повышением давления в реакторе или неисправностью вакуум-насоса в линии разряжения) нитромасса из реактора сбрасывается в сбросную ёмкость.
Система регулирования состоит из 4-х подсистем:
· подсистема контроля
контролируются: концентрация азотной кислоты в нитромассе, температуры охлаждающей воды на выходах реактора и стабилизатора, нитромассы и смеси в аппаратах, уровни нитромассы в реакторе, смеси в стабилизаторе и воды в сбросной ёмкости, расход нитромассы на входе стабилизатора, пиридона на входе реактора, давление в линии отвода окислов
· подсистема контроля
регулируются: концентрация азотной кислоты в нитромассе, температуры в реакторе и в стабилизаторе, уровни нитромассы в реакторе, смеси в стабилизаторе и воды в сбросной ёмкости, расход воды в стабилизатор
· подсистема сигнализации
сигнализируются: отклонение концентрации азотной кислоты в нитромассе, отклонение температур в реакторе и в стабилизаторе от заданных, аварийно-опасная ситуация (повышение давления в реакторе либо отсутствие разряжения в линии отвода окислов азота)
· подсистема защиты
при отсутствии подачи одного из компонентов прекращается подача и второго, при возникновении опасности взрыва реактора нитромасса сбрасывается в сбросную ёмкость, при недостаточном разряжении в линии отвода окислов азота нитромасса сбрасывается в сбросную ёмкость (во избежание попадания окислов азота в цех)
