Введение 4
1 Автоматизация и управления процессами производства молибдена.
Постановка задачи 7
1.1 Основные этапы производства молибдена 7
1.2 Существующие решения по управлению и автоматизации процессов
производства молибдена 9
1.2.1 Печь кипящего слоя как объект управления 9
1.2.2 Обзор существующих систем автоматического управления 9
1.2.3 Технические средства автоматизации 9
1.3 Постановка задачи 9
1.3.1 Цель работы 9
1.3.2 Основные задачи 10
1.3.3 Исходные данные 10
1.3.4 Планируемые результаты 10
1.3.5 Программное обеспечение для разработки компьютерного
симулятора 11
2 Моделирование процесса управления обжигом молибденового
концентрата 12
2.1 Печь кипящего слоя как объект управления 12
2.1.1 Управление обжигом молибденового концентрата 13
2.1.2 Параметры процесса 15
2.2 Математическая модель управления 16
2.2.1 Задача управления 16
2.2.2 Построение регулятора 16
2.3 Компьютерная модель с применением программы CODESYS 16
Заключение 24
Список использованных источников 25
Приложение А 28
Приложение Б 29
Приложение В 30
В настоящее время молибден находит широкое применение в промышленности. Сам металл и его сплавы относятся к тугоплавким материалам. Практически 80% общего выпуска этого металла применяется в черной металлургии для производства легированных сталей.
Молибден значительно улучшает свойства сталей. Небольшие добавки металла в конструкционные стали значительно повышают их прочность, вязкость и стойкость к коррозии, что и используется при изготовлении самых важнейших деталей изделий.
Так, например, из молибдена изготавливают панели космических летательных аппаратов, всевозможные теплообменники, оболочки ракет, тепловых экранов, а также сплавы молибдена используются в стабилизаторах летательных аппаратов, в обшивке крыльев самолёта. Молибден занимает одно из лидирующих мест после вольфрама и его сплавов по прочностным свойствам.
Выпуск цветных металлов, в частности молибдена, возрастает из года в год. Автоматизируются прежние и создаются новые способы их производства. В связи с этим возникает необходимость разработки новых упрощённых, безопасных и экономически выгодных технологий переработки медно-молибденовых руд и автоматизации соответствующих металлургических процессов.
Актуальность автоматизации процесса управления обжигом в печи кипящего слоя объясняется тем, что автоматическое регулирование технологических характеристик системы, например, контроль расхода шихты, контроль и регулирование температуры в КС позволяет обеспечить безопасность работы печи и способствует предотвращению ошибок оператора. Разработка АСУТП включает в себя создание компьютерной модели процесса управления технической системы.
Целью выпускной квалификационной работы является создание компьютерной динамической модели процесса управления обжигом молибденового концентрата, для оптимизации работы печи КС. В частности, введение автоматического регулирования температуры КС позволяет избегать колебания температуры в широких пределах, так как значительное понижение температуры кипящего слоя приводит к ухудшению обжига концентрата и как следствие уменьшается количество конечного продукта. В свою очередь значительное повышение температуры создаёт опасность шлакования слоя из-за его перегрева.
Целью данной выпускной работы является создание математической и компьютерной динамической модели процесса управления обжигом молибденового концентрата для повышения эффективности процесса обжига молибденового концентрата.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- изучить основные принципы работы печи кипящего слоя как объекта управления;
- модернизировать существующую математическую модель процесса обжига молибденового концентрата в печи кипящего слоя на основе модельных уравнений химической кинетики и теплового баланса с учетом дополнительных допущений;
- разработать математическую модель управления процессом обжига, как линейного объекта, на основе классической схемы с пропорциональным регулятором;
- разработать компьютерный симулятор для имитационного моделирования процесса управления обжигом молибденового концентрата.
Выпускная работа состоит из введения, двух разделов, заключения, списка использованных источников и трех приложений. В первом разделе дается анализ современных решений в области автоматизации и управления процессами цветной металлургии, в частности процессом обжига молибденовых концентратов в печи «кипящего слоя», обсуждается постановка задачи. Второй раздел посвящен построению математической модели управления процессом обжига молибденового концентрата и разработке компьютерной динамической модели печи «кипящего слоя» в среде CODESYS.
Выпускная работа оформлена в соответствии с требованиями к построению, изложению и оформлению документов учебной деятельности в Сибирском федеральном университете [1].
В результате выполнения бакалаврской работы был сделан анализ различных способов получения молибдена и существующих решений в области создания АСУ для таких процессов. В работе была рассмотрена печь «кипящего слоя», изучен ее технологический принцип действия, а также средства его автоматизации.
В ходе работы получена математическая модель обжига молибденовых концентратов и реализована визуальная модель в среде программирования логических контроллеров CODESYS.
Применение компьютерной визуализации позволяет наглядно отслеживать изменение контролируемых параметров печи непосредственно во время обжига.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
