АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ 9
1.1 Предприятия цинковой промышленности 9
1.2 Обзор литературы 10
1.3 Анализ и выбор метода размораживания 14
1.4 Постановка цели и задач работы 25
2 ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЕ 26
2.1 Воздухонагреватель 26
2.2 Датчики температуры 28
2.2.1 Температура в камере нагрева 28
2.2.2 Температура тормозных колодок 28
2.2.3 Температура контуров верхней и нижней циркуляции 28
2.2.4 Температура наружного воздуха 29
2.3 Клапаны 29
2.4 Вентиляторы и воздуховоды 31
2.5 Управляющее устройство 33
3 СИНТЕЗ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРОЙ ВН 35
3.1 Расчет времени размораживания 35
3.2 Функциональная схема системы управления 39
3.3 Структурная схема системы управления 40
4 МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 43
4.1 Программное обеспечение 43
4.2 Составление схемы моделирования 48
4.3 Результаты моделирования системы 50
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 62
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 63
ПРИЛОЖЕНИЯ
Практически каждое промышленное предприятие, использующее в качестве сырья полезные ископаемые, сталкивается с осложнениями в результате транспортировки в зимний период года и межсезонье. Грузы в результате длительной транспортировки при различных погодных условиях претерпевают оледенение.
Полезные ископаемые добываются в местах, где температура ниже 0 градусов, а также выпадают осадки. Затем грузовые полувагоны проезжают в теплых регионах страны или целый день под воздействием солнечных лучей, тогда в таком случае атмосферные осадки тают, образуется вода, которая просачивается в свободное пространство между фракциями груза. Ночью вода вновь оледеневает и образуется смесь груза и льда.
Особенно данная ситуация характерна для Российской Федерации, где полезные ископаемые добываются на севере страны. Сырье, поставляемое в полувагонах, приезжает вперемешку с атмосферными осадками, в результате чего становится непригодным для приема и отгрузки. Количество единиц готовой продукции, а также скорость производства готовой продукции предприятия снижается из-за ожидания поступления сырья в технологический процесс. Вследствие чего предприятие несет финансовые потери.
Именно поэтому решение данной задачи особо актуально на сегодняшний день. Прежде чем производить отгрузку оледенелого сырья, необходимо разморозить его, подготовив его к дальнейшему производственному процессу.
С целью решения вышеуказанной типовой задачи были разработаны специальные технологические отопительные комплексы по размораживанию грузовых вагонов, которые работают по принципам автоматического регулирования. Объектом управления в данной системе является нагревающий элемент, а регулируемым параметром - температура.
В работе рассматривается автоматизация технологического процесса разморозки цинкового концентрата в транспортном цехе Челябинского цинкового завода. Размораживание груза является важным этапом технологического процесса производства. Количество выпускаемой готовой продукции напрямую зависит от количества поступаемого сырья.
В работе рассмотрены эффективные метода разморозки сырья. В основу автоматизации технологического процесса положен конвективный метод размораживания полувагонов с грузом. Данный метод базируется на применении физических свойств конвекции воздуха.
Объектом управления рассмотренной автоматизированной системы является воздухонагреватель смесительного типа, а регулируемым параметром - температура воздуха. Были выбраны технические средства автоматизации и оборудование. По физическим уравнениям конвективного теплопереноса было рассчитано время размораживания груза.
На основе выбранного оборудования была построена структурная схема системы управления температурой воздухонагревателя. Применение инженерных методов подбора коэффициентов ПИД-регулятора позволило улучшить качественные и количественные характеристики переходного процесса системы управления.
Реализация разработанной автоматизированной системы позволит сократить время размораживания грузовых вагонов и увеличить количество выпускаемой продукции. Моделирование системы управления и настройка регулировочных параметров предоставляет качественное регулирование температуры воздухонагревателя.
