Разработка автоматизированной системы управления процессом экстракции

1. Исследование технологического процесса экстракции 4
1.1 Описание технологического процесса экстракции 4
1.2 Пульсационные экстракторы непрерывного действия 9
1.3 Выбор параметров контроля и управления 15
1.4 Разработка функциональной схемы автоматизации. Выбор и разработка основного контура регулирования 15
2 Подбор оборудования для пульсационного экстрактора 18
2.1 Анализ процесса экстракции как объекта управления 18
2.2 Выбор контролируемых и регулируемых параметров 19
2.3 Обоснование выбора микропроцессорного контроллера 20
2.4 Выбор систем человеко-машинного интерфейса 26
2.5 Выбор и обоснование средств автоматизации 29
2.6 Описание работы функциональной схемы АСУ ТП 31
2.7 Программирование контроллера Simatic S7-1500 32
3 Разработка управляющих программ для ПЛК и панели оператора пульсационного экстрактора 35
3.1 Конфигурирование модулей ПЛК S7 – 1500 в среде разработки управляющих программ Tia Portal 35
3.2 Конфигурирование модулей человеко-машинного интерфейса (HMI) и связь с ПЛК 37
3.3 Разработка управляющей программы для ПЛК и HMI 38
4 Охрана труда и промышленная безопасность 44
4.1 Охрана труда при работе с электрооборудованием 44
4.2. Охрана труда и техника безопасности при работе с автоматизированными линиями 45
Заключение 50
Список литературы 51

Весь текст будет доступен после покупки

Автоматизация производства – это ступень на пути развития машинного производства, в которой все функции контроля и управления, ранее выполнявшиеся человеком, делегируются различным приборам и автоматическим устройствам. Внедрение автоматики на производственных площадках позволяет существенно увеличить производительность труда и качество производимой продукции, сократить значительное количество рабочих, занятых в разнообразных сферах производства. До внедрения средств автоматизации, механизация замещала физический труд на выполнении основных и вспомогательных операций производственного процесса. Умственная деятельность человека долгое время оставалась немеханизированной. В данное время функции физического и умственного труда, поддающиеся формализации, становятся все более механизированными и автоматизированными.
Современная теория автоматического регулирования является основной частью теории управления. Основными звеньями автоматического регулирования являются регулируемые объекты и элементы управления, которые влияют на объект при изменениях одной или нескольких регулируемых величин. Влияние входных сигналов (управления или возмущения), изменяют регулируемые переменные. Основная задача регулирования заключается в составлении таких законов, при которых выходные регулируемые переменные стремились бы к требуемым значениям. Решение поставленной задачи во множестве ситуаций осложняется наличием случайных помех и возмущений. В таком случае необходимо выбирать такой принцип регулирования, при котором управляющие сигналы проходили бы через систему с малыми изменениями, а сигналы шума максимально минимизировались и не пропускались.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Исследование технологического процесса экстракции
1.1 Описание технологического процесса экстракции

Экстрагированием обычно называется операция, которая извлекает из растворимых в некотором растворителе частиц имеющего твердого органического вещества. Различная растворимость компонентов является основой экстрагирования, слагающих это органическое тело. Для того чтобы экстрагировать вещество из данного тела, это тело предварительно раздралбливают и подвергают воздействию растворителя или прямо в колбе, декантируя время от времени образующийся раствор, или, если хотят оперировать с возможно меньшим количеством растворителя, то в особых экстракционных аппаратах. Принцип работы этих агрегатов заключается в том, что практически обогощенный раствор экстрагируемой части из верхнего отсека аппарата, где происходит экстракция, спускаеться в нижний, откуда разбавитель опять дистиллируется в верхнее отделение, где опять напитывается растворимой долей вышеуказанного тела и снова стекает в нижнее и т. д. Для экстракции в установках в качестве разбавителя обычно применяют сравнительно легко закипающие жидкости: эфир, бензол, хлороформ, лигроин, сернистый углерод и т. п.; если же необходимо извлекать вещества, растворяющиеся в наиболее высоко закипающих жидкостях, то обыкновенно экстрагируют, выпаривая или выщелачивая в вышеупомянутом разбавителе.
Жидкостная экстракция - перевод одного или нескольких компонентов раствора из одной жидкой фазы в контактирующую и не смешивающуюся с ней другую жидкую фазу, содержащую избирательный растворитель (экстрагент). Это один из массообменных процессов химической технологии.
Используется для извлечения, разделения и концентрирования растворенных веществ.
Жидкостная экстракция является одним из наиболее распространенных процессов химической технологии.
Жидкостная экстракция играет ключевую роль в 20% всех затрат химической промышленности..
Экстракционные методы нашли широкое применение в различных отраслях, включая фармацевтику, нефтепереработку и атомную энергетику.
Экстрагенты позволяют выполнить переход целевых компонентов из исчерпываемой (тяжелой) фазы, которая обычно представляет собой водный раствор, в извлекающую (легкую) фазу (обычно органическую жидкость).
В результате взаимодействия контактирующих жидких фаз и распределения целевого компонента между ними, происходит формирование экстракционной системы.
Извлекающая фаза может содержать одиночный экстрагент или комбинацию экстрагентов, либо представлять собой смесь экстрагентов и разбавителя. Разбавитель служит для оптимизации физических свойств экстрагентов, таких как вязкость и плотность, а также для улучшения экстракционных характеристик.
В качестве разбавителей, как правило, применяются жидкие вещества, такие как керосин, бензол, хлороформ и другие, либо их смеси. В исходной фазе эти вещества практически нерастворимы и химически инертны по отношению к извлекаемым компонентам раствора.
Для улучшения растворимости извлекаемых компонентов в извлекающей фазе или для облегчения разделения фаз, к разбавителям иногда добавляют модификаторы, такие как спирты, кетоны, трибутилфосфат и другие подобные вещества.

Весь текст будет доступен после покупки

1. «Программируемы логические контроллеры». Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Программное и аппаратное обеспечение контроллеров» для студентов направления 15.03.04 – «Автоматизация технологических процессов и производств / Сост.: Федоренко С.Н.. – Севастополь: Изд-во СевГУ, 2015.
2. Программируемы логические контроллеры в промышленных сетях: методические указания к выполнению курсовой работы / Сост.:
С.Н. Федоренко. – Севастополь: СевГУ, 2017.
3. Сбродов Н.Б. Проектирование программ управления автоматизированной модульной производственной системой: Методические указания к выполнению лабораторной работы для студентов направлений 220400.62, 220700.62.– Курган: КГУ, 2014
4. Сбродов Н.Б. Программирование таймеров и счетчиков в программном пакете STEP7: Методические указания к выполнению лабораторной работы для студентов направлений 220400.62, 220700.62.– Курган: КГУ, 2014
5. Лаврищев И.Б., Кириков А.Ю. Разработка функциональных схем автоматизации при проектировании автоматизированных систем управления процессами пищевых производств: Метод. указания к практическим занятиям по курсовому проектированию для студентов спец. 210200. – СПб.:СПбГУНиПТ, 2002. – 51 с.
6. Айнштейн В.Г. Общий курс процессов и аппаратов химической технологии. – М.: Химия, 2002 г. – 1758 стр.
7. Текстовые документы в учебном процессе. Стандарт организации. СТО 4.2-07-2008. Общие требования к построению, изложению и оформлению документов учебной и научной деятельности.

Весь текст будет доступен после покупки