Plná automatizácia procesov úpravy vody

Jednou z kľúčových výhod zariadení Osmotix je úplná automatizácia čistiacich procesov.

Plná automatizácia procesov čistenia odpadových vôd – účasť ľudí je znížená na minimum.

Čistiace zariadenie je riadené priemyselným regulátorom a pracuje v automatickom režime. Všetky prebiehajúce procesy sú kontrolované a riadené automaticky. Účasť človeka na prevádzke systému je minimalizovaná.

Na automatizáciu čistenia odpadových vôd Osmotix sa používajú moderné priemyselné programovateľné logické automaty od Schneider Electric a Omron. Na základe týchto systémov je vybudovaný riadiaci systém odolný voči poruchám, ktorý zabezpečuje spracovanie núdzových situácií, duplikáciu riadiacich signálov, ako aj blokovania, ktoré neumožňujú, aby proces prekročil limitné hodnoty, ktoré sú pre neho bezpečné. personál údržby a obsluha zariadení.

Riadiaca jednotka podľa algoritmu určeného programátormi vydáva riadiace signály do riadiacich jednotiek zariadenia: frekvenčné regulátory, stýkače, relé a vlastné riadiace jednotky zariadenia.

Prevádzkovateľ je zodpovedný len za najdôležitejšie rozhodnutia. Pre prácu operátora je k dispozícii pohodlný riadiaci systém inštalácie, ktorý vám umožňuje konfigurovať jeho prevádzku, meniť parametre procesu a monitorovať jeho stav.

Všetky parametre sa zobrazujú na ovládacej obrazovke a sú kedykoľvek k dispozícii operátorovi, hoci v automatickom režime nie je potrebný jeho zásah.

Na ovládacej obrazovke sú zobrazené všetky hlavné indikátory procesu, ako aj varovné a alarmové signály. Keď sa spustia kritické alarmy, regulátor automaticky upraví prevádzkový režim inštalácie, aby sa zabránilo núdzovej situácii.

Spätná väzba k inštalácii sa uskutočňuje pomocou signálov o prevádzke alebo poruche vrátených riadiacimi jednotkami zariadenia, ako aj pomocou údajov snímačov prenášaných do ovládača pomocou elektrických signálov.

Automatizačné systémy, ktoré vytvárame, umožňujú pomocou rôznych rozhraní, ako sú RS-233, ModBus alebo jednotlivé elektrické signály, poskytovať údaje o prevádzkovom stave inštalácie riadiacim systémom zákazníka.
Je tu tiež schopnosť prenášať dáta cez GPRS kanál na vzdialené vzdialenosti. Tieto nástroje umožňujú vzdialené monitorovanie a archiváciu prevádzkových režimov inštalácie počas dlhého časového obdobia.

Vykonáva sa aj automatické hlásenie o všetkých prevádzkových parametroch čistiarní Osmotix, ktoré sú k dispozícii vo forme denníka a v prípade potreby sa dajú vytlačiť, čo je vhodné na sledovanie zmien v zložení odpadových vôd a analýzu prevádzky zariadenia; .

Epov A.N. Ch. Technický špecialista

Kanunniková M.A. Ph.D. tech. vedy,
Riaditeľ pre zásobovanie vodou
a likvidácia vody" LLC "Domkopstroy"

Najkomplexnejším riadiacim systémom v čistení odpadových vôd je riadenie bioremediačných zariadení na odstraňovanie dusíka a fosforu. Na rozdiel od začiatku zavádzania týchto technológií v Rusku v polovici 90-tych rokov, teraz pre implementáciu tohto systému existuje široký výber spoľahlivých senzorov a regulátorov, ktoré umožňujú implementáciu takmer akýchkoľvek nápadov na automatizáciu riadenia procesov. Vďaka moderným zariadeniam sa podarilo do značnej miery vyriešiť hlavné problémy pri vytváraní riadiacich systémov pre proces biologického čistenia s kombinovaným odstraňovaním dusíka a fosforu. Na druhej strane určenie konfigurácie automatizovaného systému riadenia procesov pre takéto technológie v projekčnej praxi je stále problémom a predmetom spoločnej kreativity dizajnéra-technológa, projektanta automatizovaného systému riadenia a zákazníckych špecialistov. Rozhodnutie o konfigurácii a objeme systému riadenia procesov pre moderné zariadenia biologického čistenia sa robí individuálne pre každý konkrétny projekt. Analýza projektov ukazuje, že riadiace systémy sú projektované ako príliš zložito, tak aj s nedostatočným vybavením na podporu technologického procesu.

V prvých vydaniach SNiP pre technológie prijaté v týchto rokoch existovali základné odporúčania týkajúce sa objemu a konfigurácie automatizovaných systémov riadenia procesov. Samozrejme, v súčasnosti sú značne zastarané pre automatizáciu procesov biorafinérie. Je možné určiť štandardné zloženie systému automatizovaného riadenia procesov pre moderné čistiarne odpadových vôd a vyhnúť sa tak chybám už v počiatočnej fáze vývoja projektu? V zahraničnej praxi sa pri realizácii takýchto rozhodnutí využívajú skúsenosti desiatok prevádzkových staníc. Tento prístup si vyžaduje značné investície do vedeckej analýzy pri prevádzke čistiarní odpadových vôd s biologickým odstraňovaním dusíka a fosforu. V Rusku je počet zariadení vybudovaných pomocou moderných biorafinérskych technológií výrazne nižší ako v Európe a mnohých iných krajinách. Chýbajú cielené financie na štúdium ich prác, čo nás núti hľadať iné spôsoby vývoja optimálnych riešení.

Najlepšou možnosťou na realizáciu takýchto úloh je matematické modelovanie procesov čistenia odpadových vôd a automatizované systémy riadenia procesov. Použitie tejto konštrukčnej metódy založenej na softvérovom balíku GPS-X pre spoločnú prevádzku automatizačného systému a objektov čistiarne odpadových vôd pri realizácii projektov umožňuje detailný vývoj systému, skracuje čas uvedenia do prevádzky a zvyšuje výkonnosť systému riadenia procesov. . Ide o najprogresívnejšiu a najefektívnejšiu metódu, pomocou ktorej môžete analyzovať výkon a dostatočnosť navrhovaných riešení, určiť umiestnenie snímačov pomocou simulačného modelu, zvoliť optimálnu možnosť obvodu a vytvoriť riadiaci algoritmus.

Matematické modelovanie bolo v Rusku za posledných 10 rokov široko používané. Pomocou softvérového balíka GPS-X sa za účasti autorov pracovalo na návrhu a analýze prevádzky viac ako 20 čistiarní odpadových vôd s celkovou kapacitou viac ako 6 miliónov m3/deň.

Nahromadené skúsenosti s aplikáciou týchto metód na výpočty štruktúr pomocou matematického modelovania a analýzy jeho výsledkov nám umožňujú určiť zloženie a preferované kontrolné schémy pre procesy biologického čistenia a spracovania kalov.

Účel, spôsob a základné pravidlá riadenia

Pri vývoji štandardných riešení pre systém riadenia procesov biologického čistenia by sa mali oddeliť ciele riadenia a metódy implementácie.

Cieľom manažmentu je udržať určitý ukazovateľ na danej úrovni alebo v danom rozmedzí. Cieľ je daný biológiou procesu, požiadavkami na čistenú vodu a jej ekonomikou.

Spôsob implementácie je, ako a kde merať danú hodnotu a aké technologické vplyvy podporovať. Metóda je určená návrhom procesu.

Základné ciele manažmentu na podporu kombinovaného procesu biologického odstraňovania dusíka a fosforu boli v roku 2002 plne vyjadrené v Sprievodcovi návrhom a prevádzkou závodu na biologické odstraňovanie fosforu. Tieto odporúčania boli použité ako základ pre matematické modelovanie riadiacich systémov pre stanice s biologickým odstraňovaním dusíka a fosforu. Analýza dokončených modelovacích prác nám umožňuje určiť základné pravidlá, ktorých dodržiavanie zabezpečuje výrobu systémov riadenia procesov s optimálnou konfiguráciou.

Pravidlo č.1 - pre stabilné odstraňovanie fosforu je potrebná kontrola procesu odstraňovania dusíka. Ciele kontroly:

chrániť anaeróbnu zónu pred dusičnanmi;

čo najviac odstrániť dusičnanový dusík, čím sa zabezpečí kombinovaná denitrifikácia a defosfatizácia.

Toto pravidlo je založené na použití ľahko oxidovateľných organických látok mikroorganizmami akumulujúcimi fosfáty (PAO) a heterotrofami v anaeróbnych a anoxických podmienkach.

Moderné predstavy o biochémii procesu využitia ľahko oxidovateľnej organickej hmoty a energie polyfosfátových väzieb v anaeróbnych a anoxických podmienkach, používané v moderných matematických modeloch, sú uvedené na obr. 1.

Fermentovateľné, ľahko oxidovateľné látky (rozpustené bio-oxidovateľné CHSK) v anaeróbnych podmienkach sa hydrolyzujú za vzniku prchavých mastných kyselín (VFA), zatiaľ čo fakultatívne aeróbne mikroorganizmy rastú hydrolýzou a acidifikáciou. VFA (acetát a propionát) produkované ako výsledok hydrolýzy a prítomné vo vode využíva FAO na akumuláciu vnútornej zásoby živín vo forme biopolymérov PHA. Na vyrovnanie stupňa oxidácie použitých VFA a skladovaných substrátov sa používa glykogén. Ako zdroj energie - makroenergetické väzby v polyfosfátoch. V tomto procese sa používa maximum VFA, akumuluje sa maximum PHA a uvoľňuje sa maximum polyfosfátov.

V prítomnosti viazaného kyslíka v dusitanoch a dusičnanoch sú fermentovateľné organické látky a časť VFA využívané heterotrofnými mikroorganizmami v procese denitrifikácie. Mikroorganizmy FAO tiež interagujú s VFA, ale namiesto využitia energie glykogénu a polyfosfátu sa niektoré VFA oxidujú pomocou viazaného kyslíka.

V dôsledku toho sa akumulácia uložených biopolymérov mikroorganizmami FAO a uvoľňovanie fosforu v anaeróbnej zóne výrazne znižuje. Z tohto dôvodu výrazne klesá účinnosť odstraňovania fosforu - v prítomnosti kyslíka je menej substrátu pre rast FAO a nie je potrebné obnovovať koncentráciu polyfosfátov v ich bunkách.

Pri vstupe dusičnanov a dusitanov do anaeróbnej zóny najskôr nastávajú procesy charakteristické pre anoxické podmienky a potom, keď koncentrácia viazaného kyslíka klesne na minimum, nastávajú procesy charakteristické pre anaeróbne podmienky. Účinnosť akumulácie uložených biopolymérov a uvoľňovanie fosforu teda závisí od pomeru hmotnosti vstupujúcich ľahko oxidovateľných
látok a hmotnosť prichádzajúceho viazaného kyslíka.

Dobre to potvrdzujú údaje získané pri skúmaní a modelovaní mestských čistiarní odpadových vôd v Jakutsku (obr. 2). Množstvo privádzaného viazaného kyslíka je úmerné koncentrácii dusičnanov na konci denitrifikačnej zóny, odkiaľ sa kal recykluje do anaeróbnej zóny. Obmedzenie koncentrácie dusičnanov vstupujúcich do anaeróbnej zóny na úroveň okolo 1 mg/l umožňuje dosiahnuť v nej vysoké uvoľňovanie fosforu. Treba tiež poznamenať, že denitrifikácia na túto úroveň prebieha bez zníženia rýchlosti procesu.

Pravidlo č.2 - kontrola kvality čistenej vody sa vykonáva podľa koncentrácie amoniakálneho dusíka. Na kontrolu nitrifikácie sú potrebné optimálne kyslíkové podmienky a vek kalu.

Koncentrácia rozpusteného kyslíka a koncentrácia amónneho dusíka spolu s organickými a anorganickými inhibítormi majú rozhodujúci vplyv na rýchlosť rastu nitrifikačných mikroorganizmov v prvej aj druhej fáze nitrifikácie.
Monitorovanie koncentrácie rozpusteného kyslíka je najbežnejším parametrom pri konštrukcii systémov riadenia procesov. Ciele kontroly:

zabezpečiť požadovanú hĺbku čistenia pre BSK a amónny dusík;

vyhnúť sa plytvaniu energiou na prevzdušňovanie.

Optimálna koncentrácia rozpusteného kyslíka pre proces nitrifikácie bola stanovená ako z literárnych údajov, tak aj experimentálne - Obr. 3. Vo všetkých prípadoch zvýšenie koncentrácie kyslíka nad optimálnu nevedie k zlepšeniu nitrifikácie, ale spôsobuje iba nadmernú spotrebu vzduchu.

Vek kalu je kľúčovým faktorom pri všetkých projektových metódach zariadení na biologické odstraňovanie dusíka a fosforu a pri prevádzke zariadení.

Moderné modely rozlišujú tieto ukazovatele veku kalu:

Aeróbny vek kalu - táto hodnota určuje prípustné rýchlosti rastu mikroorganizmov nitrifikácie prvej a druhej fázy.
Je definovaný ako pomer hmotnosti kalu za aeróbnych podmienok k hmotnosti kalu odstráneného zo stavieb. Nižšie hodnoty veku sú akceptované pri koncentráciách amónneho dusíka 1 mg/l pri absencii prísnej štandardizácie pre dusitany. Na dosiahnutie hlbšej nitrifikácie sú akceptované vyššie hodnoty veku kalu. Tiež zvýšenie alebo zníženie veku kalu je spojené so zmenami teploty odtoku a prítomnosťou inhibítorov nitrifikácie. Na obr. Obrázok 4 ukazuje závislosť aeróbneho veku kalu od teploty počas kompletnej nitrifikácie, ako aj veku kalu potrebného na začatie procesu nitrifikácie v prevzdušňovacích nádržiach.

Anaeróbny vek kalu je zodpovedný za rast hydrolýznych a acidifikačných mikroorganizmov, ktoré sa vyskytujú v anaeróbnych podmienkach. V závislosti od potreby získať ďalšie VFA v anaeróbnej zóne sa vek anaeróbneho kalu pohybuje od 1 do 3 dní. Je definovaný ako pomer hmotnosti kalu v anaeróbnej zóne k celkovej hmotnosti odstráneného kalu.

Celkový vek kalu určuje pomer druhov biomasy v biocenóze a hĺbku samooxidácie kalu. Celkový vek kalu sa určuje ako pomer hmotnosti kalu vo všetkých zónach prevzdušňovacej nádrže (anaeróbnej, anoxickej a aeróbnej) k hmotnosti kalu odstránenej s rastom. V každom prípade je v procese optimálny vek kalu. Zníženie celkového veku kalu neumožňuje dosiahnuť optimálny aeróbny a anaeróbny vek kalu a vykonávať denitrifikačné procesy. Zvyšujúci sa vek vedie k rozvoju procesov autolýzy kalu a zníženiu účinnosti odstraňovania fosforu (obr. 5 a obr. 6).

Priorita cieľov manažmentu

Keďže uvažované ciele riadenia môžu byť počas prevádzky konkrétneho zariadenia vo vzájomnom konflikte, pri navrhovaní systému riadenia sa musia určiť priority.

Priorita cieľov manažmentu je znázornená na obr. 7 a vysvetľuje sa takto:

. obnovenie nitrifikácie je spojené s rastom nitrifikátorov a môže trvať až dva týždne. Činnosti systému riadenia by za žiadnych okolností nemali viesť k strate nitrifikačných mikroorganizmov. V zahraničnej praxi, vrátane odporúčaní na výpočet prevzdušňovacích nádrží ATV za nepriaznivých podmienok (napríklad sezónne zníženie teploty odpadových vôd), sa odporúča zabezpečiť možnosť zvýšenia aeróbneho objemu prevzdušňovacích nádrží v dôsledku denitrifikačnej zóny;
. obnovenie denitrifikácie je spojené s reštrukturalizáciou enzymatického systému a trvá od niekoľkých minút (prepnutie na iný enzým v dýchacom reťazci) až po niekoľko hodín (syntéza enzýmov). Je potrebné vziať do úvahy, že ak je denitrifikácia narušená alebo čas je nedostatočný, zvyšuje sa koncentrácia dusičnanov v čistenej vode.
Koncentráciu dusíka a dusičnanov vo vyčistenej vode je možné technologicky upraviť len za prítomnosti špeciálnych zariadení na dočistenie. Preto je v prípade potreby za nepriaznivých podmienok možné využiť na denitrifikáciu časť alebo celú anaeróbnu zónu prevzdušňovacej nádrže;
. obnovenie odstraňovania fosforu je spojené s reštrukturalizáciou enzymatického systému a rastom FAO. Obnova procesu trvá od niekoľkých minút (prepnutie enzymatického systému) až po jeden deň (zvýšenie koncentrácie PAO v biocenóze). Koncentráciu fosforu činidlo ľahko upraví tak v štádiu biologického čistenia, ako aj počas následného čistenia, takže dočasná strata účinnosti defosfatizácie pri kontrole dávkovania činidla nevedie k zhoršeniu kvality čistenej vody.

Spôsoby implementácie kontroly

Uvažujme, akými metódami je možné na príklade schémy biologického čistenia odpadových vôd pomocou procesu UCT zaviesť riadiaci systém, ktorý dosahuje stanovené ciele.

Na obr. 8 je schematický diagram procesu UCT v jeho najkompletnejšom prevedení, vrátane anaeróbnej zóny, anoxickej zóny, zóny s premenlivým režimom (možno udržiavať rôzne podmienky - aeróbne, anoxické alebo periodické prevzdušňovanie), aeróbnej zóny a sekundárna usadzovacia nádrž. Prvým cieľom je obmedziť hmotnosť dusíkatých dusičnanov (a dusitanov) Q2CNO3 tak, aby bola výrazne nižšia ako hmotnosť vstupujúcej organickej hmoty Q1C1. Hlavným problémom v tomto prípade je otázka, ako merať tento pomer. Tu sa na prvý pohľad ponúkajú dve možnosti:
1) Zmerajte koncentrácie vstupujúceho dusíka, dusičnanov a rozpustených organických látok alebo rozpustených biooxidovateľných látok. Na implementáciu tohto prístupu bude potrebné zmerať dva prietoky, koncentráciu dusičnanového dusíka a koncentráciu rozpustenej organickej hmoty, chemickými alebo biochemickými metódami. Takéto meranie je možné, ale systém bude dosť zložitý a drahý.
2) Keďže obmedzujeme vplyv dusíka a dusičnanov, merajte ich koncentráciu v anaeróbnej zóne. Tu treba brať do úvahy, že pri nízkych koncentráciách dusičnanového dusíka je limitujúcim faktorom v procese denitrifikácie (ako akceptor elektrónov, podobne ako kyslík pri aeróbnych procesoch). V dôsledku toho sa zvyšková koncentrácia dusíka v dusičnanoch bude riadiť Monodovou rovnicou. Tie. pri nízkych koncentráciách dusíka sa dusičnany prakticky neodstraňujú v dôsledku zníženia rýchlosti reakcie. Výsledkom je, že pri nízkych koncentráciách (podľa výsledkov modelovania - menej ako 0,1 mg/l) dusičnanového dusíka v anaeróbnej zóne sú možné dve možnosti:
. nízka koncentrácia bola dosiahnutá v dôsledku malého množstva dusíkatých dusičnanov vstupujúcich do anaeróbnej zóny;
. nízka koncentrácia je dosiahnutá ako výsledok odstraňovania dusíka a dusičnanov v anaeróbnom prostredí.

Meranie teda bude necitlivé.

Usmernenie pre návrh a prevádzku zariadení na biologické odstraňovanie fosforu uvádza, že pri monitorovaní odstraňovania dusíka je jedným z užitočných meraní meranie redoxného potenciálu Eh. Hodnota Eh (pri konštantnom pH) je určená rovnováhou oxidačných činidiel a redukčných činidiel v roztoku, t.j. schopnosť prijímať alebo darovať elektróny, ako aj povahu oxidačného činidla a redukčného činidla. Hodnota Eh výrazne klesá, keď sa oxidačné činidlá menia v poradí - rozpustený kyslík - dusitany a dusičnany - sírany. Použitie senzora Eh teda umožňuje vyhodnotiť úlohu dusitanov a dusičnanov v procesoch prebiehajúcich v anaeróbnej zóne a pomer oxidantu a organickej hmoty.

Preto je použitie Eh na kontrolu anaeróbnej zóny pomerne jednoduchá a spoľahlivá metóda.

Pre udržanie optimálnej hodnoty Eh je možné v uvažovanej technológii regulovať prietok Q2 a koncentráciu dusičnanov CNO3.

Regulácia prietoku je implementovaná celkom jednoducho pomocou čerpadla s použitím frekvenčných regulátorov a vo všeobecnosti sa používa vo všetkých schémach s procesmi založenými na UCT, čo však ovplyvňuje rozsah regulácie (obmedzený na ±30 %). Je menej iracionálne znižovať prietok recyklácie, pretože to je v rozpore s hlavnou úlohou tohto recyklovania - dodávanie aktivovaného kalu do anaeróbnej zóny. Jeho ďalšie zvyšovanie je tiež nepraktické, keďže so zvyšujúcim sa prietokom narastá nielen hmotnosť privádzaného kalu, ale klesá aj čas strávený v anaeróbnej zóne.

Na kontrolu koncentrácie dusičnanov CNO3 existuje niekoľko možností. Prvou možnosťou je riadenie množstva prichádzajúceho dusíka na výstupe denitrifikačného recyklu Q4CNO3 zmenou prietoku Q4. Tento princíp riadenia je najjednoduchšie implementovaný - koncentrácia dusičnanov sa meria priamo na konci denitrifikačnej zóny a čerpadlo je regulované frekvenčným regulátorom. Riadenie tohto recyklovania sa používa vo väčšine schém s odstraňovaním dusíka a kombinovaným odstraňovaním dusíka a fosforu. Regulácia tohto recyklu je technicky limitovaná možnosťami spoločnej prevádzky čerpadla a frekvenčného regulátora a technologicky dosiahnutím požadovanej koncentrácie dusičnanov vo vyčistenej vode.

Podobne je možné regulovať množstvo privádzaného dusíka na výstupe Q3CNO3 zmenou prietoku Q3. Tento typ regulácie je zložitejší, keďže prietok vratného kalu je spravidla regulovaný nie čerpadlom, ale prepadmi na vratných kalových komorách a čerpadlo je sekundárne regulované výškou hladiny v nádrži. Taktiež je tento typ regulácie technicky obmedzený zvýšením hladiny kalu v sekundárnej usadzovacej nádrži LeSL (viď obr. 8) pri súčasnom znížení prietoku recyklu. Takáto regulácia sa uplatňuje v technologických schémach vytvorených na základe procesu MUCT4 - s vyčlenením samostatnej zóny pre denitrifikáciu vratného kalu. V tomto prípade je žiaduce monitorovať hladinu kalu v sekundárnych usadzovacích nádržiach.

Ďalšou možnosťou kontroly množstva dusíka vstupujúceho do denitrifikátora (Q3 + Q4)∙CNO3 výstup je kontrola koncentrácie dusičnanového dusíka vo vyčistenej vode. Tento spôsob riadenia sa spravidla používa v spojení s reguláciou prietoku denitrifikačného recyklu v prítomnosti zón s premenlivými režimami. Prietok vzduchu Qair1 sa používa na reguláciu denitrifikácie nitridov v zónach s premenlivým režimom.

Zníženie koncentrácie rozpusteného kyslíka na úroveň súčasnej nitrido-denitrifikácie alebo periodické vypínanie prívodu vzduchu nastáva vždy so spätnou väzbou na koncentráciu amónneho dusíka NH4, aby nedošlo k narušeniu procesu nitrifikácie. V tomto prípade je potrebné vykonať úpravu výpočtu aeróbneho veku.

Pre zóny s periodickým prevzdušňovaním sa aeróbny vek vypočíta takto:

kde TA/TD je pomer času prevzdušňovania a denitrifikácie;
W je objem zóny prevzdušňovacej nádrže, m3;
ai - dávka kalu, g/l;
ar je dávka kalu vo vratnom kalu, g/l;
qi - spotreba prebytočného kalu, m3/deň.

Prevzdušňovacie nádrže typu „kolotoč“.

V niektorých projektoch sa na organizáciu procesu nitriditrifikácie používajú prevzdušňovacie nádrže s princípom „kolotočového“ miešania. V tomto prípade by sa pri organizovaní regulácie malo rozlišovať medzi dvoma zásadne odlišnými prípadmi.

Prvým prípadom je „krátky kolotoč“ (obr. 9). Ak sa na výstupe z prevzdušňovacieho systému udržiava koncentrácia rozpusteného kyslíka optimálna pre proces nitrifikácie, potom pri prechode toku z výstupu z prevzdušňovacieho systému do spiatočky koncentrácia rozpusteného kyslíka nestihne čas. znížiť na úroveň denitrifikačných procesov. V tomto prípade platí:

kde L je dĺžka chodu od konca po začiatok prevzdušňovacieho systému (m), v je rýchlosť pohybu vody v „kolotoči“ (m/s), CO2 je koncentrácia
kyslík za prevzdušňovacím systémom (mg/l), OUR - priemerná rýchlosť spotreby kyslíka (mgO2/g sušiny za sekundu), ai - dávka kalu (g/l).
Priemerná dojazdová vzdialenosť pri strate kyslíka je 50 m.
Takéto štruktúry fungujú optimálne v režime periodického prevzdušňovania, ktorý je riadený senzormi rozpusteného kyslíka a amónneho dusíka. Prívod vzduchu sa zapína/vypína na základe koncentrácie amónneho dusíka.

Zásadne odlišným prípadom je „dlhý kolotoč“ (L/v››CO2 / (OUR∙ai), kedy čas jazdy umožňuje znížiť kyslík na denitrifikačné optimum a zvýrazniť denitrifikačnú zónu v priestore v „kolotoči“ (obr. 10).

V tomto prípade je možné regulovať dĺžku denitrifikačnej zóny, t.j. usporiadať oblasť s variabilným režimom v „kolotoči“. Zóna s premenlivým režimom je riadená podľa všeobecného princípu - zapnutie/vypnutie prívodu vzduchu Qair1 sa vykonáva pomocou senzora amónneho dusíka. Keď je prevzdušňovací systém zapnutý, koncentrácia kyslíka sa udržiava na nitrifikačnom optimálnom stave podľa kyslíkového senzora O2(1). Vzduch je do časti karuselu, ktorá je vždy aeróbna, privádzaný cez kyslíkový senzor O2(2), umiestnený na konci aeróbnej zóny a zabezpečujúci začiatok procesu denitrifikácie v mieste prívodu odpadovej vody.

Udržiavanie koncentrácie rozpusteného kyslíka v prevzdušnených priestoroch

Udržiavanie koncentrácie rozpusteného kyslíka v prevzdušnených zónach môže prebiehať pomocou rôznych algoritmov.
Pozrime sa bližšie na ich výhody a nevýhody.
Priame ovládanie prietoku vzduchu je znázornené na obr. jedenásť.
Toto je najjednoduchší regulačný algoritmus na implementáciu. Takáto regulácia môže byť vykonaná priamo zo zabudovaných ovládačov zariadení na stanovenie koncentrácie rozpusteného kyslíka. Táto metóda má nasledujúce obmedzenia:
. Neexistuje žiadna ochrana minimálneho prietoku vzduchu - pri znížení prietoku môže dôjsť k narušeniu minimálnej intenzity prevzdušňovania s vrstvením kalovej zmesi a padaním kalu na dno prevzdušňovacej nádrže.
. Neexistuje žiadna ochrana pre maximálny prietok vzduchu - so zvýšením prietoku vzduchu je možné dlhodobé preťaženie prevzdušňovacieho systému.
. Neexistuje žiadna spätná väzba na amónny dusík.

Tento spôsob sa odporúča pre dodatočnú reguláciu prietoku vzduchu v jednotlivých prevzdušňovaných zónach po dĺžke prevzdušňovacej nádrže, nie je použiteľný pre zóny s variabilným režimom a pri regulácii celého prevzdušňovacieho systému ventilom na hlavnom vzduchovom potrubí, nakoľko môže; viesť k narušeniu technológie čistenia a zníženiu životnosti prevzdušňovacieho systému.

Druhým spôsobom riadenia je jednostupňový algoritmus riadenia prietoku vzduchu (obr. 12). V tomto prípade sa na základe výsledku porovnania zadanej a aktuálnej koncentrácie kyslíka vypočíta nová hodnota prietoku vzduchu, ktorú udržiava ventil podľa prietokomeru.

Tento riadiaci algoritmus je oveľa spoľahlivejší a je hlavným algoritmom na riadenie prietoku vzduchu, vrátane jednej klapky na hlavnom vzduchovom potrubí.

V tomto prípade je možné zachovať minimálny aj maximálny prietok vzduchu, čím sa zabezpečí minimálna intenzita prevzdušňovania a zabráni sa preťaženiu prevzdušňovacieho systému. Neexistuje len žiadna súvislosť s koncentráciou amónneho dusíka.

Ak je potrebné použiť signál zo senzora amónneho dusíka, použije sa najkomplexnejší dvojstupňový riadiaci algoritmus (obr. 13).

V tomto prípade sa okrem regulácie prietoku vzduchu podľa predchádzajúceho princípu pridáva zmena „nastavenej hodnoty“ rozpusteného kyslíka na základe výsledkov merania koncentrácie amónneho dusíka. Ide o najkomplexnejší riadiaci algoritmus a najdrahší z hľadiska prístrojového vybavenia. Odporúča sa používať v oblastiach s premenlivými režimami na získanie najhlbšej denitrifikácie pri zachovaní kvality čistenia amoniakálneho dusíka.

Kontrola veku kalu

Riadenie veku kalu je pomalý proces, ktorý v zásade môže vykonávať buď automatizačný systém, alebo operátor. Pri dodržaní veku je najdôležitejší takzvaný „dynamický vek kalu“ vypočítaný pri modelovaní - priemerná hodnota za posledný časový interval zodpovedajúci vypočítanému veku. Na mnohých prevádzkových staniciach sa kontrola veku kalu nevykonáva alebo sa vykonáva nesprávne, pretože definícia rastu sa počíta pomocou rôznych vzorcov (často zastaraných).

Koncentráciu kalu v recyklácii kalu zo sekundárnych usadzovacích nádrží na základe hmotnostnej bilancie možno vypočítať:

Pre zariadenia, kde sa všetok aktivovaný kal privádza do hlavy prevzdušňovacej nádrže, je možné aktuálny vek kalu vypočítať takto:

kde SAt je celkový vek kalu, Wat je celkový objem prevzdušňovacej nádrže, Qi je spotreba prebytočného kalu, Ri je koeficient recirkulácie kalu.

Ak existuje anaeróbna zóna, kde je kal privádzaný z denitrifikačnej zóny, dávka kalu v nej je menšia a závisí od koeficientu recirkulácie do anaeróbnej zóny. V tomto prípade sa vypočíta dávka kalu v anaeróbnej časti:

kde: aan je dávka kalu v anaeróbnej časti štruktúry, ai je dávka kalu v anoxickej a aeróbnej zóne, Ra je koeficient recirkulácie do anaeróbnej zóny.

Potom celkový vek bahna v týchto štruktúrach:

Táto metóda výpočtu veku berie do úvahy iba hodnoty nákladov a je oveľa jednoduchšia na implementáciu pri automatizácii riadenia.

Príklad kontrolnej schémy pre čistiareň odpadových vôd

Na záver zvážime kontrolnú schému pre dve koridorové prevzdušňovacie nádrže pomocou procesu UCT, vyvinuté s použitím opísaných princípov pre čistiarne odpadových vôd v meste Kirov (obr. 14).

Obmedzenie množstva dusičnanov vstupujúcich do anaeróbnej zóny sa dosahuje reguláciou toku recyklu do anaeróbnej zóny pomocou snímača Eh a reguláciou recyklácie denitrifikácie pomocou snímača dusičnanového dusíka NO3 v denitrifikačnej zóne. Je zabezpečená automatická regulácia „nastavenej hodnoty“ NO3, ak nie je možné dosiahnuť daný rozsah hodnôt Eh nastavením recyklácie do anaeróbnej zóny. Ak chcete použiť anaeróbnu zónu ako denitrifikátor za nepriaznivých podmienok, operátor musí zaviesť vyššiu „nastavenú hodnotu“ Еh.

Všeobecná regulácia koncentrácie rozpusteného kyslíka prebieha na dvojstupňovom princípe z kyslíkového senzora O2 a prietokomeru vzduchu Qair pomocou spoločného ventilu na vzduchovom potrubí. Dosiahnutie konštantnej koncentrácie kyslíka po dĺžke prevzdušňovacej nádrže je zabezpečené zmenou hustoty prevzdušňovačov. Keďže na začiatku aeróbneho pásma sú výkyvy prietoku pri udržiavaní danej koncentrácie menej výrazné, na úpravu prietoku vzduchu v tomto pásme sa používa jednostupňový princíp regulácie s prídavným kyslíkovým senzorom.

Výpočet veku kalu prebieha automaticky podľa opísaného princípu meraním prietokov. Úpravy hmotnosti vypúšťaného kalu a optimálneho veku musí vykonať operátor.

závery

Použitie matematického modelovania umožňuje určiť základné princípy navrhovania automatických riadiacich systémov pre prevzdušňovacie nádrže s biologickým odstraňovaním dusíka a fosforu.

Na riadenie procesu odstraňovania fosforu je potrebné minimalizovať vplyv dusičnanov vstupujúcich do anaeróbnej zóny s recirkulačnými tokmi, pre ktoré je riadená hmotnosť dusičnanového dusíka v recirkulačných tokoch. Hlavnou metódou kontroly množstva dusičnanového dusíka vstupujúceho do anaeróbnej zóny je riadenie procesu denitrifikácie zmenou recirkulačných prietokov.
a kyslíkový režim v oblastiach s premenlivým režimom.

Je racionálne sledovať proces v anaeróbnej zóne pomocou senzora oxidačno-redukčného potenciálu.

Na udržanie procesu nitrifikácie by sa mal kontrolovať kyslíkový režim a aeróbny vek kalu.

Pri budovaní systému by sa mali dodržiavať tieto priority: zachovanie procesu nitrifikácie, zachovanie procesu denitrifikácie a až potom - biologické odstraňovanie fosforu.

Odoslanie dobrej práce do databázy znalostí je jednoduché. Použite nižšie uvedený formulár

Študenti, postgraduálni študenti, mladí vedci, ktorí pri štúdiu a práci využívajú vedomostnú základňu, vám budú veľmi vďační.

Uverejnené na http://www.allbest.ru/

Úvod

Automatizácia technologických procesov a výroby sa v súčasnosti zavádza do všetkých priemyselných odvetví. Jednou z hlavných výhod automatizovaných systémov riadenia procesov je zníženie, až úplná eliminácia vplyvu ľudského faktora na riadený proces, redukcia personálu, minimalizácia nákladov na suroviny, zlepšenie kvality vyrábaného produktu, resp. v konečnom dôsledku výrazné zvýšenie efektivity výroby. Medzi hlavné funkcie, ktoré takéto systémy vykonávajú, patrí monitorovanie a riadenie, výmena údajov, spracovanie, akumulácia a ukladanie informácií, generovanie alarmov, generovanie grafov a správ.

1. Charakteristickýodpadových vôd do podnikov

Odpadové vody sú všetky vody a zrážky vypúšťané do nádrží z územia priemyselných podnikov a osídlených oblastí kanalizáciou alebo gravitačne, ktorých vlastnosti sa zhoršili v dôsledku ľudskej činnosti.

Odpadová voda je:

Priemyselná (priemyselná) odpadová voda (vznikajúca v technologických procesoch pri výrobe alebo ťažbe) sa vypúšťa cez priemyselnú alebo obecnú kanalizáciu

Domáce (domáce a fekálne) odpadové vody (produkované v obytných priestoroch, ako aj v domácich priestoroch vo výrobe, napríklad sprchy, toalety) sa vypúšťajú cez domácu alebo všeobecnú kanalizáciu

Povrchová odpadová voda (rozdelená na dažďovú vodu a roztopenú vodu, t. j. vznikajúca pri topení snehu, ľadu a krúp) sa zvyčajne vypúšťa cez dažďovú kanalizáciu.

Priemyselné odpadové vody možno separovať:

Podľa zloženia znečisťujúcich látok:

Kontaminované predovšetkým minerálnymi nečistotami;

Kontaminované predovšetkým organickými nečistotami;

Znečistené minerálnymi aj organickými nečistotami;

Podľa koncentrácie škodlivín.

V odpadových vodách sú dve hlavné skupiny škodlivín – konzervatívne, t.j. tie, ktoré ťažko vstupujú do chemických reakcií a prakticky nie sú biologicky odbúrateľné (príkladom takýchto škodlivín sú soli ťažkých kovov, fenoly, pesticídy) a nekonzervatívne, t.j. tí, ktorí môžu, vr. prechádzajú samočistiacimi procesmi nádrží.

Zloženie odpadových vôd zahŕňa anorganické (častice pôdy, rudy a odpadovej horniny, troska, anorganické soli, kyseliny, zásady); a organické (ropné produkty, organické kyseliny), vr. biologické predmety (huby, baktérie, kvasinky vrátane patogénov).

Technologický postup objektu

Celá vonkajšia inštalácia je vybavená betónovou krytinou so sklonom k odtokovým žľabom na zachytávanie zrážok a prípadných únikov spracovaných produktov.

Zber z odtokových vaničiek sa posiela do zapustených nádob E-314/1.2, ktoré sa nachádzajú na rôznych koncoch inštalácie (schéma procesu). Voda zachytená v nádobách je odčerpávaná čerpadlami N-314/1,2 do chemicky znečistenej kanalizácie (CPS) na ČOV, po vyhovujúcich výsledkoch rozboru zachytenej vody a získaní povolenia na čerpanie od zmenového majstra zn. ČOV. Počas čerpania sa monitoruje prítomnosť olejovej vrstvy a ak sa zistí, čerpanie sa zastaví.

Ak je voda výrazne znečistená, riedi sa podľa možnosti recyklovanou vodou alebo sa odváža kalovým autom do kalového skladu na ČOV.

Ak je zistená olejová vrstva, je odoslaná na recykláciu cez kontajner O-23 pomocou palivového auta. Hladina v nádrži E-314/1 je riadená zariadením LIA - 540.

Vývojový diagram procesu

Nevýhody existujúceho systému:

- neexistuje spôsob, ako monitorovať a analyzovať hladinu olejovej vrstvy odobratej zo snímača, čo nám zase neumožňuje kontrolovať celý technologický proces.

- neexistuje automatizovaný systém riadenia a riadenia procesov.

- jednou z hlavných výhod automatizovaných systémov riadenia procesov, ktorá sa v tomto systéme nedodržiava, je zníženie vplyvu takzvaného ľudského faktora na riadený proces, redukcia personálu, minimalizácia nákladov na suroviny, zlepšenie kvality finálneho produktu produktu a v konečnom dôsledku výrazné zvýšenie efektivity výroby.

- existujúce zariadenia vložené do systému sú ovplyvnené životné prostredie.

Všeobecné zásady budovania automatizovaných monitorovacích a riadiacich systémov technologických procesov

Existujú rôzne princípy budovania systémov riadenia technologického procesu, ktoré sú určené: 1) miestom operátora v riadiacom reťazci a 2) územným umiestnením technologických zariadení.

Na základe prvého princípu sú možné nasledujúce možnosti konštrukcie systémov.

Informačný systém umožňuje riadiacim pracovníkom sledovať priebeh prebiehajúceho procesu pomocou sekundárnych meracích prístrojov, v závislosti od nameraných hodnôt rozhodovať o regulácii priebehu procesu a v prípade potreby vykonávať úpravy pomocou ručne ovládaných zariadení.

V závislosti od technickej základne meracích prístrojov sú možné tieto spôsoby realizácie meracích systémov:

V prvom prípade sa ako sekundárne meracie zariadenia používajú indikačné prístroje. Táto metóda umožňuje operátorovi sledovať priebeh procesu pomocou odčítaní ukazovateľov alebo digitálnych prístrojov, zapisovať údaje do účtovného denníka, rozhodovať o regulácii priebehu procesu a vykonávať ho. Napriek archaickosti tejto metódy je stále široko používaná, najmä preto, že je možné doplniť meracie prístroje o rôzne signalizačné a diaľkové ovládacie prostriedky;

V druhom prípade sa ako sekundárne meracie prístroje používajú záznamové zariadenia: automatické zapisovače, potenciometre a iné podobné zariadenia, ktoré zaznamenávajú na papier grafu. Táto metóda tiež vyžaduje neustále monitorovanie procesu operátorom, ale odbremení ho od rutinnej procedúry zaznamenávania hodnôt. Vyššie uvedené prípady sa vyznačujú ťažkosťami pri hľadaní potrebných hodnôt zaznamenaných v rôznych časových intervaloch a určitou zložitosťou spracovania štatistických údajov, pretože vyžadujú ručné spracovanie alebo ručné zadávanie do počítača, náročnosť vytvorenia uzavretého riadiaceho systému;

V treťom prípade implementácia informačného systému zahŕňa kombináciu prostriedkov na meranie, spracovanie a ukladanie informácií na báze elektronického počítača. Použitie finančných prostriedkov počítačová technológia umožňuje vytvárať automatický systém pre komplexné spracovanie informácií o technologickom procese. Takýto systém umožňuje flexibilný prístup k spracovaniu údajov v závislosti od ich obsahu, navyše je zabezpečené požadované štatistické spracovanie prijatých údajov, ich ukladanie a prezentácia v požadovanej forme na displeji a pevných médiách, ako aj informácie; ľahko prenášané na veľké vzdialenosti. To umožňuje organizovať automatizovaný systém na zhromažďovanie, spracovanie, ukladanie, prenos a prezentáciu informácií.

Informačné a riadiace systémy vybudované na báze číslicovej výpočtovej techniky slúžia v súčasnej etape vývoja techniky ako základ pre automatizované a automatické systémy riadenia a riadenia technologických procesov a výroby vôbec.

Jedným z typov automatizovaných riadiacich systémov je informačný a poradenský systém, inak nazývaný systém na podporu rozhodovania alebo expertný systém. Tento typ systému implementuje automatický zber technologických dát zo zariadenia, potrebné spracovanie, uchovávanie a prenos informácií. Spracovanie informácií umožňuje previesť ich do formátu vhodného na uloženie v databáze, extrahovať z nich požadované údaje, na ktorých je možná syntéza odporúčacích informácií.

Vývojom informačných a poradenských systémov je automatický riadiaci systém (ACS). Konštrukcia samohybných zbraní je možná na báze analógových aj digitálnych prvkov. Najsľubnejším základom v tomto štádiu vývoja technológie sú mikroprocesorové blokovo-modulárne systémy na zber informácií, ďalšie spracovanie informácií pomocou priemyselných počítačov, syntézu riadiacich akcií a prenos riadiacich signálov do riadiaceho objektu pomocou prenosových modulov blokového modulárny systém na zber a prenos informácií.

Využitie modernej výpočtovej techniky tiež umožňuje organizovať prenos informácií medzi rôznymi automatickými riadiacimi systémami za predpokladu, že existujú komunikačné linky a vhodné protokoly prenosu informácií. Automatický riadiaci systém postavený na podobnom princípe teda poskytuje riešenie problému riadenia a monitorovania technologického objektu a možnosť integrácie systému s ostatnými úrovňami hierarchie.

Monitorovacie a riadiace systémy sa na základe ich územného umiestnenia delia na centralizované a distribuované systémy.

Centralizované systémy sa vyznačujú tým, že riadiace objekty sú geograficky rozptýlené a riadené z centrálneho riadiaceho bodu implementovaného na digitálnom riadiacom stroji. Napriek výhode, že všetky informácie o stave technologického procesu sú sústredené v jednom riadiacom bode a kontrola sa vykonáva, je takýto systém výrazne závislý od stavu a spoľahlivosti komunikačných liniek.

Distribuované riadiace systémy vám umožňujú ovládať rozptýlené objekty, ktoré sú ovplyvnené ovládačmi autonómneho riadenia. Komunikácia s centrálnym bodom prebieha tzv. supervíznym riadením nad celým priebehom technologického procesu a taktiež sú generované potrebné korekčné signály a prenášané do autonómnych riadiacich regulátorov.

Okrem analýzy všeobecných princípov budovania automatizovaných monitorovacích a riadiacich systémov a požiadaviek kladených štátnymi normami pri návrhu takýchto systémov boli zohľadnené aj požiadavky zákazníka na automatizovaný systém riadenia procesov.

V prvom rade je dnes potrebné spojiť automatizovaný systém riadenia technologických procesov a centrálny dispečing do jedného informačného systému. Rovnako dôležité je automatizovať potrubia. To vám umožní presne a rýchlo získať dôležité technologické informácie: tlak, teplotu, spotrebu prepravovanej látky.

Tento druh informácií potrebujú technológovia na vykonávanie preventívnych a opravárenských prác a posúdenie stability technologického procesu. Meranie množstva prepravovaného oxidu uhličitého je nevyhnutné pre technologické účtovníctvo. V konečnom dôsledku sa objavuje rýchly prístup k informáciám, čo zlepšuje kvalitu rozhodovania manažmentu.

V práci boli stanovené a vyriešené nasledujúce úlohy:

1) Dôkladná štúdia celého technologického procesu a zdôvodnenie potreby implementácie automatizovaného systému.

2) Výber senzorov a zariadení na realizáciu úlohy.

3) Výber hardvéru systému.

4) Vypracovanie funkčného diagramu s prihliadnutím na zavedenie prvkov automatizácie procesov.

5) Vývoj softvéru a hardvéru pre automatizovaný systém riadenia a riadenia procesov.

6) Popis funkčnosti a technických možností implementovaného automatizovaného systému.

Funkčná schéma objektu s integrovaným automatizovaným systémom A tému

Popis funkčnej schémy automatizovaného systému

Funkčná schéma automatizácie technologického zariadenia je na obr. (2). Diagram znázorňuje umiestnenie primárnych meracích prevodníkov technologického riadenia. Systémové snímače sú vyrobené z materiálov, ktoré sú odolné voči vplyvom prostredia a majú nevýbušné prevedenie, ako aj tlakovú odolnosť do 10,0 MPa. Automatizované odčerpávanie odpadových vôd z nádrže E-314/1 je realizované pomocou riadiaceho ventilu pozície LV 540/1, pracujúceho s vlnovým radarovým snímačom hladiny LIDC 540 Rosemount 5300 (pri fázovom oddelení). Keď hladina vody dosiahne 100%, otvorí sa regulačný ventil FV 540/1. Ktorý privádza do nádoby cirkulujúcu vodu vďaka hydrostatickej sile. Po dosiahnutí vrstvy oleja, ktorú zaznamená snímač hladiny LIDC 540 (na fázovom rozhraní), sa ventil uzavrie.

2. Zoznam použitých zariadení

1) úroveňLIDA- 540: Rosemount 5300

Rosemount 5300 je dvojvodičový vysielač hladiny s vedenou vlnou na meranie hladiny, rozhrania a pevných látok. Rosemount 5300 poskytuje vysokú spoľahlivosť, pokročilé bezpečnostné opatrenia, jednoduché použitie a neobmedzenú konektivitu a integráciu do systémov riadenia procesov.

Princíp fungovania Merače úrovne navádzanej vlny:

Rosemount 5300 je založený na technológii Time Domain Reflectometry (TDR). Nízkovýkonné mikrovlnné nanosekundové radarové impulzy smerujú dolu sondou ponorenou do procesnej tekutiny. Keď radarový impulz dosiahne médium s iným pomerom dielektrická konštanta, časť energie impulzu sa odráža v opačnom smere. Časový rozdiel medzi okamihom vyslania radarového impulzu a okamihom prijatia signálu ozveny je úmerný vzdialenosti, podľa ktorej sa vypočítava hladina kvapaliny alebo hladina rozhrania dvoch médií. Intenzita odrazeného echo signálu závisí od dielektrickej konštanty média. Čím vyššia je dielektrická konštanta, tým vyššia je intenzita odrazeného signálu. Technológia riadených vĺn má oproti iným metódam merania hladiny množstvo výhod, pretože radarové impulzy sú prakticky imúnne voči zloženiu média, atmosfére nádrže, teplote a tlaku. Keďže radarové impulzy sú skôr vedené pozdĺž sondy, než aby sa voľne šírili po nádrži, technológiu riadených vĺn možno úspešne použiť v malých a úzkych nádržiach, ako aj v nádržiach s úzkymi dýzami. Pre jednoduché použitie a údržbu v rôznych podmienkach využívajú snímače hladiny 5300 nasledujúce princípy a konštrukčné riešenia:

Modularita dizajnov;

Pokročilé spracovanie analógového a digitálneho signálu;

Možnosť použitia viacerých typov sond v závislosti od podmienok použitia hladinomeru;

Pripojenie pomocou dvojvodičového kábla (napájanie sa dodáva cez signálový obvod);

Podporuje digitálny komunikačný protokol HART, poskytuje výstup digitálnych údajov a vzdialenú konfiguráciu prístroja pomocou ručného komunikátora Model 375 alebo 475 alebo osobného počítača so softvérom Rosemount Radar Master.

2) F.V.540 -uzatvárací regulačný ventil

Uzatvárací a regulačný ventil je určený na automatickú reguláciu prietoku kvapalných a plynných médií vrátane agresívnych a požiarne nebezpečných, ako aj na uzatváranie potrubí.

Princíp činnosti regulačného ventilu spočíva v zmene hydraulického odporu a následne aj priepustnosti ventilu zmenou prietokovej plochy zostavy škrtiacej klapky. Pohyb piestu je riadený pohonom. Keď sa tyč ovládača pohybuje pod vplyvom riadiaceho signálu, piest ventilu vykonáva vratný pohyb v objímke. V závislosti od požadovanej podmienenej priepustnosti a prietokových charakteristík sa na valcovej ploche puzdra vytvorí sada otvorov alebo profilovaných okien. Plocha otvorov, cez ktoré sa škrtí pracovné médium, závisí od výšky piestu.

Priamo alebo spätne pôsobiaci pohon membránovej pružiny premieňa zmeny tlaku stlačeného vzduchu privádzaného do pracovnej dutiny na pohyb tyče. Pri absencii tlaku stlačeného vzduchu v pracovnej dutine pohonu je piest pod vplyvom sily vyvíjanej pružinou inštalovaný v najnižšej polohe v pohone NC (verzia - normálne zatvorená).

Polohovač je navrhnutý tak, aby zlepšil presnosť polohovania drieku pohonu a drieku ventilu, ktorý je k nemu pripojený.

3) Technograf-160 mil

Prístroje indikujúce a zaznamenávajúce TECHNOGRAPH 160M sú určené na meranie a záznam prostredníctvom dvanástich kanálov (K1-K9, KA, HF, KS) napätia a jednosmerného prúdu, ako aj neelektrických veličín prevádzaných na jednosmerné elektrické signály alebo aktívny odpor.

Zariadenia je možné využiť v rôznych priemyselných odvetviach na riadenie a evidenciu výrobných a technologických procesov.

Zariadenia vám umožňujú:

Kontrola polohy;

Indikácia čísla kanálu na jednomiestnom displeji a hodnota nameranej hodnoty na štvormiestnom displeji;

Analógová, digitálna alebo kombinovaná registrácia na mapovej páske;

Výmena dát cez RS-232 alebo RS-485 kanál z PC;

Meranie a zaznamenávanie okamžitého prietoku (extrakcia koreňov), ako aj záznam priemerného alebo celkového prietoku za hodinu.

Registrácia sa vykonáva pomocou šesťfarebnej tlačovej hlavy fixky, záznamový zdroj je jeden milión bodov pre každú farbu.

Parametre rozhrania: prenosová rýchlosť 2400 bps, 8 dátových bitov, 2 stop bity, žiadna parita a žiadne pripravené signály.

4) Všestrannýpriemyselný regulátor KR5500

Univerzálne priemyselné regulátory série KR 5500 sú určené na meranie, indikáciu a reguláciu jednosmerného výkonu a napätia alebo aktívneho odporu zo snímačov tlaku, prietoku, hladiny, teploty a pod.

Regulátory je možné využiť v hutníckom, petrochemickom, energetickom a inom priemysle na riadenie a reguláciu výrobných a technologických procesov. Nepochybnou výhodou týchto zariadení je ich rozšírený dosah klimatické podmienky ich použitie: môžu pracovať v teplotnom rozsahu -5...+55°C a vlhkosti 10...80%.

Univerzálne priemyselné regulátory radu KR 5500 sú vysoko presné a spoľahlivé zariadenia najmodernejšej úrovne, s užívateľsky programovateľným zákonom riadenia (P, PI, PID) a s 1 alebo 2 výstupmi rôznych typov. Výmena dát s PC prebieha cez rozhrania RS 422 alebo RS 485. Funkcie odmocňovania a kvadratúry umožňujú kontrolovať nielen teplotu, ale aj ďalšie parametre technologických procesov - tlak, prietok, hladinu v jednotkách meranej hodnoty. Výsledky merania sa zobrazujú na LED displeji.

Účel

Regulátory s digitálnym displejom a programovateľným typom regulačného zákona - PID, PD, P - sú určené na meranie a reguláciu teploty a iných neelektrických veličín (tlak, prietok, hladina a pod.), prevádzaných na elektrické signály jednosmerného výkonu a napätia. .

Záver

automatizovaná technologická kontrola odpadu

V tejto práci bola uvažovaná problematika automatizácie technologického procesu zberného čistenia odpadových vôd.

Spočiatku bolo stanovené, aké parametre potrebujeme kontrolovať a regulovať. Potom sa vyberú objekty regulácie a zariadenia, s ktorými možno dosiahnuť stanovený cieľ.

Vysokú efektivitu využitia automatizovaného riadenia parametrov a optimalizácie prevádzky rôznych technologických systémov s mechanizmami pracujúcimi vo variabilných režimoch potvrdili dlhoročné svetové skúsenosti. Použitie automatizácie umožňuje optimalizovať prevádzku technologických zariadení a zlepšiť kvalitu výrobkov.

Bibliografia

1. Projektová dokumentácia workshop IF - 9. OJSC "Uralorgsintez" 2010

2. Návod na obsluhu snímačov hladiny s riadenými vlnami Rosemount 5300.

3. Katalóg produktov „Moderné prostriedky riadenia, regulácie a evidencie technologických procesov v priemysle“ NFP „Sensorika“ Jekaterinburg.

4. Automatizácia výrobných procesov v chemickom priemysle / Lapshenkov G.I., Polotsky L.M. Ed. 3., revidované a dodatočné - M.: Chémia, 1988, 288 s.

5. Katalóg produktov a aplikácií Teplopribor OJSC, Čeľabinsk

Uverejnené na Allbest.ru

Podobné dokumenty

Prehľad hlavných funkcií automatizovaných systémov riadenia procesov (APCS), spôsoby ich implementácie. Typy podpory automatizovaného systému riadenia procesov: informačné, hardvérové, matematické, softvérové, organizačné, metrologické, ergonomické.

prezentácia, pridané 2.10.2014

Zdôvodnenie potreby čistenia odpadových vôd od zvyškov ropných produktov a mechanických nečistôt. Tri štandardné veľkosti automatických jednotiek na čistenie blokov. Kvalita úpravy vody flotačnou metódou. Schéma čistenia vody v zariadení na úpravu ropy Chernovskoye.

kurzová práca, pridané 04.07.2015

Štúdium technologického postupu sušenia cestovín. Bloková schéma systému automatizácie riadenia procesov. Prístroje a automatizačné zariadenia. Transformácie štruktúrnych diagramov (základné pravidlá). Typy pripojenia dynamických prepojení.

kurzová práca, pridané 22.12.2010

Stanovenie koncentrácie kontaminantov v odpadových vodách pred čistiarňami. Požadované ukazovatele kvality čistených odpadových vôd. Horizontálne lapače piesku s kruhovým pohybom vody. Hydromechanizovaný zber piesku. Schéma úpravy domácej vody.

test, pridaný 11.03.2014

Systém regulácie a kontroly teploty v autoklávovom reaktore pri výrobe polyvinylchloridu. Bloková schéma automatizácie technologického procesu filtrácie. Princíp činnosti zariadení riadiaceho systému. Konštrukcia hadicového ventilu.

kurzová práca, pridané 02.01.2014

Metrologické charakteristiky a chyby meraní a meracích prístrojov. Technické údaje, účel, konštrukcia a princíp činnosti pomerových meračov. Hlavné typy, princípy činnosti a oblasti použitia mechanických a hydrostatických hladinomerov.

test, pridané 11.2.2010

Problémy automatizácie chemického priemyslu. Schopnosti moderných systémov pre automatizované riadenie technologických procesov v podnikoch chemického priemyslu. Hlavné znaky technologického vybavenia chemických podnikov.

abstrakt, pridaný 12.5.2010

Klasifikácia odpadových vôd a spôsoby ich čistenia. Hlavné činnosti podniku Mosvodokanal. Technologická schéma procesu umývania auta a filtrácie vody. Bloková schéma riadenia systému čistenia vody, operátori programu CoDeSys.

správa z praxe, doplnená 06.03.2014

Analýza možnosti automatizácie procesov čistenia odpadových vôd. Zostavenie blokovej schémy hladiny vody na plnenie nádrže. Vývoj algoritmu pre fungovanie automatizačného systému a rozhrania pre vizuálne zobrazenie nameraných informácií.

práca, pridané 03.06.2014

Štúdium technologického procesu systémov zásobovania teplom a vodou v podniku a charakteristika technologických zariadení. Hodnotenie riadiaceho systému a riadiacich parametrov. Výber automatizovaného riadiaceho systému na monitorovanie a účtovanie elektriny.

Úvod

Teoretická časť

1.1 Základy čistenia odpadových vôd

2 Analýza moderných metód čistenia odpadových vôd

3 Analýza možnosti automatizácie procesov čistenia odpadových vôd

4 Analýza existujúceho hardvéru (logicky programovateľné PLC automaty) a softvéru

5 Závery k prvej kapitole

2. Obvodová časť

2.1 Vypracovanie blokovej schémy hladiny vody pre plnenie nádrže

2.2 Vypracovanie funkčného diagramu

3 Výpočet regulačného orgánu

4 Určenie nastavení ovládača. Syntéza samohybných zbraní

5 Výpočet parametrov vstavaného ADC

2.6 Záver k druhej kapitole

3. Softvérová časť

3.1 Vývoj algoritmu pre fungovanie systému SAC v prostredí CoDeSys

3.2 Vývoj programu v prostredí CoDeSys

3 Vývoj rozhrania pre vizuálne zobrazenie informácií o meraní

4 Závery k tretej kapitole

4. Organizačná a ekonomická časť

4.1 Ekonomická efektívnosť automatizovaných systémov riadenia procesov

2 Výpočet hlavných nákladov na riadiaci systém

3 Organizácia výrobných procesov

4.4 Závery k štvrtej časti

5. Bezpečnosť života a ochrana životného prostredia

5.1 Bezpečnosť života

2 Ochrana životného prostredia

3 Závery k piatej kapitole

Záver

Bibliografia

Úvod

Ľudské sídla a priemyselné zariadenia sa vždy nachádzali v tesnej blízkosti sladkej vody využívanej na pitné, hygienické, poľnohospodárske a priemyselné účely. V procese ľudského využívania vody zmenila svoje prirodzené vlastnosti a v niektorých prípadoch sa stala z hygienického hľadiska nebezpečnou. Následne, s rozvojom inžinierskych zariadení v mestách a priemyselných zariadeniach, vznikla potreba vytvoriť organizované metódy na vypúšťanie kontaminovaných odpadových vôd cez špeciálne hydraulické stavby.

V súčasnosti sa význam sladkej vody ako prírodnej suroviny neustále zvyšuje. Pri používaní v každodennom živote a priemysle sa voda kontaminuje látkami minerálneho a organického pôvodu. Táto voda sa bežne nazýva odpadová voda.

V závislosti od pôvodu odpadovej vody môže obsahovať toxické látky a patogény rôznych infekčných chorôb. Vodohospodárske systémy miest a priemyselných podnikov sú vybavené modernými komplexmi gravitačných a tlakových potrubí a inými špeciálnymi stavbami, ktoré vykonávajú odstraňovanie, čistenie, neutralizáciu a využitie vody a vzniknutých sedimentov. Takéto komplexy sa nazývajú drenážne systémy. Drenážne systémy tiež zabezpečujú odstraňovanie a čistenie dažďovej a roztopenej vody. Výstavba odvodňovacích systémov bola daná potrebou zabezpečiť bežné životné podmienky pre obyvateľstvo miest a obývaných oblastí a zachovať dobrý stav prírodného prostredia.

Priemyselný rozvoj a rast miest v Európe v 19. storočí. Viedlo k výstavbe drenážnych kanálov. Silným impulzom pre rozvoj mestskej hygieny bola epidémia cholery v Anglicku v roku 1818. V nasledujúcich rokoch sa v tejto krajine snahou parlamentu realizovali opatrenia na nahradenie otvorených kanálov podzemnými, schválili sa normy kvality odpadových vôd vypúšťaných do nádrží a organizovalo sa biologické čistenie domových odpadových vôd na zavlažovacích poliach.

V roku 1898 bol v Moskve uvedený do prevádzky prvý odvodňovací systém, ktorý zahŕňal gravitačné a tlakové odvodňovacie siete, čerpaciu stanicu a zavlažovacie polia Lublin. Stala sa zakladateľkou najväčšieho moskovského systému likvidácie vody a čistenia odpadových vôd v Európe.

Osobitný význam má vývoj moderného systému odvádzania domových a priemyselných odpadových vôd, ktorý poskytuje vysoký stupeň ochrany prírodného prostredia pred znečistením. Najvýznamnejšie výsledky boli dosiahnuté vo vývoji nových technologických riešení pre efektívne využitie vody v drenážnych systémoch a čistení priemyselných odpadových vôd.

Predpokladom úspešného riešenia týchto problémov pri výstavbe drenážnych systémov je vývoj realizovaný vysokokvalifikovanými odborníkmi s využitím najnovších poznatkov vedy a techniky v oblasti výstavby a rekonštrukcie drenážnych sietí a čistiarní odpadových vôd.

1. Teoretická časť

1 Základy čistenia odpadových vôd

Odpadovú vodu možno rozdeliť podľa zdroja na:

) Priemyselné (priemyselné) odpadové vody (vznikajúce v technologických procesoch pri výrobe alebo ťažbe) sa vypúšťajú cez priemyselnú alebo všeobecnú kanalizáciu.

) Domáce (domáce a fekálne) odpadové vody (produkované v obytných priestoroch, ako aj v domácich priestoroch vo výrobe, napríklad sprchy, toalety) sa vypúšťajú cez domácu alebo všeobecnú kanalizáciu.

) Povrchové odpadové vody (rozdelené na dažďovú vodu a roztopenú vodu, t. j. vznikajúce topením snehu, ľadu, krúp) sa zvyčajne odvádzajú cez dažďovú kanalizáciu. Môže sa nazývať aj „búrkové odtoky“.

Priemyselná odpadová voda, na rozdiel od atmosférickej a domácej odpadovej vody, nemá konštantné zloženie a možno ju rozdeliť na:

) Zloženie znečisťujúcich látok.

) Koncentrácie znečisťujúcich látok.

) Vlastnosti znečisťujúcich látok.

) Kyslosť.

) Toxické účinky a účinky znečisťujúcich látok na vodné útvary.

Hlavným účelom čistenia odpadových vôd je zásobovanie vodou. Systém zásobovania vodou (obydlenej oblasti alebo priemyselného podniku) musí zabezpečiť získavanie vody z prírodných zdrojov, čistenie, ak si to vyžadujú požiadavky spotrebiteľov, a zásobovanie miestami spotreby.

Schéma zásobovania vodou: 1 - zdroj zásobovania vodou, 2 - vodovodný objekt, 3 - čerpacia stanica prvého stúpania, 4 - úpravne vody, 5 - nádrž čistej vody, 6 - čerpacia stanica druhého stúpania, 7 - vodovody , 8 - vodárenská veža, 9 - rozvodná sieť vody.

Na vykonávanie týchto úloh sa používajú tieto štruktúry, ktoré sú zvyčajne súčasťou vodovodného systému:

) Vodojemné stavby, cez ktoré sa prijíma voda z prírodných zdrojov.

) Vodné zdvíhacie konštrukcie, to znamená čerpacie stanice, ktoré dodávajú vodu do miest jej čistenia, skladovania alebo spotreby.

) Zariadenia na čistenie vody.

) Vodovody a vodovodné siete slúžiace na dopravu a dodávku vody do miest jej spotreby.

) Veže a nádrže, ktoré zohrávajú úlohu kontrolných a rezervných nádrží vo vodovodnom systéme.

1.2 Analýza moderných metód čistenia odpadových vôd

Moderné spôsoby čistenia odpadových vôd môžeme rozdeliť na mechanické, fyzikálno-chemické a biochemické. V procese čistenia odpadových vôd vzniká kal, ktorý sa podrobuje neutralizácii, dezinfekcii, dehydratácii, sušeniu a následnej likvidácii kalu. Ak je podľa podmienok vypúšťania odpadových vôd do zdrže potrebný vyšší stupeň čistenia, potom sa po kompletných biologických zariadeniach na čistenie odpadových vôd inštalujú zariadenia na hĺbkové čistenie.

Mechanické zariadenia na čistenie odpadových vôd sú navrhnuté tak, aby zadržiavali nerozpustené nečistoty. Patria sem mriežky, sitá, lapače piesku, usadzovacie nádrže a filtre rôznych prevedení. Mriežky a sitá sú navrhnuté tak, aby zadržali veľké nečistoty organického a minerálneho pôvodu.

Lapače piesku sa používajú na oddeľovanie minerálnych nečistôt, hlavne piesku. Sedimentačné nádrže zachytávajú usadzujúce sa a plávajúce nečistoty z odpadových vôd.

Na čistenie priemyselných odpadových vôd obsahujúcich špecifické nečistoty sa používajú konštrukcie nazývané lapače tukov, lapače oleja, lapače oleja a dechtu atď.

Mechanické zariadenia na čistenie odpadových vôd sú predbežným štádiom pred biologickým čistením. Pri mechanickom čistení komunálnych odpadových vôd je možné zadržať až 60 % nerozpustených nečistôt.

Fyzikálno-chemické metódy na čistenie komunálnych odpadových vôd, berúc do úvahy technické a ekonomické ukazovatele, sa používajú veľmi zriedkavo. Tieto metódy sa používajú najmä na čistenie priemyselných odpadových vôd.

Medzi metódy fyzikálno-chemického čistenia priemyselných odpadových vôd patria: úprava činidlom, sorpcia, extrakcia, odparovanie, odplyňovanie, iónová výmena, ozonizácia, elektroflotácia, chlorácia, elektrodialýza atď.

Biologické metódy čistenia odpadových vôd sú založené na životnej aktivite mikroorganizmov, ktoré mineralizujú rozpustené organické zlúčeniny, ktoré sú zdrojom potravy pre mikroorganizmy. Zariadenia na biologické čistenie možno rozdeliť do dvoch typov.

Obrázok 3 - Schéma čistenia odpadových vôd pomocou biofiltrov

Schéma čistenia odpadových vôd pomocou biofiltrov: 1 - mriežka; 2 - lapač piesku; 3 - potrubie na odstraňovanie piesku; 4 - primárna usadzovacia nádrž; 5 - výstup kalu; 6 - biofilter; 7 - prúdový postrekovač; 8 - bod chlorácie; 9 - sekundárna usadzovacia nádrž; 10 - vydanie.

Mechanické čistenie odpadových vôd sa môže vykonávať dvoma spôsobmi:

)Prvou metódou je precediť vodu cez sitá a sitá, čím sa oddelia pevné častice.

)Druhou metódou je usadzovanie vody v špeciálnych usadzovacích nádržiach, v dôsledku čoho sa minerálne častice usadzujú na dne.

Obrázok 4 - Technologická schéma čistiarne s mechanickým čistením odpadových vôd

Vývojový diagram procesu: 1 - odpadová voda; 2 - mriežky; 3 - lapače piesku; 4 - usadzovacie nádrže; 5 - mixéry; 6 - kontaktná nádrž; 7 - uvoľnenie; 8 - drviče; 9 - pieskové plochy; 10 - digestory; 11 - chlórovanie; 12 - kalové plochy; 13 - odpad; 14 - buničina; 15 - piesková buničina; 16 - surový sediment; 17 - fermentovaný sediment; 18 - drenážna voda; 19 - chlórová voda.

Odpadová voda z kanalizačnej siete prúdi najskôr na sitá alebo sitá, kde sa filtruje a veľké zložky - handry, kuchynský odpad, papier a pod. - sa konajú. Veľké komponenty zachytené mriežkami a sieťkami sa odstránia na dezinfekciu. Napäté odpadové vody sa dostávajú do pieskových lapačov, kde sa zadržiavajú nečistoty najmä minerálneho pôvodu (piesok, troska, uhlie, popol a pod.).

1.3 Analýza možností automatizácie procesov čistenia odpadových vôd

Hlavnými cieľmi automatizácie systémov a štruktúr odpadových vôd je zlepšenie kvality odvádzania a čistenia odpadových vôd (neprerušované vypúšťanie a čerpanie odpadových vôd, kvalita čistenia odpadových vôd atď.), zníženie prevádzkových nákladov a zlepšenie pracovných podmienok.

Hlavnou funkciou odvodňovacích systémov a konštrukcií je zvyšovanie spoľahlivosti konštrukcií monitorovaním stavu zariadení a automatickou kontrolou spoľahlivosti informácií a stability konštrukcií. To všetko prispieva k automatickej stabilizácii parametrov technologického procesu a ukazovateľov kvality čistenia odpadových vôd, promptnej reakcii na rušivé vplyvy (zmeny množstva vypúšťaných odpadových vôd, zmeny kvality vyčistených odpadových vôd). Konečným cieľom automatizácie je zvýšenie efektívnosti riadiacich činností. Systém riadenia čistiarne má tieto štruktúry: funkčný; organizačné; informačné; softvér; technické.

Základom pre vytvorenie systému je funkčná štruktúra, pričom ostatné štruktúry určuje samotná funkčná štruktúra. Každý riadiaci systém je na základe svojej funkčnosti rozdelený do troch podsystémov:

prevádzková kontrola a riadenie technologických procesov;

prevádzkové plánovanie technologických procesov;

výpočet technicko-ekonomických ukazovateľov, analýza a plánovanie odvodňovacieho systému.

Okrem toho možno subsystémy rozdeliť podľa kritéria efektívnosti (doby trvania funkcií) do hierarchických úrovní. Skupiny podobných funkcií rovnakej úrovne sú spojené do blokov.

Obrázok 5 - Funkčná štruktúra automatizovaných riadiacich systémov pre čistiarne odpadových vôd

Pre zvýšenie efektivity prenosu dát, komunikácie s dispečerskými centrami a manažmentu likvidácie vôd, ako aj procesov čistenia odpadových vôd, môžeme odporučiť výmenu nie vždy spoľahlivého telefonického komunikačného systému za optický. Zároveň sa väčšina procesov v automatických riadiacich systémoch pre odvodňovacie siete, čerpacie stanice a čistiarne odpadových vôd bude vykonávať na počítači. To platí aj pre účtovníctvo, analýzy, výpočty dlhodobého plánovania a práce, ako aj implementáciu potrebných dokumentov pre podávanie správ o prevádzke všetkých systémov a stavieb odpadových vôd.

Pre zabezpečenie nepretržitej prevádzky kanalizačných systémov je na základe účtovných a výkazníckych analýz možné realizovať dlhodobé plánovanie, ktoré v konečnom dôsledku zvýši spoľahlivosť celého komplexu.

1.4 Analýza existujúceho hardvéru (logické programovateľné PLC automaty) a softvéru

Programovateľné logické automaty (PLC) sú už desaťročia neoddeliteľnou súčasťou automatizácie závodov a systémov riadenia procesov. Rozsah aplikácií, v ktorých sa PLC používajú, je veľmi široký. Tie môžu siahať od jednoduchých systémov riadenia osvetlenia až po systémy monitorovania životného prostredia v chemických závodoch. Centrálnou jednotkou PLC je kontrolér, ku ktorému sa pridávajú komponenty zabezpečujúce požadovanú funkčnosť a ktorý je naprogramovaný na vykonávanie špecifickej úlohy.

Výrobu regulátorov vykonávajú tak známi výrobcovia elektroniky, napríklad Siemens, Fujitsu či Motorola, ako aj firmy špecializujúce sa na výrobu riadiacej elektroniky, napríklad Texas Instruments Inc. Prirodzene, všetky ovládače sa líšia nielen funkčnosťou, ale aj kombináciou ceny a kvality. Keďže mikrokontroléry Siemens sú v súčasnosti najrozšírenejšie v Európe, možno ich nájsť vo výrobných prevádzkach aj na laboratórnych laviciach, zvolíme nemeckého výrobcu.

Obrázok 6 - Logický modul "LOGO"

Rozsah použitia: riadenie technologických zariadení (čerpadlá, ventilátory, kompresory, lisy), vykurovacie a ventilačné systémy, dopravníkové systémy, systémy riadenia dopravy, ovládanie spínacích zariadení atď.

Programovanie regulátorov Siemens - moduly LOGO!Basic je možné vykonávať z klávesnice s informáciami zobrazovanými na vstavanom displeji.

Tabuľka 1 Špecifikácie

Napájacie napätie/vstupné napätie: menovitá hodnota ~ 115 ... 240 V Frekvencia striedavého prúdu ~ 47 ... 63 Hz Príkon pri napájacom napätí ~ 3,6 ... 6,0 W / ~ 230 V Diskrétne vstupy: Počet vstupov: 8 Vstupné napätie : nízka úroveň, nie vyššia úroveň, nie menej ako 5 V 12 V Vstupný prúd: nízka úroveň, nie vyššia úroveň, nie menej ako ~0,03 mA ~0,08 mA/=0,12 mAD diskrétne výstupy: Počet výstupov 4 Galvanické oddelenie áno Pripojenie a diskrétny vstup ako záťaž Možné analógové vstupy: Počet vstupov 4 (I1 a I2, I7 a I8) Rozsah merania = 0 ... 10 V Maximálne vstupné napätie = 28,8 V Krytie krytu IP 20 Hmotnosť 190 g

Proces programovania regulátora Siemens spočíva v softvérovom pripojení požadovaných funkcií a nastavení nastavení (oneskorenia zapnutia/vypnutia, hodnoty počítadiel atď.). Na vykonanie všetkých týchto operácií sa používa vstavaný systém ponúk. Hotový program je možné prepísať do pamäťového modulu uzavretého v rozhraní modulu "LOGO!"

Mikrokontrolér "LOGO!", vyrobený nemeckou spoločnosťou "Siemens", je vhodný pre všetky technické parametre.

Zoberme si mikrokontroléry domácej výroby. V Rusku v súčasnosti nie je veľa podnikov, ktoré vyrábajú zariadenia mikrokontrolérov. V súčasnosti je úspešným podnikom špecializujúcim sa na výrobu riadiacich automatizačných systémov spoločnosť OWEN, ktorá má výrobné závody v regióne Tula. Táto spoločnosť sa od roku 1992 špecializuje na výrobu mikrokontrolérov a senzorových zariadení.

Lídrom mikrokontrolérov od spoločnosti OWEN je séria logických automatov PLC.

Obrázok 7 - Vzhľad PLC-150

PLC-150 je možné využiť v rôznych oblastiach - od tvorby riadiacich systémov pre malé a stredné objekty až po výstavbu dispečerských systémov. Príklad Automatizácia vodovodného systému budovy pomocou regulátora OWEN PLC 150 a výstupného modulu OWEN MVU 8.

Obrázok 8 - Schéma prívodu vody do budovy pomocou PLC 150

Pozrime sa na hlavné technické parametre PLC-150. Všeobecné informácie sú uvedené v tabuľke.

Tabuľka 2 Všeobecné informácie

Dizajn Jednotné puzdro pre montáž na DIN&lištu (šírka 35 mm), dĺžka 105 mm (6U), rozstup svoriek 7,5 mm Krytie krytu IP20 Napájacie napätie: PLC 150&22090…264 V AC (menovité napätie 220 V) s frekvenciou 47…63 Hz Indikácia na prednom paneli 1 indikátor napájania 6 indikátorov stavu digitálneho vstupu 4 indikátory stavu výstupu 1 indikátor stavu komunikácie s CoDeSys 1 indikátor prevádzky užívateľského programu Príkon 6 W

Zdroje logického ovládača PLC-150 sú uvedené v tabuľke 3.

Tabuľka 3 Zdroje

Centrálny procesor 32-bitový RISC & 200 MHz procesor založený na jadre ARM9 Kapacita RAM 8 MB Energeticky nezávislá pamäť na ukladanie programov a archívov v jadre CoDeSys 4 MB Veľkosť pamäte 4 kV Doba vykonávania cyklu PLC Minimálne 250 μs (nepevné) , typicky od 1 ms

Informácie o diskrétnych vstupoch sú uvedené v tabuľke 4.

Tabuľka 4 Digitálne vstupy

Počet diskrétnych vstupov 6 Galvanické oddelenie diskrétnych vstupov, skupina Sila elektrického oddelenia diskrétnych vstupov 1,5 kV Maximálna frekvencia signálu privádzaného na diskrétny vstup 1 kHz so softvérovým spracovaním 10 kHz pri použití hardvérového čítača a procesora kódovača

Informácie o analógových vstupoch sú uvedené v tabuľke 5.

Tabuľka 5 Analógové vstupy

Počet analógových vstupov 4 Typy podporovaných unifikovaných vstupných signálov Napätie 0...1 V, 0...10 V, -50...+50 mV Prúd 0...5 mA, 0(4)...20 mA Odpor 0.. .5 kOhm Typy podporovaných snímačov Tepelné odpory: TSM50M, TSP50P, TSM100M, TSP100P, TSN100N, TSM500M, TSP500P, TSN500N, TSP1000P, TNNTZNhKL (JJ), TNNTZNhKL00 , TKhA ( K), Obchodná a priemyselná komora (S ), TPP (R), TPR (V), TVR (A&1), TVR (A&2) Zabudovaná kapacita ADC 16 bit Vnútorný odpor analógového vstupu: pri meraní prúdu režim v režime merania napätia 0...10 V 50 Ohm asi 10 kOhm Čas vzorkovania jedného analógového vstupu 0,5 s Základná znížená chyba merania s analógovými vstupmi 0,5 % Chýba galvanické oddelenie analógových vstupov

Programovanie PLC-150 prebieha pomocou profesionálneho programovacieho systému CoDeSys v.2.3.6.1 a staršieho. CoDeSys je systém vývoja ovládačov. Komplex pozostáva z dvoch hlavných častí: programovacieho prostredia CoDeSys a vykonávacieho systému CoDeSys SP. CoDeSys beží na počítači a používa sa na prípravu programov. Programy sú zostavené do rýchleho strojového kódu a načítané do riadiacej jednotky. CoDeSys SP beží v kontroléri, zabezpečuje načítanie a ladenie kódu, údržbu I/O a ďalšie servisné funkcie. Viac ako 250 známych spoločností vyrába zariadenia s CoDeSys. Tisíce ľudí, ktorí s ním každý deň pracujú, riešia problémy priemyselnej automatizácie. Dnes je CoDeSys najrozšírenejším IEC programovacím komplexom na svete. V praxi slúži ako štandard a príklad IEC programovacích systémov.

Synchronizácia PLC s osobným počítačom sa vykonáva pomocou portu „COM“, ktorý je dostupný na každom osobnom počítači.

Mikrokontrolér OVEN domácej výroby spĺňa všetky parametre. Môžete k nemu pripojiť analógové aj digitálne meracie prístroje s unifikovanými signálmi. Ovládač sa ľahko prepojí s osobným počítačom pomocou portu „COM“ a je možný vzdialený prístup. PLC-150 je možné koordinovať s programovateľnými logickými automatmi od iných výrobcov. PLC-150 sa programuje pomocou riadiaceho vývojového systému (CoDeSys) vo vysokoúrovňovom programovacom jazyku.

5 Závery k prvej kapitole

Táto kapitola skúmala základy čistenia odpadových vôd, analýzu moderných metód čistenia a možnosti automatizácie týchto procesov.

Bola vykonaná analýza existujúceho hardvéru (logické programovateľné PLC automaty) a softvéru na riadenie technologických zariadení na čistenie odpadových vôd. Bola vykonaná analýza domácich a zahraničných výrobcov mikrokontrolérov.

2. Obvodová časť

Jednou z dôležitých funkcií automatizácie je: automatické riadenie a riadenie technologických procesov, vybavenie čerpacích staníc a čistiarní, vytváranie automatizovaných pracovísk pre všetky odbornosti a pracovné profily na báze moderných technológií.

Moderné odvodňovacie siete a čerpacie stanice by mali byť vždy, keď je to možné, navrhnuté tak, aby sa dali ovládať bez neustálej prítomnosti personálu údržby.

1 Vypracovanie blokovej schémy hladiny vody pre plnenie hlavnej nádrže

Bloková schéma automatického riadiaceho systému je znázornená na obrázku 9:

Obrázok 9 - Bloková schéma

Na pravej strane blokovej schémy je PLC-150. Napravo od neho je rozhranie na pripojenie k lokálnej sieti (Ethernet) na získanie vzdialeného prístupu k ovládaču. Signál sa prenáša digitálne. Cez rozhranie RS-232 prebieha koordinácia s osobným počítačom. Keďže ovládač nie je náročný na technickú súčasť počítača, pre správnu činnosť celého systému ako celku postačí aj slabý „stroj“ ako Pentium 4 alebo podobné modely. Signál medzi PLC-150 a osobným počítačom sa prenáša digitálne.

2 Vypracovanie funkčného diagramu

Funkčná schéma automatického systému kontroly hladiny vody je znázornená na obrázku 10:

Obrázok 10 funkčný diagram

Parametre prenosovej funkcie riadiaceho objektu

Podľa technických špecifikácií máme:

H= 3 [m] - výška potrubia.

h 0= 1,0 [m] - nastavená úroveň.

Q n0 = 12000 [l/hod] - menovitý prietok.

d = 1,4 [m] - priemer potrubia.

Prenosová funkcia operačného zosilňovača:

(1)

Vypočítajme číselné hodnoty prenosovej funkcie.

Prierez nádrže:

(2)

Nominálny vstupný tok:

(3)

Prevodový koeficient K:

(4)

Časová konštanta T:

(5)

Prenosová funkcia pre riadiaci objekt bude mať teda tvar:

(6)

Štruktúra automatického riadiaceho systému je znázornená na obrázku 0:

Obrázok 11 - Bloková schéma ACS

Kde: Kr.o je prevodný koeficient regulačného orgánu (RO) vstupného prietoku Qpo;

Kd - koeficient prenosu snímača hladiny h

Wp - prenosová funkcia automatického ovládača

Výpočet zosilnenia regulátora K r.o :

Kde - zmena vstupného toku;

zmena stupňa otvorenia ventilu (v percentách).

Závislosť vstupujúceho prietoku od stupňa otvorenia ventilu je znázornená na obrázku 12:

Obrázok 12 - Závislosť vstupujúceho prietoku od stupňa otvorenia ventilu

Odhad zisku snímača hladiny

Zosilnenie snímača hladiny je definované ako pomer prírastku výstupného parametra snímača hladiny i[mA] na vstupný parameter [m].

Maximálna výška hladiny kvapaliny, ktorú musí snímač hladiny merať, zodpovedá 1,5 metra a zmena aktuálneho jednotného výstupného signálu snímača hladiny pri zmene hladiny v rozsahu 0-1,5 metra zodpovedá 4-20 [mA. ].

(7)

Všeobecné priemyselné snímače hladiny majú zabudovanú funkciu vyhladzovania výstupného signálu pomocou inerciálneho filtračného prvku prvého rádu s nastaviteľnou časovou konštantou Tf v rozsahu jednotiek až desiatok sekúnd. Časovú konštantu filtra zvolíme Tf = 10 s.

Potom je prenosová funkcia snímača hladiny:

(8)

Štruktúra riadiaceho systému bude mať podobu:

Obrázok 13 - štruktúra riadiaceho systému

Zjednodušená štruktúra riadiaceho systému s číselnými hodnotami:

Obrázok 14 - zjednodušená štruktúra riadiaceho systému

Logaritmické amplitúdovo-fázové frekvenčné charakteristiky nemennej časti systému

Charakteristiky LAFCH nemennej časti ACS sú konštruované pomocou približnej metódy, ktorá spočíva v tom, že pre spojenie s prenosovou funkciou:

(9)

v logaritmickej súradnicovej sieti do frekvencie 1/T, kde T=56 s je časová konštanta, má LFC tvar priamky rovnobežnej s frekvenčnou osou na úrovni 20 log K=20 log0,43 =-7,3 dB a pre frekvencie väčšie ako 1 /T má LAF tvar priamky so sklonom -20 dB/dec k väzbovej frekvencii 1/Tf, kde sa sklon dodatočne mení o -20 dB/dec a je -40 dB/dec.

Frekvencie párenia:

(10)

(11)

Máme teda:

Obrázok 15 - LAPFC pôvodného systému s otvorenou slučkou

2.3 Regulačný výpočet pre prichádzajúce a odchádzajúce toky

Regulačný orgán vyberieme na základe podmienenej kapacity Cv.

Hodnota Cv sa vypočíta podľa medzinárodnej normy DIN EN 60534 podľa nasledujúceho vzorca:

(12)

kde Q je prietok [m 3/h], ρ - hustota kvapalín [kg/m 3], Δ p - tlakový rozdiel [bar] pred ventilom (P1) a za ventilom (P2) v smere prúdenia.

Potom pre regulátor prietoku Q n0 podľa zdrojových údajov:

(13)

Pre prípadnú zmenu prietoku Qp pri automatickom riadení vzhľadom na jeho menovitú hodnotu Qp 0Maximálna hodnota Qp sa považuje za dvojnásobok nominálnej hodnoty, tj .

Priemer prietokovej plochy pre prichádzajúci prietok sa vypočíta takto:

(14)

Podobne pre výstupný tok máme:

(15)

(16)

2.4 Určenie nastavení ovládača. Syntéza samohybných zbraní

Konštrukcia LAPFC ACS s otvorenou slučkou je založená na dôsledku teórie lineárnych systémov, ktorá spočíva v tom, že ak LAPFC systému s otvorenou slučkou (pozostávajúci z minimálnych fázových väzieb) má sklon -20 dB/ dec v oblasti významných frekvencií (sektor je odrezaný o ±20 dB riadky), potom:

uzavretý ACS je stabilný;

prechodová funkcia automatického riadiaceho systému s uzavretou slučkou je takmer monotónna;

regulačného času

. (17)

Štruktúra zdrojového systému s otvorenou slučkou s PI regulátorom:

Obrázok 16 - Štruktúra pôvodného systému s PI regulátorom

Požadovaný LFC (L a ) najjednoduchšieho typu automatického riadiaceho systému s otvorenou slučkou, ktorý by v uzavretej forme spĺňal stanovené ukazovatele kvality, by mal mať v blízkosti významných frekvencií sklon LFC rovný -20 dB/dec a priesečník s frekvenčná os na:

(18)

V oblasti nízkofrekvenčnej asymptoty na vytvorenie nulovej (podľa technických špecifikácií) statickej chyby δ st =0, frekvenčné charakteristiky systému s otvorenou slučkou musia zodpovedať integrátoru aspoň 1. rádu. Potom je prirodzené, že sa v tejto oblasti vytvorí požadovaný LFC vo forme priamky so sklonom -20 dB/dec. ako pokračovanie Lz z oblasti významných frekvencií. Aby sa zjednodušila implementácia ACS, musí vysokofrekvenčná asymptota zodpovedať vysokofrekvenčnej asymptote nemennej časti systému. Požadovaný LFC systému s otvorenou slučkou je teda uvedený na obrázku 0:

Obrázok 17 - Požadované charakteristiky LAPFC systému s otvorenou slučkou

Podľa akceptovanej štruktúry priemyselného automatického riadiaceho systému je jediným prostriedkom na privedenie LAPFC nemennej časti L LF do L a je PI regulátor s prenosovou funkciou LAPFC (pri K R =1)

Obrázok 18 - LAFCH odozva PI regulátora

Obrázok 14 ukazuje, že pre v nízkofrekvenčnej oblasti zodpovedá LFC PI regulátora integračnej väzbe so záporným fázovým posunom -90 stupňov a pre frekvenčná charakteristika regulátora zodpovedá zosilňovacej časti s nulovým fázovým posunom v oblasti významných frekvencií navrhovaného systému pri správnom výbere hodnoty T A .

Vezmime integračnú konštantu regulátora rovnú časovej konštante T riadiaceho objektu, t.j. T A = 56, v K R =1. Potom bude mať LFC ACS s otvorenou slučkou tvar L 1=L LF +L pi , kvalitatívne zodpovedajúce tvaru L a na obrázku, ale s nižším ziskom. Zladiť LFC navrhnutého systému s L a je potrebné zvýšiť zisk v otvorenej slučke o 16 dB, teda 7-krát. Preto sa určujú nastavenia ovládača.

Obrázok 19 - Syntéza samohybných zbraní. Definovanie nastavení ovládača

Rovnaké nastavenia ovládača sa získajú, ak z L a graficky odčítať L LF a na základe typu LFC výsledného sekvenčného korektora (PI regulátor) obnoviť jeho prenosovú funkciu.

Ako je možné vidieť na obrázku 12 na T A =T=56 s, prenosová funkcia systému s otvorenou slučkou má tvar , ktorý obsahuje integračný odkaz. Pri konštrukcii LFC zodpovedajúceho W p p) koeficient prenosu K p 0,32/7850musí číselne zodpovedať frekvencii priesečníka LFC s osou ω pri frekvencii s -1, kde s -1 alebo K p =6,98.

S vypočítanými nastaveniami regulátora je ACS stabilný, má prechodovú funkciu blízku monotónnosti, čas riadenia t R =56 s, statická chyba δ sv =0.

Senzorové vybavenie

Merač 2ТРМ0 je určený na meranie teploty chladiacich kvapalín a rôznych médií v chladiacich zariadeniach, sušiarňach, peciach na rôzne účely a iných technologických zariadeniach, ako aj na meranie iných fyzikálnych parametrov (hmotnosť, tlak, vlhkosť atď.).

Obrázok 20 - Meter 2ТРМ0

Trieda presnosti 0,5 (termočlánky)/0,25 (iné typy signálov). Regulátor je dostupný v 5 typoch puzdier: nástenný H, namontovaný na DIN lištu D a panelový Shch1, Shch11, Shch2.

Obrázok 21 - Funkčná schéma zariadenia ARIES 2 TRM 0.

Obrázok 22 - Rozmerový výkres meracieho zariadenia

Schéma zapojenia zariadenia:

Na obrázku je znázornená schéma svorkovnice zariadenia. Na obrázkoch sú znázornené schémy zapojenia zariadenia.

Obrázok 23 - Schéma zapojenia zariadenia

Svorkovnica zariadenia.

Viackanálový zdroj BP14 je určený na dodávanie stabilizovaného napätia 24 V alebo 36 V do snímačov s jednotným výstupným prúdovým signálom.

Zdroj BP14 je dostupný v kryte s montážou na DIN lištu D4.

Obrázok 28 - Napájanie

Hlavné funkcie:

Premena striedavého (DC) napätia na stabilizovaný DC v dvoch alebo štyroch nezávislých kanáloch;

Obmedzenie štartovacieho prúdu;

Prepäťová ochrana proti impulznému šumu na vstupe;

Ochrana proti preťaženiu, skratu a prehriatiu;

Indikácia prítomnosti napätia na výstupe každého kanála.

Obrázok 29 - Schéma zapojenia pre dvojkanálový napájací zdroj BP14

Vstupná frekvencia striedavého prúdu 47...63 Hz. Prahová hodnota prúdovej ochrany (1,2...1,8) Imax. Celkový výstupný výkon 14W. Počet výstupných kanálov je 2 alebo 4. Menovité výstupné napätie kanála je 24 alebo 36 V.

Obrázok 30 - Rozmerový výkres napájacieho zdroja

Nestabilita výstupného napätia pri zmene napájacieho napätia ±0,2 %. Stabilita výstupného napätia pri zmene záťažového prúdu z 0,1 Imax na Imax ±0,2 %. teplotný rozsah ±0,025% / °C Pevnosť elektrickej izolácie - vstup - výstup (efektívna hodnota) 2 k.

SAU-M6 je funkčný analóg zariadení ESP-50 a ROS 301.

Obrázok 31 - Hladinový spínač

Obrázok 32 - Schéma zapojenia pre SAU-M6

Trojkanálový indikátor hladiny kvapalín OWEN SAU-M6 - určený na automatizáciu technologických procesov spojených s monitorovaním a reguláciou hladiny kvapalín.

Obrázok 33 - Funkčná schéma SAU-M6

SAU-M6 je funkčný analóg zariadení ESP-50 a ROS 301.

Zariadenie je dostupné v nástennom kryte typu N.

Funkčnosť hladinového spínača

Tri nezávislé kanály na monitorovanie hladiny kvapaliny v nádrži

Možnosť invertovania prevádzkového režimu ktoréhokoľvek kanála

Pripojenie rôznych snímačov hladiny - konduktometrické, plavákové

Práca s kvapalinami rôznej elektrickej vodivosti: destilovaná, vodovodná, kontaminovaná voda, mlieko a potravinárske výrobky (slabo kyslé, zásadité atď.)

Ochrana konduktometrických snímačov pred usadzovaním solí na elektródach ich napájaním striedavým napätím

Obrázok 34 - Rozmerový výkres

Technické vlastnosti zariadenia: menovité napájacie napätie zariadenia je 220 V s frekvenciou 50 Hz. Prípustné odchýlky napájacieho napätia od menovitej hodnoty sú -15...+10%. Spotreba energie, nie viac ako 6 VA. Počet kanálov riadenia hladiny - 3. Počet vstavaných výstupných relé - 3. Maximálny povolený prúd spínaný kontaktmi vstavaného relé je 4 A pri 220 V 50 Hz (cos > 0,4).

Obrázok 35 - Diskrétny I/O modul

Modul diskrétnych vstupov a výstupov pre distribuované systémy v sieti RS-485 (protokoly ARIES, Modbus, DCON).

Modul je možné použiť v spojení s programovateľnými automatmi OWEN PLC alebo inými MDVV pracuje v sieti RS-485, ak je v nej „master“, pričom samotný MDVV nie je „master“ siete.

diskrétne vstupy na pripojenie kontaktných snímačov a tranzistorových spínačov typu n-p-n. Možnosť použitia akéhokoľvek diskrétneho vstupu (maximálna frekvencia signálu - 1 kHz)

Možnosť generovania PWM signálu z ktoréhokoľvek z výstupov

Automatický prechod servopohonu do núdzového režimu prevádzky v prípade narušenia sieťovej prevádzky

Podpora bežných protokolov Modbus (ASCII, RTU), DCON, ARIES.

Obrázok - 36 Všeobecná schéma zapojenia zariadenia MDVV

Obrázok 37 - Funkčná schéma MDVV

MEOF sú určené na pohyb pracovných prvkov uzatváracích a regulačných potrubných ventilov rotačného princípu činnosti (guľové a kužeľové ventily, klapky, klapky a pod.) v systémoch pre automatické riadenie technologických procesov v rôznych priemyselných odvetviach v súlade s príkazom signály pochádzajúce z regulačných alebo riadiacich zariadení. Mechanizmy sú inštalované priamo na armatúrach.

Obrázok 38 - Návrh mechanizmu MEOF

Obrázok 39 - Rozmery

Schéma inštalácie snímača Metran 100-DG 1541 pri meraní hydrostatického tlaku (hladiny) v otvorenej nádrži:

Obrázok 40 - Schéma inštalácie snímača

Princíp činnosti snímačov je založený na využití piezoelektrického efektu v heteroepitaxiálnom silikónovom filme narastenom na povrchu monokryštálového umelého zafírového plátku.

Obrázok 41 - Vzhľad zariadenia

Snímací prvok s monokryštalickou štruktúrou kremíka na zafíre je základom všetkých senzorových jednotiek rodiny senzorov Metran.

Pre lepší prehľad o indikátore tekutých kryštálov (LCD) a pre ľahký prístup k dvom priehradkám elektronického prevodníka je možné tento otočiť vzhľadom na meraciu jednotku z jej inštalovanej polohy v uhle maximálne 90° proti smeru hodinových ručičiek. .

Obrázok 42 - Schéma externého elektrického pripojenia snímača:

kde X je svorkovnica alebo konektor;

Rн - záťažový odpor alebo celkový odpor všetkých záťaží v riadiacom systéme;

PSU je zdroj jednosmerného prúdu.

2.5 Výpočet vstavaných parametrov ADC

Vypočítajme parametre vstavaného ADC mikrokontroléra PLC-150. Medzi hlavné parametre ADC patrí maximálne vstupné napätie U max , počet kódových bitov n, rozlíšenie ∆ a chyba prevodu.

Kapacita ADC je určená vzorcom:

Log 2N, (19)

kde N je počet diskrétnych (kvantových úrovní);

Keďže ADC je zabudovaný do zvoleného regulátora PLC-150, máme n=16. Rozlíšenie ADC je vstupné napätie zodpovedajúce jednej z najmenej významnej číslice výstupného kódu:

(20)

kde 2 n - 1 - maximálna hmotnosť vstupného kódu,

vstup = U max - U min (21)

Na U max = 10V, U min = 0 V, n = 16,

(22)

Čím väčšie n, tým menšie a tým presnejšie môže výstupný kód reprezentovať vstupné napätie.

Hodnota relatívneho rozlíšenia:

, (23)

kde ∆ je najmenší rozoznateľný krok vstupného signálu.

∆ je teda najmenší rozlíšiteľný krok vstupného signálu. ADC nezaregistruje signál nižšej úrovne. V súlade s tým sa rozlíšenie identifikuje s citlivosťou ADC.

Chyba prevodu má statické a dynamické zložky. Statická zložka obsahuje metodologickú chybu kvantovania ∆ δ Komu (diskrétnosť) a inštrumentálna chyba z neideálnosti prvkov meniča. Chyba kvantifikácie ∆ Komu je určený samotným princípom reprezentácie spojitého signálu kvantovanými úrovňami vzdialenými od seba o zvolený interval. Šírka tohto intervalu je rozlíšenie prevodníka. Najväčšia kvantizačná chyba je polovičné rozlíšenie a vo všeobecnom prípade:

(24)

Relatívne najväčšia chyba kvantizácie:

(25)

Inštrumentálna chyba by nemala presiahnuť chybu kvantizácie. V tomto prípade sa celková absolútna statická chyba rovná:

(26)

Celková relatívna statická chyba môže byť definovaná ako:

(27)

Ďalej vypočítajme rozlíšenie vstavaného DAC mikrokontroléra PLC-150 Rozlíšenie DAC je výstupné napätie zodpovedajúce jednej z najmenej významnej číslice vstupného kódu: Δ=U max /(2n -1), kde 2 n -1 - maximálna hmotnosť vstupného kódu. Na U max = 10B, n = 10 (bitová kapacita vstavaného DAC) vypočítajme rozlíšenie mikrokontroléra DAC:

(28)

Čím väčšie n, tým menšie Δ a tým presnejšie môže výstupné napätie reprezentovať vstupný kód. Relatívna hodnota rozlíšenia DAC:

(29

Obrázok 43 - Schéma zapojenia

Obrázok 44 - Schéma zapojenia

2.6 Záver k druhej kapitole

V tejto kapitole bol vytvorený štrukturálny a funkčný diagram. Uskutočnil sa výpočet regulačného orgánu, určenie nastavenia regulátora a syntéza ACS.

Parametre prenosovej funkcie riadiaceho objektu. Vybrané senzorové vybavenie. Vypočítali sa aj parametre ADC a DAC zabudovaných v mikrokontroléri OWEN PLC 150.

1 Vývoj algoritmu pre fungovanie systému SAC v prostredí CoDeSys

Profesionálny vývoj systémov priemyselnej automatizácie je neoddeliteľne spojený s CoDeSys (Controller Development System). Hlavným účelom komplexu CoDeSys je vývoj aplikačných programov v jazykoch normy IEC 61131-3.

Komplex pozostáva z dvoch hlavných častí: programovacieho prostredia CoDeSys a vykonávacieho systému CoDeSys SP. CoDeSys beží na počítači a používa sa na prípravu programov. Programy sú zostavené do rýchleho strojového kódu a načítané do riadiacej jednotky. CoDeSys SP beží v kontroléri, zabezpečuje načítanie a ladenie kódu, údržbu I/O a ďalšie servisné funkcie.

Viac ako 250 známych spoločností vyrába zariadenia s CoDeSys. Tisíce ľudí, ktorí s ním každý deň pracujú, riešia problémy priemyselnej automatizácie.

Vývoj aplikačného softvéru pre PLC-150, ako aj pre mnohé ďalšie ovládače, prebieha na osobnom počítači v prostredí CoDeSys s operačným systémom Microsoft Windows. Generátor kódu priamo kompiluje užívateľský program do strojových kódov, čo zabezpečuje najvyšší výkon regulátora. Systém vykonávania a ladenia, generátor kódu a knižnice funkčných blokov sú špeciálne prispôsobené architektúre regulátorov série PLC.

Nástroje na ladenie zahŕňajú prezeranie a úpravu vstupov/výstupov a premenných, vykonávanie programu v cykloch, sledovanie vykonávania programového algoritmu v grafickom znázornení, grafické sledovanie hodnôt premenných v čase a podľa udalostí, grafickú vizualizáciu a simuláciu procesu zariadení.

Hlavné okno CoDeSys pozostáva z nasledujúcich prvkov (sú v okne usporiadané zhora nadol):

) Panel s nástrojmi. Obsahuje tlačidlá na rýchle vyvolanie príkazov menu.

) Organizátor objektov s kartami POU, Typy údajov, Vizualizácie a Zdroje.

) Oddeľovač medzi organizátorom objektov a pracovným priestorom CoDeSys.

) Pracovná oblasť, v ktorej sa nachádza editor.

) Okno správy.

) Stavový riadok obsahujúci informácie o aktuálnom stave projektu.

Panel s nástrojmi, okno správ a stavový riadok sú voliteľné prvky hlavného okna.

Ponuka je v hornej časti hlavného okna. Obsahuje všetky príkazy CoDeSys. Vzhľad okna je znázornený na obrázku 45.

Obrázok 45 - Vzhľad okna

Tlačidlá panela s nástrojmi poskytujú rýchlejší prístup k príkazom ponuky.

Príkaz vyvolaný pomocou tlačidla na paneli nástrojov sa automaticky vykoná v aktívnom okne.

Príkaz sa vykoná hneď po uvoľnení tlačidla stlačeného na paneli nástrojov. Ak umiestnite kurzor myši na tlačidlo na paneli nástrojov, po krátkom čase uvidíte názov tohto tlačidla v popise.

Tlačidlá na paneli nástrojov sa líšia pre rôzne editory CoDeSys. Informácie o účele týchto tlačidiel získate v popise editorov.

Panel nástrojov je možné deaktivovať, Obrázok 46.

Obrázok 46 - Panel s nástrojmi

Celkový pohľad na okno programu CoDeSys je nasledujúci, Obrázok 47.

Obrázok 47 - Okno programu CoDeSys

Bloková schéma operačného algoritmu v prostredí CoDeSys je znázornená na obrázku 48.

Obrázok 48 - Bloková schéma fungovania v prostredí CoDeSys

Ako vidno z blokovej schémy, po zapnutí mikrokontroléra sa do neho nahrá program, inicializujú sa premenné, načítajú sa vstupy a moduly sa dotazujú. Na výber je aj prepínanie medzi automatickým a manuálnym režimom. V manuálnom režime je možné ovládať ventil a ovládať MEOF. Potom sa zaznamenávajú výstupné dáta a generujú sa správy cez sériové rozhrania. Potom algoritmus prejde do cyklu čítania vstupov alebo práca skončí.

2 Vývoj programu v prostredí CoDeSys

Spúšťame Codesys a vytvárame nový projekt v jazyku ST. Cieľový súbor pre ARM9 je už nainštalovaný na vašom osobnom počítači, automaticky vyberie požadovanú knižnicu. Komunikácia s ovládačom je nadviazaná.

reg_for_meof:VALVE_REG; (*regulátor pre ovládanie PDZ*)

K,b:REAL; (*koeficienty riadiacej krivky*)

timer_for_valve1: TON; (*časovač núdzového vypnutia*)

safety_valve_rs_manual: RS;(*pre manuálne ovládanie ventilu*)

referencia:REAL; (*nastavte uhol natočenia PDZ*)_VAR

(*počas nastavovania zaznamenávame signál zo snímača polohy MEOF a vypočítavame hodnoty nízke a vysoké, spočiatku budeme predpokladať, že snímač je 4-20 miliampérov a pri 4 mA je PDZ úplne uzavretý (0%) , a pri 20 mA je úplne otvorený (100%) - nakonfigurovaný v konfigurácii PLC *)NOT auto_mode THEN (*ak nie automatický režim*)_open:=manual_more; (*otvorte stlačením tlačidla*)_close:=manual_less; (*zatvorte stlačením tlačidla*)

safety_valve_rs_manual(SET:=ventil_open , RESET1:=ventil_close , Q1=>safety_ventil); (*ovládanie núdzového ventilu*)

(*počas nastavenia zaznamenávame signál zo snímača tlaku a vypočítavame hodnoty nízke alebo vysoké, na začiatku budeme predpokladať, že snímač je 4-20 miliampérov a pri 4 mA je nádrž prázdna (0%), a pri 20 mA je plný (100 %) - nakonfigurovaný v konfiguráciách PLC *)

IF tlakový_senzor< WORD_TO_REAL(w_reference1) THEN reference:=100; END_IF; (*если уровень меньше "w_reference1", то открываем заслонку на 100%*)

IF pressure_sensor> WORD_TO_REAL(w_reference1) THEN (*nastavte uhol natočenia - zníženie úmerne zvýšeniu úrovne “tlakového senzora” --- uhol =K*level+b *)

K:=(-100/(WORD_TO_REAL(w_odkaz2-w_odkaz1)));

b:=100-K*(WORD_TO_REAL(w_reference1));

referencia:=K*tlakový_senzor+b;

(*časovač pre núdzové ovládanie klapky*)

timer_for_valve1(

IN:=(tlakový_senzor> WORD_TO_REAL(w_reference2)) AND high_level_sensor ,

(*podmienka pre otvorenie núdzového ventilu*)

IF timer_for_valve1.Q

referencia:=0; (*zavrieť MEOF*)

poistný_ventil:=TRUE; (*otvorte núdzový ventil*)

poistný_ventil:=FALSE;

(*regulátor na ovládanie klapky*)_for_meof(

IN_VAL:=odkaz ,

POS:=MEOF_position ,

DBF:=2 , (*citlivosť ovládača*)

ReversTime:=5 , (*nie viac ako 600 inklúzií*)

MORE=>MEOF_open ,

LESS=>MEOF_close ,

FeedBackError=>);_IF;

(*konverzia údajov pre zobrazenie v SCAD*)

w_MEOF_position:=REAL_TO_WORD(MEOF_position);_level:=REAL_TO_WORD (tlakový_senzor);

(*označenie režimu vypĺňania auto-manuálnych tlačidiel*)_out:=auto_mode;

(*indikácia výstupu pre plnenie tlačidiel zatvorenia/otvorenia núdzového ventilu*)_out:=bezpečnostný_ventil;

3.3 Vývoj rozhrania pre vizuálne zobrazenie informácií o meraní

Na vývoj rozhrania vizuálneho zobrazenia bol zvolený program Trace Mode 6, pretože má všetky funkcie a vlastnosti, ktoré potrebujeme:

má pomerne široké možnosti simulácie technologických procesov na grafickej obrazovke;

K dispozícii sú všetky štandardné programovacie jazyky pre SCADA systémy a ovládače;

užívateľsky prívetivé grafické rozhranie;

pomerne jednoduché pripojenie k programovateľnému logickému ovládaču;

Plná verzia tohto systému je dostupná na webe výrobcu race Mode 6 je určený pre automatizáciu priemyselných podnikov, energetických zariadení, inteligentných budov, dopravných zariadení, systémov merania energie atď.

Rozsah automatizačných systémov vytvorených v režime Trace Mode môže byť akýkoľvek – od autonómne fungujúcich riadiacich ovládačov a operátorských pracovných staníc až po geograficky distribuované riadiace systémy, vrátane desiatok ovládačov vymieňajúcich si dáta pomocou rôznych komunikácií – lokálna sieť, intranet/internet, sériové zbernice založené na RS -232/485, vyhradené a vytáčané telefónne linky, rádiový kanál a siete GSM.

Integrované vývojové prostredie projektu v programe Trace Mode je znázornené na obrázku 49.

Obrázok 49 - IDE režimu sledovania 6

Projektový navigátor umožňuje rýchlu navigáciu medzi podpoložkami projektu. Keď umiestnite kurzor myši na jednu z položiek, zobrazí sa komentár, ktorý vám umožní pochopiť obsah.

Obrázok 50 - Navigátor projektu

Mnemotechnická schéma projektu, zásobná nádrž prvého stupňa čistenia odpadových vôd je znázornená na obrázku 0. Obsahuje:

Ovládací panel (možnosť výberu režimu ovládania, možnosť nastavenia tlmičov);

Zobrazenie uhla natočenia PDZ;

Indikácia hladiny vody v nádrži;

Núdzové vypúšťanie (keď voda v nádrži pretečie);

Graf sledovania informácií o meraní (v grafe sú zobrazené stavy hladiny vody a poloha ventilu).

Obrázok 51 - Mnemotechnická schéma zásobníka

Skutočný uhol natočenia klapky (0-100%) sa zobrazuje pod poľom "Position Position", čo vám umožňuje presnejšie sledovať informácie o meraní.

Obrázok 52 - Poloha PDZ

Šípky naľavo od nádrže zmenia farbu zo sivej na zelenú pri spustení PLC (signál z ACS), t.j. Ak je šípka zelená, potom je hladina vody vyššia ako snímač.

Posúvač na stupnici je indikátor hladiny (na základe senzora tlaku metranu) (0-100%).

Obrázok 53 - Indikátor hladiny

Ovládanie je možné vykonať v dvoch režimoch:

) Automaticky.

Keď vyberiete režim, farba príslušného tlačidla sa zmení zo sivej na zelenú a tento režim sa aktivuje na použitie.

Tlačidlá "Otvoriť" a "Zatvoriť" sa používajú na manuálne ovládanie ventilov.

V automatickom režime je možné nastaviť úlohy, od ktorých bude závisieť uhol natočenia PDZ.

Napravo od poľa „úloha 1“ zadajte úroveň v nádrži, pri ktorej sa uhol natočenia PDZ začne znižovať.

Napravo od poľa „úloha 2“ zadajte hladinu v nádrži, pri ktorej sa obmedzovač tlaku úplne uzavrie.

V prípade možného pretečenia vody automaticky funguje aj núdzový ventil. Núdzový ventil sa otvorí, keď je hladina prekročená nad „úlohou 2“ a keď sa do 10 sekúnd aktivuje snímač hornej hladiny (ALS).

Obrázok 54 - Núdzový reset

Pre jednoduché sledovanie informácií o meraní sa stav hladiny vody a poloha ventilu zobrazujú v grafe. Modrá čiara ukazuje hladinu vody v nádrži a červená čiara ukazuje polohu klapky.

Obrázok 55 - Graf hladiny a polohy klapky

4 Závery k tretej kapitole

V tretej kapitole bol vyvinutý algoritmus fungovania systému v prostredí CoDeSys, zostavená bloková schéma fungovania systému a vyvinutý softvérový modul pre vstup/výstup informácií do automatizovaného systému riadenia procesov.

Rozhranie pre vizuálne zobrazenie informácií o meraní bolo vyvinuté aj pomocou programu Trace Mode 6 pre automatický riadiaci systém.

4. Organizačná a ekonomická časť

1 Ekonomická efektívnosť automatizovaných systémov riadenia procesov

Ekonomická efektívnosť je efektívnosť ekonomického systému, vyjadrená vo vzťahu k užitočným konečným výsledkom jeho fungovania k vynaloženým zdrojom.

Efektívnosť výroby pozostáva z efektívnosti všetkých fungujúcich podnikov. Efektívnosť podniku je charakterizovaná výrobou produktu alebo služby s najnižšími nákladmi. Vyjadruje sa v jej schopnosti produkovať maximálny objem produktov prijateľnej kvality s minimálnymi nákladmi a predávať tieto produkty s najnižšími nákladmi. Ekonomická efektívnosť podniku, na rozdiel od jeho technickej efektívnosti, závisí od toho, ako dobre jeho produkty spĺňajú požiadavky trhu a požiadavky spotrebiteľov.

Automatizované systémy riadenia procesov zabezpečujú zvýšenie efektívnosti výroby zvýšením produktivity práce, zvýšením objemu výroby, zlepšením kvality výrobkov, racionálnym využívaním investičného majetku, materiálov a surovín a znížením počtu zamestnancov v podniku. Zavedenie riadiaceho systému sa od konvenčných prác na zavádzaní novej technológie líši tým, že umožňuje preniesť výrobný proces do kvalitatívne novej etapy vývoja, vyznačujúcej sa vyššou organizáciou (usporiadanosťou) výroby.

Kvalitatívne zlepšenie v organizácii výroby je spôsobené výrazným zvýšením objemu informácií spracovaných v riadiacom systéme, prudkým zvýšením rýchlosti ich spracovania a použitím zložitejších metód a algoritmov na vývoj kontrolných rozhodnutí, než aké sa používajú. pred implementáciou automatizovaných systémov riadenia procesov.

Ekonomický efekt dosiahnutý zavedením toho istého systému závisí od úrovne organizácie výroby (stabilita a prispôsobenie technologického procesu (TP)) pred a po implementácii automatizovaných systémov riadenia procesov, t.j. môže byť pre rôzne podniky rôzny. .

Zdôvodnenie vývoja (alebo implementácie) novej technológie začína technickým hodnotením, porovnaním navrhnutého dizajnu s najlepšími existujúcimi domácimi a zahraničnými modelmi. Vysoká ekonomická efektívnosť nového zariadenia alebo zariadenia sa dosahuje začlenením progresívnych technických riešení do jeho konštrukcie. Môžu byť vyjadrené systémom technických a prevádzkových ukazovateľov, ktoré charakterizujú tento typ zariadenia. Progresívne technické ukazovatele sú základom pre dosiahnutie vysokej ekonomickej efektívnosti – konečným kritériom hodnotenia novej technológie. To nič neuberá na dôležitosti technických ukazovateľov pri hodnotení ekonomickej efektívnosti.

Ekonomických ukazovateľov efektívnosti novej technológie je spravidla málo a sú rovnaké pre všetky odvetvia a technické ukazovatele sú špecifické pre každé odvetvie a ich počet môže byť veľmi veľký, aby mohli komplexne charakterizovať technické parametre produktov. Technické ukazovatele prezrádzajú, do akej miery nové zariadenie uspokojuje potrebu výroby alebo práce a do akej miery je prepojené s inými strojmi, ktoré sa používajú alebo sú určené pre rovnaký proces.

Pred začatím návrhu (alebo realizácie) je potrebné dôkladne sa oboznámiť s účelom, na ktorý zariadenie vzniká (implementuje), preštudovať si technologický postup, v ktorom sa bude používať, a urobiť si jasnú predstavu o rozsahu. práce, ktorú má nový výrobok vykonať. Toto všetko by sa malo odraziť v technickom posúdení nového produktu stroja (zariadenia).

Hodnotenie činnosti podniku musí zohľadňovať výsledky a výrobné náklady. Prax však ukazuje, že posudzovanie výrobných jednotiek len pomocou ukazovateľov nákladovo-výsledkového prístupu ich nie vždy smeruje k dosahovaniu vysokých konečných výsledkov výkonnosti, nachádzaniu vnútorných rezerv a v podstate neprispieva k zvyšovaniu celkovej efektívnosti.

2 Výpočet hlavných nákladov na riadiaci systém

Pri určovaní ekonomickej efektívnosti zavádzania mechanizačných a automatizačných prostriedkov je potrebné získať odpovede na nasledujúce otázky:

nakoľko sú navrhované prostriedky mechanizácie a automatizácie technicky a ekonomicky progresívne a či by sa mali prijať na realizáciu;

aká je veľkosť efektu z implementácie vo výrobe.

Hlavné náklady na vytvorenie riadiaceho systému tvoria spravidla náklady na predprojektové a projektové práce Sn a náklady Sob na nákup špeciálneho zariadenia inštalovaného v riadiacom systéme. Zároveň cena projekčných prác zahŕňa okrem nákladov spojených s vývojom projektu aj náklady na vývoj softvéru a implementáciu riadiaceho systému a náklady na vybavenie - okrem nákladov na riadiaci počítač zariadení, zariadení na prípravu, prenos a zobrazovanie informácií, náklady na tie jednotky technologického zariadenia, ktorých modernizácia alebo vývoj je spôsobený prevádzkovými podmienkami zariadenia v systéme riadenia procesov - automatizovanom systéme riadenia procesov. Okrem nákladov na vytvorenie riadiaceho systému vznikajú podniku aj náklady na jeho prevádzku. Ročné náklady na systém kontroly sú teda:

(30)

kde T je prevádzkový čas; zvyčajne T = 5 - 7 rokov; - ročné prevádzkové náklady, rub.

Prevádzkové náklady na riadiaci systém:

(31)

Kde - ročný mzdový fond personálu obsluhujúceho kontrolný systém, rub.; - odpisy a poplatky za fondy, rub.; - náklady na energie (elektrina, voda atď.), rub.; - ročné náklady na materiál a komponenty, rub.

Poplatky za odpisy a poplatky za fondy:

(32)

Kde - náklady na zariadenie i-tého typu, rub.; - odpisový koeficient pre i-tý typ zariadenia; - koeficient zrážok pre fondy.

Ročný mzdový fond personálu obsluhujúceho kontrolný systém:

(33)

Kde - prevádzkový čas obslužného personálu za rok, h; - priemerná hodinová sadzba obslužného personálu, rub.; - pomer réžie obchodu; m′ - počet personálu obsluhujúceho riadiaci systém a špecializované zariadenia technologických zariadení, ľudí.

Odhad nákladov na riadiaci systém zahŕňa tieto nákladové položky:

náklady na kapitálové vybavenie;

náklady na dodatočné vybavenie;

mzdy pracovníkov;

príspevky na sociálne potreby;

náklady na strojový čas;

režijné náklady.

Základný plat umelcov Sosn, rubľov, sa určuje podľa vzorca:

S základné = T v pohode *t s * b, (34)

kde tс je trvanie pracovného dňa, hodiny (tс = 8 hodín - náklady na 1 osobohodinu (určené vydelením mesačného platu počtom hodín, ktoré sa majú odpracovať za mesiac), rubľ-hodina;

Priemerné náklady na 1 osobohodinu sú 75 rubľov

Náročnosť práce je 30,8 človekodňa.

S základné = 30,8 * 8 * 75 = 18 480 rub. (35)

Dodatočný plat Dodatočný plat v rubľoch sa prijíma vo výške 15 % základného platu.

Pridať = 0,15 * 18 480 = 2 772 rubľov.

Príspevky na sociálne potreby Sotch, rubľov, sa počítajú zo sumy základnej a dodatočnej mzdy vo výške 26,2 %.

S správa = 0,262* (C základné + C extra ), (36)

Sotch = 0,262 * (18480 + 2772) = 5568 rubľov.

Náklady na materiál SM sú:

C1 - náklady na mikrokontrolér PLC-150 (priemerná cena 10 000 rubľov);

C2 - náklady na napájanie (priemerná cena 1800 rubľov);

C3 - náklady na senzorové vybavenie (priemerná cena 4 000 rubľov);

C4 - náklady na počítač (priemerné náklady na počítač sú 15 000 rubľov, Pentium DC E6700, GA-EG41MFT-US2H, 2 x 2 GB, 500 Gb);

C5 - ostatné výdavky (spotrebný materiál, drôty, upevňovacie prvky atď.);

cm = C1 + C2 + C3 + C4 + C5

C1 = 10 000 rub.

C2 = 1800 rub.

C3 = 4000 rub.

C4 = 15 000 rub.

C5 = 9000 rub.

cm = 10 000 + 1 800 + 4 000 + 15 000 + 9 000 = 39 800 rub.

Strojový čas je obdobie, počas ktorého stroj (jednotka, stroj a pod.) vykonáva prácu na spracovaní alebo premiestňovaní výrobku bez priameho vplyvu človeka naň.

Náklady na počítačový čas sa určujú podľa vzorca:

S mv = T fazuľka mungo *C mučeník , (37)

kde Tmash je čas použitia technických prostriedkov, h;

Cmch - náklady na strojohodinu, ktorá zahŕňa odpisy technického zariadenia, náklady na údržbu a opravy, náklady na elektrickú energiu, rub.-hod.

Čas potrebný na použitie technických prostriedkov sa rovná náročnosti práce výkonných umelcov a je 412 hodín.

Cena strojovej hodiny je 17 rubľov.

Smv = 412 * 17 = 7004 rub.

Režijné náklady spoločnosti Snak zahŕňajú všetky náklady spojené so správou a údržbou. V tomto prípade takéto výdavky neexistujú.

Odhad nákladov na vývoj automatizovaného podnikového systému je uvedený v tabuľke 0.

Tabuľka 6 - Náklady na vývoj

Nákladová položka Suma, rub Percento z celkovej ceny materiálu 39800 54,2 Základná mzda 1848025,1 Doplnková mzda 27723,7 Príspevky na sociálne potreby 55687,5 Náklady na strojový čas 70049,5 Spolu 73624100

Náklady na riadiaci systém sú teda 73 624 rubľov.

Obrázok 56 - Základné náklady na riadiaci systém

3 Organizácia výrobných procesov

Organizácia výrobných procesov spočíva v spájaní ľudí, nástrojov a predmetov práce do jedného procesu výroby materiálnych statkov, ako aj v zabezpečení racionálnej kombinácie základných, pomocných a obslužných procesov v priestore a čase. Jedným z hlavných aspektov formovania výrobnej štruktúry je zabezpečenie vzájomne prepojeného fungovania všetkých komponentov výrobného procesu: prípravných operácií, hlavných výrobných procesov a údržby. Je potrebné komplexne zdôvodniť najracionálnejšie organizačné formy a metódy vykonávania určitých procesov pre konkrétne výrobné a technické podmienky.

Princípy organizácie výrobného procesu predstavujú východiská, na základe ktorých sa uskutočňuje výstavba, prevádzka a vývoj výrobných procesov.

Princíp diferenciácie spočíva v rozdelení výrobného procesu na samostatné časti (procesy, operácie) a ich priradení príslušným útvarom podniku. Princíp diferenciácie je v protiklade s princípom kombinácie, čo znamená zjednotenie všetkých alebo časti rôznych procesov na výrobu určitých typov výrobkov v rámci jedného závodu, dielne alebo výroby. V závislosti od zložitosti produktu, objemu výroby a povahy použitého zariadenia môže byť výrobný proces sústredený v ktorejkoľvek výrobnej jednotke (dielňa, oblasť) alebo rozptýlený v niekoľkých jednotkách.

Princípom koncentrácie sa rozumie sústreďovanie určitých výrobných operácií na výrobu technologicky homogénnych výrobkov alebo vykonávanie funkčne homogénnych prác v oddelených pracoviskách, priestoroch, dielňach alebo výrobných zariadeniach podniku. Uskutočniteľnosť koncentrácie podobných prác v oddelených oblastiach výroby je určená nasledujúcimi faktormi: zhoda technologických metód, ktoré si vyžadujú použitie rovnakého typu zariadenia; schopnosti zariadení, ako sú obrábacie centrá; zvýšenie objemu výroby určitých druhov výrobkov; ekonomická realizovateľnosť sústredenia výroby určitých druhov výrobkov alebo vykonávania podobných prác.

Princíp proporcionality spočíva v prirodzenom kombinovaní jednotlivých prvkov výrobného procesu, čo sa prejavuje v určitom kvantitatívnom vzťahu medzi nimi. Proporcionalita vo výrobnej kapacite teda predpokladá rovnosť kapacít miesta alebo faktorov zaťaženia zariadení. Priepustnosť zásobární v tomto prípade zodpovedá potrebe prírezov mechanických dielní a priepustnosť týchto dielní zodpovedá potrebám montážnej dielne na potrebné diely. Z toho vyplýva požiadavka mať v každej dielni vybavenie, priestor a pracovnú silu v takom množstve, ktoré by zabezpečilo normálnu prevádzku všetkých oddelení podniku. Rovnaký pomer výkonu by mal existovať medzi hlavnou výrobou na jednej strane a pomocnými a obslužnými jednotkami na strane druhej.

4.4 Záver k piatej kapitole

V tejto kapitole bola v súlade so zadaním pre diplomový projekt zisťovaná ekonomická efektívnosť implementácie automatizovaných systémov riadenia procesov. Preskúmali sa aj hlavné ustanovenia a vypočítali sa hlavné náklady na systém kontroly.

5. Bezpečnosť života a ochrana životného prostredia

1 Bezpečnosť života

Pri vytváraní komplexných automatizovaných riadiacich systémov sa čoraz viac presadzuje návrh systémov, v ktorých raných fázach sa nastoľujú otázky bezpečnosti na pracovisku a ergonomickej podpory, ktoré obsahujú veľké rezervy pre zvýšenie efektivity a spoľahlivosti celého systému. Je to spôsobené komplexným zohľadnením ľudského faktora počas jeho pobytu na pracovisku. Hlavným cieľom bezpečnostných opatrení je ochrana ľudského zdravia pred škodlivými faktormi, akými sú úraz elektrickým prúdom, nedostatočné osvetlenie, zvýšená hladina hluku na pracovisku, zvýšená alebo znížená teplota vzduchu v pracovnom priestore, zvýšená alebo znížená vlhkosť vzduchu, zvýšená alebo znížená vlhkosť vzduchu. mobilitu. To všetko je dosiahnuté ako výsledok vedenia a implementácie súboru postupov a činností navzájom prepojených významovo, logikou a postupnosťou, ktoré sa vykonávajú počas vývoja systému človek-stroj a počas jeho prevádzky. Témou diplomového projektu je „Automatizovaný riadiaci systém pre proces čistenia odpadových vôd po umytí auta s vývojom softvérového modulu pre mikrokontrolér OWEN“. Vzhľadom na špecifiká tohto pracoviska podnik čistí odpadové vody pomocou chlóru, pričom chlór je klasifikovaný ako nebezpečná chemická látka (HAS).

Na zabezpečenie ochrany zdravia a vysokej produktivity práce je preto pri práci v podniku s pravdepodobnosťou nebezpečných chemických emisií potrebné skúmať nebezpečné a škodlivé faktory.

Nebezpečné a škodlivé faktory pri práci s nebezpečnými chemikáliami

K otravám havarijnými chemicky nebezpečnými látkami (HAS) pri haváriách a katastrofách dochádza vtedy, keď sa nebezpečné látky dostávajú do tela cez dýchacie a tráviace orgány, kožu a sliznice. Povahu a závažnosť lézií určujú tieto hlavné faktory: typ a povaha toxického účinku, stupeň toxicity, koncentrácia chemikálií v postihnutom objekte (území) a načasovanie expozície človeka.

Vyššie uvedené faktory určia aj klinické prejavy lézií, ktoré v počiatočnom období môžu byť:

) javy podráždenia - kašeľ, bolesť a bolesť hrdla, slzenie a bolesť v očiach, bolesť na hrudníku, bolesť hlavy;

) zvýšenie a rozvoj javov z centrálneho nervového systému (CNS) - bolesť hlavy, závraty, pocity intoxikácie a strachu, nevoľnosť, vracanie, stav eufórie, zhoršená koordinácia pohybov, ospalosť, celková letargia, apatia atď.

Ochrana pred nebezpečnými a škodlivými faktormi

Aby sa zabránilo uvoľňovaniu chlóru, podnik musí prísne dodržiavať bezpečnostné pravidlá, poskytovať pokyny pri manipulácii s nebezpečnými látkami a kontrolovať príjem nebezpečných látok.

Podnik musí mať ochranné prostriedky pre prípad núdzových situácií. Jedným z takýchto prostriedkov ochrany je plynová maska GP-7. Plynová maska je určená na ochranu dýchacieho systému, zraku a tváre človeka pred toxickými látkami, biologickými aerosólmi a rádioaktívnym prachom (AS, BA a RP).

Obrázok 57 - Plynová maska GP-7

Plynová maska GP-7: 1 - predná časť; 2 - box absorbujúci filter; 3 - pletený kryt; 4 - zostava inhalačného ventilu; 5 - interkom (membrána); 6 - zostava výdychového ventilu; 7 - uzáver; 8 - hlavová doska (okcipitálna doska); 9 - predný popruh; 10 - popruhy na spánkoch; 11 - lícne popruhy; 12 - spony; 13 - taška.

Plynová maska GP-7 je jedným z najnovších a najmodernejších modelov plynových masiek pre obyvateľstvo. Poskytuje vysoko účinnú ochranu proti výparom toxických, rádioaktívnych, bakteriálnych, havarijných chemicky nebezpečných látok (HAS). Má nízky odpor pri dýchaní, poskytuje spoľahlivé utesnenie a mierny tlak prednej časti na hlavu. Vďaka tomu ho môžu užívať ľudia nad 60 rokov a pacienti s pľúcnymi a kardiovaskulárnymi ochoreniami.

Obrázok 58 - čas ochranného pôsobenia GP-7

Obrázok 59 - Technické charakteristiky GP-7

Čo robiť v prípade havárie s únikom chlóru

Pri prijímaní informácií o nehode s nebezpečnými látkami si nasaďte ochranu dýchacích ciest, ochranu pokožky (plášť, plášť), opustite miesto nehody v smere uvedenom v rádiovej (televíznej) správe.

Zónu chemickej kontaminácie by ste mali opustiť v smere kolmom na smer vetra. Zároveň sa vyhýbajte prechodom cez tunely, rokliny a priehlbiny – na nízkych miestach je koncentrácia chlóru vyššia.

Ak nie je možné opustiť nebezpečnú zónu, zostaňte v miestnosti a vykonajte núdzové utesnenie: tesne zatvorte okná, dvere, vetracie otvory, komíny, utesnite škáry v oknách a na spojoch rámov a vystúpte do vyšších poschodí budova.

Obrázok 60 - Schéma evakuácie z kontaminovanej zóny

Po opustení nebezpečnej zóny si vyzlečte vrchný odev, nechajte ho vonku, osprchujte sa, vypláchnite si oči a nosohltan Pri príznakoch otravy: odpočívajte, pite teplú vodu, poraďte sa s lekárom.

Príznaky otravy chlórom: ostrá bolesť na hrudníku, suchý kašeľ, vracanie, bolesť očí, slzenie, strata koordinácie pohybov.

Osobné ochranné prostriedky: plynové masky všetkých typov, gázový obväz navlhčený vodou alebo 2% roztokom sódy (1 čajová lyžička na pohár vody).

Núdzová starostlivosť: odstráňte postihnutého z nebezpečnej zóny (prevoz len v ľahu), odstráňte odev, ktorý obmedzuje dýchanie, vypite veľa 2% roztoku sódy, rovnakým roztokom vypláchnite oči, žalúdok, nos, oči vypláchnite 30 % roztoku albucidu. Zatemnená miestnosť, tmavé okuliare.

5.2 Ochrana životného prostredia

Ľudské zdravie priamo závisí od životného prostredia a predovšetkým od kvality vody, ktorú pije. Kvalita vody ovplyvňuje životné funkcie ľudského tela, jeho výkonnosť a celkovú pohodu. Nie nadarmo sa ekológii a najmä problému čistej vody venuje toľko pozornosti.

V našej dobe pokročilého technologického pokroku je životné prostredie čoraz viac znečistené. Nebezpečné je najmä znečistenie odpadových vôd z priemyselných podnikov.

Najrozšírenejšími škodlivinami v odpadových vodách sú ropné produkty – neidentifikovaná skupina uhľovodíkov z ropy, vykurovacieho oleja, petroleja, olejov a ich nečistôt, ktoré pre svoju vysokú toxicitu patria podľa UNESCO medzi desať najnebezpečnejších znečisťujúcich látok životného prostredia. Ropné produkty môžu byť prítomné v roztokoch v emulgovanej, rozpustenej forme a vytvárať plávajúcu vrstvu na povrchu.

Faktory znečistenia odpadových vôd ropnými produktmi

Jednou z látok znečisťujúcich životné prostredie sú odpadové vody obsahujúce ropu. Vznikajú vo všetkých technologických štádiách výroby a použitia ropy.

Všeobecným smerom riešenia problému predchádzania znečisťovaniu životného prostredia je vytváranie bezodpadového, nízkoodpadového, bezodpadového a nízkoodpadového priemyslu. V tejto súvislosti je potrebné pri preberaní, skladovaní, preprave a distribúcii ropných produktov spotrebiteľom prijať všetky potrebné opatrenia na zabránenie alebo zníženie ich strát v čo najväčšej miere. Tento problém je potrebné riešiť zlepšením technických prostriedkov a technologických metód na rafináciu ropy a ropných produktov v ropných skladoch a čerpacích staniciach. Spolu s tým môžu zohrávať užitočnú úlohu miestne zberné zariadenia na rôzne účely, ktoré im umožňujú zbierať rozliate alebo uniknuté produkty v ich čistej forme, čím bránia ich odstráneniu vodou.

Pri obmedzených možnostiach využitia vyššie uvedených prostriedkov vznikajú na ropných skladoch odpadové vody kontaminované ropnými produktmi. V súlade s požiadavkami existujúcich regulačných dokumentov podliehajú pomerne hlbokému čisteniu. Technológia čistenia vôd s obsahom ropy je daná fázovo dispergovaným stavom výsledného systému olejový produkt - voda. Správanie sa ropných produktov vo vode je spravidla spôsobené ich nižšou hustotou v porovnaní s hustotou vody a extrémne nízkou rozpustnosťou vo vode, ktorá sa pri ťažkých druhoch blíži k nule. V tomto ohľade sú hlavné metódy čistenia vody z ropných produktov mechanické a fyzikálno-chemické. Z mechanických metód našla najväčšie využitie sedimentácia, v menšej miere filtrácia a odstreďovanie. Z fyzikálno-chemických metód priťahuje vážnu pozornosť flotácia, ktorá sa niekedy klasifikuje ako mechanická metóda.

Čistenie odpadových vôd od ropných produktov pomocou usadzovacích nádrží a lapačov piesku

Lapače piesku sú určené na separáciu mechanických nečistôt s veľkosťou častíc 200-250 mikrónov. Potreba predbežnej separácie mechanických nečistôt (piesok, vodný kameň atď.) je daná skutočnosťou, že pri absencii lapačov piesku sa tieto nečistoty uvoľňujú v iných čistiarňach a tým komplikujú prevádzku týchto zariadení.

Princíp činnosti lapača piesku je založený na zmene rýchlosti pohybu pevných ťažkých častíc v prúde kvapaliny.

Lapače piesku sa delia na horizontálne, v ktorých sa kvapalina pohybuje v horizontálnom smere, s priamočiarym alebo kruhovým pohybom vody, vertikálne, v ktorých sa kvapalina pohybuje vertikálne nahor, a lapače piesku so špirálovým (translačne-rotačným) pohybom vody. . Posledné, v závislosti od spôsobu vytvárania skrutkového pohybu, sú rozdelené na tangenciálne a prevzdušnené.

Najjednoduchšie horizontálne lapače piesku sú nádrže s trojuholníkovým alebo lichobežníkovým prierezom. Hĺbka lapačov piesku je 0,25-1 m Rýchlosť pohybu vody v nich nepresahuje 0,3 m/s. Lapače piesku s kruhovým pohybom vody sú vyrobené vo forme kruhovej nádrže kónického tvaru s obvodovou vaničkou na prúdenie odpadovej vody. Kal sa zhromažďuje v kónickom dne, odkiaľ sa posiela na spracovanie alebo likvidáciu. Používa sa pri prietokoch do 7000 m3/deň. Vertikálne lapače piesku majú obdĺžnikový alebo okrúhly tvar, v ktorých sa odpadová voda pohybuje zvisle nahor rýchlosťou 0,05 m/s.

Konštrukcia lapača piesku sa volí v závislosti od množstva odpadovej vody a koncentrácie nerozpustených látok. Najčastejšie sa používajú horizontálne lapače piesku. Zo skúseností ropných skladov vyplýva, že horizontálne lapače piesku je potrebné čistiť aspoň raz za 2-3 dni. Pri čistení lapačov piesku sa zvyčajne používa prenosný alebo stacionárny hydraulický výťah.

Sedimentácia je najjednoduchší a najčastejšie používaný spôsob oddeľovania hrubo rozptýlených nečistôt z odpadových vôd, ktoré sa vplyvom gravitačnej sily usádzajú na dne usadzovacej nádrže alebo vyplávajú na jej hladinu.

Podniky na prepravu ropy (ropné sklady, čerpacie stanice ropy) sú vybavené rôznymi usadzovacími nádržami na zachytávanie a čistenie vody z ropy a ropných produktov. Na tento účel sa zvyčajne používajú štandardné oceľové alebo železobetónové nádrže, ktoré môžu pracovať v režime akumulačnej nádrže, usadzovacej nádrže alebo vyrovnávacej nádrže v závislosti od technologickej schémy čistenia odpadových vôd.

Na základe technologického postupu kontaminovaná voda z ropných skladov a čerpacích staníc ropy nerovnomerne prúdi do čistiarní. Pre rovnomernejšie zásobovanie čistiarní kontaminovanou vodou slúžia vyrovnávacie nádrže, ktoré sú vybavené rozvodmi vody a zariadeniami na zachytávanie oleja, potrubím na privádzanie a vypúšťanie odpadových vôd a oleja, hladinomerom, dýchacou technikou a pod. Keďže olej vo vode je v troch skupenstvách (ľahko, ťažko sa oddeľuje a rozpúšťa), po vložení do vyrovnávacej nádrže ľahko a čiastočne ťažko vyplavuje olej na hladinu vody. V týchto nádržiach sa oddelí až 90-95% ľahko separovateľných olejov. Na tento účel sú v okruhu čistiarne inštalované dve alebo viac vyrovnávacích nádrží, ktoré pracujú periodicky: plnenie, usadzovanie, čerpanie. Objem nádrže sa volí na základe doby plnenia, čerpania a usadzovania a doba usadzovania je od 6 do 24 hodín. Vyrovnávacie nádrže (dosadzovacie nádrže) teda nielen vyrovnávajú nerovnomerné zásobovanie čistiarní odpadových vôd , ale tiež výrazne znížiť koncentráciu oleja vo vode.

Pred odčerpaním usadenej vody z nádrže sa najskôr odstráni plávajúci olej a vyzrážaný sediment, potom sa vyčírená voda odčerpá. Na odstránenie sedimentu je na dne nádrže inštalovaná drenáž z perforovaných potrubí.

Charakteristickým znakom dynamických sedimentačných nádrží je oddeľovanie nečistôt vo vode pri pohybe kvapaliny.

V dynamických usadzovacích nádržiach alebo kontinuálnych usadzovacích nádržiach sa kvapalina pohybuje v horizontálnom alebo vertikálnom smere, preto sa usadzovacie nádrže delia na vertikálne a horizontálne.

Vertikálna usadzovacia nádrž je valcová alebo štvorcová (v pôdoryse) nádrž s kužeľovým dnom pre jednoduchý zber a čerpanie usadzovacieho sedimentu. Pohyb vody vo vertikálnej usadzovacej nádrži prebieha zdola nahor (na usadzovanie častíc).

Horizontálna usadzovacia nádrž je obdĺžniková nádrž (v pôdoryse) vysoká 1,5-4 m, široká 3-6 m a dlhá až 48 m Sediment, ktorý spadol na dno, sa špeciálnymi škrabkami premiestňuje do jamy a z nej sa odstraňuje pomocou hydraulického výťahu, čerpadiel alebo iných zariadení. Plávajúce nečistoty sa odstraňujú pomocou škrabiek a priečnych podnosov inštalovaných na určitej úrovni.

V závislosti od zachytávaného produktu sa horizontálne usadzovacie nádrže delia na lapače piesku, lapače oleja, lapače vykurovacieho oleja, lapače benzínu, lapače tukov atď. Niektoré typy lapačov oleja sú znázornené na obrázku 0.

Obrázok 61 - Lapače oleja

V radiálnych usadzovacích nádržiach okrúhleho tvaru sa voda pohybuje od stredu k okraju alebo naopak. Veľkokapacitné radiálne dosadzovacie nádrže používané na čistenie odpadových vôd majú priemer do 100 m a hĺbku do 5 m.

Radiálne dosadzovacie nádrže s centrálnym vtokom odpadových vôd majú zvýšené vstupné rýchlosti, čo spôsobuje menej efektívne využitie významnej časti objemu dosadzovacej nádrže v porovnaní s radiálnymi dosadzovacími nádržami s obvodovým vtokom odpadovej vody a odberom vyčistenej vody v strede.

Čím väčšia je výška usadzovacej nádrže, tým dlhšie trvá, kým častica vypláva na povrch vody. A to je zase spojené s nárastom dĺžky žumpy. V dôsledku toho je ťažké zintenzívniť proces usadzovania v lapačoch oleja konvenčných konštrukcií. S rastúcou veľkosťou usadzovacích nádrží sa zhoršujú hydrodynamické charakteristiky usadzovania. Čím je vrstva kvapaliny tenšia, tým rýchlejšie nastáva proces vzostupu (usadzovania), pričom všetky ostatné veci sú rovnaké. Táto situácia viedla k vytvoreniu tenkovrstvových sedimentačných nádrží, ktoré možno konštrukčne rozdeliť na rúrkové a doskové.

Pracovným prvkom rúrkovej usadzovacej nádrže je potrubie s priemerom 2,5-5 cm a dĺžkou cca 1 m Dĺžka závisí od charakteristík znečistenia a hydrodynamických parametrov toku. Používajú sa rúrkové sedimentačné nádrže s malým (10) a veľkým (do 60) sklonom potrubia.

Sedimentačné nádrže s nízkym sklonom potrubia pracujú v periodickom cykle: čistenie vody a umývanie potrubia. Tieto usadzovacie nádrže je vhodné použiť na čistenie odpadových vôd s malým množstvom mechanických nečistôt. Účinnosť osvetlenia je 80-85%.

V strmo naklonených rúrkových sedimentačných nádržiach spôsobuje usporiadanie rúrok skĺznutie sedimentu po rúrach, a preto nie je potrebné ich preplachovať.

Prevádzková doba usadzovacích nádrží prakticky nezávisí od priemeru rúr, ale zvyšuje sa s ich dĺžkou.

Štandardné rúrkové bloky sú vyrobené z polyvinylového alebo polystyrénového plastu. Typicky sa používajú bloky s dĺžkou asi 3 m, šírkou 0,75 m a výškou 0,5 m. Veľkosť prierezu rúrkového prvku je 5 x 5 cm pre akúkoľvek kapacitu; sekcie alebo jednotlivé bloky možno jednoducho inštalovať do vertikálnych alebo horizontálnych usadzovacích nádrží.

Doskové sedimentačné nádrže pozostávajú zo série rovnobežných dosiek, medzi ktorými sa pohybuje kvapalina. V závislosti od smeru pohybu vody a uloženého (splaveného) sedimentu sa usadzovacie nádrže delia na priamoprúdové, v ktorých sa smery pohybu vody a sedimentu zhodujú; protiprúd, v ktorom sa voda a sediment pohybujú k sebe; kríž, v ktorom sa voda pohybuje kolmo na smer pohybu sedimentu. Najpoužívanejšie sú doskové protiprúdové sedimentačné nádrže.

Obrázok 62 - Usadzovacie nádrže

Výhodami rúrkových a doskových sedimentačných nádrží je ich cenová výhodnosť vzhľadom na malý stavebný objem, možnosť použitia plastov, ktoré sú ľahšie ako kov a nekorodujú v agresívnom prostredí.

Spoločnou nevýhodou tenkovrstvových sedimentačných nádrží je potreba vytvorenia nádoby na predbežnú separáciu ľahko separovateľných olejových častíc a veľkých zrazenín oleja, vodného kameňa, piesku a pod. Zrazeniny majú nulový vztlak, ich priemer môže dosiahnuť 10-15 cm s hĺbkou niekoľkých centimetrov. Takéto zrazeniny veľmi rýchlo poškodzujú tenkovrstvové sedimentačné nádrže. Ak sú niektoré dosky alebo potrubia upchaté takýmito zrazeninami, potom sa vo zvyšku zvýši prietok tekutiny. Táto situácia povedie k zhoršeniu prevádzky žumpy. Schematické schémy usadzovacích nádrží sú znázornené na obrázku 0.

5.3 Závery k piatej kapitole

Táto časť diskutovala o hlavných otázkach bezpečnosti života a ochrany životného prostredia. Bola vykonaná analýza nebezpečných a škodlivých výrobných faktorov. Boli vyvinuté aj ochranné opatrenia na uvoľňovanie chlóru. Okrem toho táto kapitola skúmala hlavné úlohy ochrany životného prostredia a navrhla inštaláciu horizontálnej usadzovacej nádrže na čistenie odpadových vôd od ropných produktov.

Záver

V tomto diplomovom projekte bol vyvinutý softvérový komponent pre automatický riadiaci systém čistenia odpadových vôd po umytí auta.

Základy fungovania a moderné metódyčistenie odpadovej vody. Rovnako ako možnosť automatizácie týchto procesov. Bola vykonaná analýza existujúceho hardvéru (logické programovateľné PLC automaty) a softvéru pre riadiace systémy.

Hardvér riadiaceho systému na riadenie procesu čistenia odpadových vôd autoumyvárne bol vyvinutý.

Bol vyvinutý algoritmus pre fungovanie systému v prostredí CoDeSys. V prostredí Trace Mode 6 bolo vyvinuté vizuálne zobrazovacie rozhranie.

Bibliografia

automatizácia čistenia odpadových vôd

1. Prednášky z predmetov „Elektronika“ a „Technické merania a prístroje“. Kharitonov V.I.

2. „Riadenie technických systémov“ Kharitonov V.I., Bunko E.B., K.I. Mesha, E.G. Murachev.

3. "Elektronika" Savelov N.S., Lachin V.I.

Technická dokumentácia pre umývanie áut MGUP "Mosvodokanal".

Zhuromsky V.M. Kurz prednášok kurzu "Technické prostriedky"

Kazinik E.M. - Metodické pokyny na realizáciu organizačno-ekonomickej časti - Moskva, vydavateľstvo MSTU MAMI, 2006. - 36 s.

Sandulyak A.V., Sharipova N.N., Smirnova E.E. - Metodické pokyny na implementáciu časti „Bezpečnosť života a ochrana životného prostredia“ - Moskva, vydavateľstvo MSTU MAMI, 2008. - 22 s.

Technická dokumentácia MGUP "Mosvodokanal"

Stakhov - Čistenie zaolejovaných odpadových vôd z podnikov skladovania a prepravy ropných produktov - Leningrad Nedra.

Zdroje webovej stránky http://www.owen.ru.

Spôsob sa týka oblasti automatizácie procesov čistenia odpadových vôd, najmä čistenia odpadových vôd z priemyselných podnikov. Metóda zahŕňa neutralizáciu odpadovej vody dodávaním buď kyslého roztoku alebo alkalického roztoku na dosiahnutie špecifikovanej hodnoty pH. Kyslý alebo alkalický roztok sa privádza do zásobníka priemyselnej odpadovej vody. Odpadová voda v závislosti od jej koncentrácie vstupuje na čistenie buď do elektrokoagulátora alebo galvanokoagulátora. Kvalita čistenia v elektrokoagulátore je riadená reguláciou prúdu v závislosti od elektrickej vodivosti odpadovej vody. Potom sa uskutoční sedimentačný proces pretečením odpadovej vody z usadzovacej nádrže do usadzovacej nádrže pomocou elektrických ventilov. Na urýchlenie procesu sedimentácie sa dodáva polyakrylamid, nerozpustený sediment prechádza cez soľné filtre a jemné filtre, potom sa odvodňuje a čistý odpad vstupuje do linky na galvanizáciu. Táto metóda umožňuje zlepšiť kvalitu čistenia priemyselných odpadových vôd na použitie v recyklačnom cykle. 1 chorý.

Vynález sa týka oblasti automatizácie procesov čistenia odpadových vôd, najmä čistenia odpadových vôd z priemyselných podnikov. Je známy spôsob automatického riadenia koagulačného procesu súčasnou reguláciou prietoku kyseliny a koagulantu do reaktora a riadením procesu koagulácie. farba vody, pričom sa zároveň reguluje prietok koagulantu v závislosti od farby vody výkonom reaktora a spotreby kyseliny v závislosti od hodnoty pH vody na výstupe z reaktora (SU 1655830 A1 , 15.06.1991, ale nedosahuje sa úplné vyzrážanie iónov, čo znižuje kvalitu čistenia Známa je metóda automatického riadenia procesu čistenia odpadových vôd z priemyselných podnikov, vrátane merania pH čistenej vody , regulácia prietoku do aparatúry, pričom sa meria oxidačno-redukčný potenciál čistenej vody, generuje sa signál pre nastavenie regulátora, porovnáva sa s nastavenou hodnotou produktu, v dôsledku čoho je generovaný signál nesúladu a prietok odpadových vôd z priemyselných podnikov sa reguluje pomocou regulátora cez aparatúru čistenia v závislosti od veľkosti nesúladu experimentálne stanoveného vzťahu (RU 2071951 C1, 20.01.1997) Nevýhodou tejto metódy je nízka kvalita čistenie priemyselných odpadových vôd, nemožnosť ich využitia v reverznom cykle Technickým výsledkom dosiahnutým realizáciou tohto vynálezu je zlepšenie kvality čistenia priemyselných odpadových vôd pre využitie v recyklačnom cykle spôsob automatického riadenia procesu čistenia odpadových vôd z priemyselných podnikov, vrátane neutralizácie odpadových vôd dodávaním buď kyslého roztoku, alebo zásaditého roztoku na dosiahnutie danej hodnoty pH, podľa vynálezu sa do zariadenia privádza kyslý roztok alebo zásaditý roztok. priemyselnej skladovacej nádrži odpadových vôd, potom odpadová voda v závislosti od jej koncentrácie vstupuje na čistenie buď do elektrokoagulátora alebo galvanokoagulátora a kvalita čistenia v elektrokoagulátore je riadená reguláciou prúdu v závislosti od elektrickej vodivosti odpadovej vody, po ktorej nasleduje sedimentačný proces sa uskutočňuje pretečením odpadovej vody z usadzovacej nádrže do usadzovacej nádrže pomocou elektrických ventilov, na urýchlenie procesu sedimentácie sa dodáva polyakrylamid, nerozpustený sediment prechádza cez filtre na odstraňovanie solí a jemné filtre, potom sa odvodňuje a vstupuje čistá odpadová voda galvanizačná linka Porovnanie nárokovaného vynálezu so známymi ukazuje, že použitie existujúcich automatizačných metód neumožňuje vykonávať čistenie odpadových vôd od iónov ťažkých kovov, čo znemožňuje zavedenie vyčistenej odpadovej vody do recyklačného cyklu podniku. zatiaľ čo v nárokovanom vynáleze dochádza k úplnému čisteniu priemyselných odpadových vôd, ktoré sa vykonáva postupne pod kontrolou rôznych senzorov, čo umožňuje v prvom stupni zneutralizovať odpadovú vodu a následne v závislosti od koncentrácie odpadovej vody podrobiť elektrokoagulácii alebo galvanokoagulácii, pri regulácii kvality čistenia striedavým elektrickým prúdom privádzaním soľného roztoku, odvodnením kalu a jeho následným využitím napríklad v galvanickej výrobe a využitím oddelenej vody v zásobovaní recyklovanou vodou. Schéma automatizácie čistenia priemyselných odpadových vôd znázornená na výkrese zahŕňa: zásobník odpadovej vody 1, snímač hladiny 2, alarm hladiny 3, nádrž dávkovača kyseliny 4, elektrický ventil 5, nádrž dávkovača alkálií 6, elektrický ventil 7, čerpadlo na prívod odpadovej vody 8, elektrokoagulátor 9, galvanokoagulátor 10, elektrický ventil 11, soľné rozpúšťadlo 12, elektrický blokátor 13, usadzovacie nádrže 14, dávkovacia nádrž polyakrylamidu 15, elektrický ventil 16, nádoba na vyčistený odpad 17, filter na odstraňovanie soli 18, jemný filter 19, čerpadlo na prívod vyčisteného odpadu 20 , elektrický ventil 21, procesor odvodnenia kalu 22, snímač pH 23, regulačný pH meter 24, jednosmerný ampérmeter 25 usmerňovacej jednotky elektrokoagulátora, regulačný ampérmeter 26, elektródy 27, regulačný ohmmeter 28, snímač hladiny 29, alarm 30 hladiny. Spôsob sa realizuje nasledovne .Priemyselné odpadové vody, napr. galvanická dielňa , sa privádza do zásobnej nádrže odpadovej vody 1. Keď sa dosiahne vopred určená horná hladina v zásobnej nádrži odpadovej vody 1, snímač hladiny 2 vyšle impulz na úroveň alarmu 3, ktorý následne vyšle príkaz na prípravu odpadovej vody na čistenie s daným údajom pH. Za týmto účelom sa do zásobníka 1 odpadu pomocou elektrického ventilu 5 automaticky privádza buď kyslý roztok z dávkovacej nádrže 4, alebo pomocou elektrického ventilu 7 alkalický roztok z dávkovacej nádrže 6. Po dosiahnutí špecifikované pH v odpadovej nádrži 1, ktoré sa zaznamenáva pomocou pH senzorových metrov 23 s regulačným pH metrom 24, regulačný pH meter 24 dáva príkaz na zapnutie prívodného čerpadla odpadovej vody 8. V závislosti od koncentrácie odpadovej vody, ten sa dodáva buď do elektrokoagulátora 9 (pri vysokých koncentráciách) alebo do galvanokoagulátora 10 (pri stredných alebo nízkych koncentráciách), kde prebieha čistenie odpadových vôd. Regulácia kvality čistenia odpadových vôd v elektrokoagulátore sa vykonáva reguláciou prúdu v elektrokoagulátore privádzaním soľného roztoku zo soľného rozpúšťadla 12 do zásobnej nádrže odpadovej vody 1, pomocou elektrického ventilu 11, ovládaného regulačným ampérmetrom. 26, pripojenom na výstup jednosmerného ampérmetra 25 usmerňovacej jednotky elektrokoagulátora, za účelom zmeny elektrickej vodivosti odpadovej vody, privádzanej do elektrokoagulátora 9. Ak sa počas procesu čistenia hodnota elektrického prúdu v elektrokoagulátore 9 klesne pod nastavenú hodnotu, elektrický ventil 11 sa automaticky otvorí a prúd dosiahne nastavenú hodnotu. Ak počas čistiaceho procesu hodnota elektrického prúdu v elektrokoagulátore 9 stúpne nad nastavenú hodnotu, elektrický ventil 11 sa automaticky zatvorí a prúd sa dostane na nastavenú hodnotu. prúd klesá na vopred stanovenú hodnotu Regulácia kvality čistenia odpadových vôd v galvanokoagulátore sa uskutočňuje reguláciou prietoku odpadovej vody do galvanokoagulátora pomocou elektrického ventilu 21 v závislosti od koncentrácie odpadovej vody. Monitorovanie a regulácia koncentrácie odpadovej vody v zásobnej nádrži 1 sa vykonáva pomocou snímača 27 a regulačného ohmmetra 28. Aby sa zabránilo vypúšťaniu neupravenej odpadovej vody z elektrokoagulátora 9 v havarijných situáciách (napríklad upchatie potrubia pri dodávke soľného roztoku do zásobníka odpadovej vody 1) sa zapne elektrické blokovanie 13. Ak je hodnota elektrického prúdu v elektrokoagulátore 9 v kritickom čase pod nastavenou hodnotou, automaticky sa vypne prívodné čerpadlo odpadovej vody 8, displej núdzového svetla. sa rozsvieti a prívod odpadovej vody sa zastaví. Vyčistená odpadová voda z elektrokoagulátora 9 a galvanokoagulátora 10 prúdi samospádom do prvej usadzovacej nádrže 14, kde sa ukladá nerozpustený sediment. Na urýchlenie procesu sedimentácie sa do prvej sedimentačnej nádrže 14 automaticky privádza polyakrylamid z dávkovacej nádrže 15 pomocou elektronického ventilu 16. Pre kompletnejšiu sedimentáciu nerozpusteného sedimentu sú k dispozícii 2. a 3. sedimentačná nádrž 14, zapojené v série k sebe Tento systém sedimentačných nádrží umožňuje maximálnu sedimentáciu nerozpusteného sedimentu Po procese sedimentácie v systéme usadzovacej nádrže odpadová voda samospádom prúdi do nádrže na vyčistenú odpadovú vodu 17. Signalizácia hladiny v nádrži na vyčistenú odpadovú vodu 17 je. vykonávané pomocou snímačov hladiny 29 s alarmom 30 hladiny. Keď odpadová voda dosiahne hornú úroveň v nádrži na vyčistenú odpadovú vodu, snímač 29 17, automaticky sa zapne čerpadlo 20, ktoré dodáva odpadovú vodu do filtra na čistenie soli 18 a potom do jemného filtra 19, odkiaľ čistá odpadová voda prúdi do galvanizačných liniek alebo do technologických okruhov iných priemyselných odvetví.

Nárokovať

Spôsob automatického riadenia procesu čistenia odpadových vôd z priemyselných podnikov, vrátane neutralizácie odpadových vôd dodávaním buď kyslého roztoku alebo zásaditého roztoku na dosiahnutie danej hodnoty pH, vyznačujúci sa tým, že kyslý alebo zásaditý roztok sa privádza do skladu priemyselných odpadových vôd. nádrž, potom sa odpadová voda v závislosti od jej koncentrácie privádza alebo do elektrokoagulátora, prípadne do galvanokoagulátora na čistenie a kvalita čistenia v elektrokoagulátore sa riadi nastavením prúdu v závislosti od elektrickej vodivosti odpadovej vody, po ktorej sa proces sedimentácie sa uskutočňuje pretečením odpadovej vody z usadzovacej nádrže do usadzovacej nádrže pomocou elektrických ventilov na urýchlenie procesu sedimentácie sa dodáva polyakrylamid, nerozpustený sediment prechádza cez soľné filtre a jemné filtre, potom sa odvodňuje a vstupuje čistý odpad; linka na galvanizáciu.