Дослідження та модернізація системи автоматизованого керування технологічним процесом випалу клінкеру в обертовій печі
Автор: Очеретнюк Сергій Ігорович
Кваліфікаційний рівень: магістр (ОНП)
Спеціальність: Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології (освітньо-наукова програма)
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2022-2023 н.р.
Мова захисту: англійська
Анотація: Очеретнюк С.І., Стасюк І.Д. (керівник). Дослідження та модернізація системи автоматизованого керування технологічним процесом випалу клінкеру в обертовій печі. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2023. Магістерська кваліфікаційна робота (МКР) присвячена розробленню системи автоматизованого керування технологічним процесом випалу клінкеру в обертовій печі. У роботі наведенозагальнийоглядтехнологічногопроцесу, щоздійснюєтьсяпід час випалу клінкеру в обертовій печі. Проаналізовано обертову піч як технологічний об’єкт керування, виходячи з цього розроблено оптимальну схему автоматизації випалу клінкеру в обертовій печі. Актуальність цієї теми, пов’язаної з виробництвом будівельних матеріалів, як ніколи підтверджується тим, що незабаром після закінчення війни потрібно буде відбудовувати нашу країну. Це призведе до збільшення попиту на цемент у декілька разів. Отже, це спонукатиме виготовляти його більш економічно та призведе до збільшення виробництва клінкеру для подальшого використання у виробництві цементу. Об’єктом дослідження є технологічний процес випалу клінкеру в обертовій печі за мокрим методом. Предметом дослідження єсистема автоматизованого керування технологічним процесом випалу клінкеру в обертовій печі. Метою дослідження є модернізація системи автоматизованого керування технологічним процесом випалу клінкеру для економії енергоносіїв на процес за допомогою врахування енергетичної цінності палива в системі автоматичного регулювання процесу горіння. Сировиною для виробництва цементу, який є найпоширенішим в’яжучим матеріалом у будівництві житлових будинків і промислових споруд, зокрема споруд на підприємствах харчової промисловості, слугує клінкер – спечена суміш вапняку та глини (або шлаку). Клінкер отримують випалюванням до спікання або плавлення сировинної суміші належного складу і яка містить, в основному, силікати та/або алюмінат кальцію [1]. У першому розділі магістерської кваліфікаційної роботи виконано опис технологічного процесу випалу клінкеру в обертовій печі. Наведенотеоретичні основи технологічного процесу, описано устаткування для реалізації технологічного процесу, розглянутоматеріальний та тепловий баланси. У другому розділі виконано аналіз технологічного процесу випалу клінкеру в обертовій печі за мокрим методом як об’єкта керування, обґрунтовано номінальні значення параметрів технологічного процесу та допустимих відхилень цих параметрів. Наведено технологічну карту процесу випалу клінкеру та наведено структурну схему взаємозв’язків між технологічними параметрами об’єкта керування. У третьому розділі описано існуючі схеми систем автоматизації процесу випалу клінкеру в обертовій печі за мокрим методом. Обгрунтованонеобхідність передбачуваних магістерською кваліфікаційною роботою систем автоматизації, зокрема систем автоматичного регулювання технологічних параметрів процесу випалу клінкеру в обертовій печі за мокрим методом, а також розроблено функціональну схему з врахуванням передбачених систем автоматизації. У четвертому розділі обґрунтовано вибір технічних засобів автоматизації та програмних продуктів людино-машинного інтерфейсу, а саме первинні вимірювальні перетворювачі та виконавчі механізми. Вибрано та описано мікропроцесорний програмований логічний контролер Simatic S7-1200 та модулі вхідних і вихідних аналогових та дискретних сигналів. У п’ятому розділі розроблено алгоритми функціонування контурів регулювання технологічним процесом випалу клінкеру в обертовій печі. Розроблено програму функціонування мікропроцесорного програмного засобу на основі мікропроцесора Simatic S7-1200 виробника Siemens. А також релізованосупервізорні системи керування та збору даних, розроблено дисплеї для керування технологічним процесом та відображення його стану. У шостому розділі магістерської кваліфікаційної роботи розроблено принципову схему електричних з’єднань комп’ютерно-інтегрованої системи керування для вибраних первинних вимірювальних перетворювачів, виконавчих механізмів, програмовано логічного контролера та модулів до нього. У сьомому розділі магістерської кваліфікаційної роботи здійснено моделювання та оптимізацію системи автоматичного регулювання температури в зоні спікання обертової печі. На основі розрахунку та моделювання досліджувалась каскадна система автоматичного регулювання температури в зоні кальцинування з корекцією за температурою в зоні спікання. Вибрано номінальні значення температур у цих зонах та отримано експериментальні значення кривих розгону для зони кальцинування та зони спікання. У восьмому розділі описано розгорнуту функціональну схему автоматизації, зокрема систем автоматичного регулювання, які передбачені цієї функціональної схемою автоматизації. Описано, як працюватимуть ці системи автоматичного регулювання. У дев’ятому розділі наведено специфікацію засобів автоматизації, які використовуються для автоматизації технологічного процесу випалу клінкеру в обертовій печі. Наведено місце встановлення, назву та коротку технічну характеристику засобів. Ключові слова: клінкер, обертова піч, оптимізація, температура, модернізація.