Automatizarea proceselor de tratare a apelor uzate. Automatizarea procesului tehnologic de colectare a apelor uzate. În această lucrare, a fost analizată problema automatizării procesului tehnologic de colectare a tratării apelor uzate.

Pentru a controla eficient procesul de tratare a apelor uzate a întreprinderilor industriale din compuși fenolici (folosind Bisphenol-A ca exemplu) folosind procese oxidative avansate (radiații UV, λ \u003d 365 nm, Н2О2, FeCl3), se propune un model exponențial pentru reducerea concentrației compușilor fenolici identificați în mediul software Statistica . Pentru a stabiliza parametrii instabili ai modelului, ideea regularizării A.N. Tikhonov, a efectuat procedura de „regresie a crestei”. Modelul regularizat obținut, care stabilește dependența gradului de descompunere a compușilor fenolici în mediul acvatic sub influența factorilor fizico-chimici (reactiv foto-Fenton) asupra parametrilor procesului, este semnificativ statistic (R2 \u003d 0.9995) și are proprietăți predictive îmbunătățite decât modelul identificat de metoda cel puțin pătrate. Folosind modelul regularizat de reducere a concentrației compușilor fenolici prin metoda multiplicatorilor Lagrange în sistemul MathCad, am determinat nivelurile optime specifice de consum de FeCl3, H2O2, care asigură o scădere a concentrației de compuși fenolici în apele uzate până la nivelul maxim admis.

regularizare

sarcini incorecte

modelare

ape reziduale

procese oxidative avansate

1. Vuchkov I., Boyadzhieva L., Solakov E. Analiza de regresie liniară aplicată. - M.: Finanțe și statistici, 1987.240 s.

2. Draper N., Smith G. Analiza regresiei aplicate. - M.: Editura Williams, 2007. - 912 p.

3. Eliseeva I.I. Econometrie. - M .: Editura Yurayt, 2014 .-- 449 p.

4. Karmazinov F.V., Kostyuchenko S.V., Kudryavtsev N.N., Khramenkov S.V. Tehnologia ultraviolete în lumea modernă: o monografie. - Dolgoprudny: Editura Intellect, 2012. - 392 p.

5. Moiseev NN, Ivanilov Yu.P., Stolyarova E.M. Metode de optimizare. - M .: Nauka, 1978.- 352 p.

6. Rabek Ya. Metode experimentale în fotochimie și fotofizică: T. 2. - M .: Mir, 1985. - 544 p.

7. Sokolov A.V., Tokarev V.V. Metode de soluții optime. În 2 t. T. 1. Dispoziții generale Programare matematica. - M .: Fizmatlit, 2010 .-- 564 p.

8. Sokolov E. M., Sheinkman L.E., Dergunov D.V. Studiul reducerii concentrației de compuși fenolici în medii apoase cu ajutorul modelării matematice // Buletinul Centrului Științific Sud al Academiei Ruse de Științe. - 2013. - T. 9, nr. 2. - S. 23–31.

9. Sokolov E. M., Sheinkman L.E., Dergunov D.V. Cinetica neliniară a defalcării compușilor fenolici într-un mediu apos // Cercetări fundamentale. - 2014. - Nr. 9, partea 12. - S. 2677–2681.

10. Sterligova A.N. Managementul lanțului de aprovizionare. - M .: INFRA-M, 2009 .-- 430 p.

11. Sychev A.Ya., Isak V.G. Compuși de fier și mecanisme de cataliză omogenă a activării și oxidării 22, Н2О2 a substraturilor organice // Succese în chimie. - 1995. - Nr. 64 (12). - S. 1183-1209.

12. Tikhonov A.N., Arsenin V.Ya. Metode de rezolvare a sarcinilor incorecte. - M .: Nauka, 1979.- 285 p.

13. Tikhonov A.N. Cu privire la regularizarea problemelor prezentate incorect // Doklady AN SSSR. - 1963. - Nr. 153 (1). - S. 45–52.

14. Tikhonov A.N. Soluția problemelor prezentate incorect și metoda de regularizare // Doklady AN SSSR. - 1963. - Nr. 151 (3). - S. 501-504.

15. Tikhonov A.N., Ufimtsev M.V. Prelucrarea statistică a rezultatelor experimentale. - M.: Editura Universității de Stat din Moscova, 1988 .-- 174 p.

17. Marta I. Litter, Natalia Quici Procese avansate de oxidare fotochimice pentru tratarea apei și a apelor uzate // Brevete recente despre inginerie. - 2010 .-- Vol. 4, nr. 3. - P. 217–241.

18. Xiangxuan Liu, Jiantao Liang, Xuanjun Wang Kinetica și căile de reacție ale degradării formaldehidei folosind metoda UV-Fenton // Cercetarea mediului apei. - 2011. - Vol. 83, nr. 5. - P. 418-426.

Apele uzate dintr-o serie de industrii (chimice, farmaceutice, metalurgice, celuloase și hârtie, minerit etc.) contribuie semnificativ la poluarea corpurilor de apă de suprafață și subterane cu compuși organici fenolici și greu oxidabili. Fenolul este o substanță cancerigenă potențial periculoasă care prezintă o problemă medicală semnificativă, chiar și la concentrații scăzute.

Procesele oxidative avansate (AOP) joacă un rol important în descompunerea substanțelor organice din apele uzate pe o gamă largă de concentrații. Procesele AOP generează radicali hidroxil, care sunt agenți de oxidare puternici capabili să mineralizeze o gamă largă de substanțe organice. Radicalul hidroxil are un potențial redox ridicat (E0 \u003d 2,80 V) și este capabil să reacționeze cu practic toate clasele de compuși organici. Radicalii radicali hidroxilici pot fi inițiați prin fotoliză ca urmare a procesului foto-fenton.

Tratarea apelor uzate din compuși fenolici folosind procese oxidative avansate are loc mai ales în reactoarele fotochimice. Reactoarele fotochimice sunt aparate în care se efectuează reacții fotochimice. Dar în ele au loc nu doar transformări, ci și procese de însoțire a masei și transferului de căldură și mișcare intensă a mediului. Eficiența și siguranța procesului de curățare depind în cea mai mare măsură de alegerea corectă a tipului de reactor, designul și modul său de funcționare.

Când folosiți fotoreactori pentru a rezolva diverse probleme aplicate, volumele mari de reactivi trebuie să fie expuși la radiații eficiente din acestea.

Un element important al modulului de tratament fotochimic din sistemul general al instalațiilor locale de tratare este sistemul de dozare a reactivilor, catalizatorului FeCl 3 și peroxidului de hidrogen Н 2 О 2.

Pentru funcționarea stabilă a reactoarelor și pentru creșterea eficienței mineralizării compușilor organici, este necesară optimizarea procesului de purificare pentru a determina dozele optime de reactivi introduși în reactor. Optimizarea se poate baza pe minimizarea costurilor necesare pentru furnizarea de reactivi, ținând cont de reglementarea de mediu a procesului de curățare. Un regulator de mediu poate fi o funcție a dependenței concentrației de poluanți organici de parametrii procesului (concentrația reactivilor și timpul de expunere la UV), limitată de concentrația maximă admisibilă de compuși fenolici. Funcția de concentrare este determinată pe baza unei analize statistice a datelor experimentale ale procesului AOR prin metoda celor mai puțin pătrate (cel puțin pătrate).

Adesea sarcina de a determina parametrii ecuației de regresie prin metoda celor mai puțin pătrate este prezentată incorect, iar utilizarea ecuației obținute pentru a rezolva problema de optimizare pentru a determina dozele optime de reactivi poate duce la rezultate inadecvate.

Astfel, obiectivul lucrării este să aplice metode de regularizare la construirea unui model stabil al dependenței concentrației compușilor fenolici de parametrii procesului de purificare fotochimică și identificarea nivelurilor optime de consum de peroxid de hidrogen și clorură de fier (III), reducând în același timp costurile reactivilor.

Pentru a construi un model matematic al dependenței scăderii concentrației compușilor fenolici de parametrii procesului AOR cu efectele combinate ale peroxidului de hidrogen, clorurii de fier (III) și radiațiilor ultraviolete cu o lungime de undă de 365 nm pe un poluant fenolic într-un mediu apos, pentru a rezolva problema de optimizare prin identificarea nivelurilor de consum chimic, studii experimentale pe soluții model care conțin compuși fenolici (bisfenol-A, BPA), folosind cromatografie lichidă și gazoasă. În timpul proiectării optime a experimentului, efectul radiațiilor UV și agenții de oxidare asupra nivelului de descompunere a poluantului organic a fost evaluat la diferite concentrații de BPA - x1 (50 μg / l, 100 μg / l); peroxid de hidrogen H 2 O 2 - x2 (100 mg / l; 200 mg / l) și un activator - clorură de fier (III) FeCl 3 (1; 2 g / l) - x3. O soluție model care conține BPA, peroxid de hidrogen și FeCl 3 a fost expusă radiației UV timp de 2 ore (timpul de iradiere t - x4). Probele au fost luate la 1 și 2 ore după iradiere și s-a măsurat concentrația reziduală de BPA (y). Măsurătorile au fost efectuate printr-un cromatograf LC-MS / MS lichid. Timpul de înjumătățire plasmatică în timpul fotodegradării BPA a fost determinat folosind un cromatograf de gaz GS-MS.

La implementarea procesului foto-Fenton (Fe2 + / Н2О2 / hν) pentru mineralizarea poluanților organici într-un mediu acid la pH \u003d 3, se formează complexul Fe (OH) 2+:

Fe 2+ + H 2 O 2 → Fe 3+ + OH ● + OH -;

Fe 3+ + H 2 O → Fe (OH) 2+ + H +.

Sub acțiunea radiațiilor UV, complexul suferă o descompunere, în urma căreia se formează radicalul OH ● și ionul Fe 2+:

2+ + hν → Fe 2+ + OH ●.

O descriere cantitativă a procesului foto-Fenton la nivel macro, în legătură cu degradarea unui poluant organic într-un mediu apos, poate fi descrisă de model:

unde 0 este concentrația inițială de poluanți organici; 0, 0 - concentrația inițială a unui activator care conține ioni de fier (II) și, respectiv, peroxid de hidrogen; k este constantă a vitezei de reacție; r este viteza de reacție; α, β, γ - ordine de reacție pentru substanțe.

Când creăm un model matematic al dependenței scăderii concentrației compușilor fenolici de factorii procesului de purificare fotochimică cu participarea reactivului „foto-Fenton”, vom proceda de la modele sau modele liniare care pot fi reduse la coeficienți liniari utilizând o transformare adecvată care poate fi scrisă în general după cum urmează:

unde fi (x1, x2, ..., xm) sunt funcții arbitrare ale factorilor (regresori); β1, β2, ..., βk sunt coeficienții modelului; ε este eroarea experimentală.

Pe baza legii maselor care acționează, dependența concentrației compușilor fenolici de factorii de proces poate fi reprezentată matematic prin următoarea expresie:

unde η este nivelul concentrației reziduale de BPA la momentul t, mg / l; x1 - concentrația inițială de BPA, mg / l; x2 este concentrația de peroxid de hidrogen, mg / l; x3 este concentrația de clorură de fier (III), g / l; x4 - ora procesului de curățare, h; β1, β2, β3, β4, β5 - parametrii modelului.

Coeficienții din modelul (2) intră în mod neliniar, dar atunci când sunt liniarizate prin logaritmare pe o bază naturală, pe partea dreaptă și stângă a ecuației (2), obținem

unde în conformitate cu (1)

Cu toate acestea, în cadrul unei astfel de transformări, o perturbare aleatorie (eroare experimentală) intră în model în mod multiplicativ și are o distribuție lognormală, adică. , iar după logaritm acest lucru dă

După linearizare și introducerea de noi variabile, expresia (2) ia forma

unde variabilele predictoare X1, X2, X3, X4 și răspunsul Y sunt funcții logaritmice:

Y \u003d lny, X1 \u003d lnx1,

X 2 \u003d lnx 2, X 3 \u003d lnx 3, X 4 \u003d lnx 4;

b0, b1, b2, b3, b4 - parametrii modelului.

De obicei, în problemele de procesare a datelor, matricea experimentală și vectorul de răspuns nu sunt cunoscute cu exactitate, adică. cu erori, iar sarcina de a determina coeficienții de regresie prin metoda celor mai puțin pătrate este instabilă erorilor din datele sursă. Cu condiționarea slabă a matricei informaționale FTF (F este matricea regresorului), estimările OLS sunt de obicei instabile. Pentru a depăși condiționarea slabă a matricei informaționale, se propune ideea de regularizare, justificată în lucrările A.N. Tihonov.

În ceea ce privește rezolvarea problemelor de regresie, ideea de regularizare A.N. Tikhonov interpretat de A.E. Hoerlom ca procedura de „regresie a crestei”. Când se utilizează metoda „regresie creastă” pentru stabilizarea estimărilor OLS (determinate de b \u003d (FTF) -1FTY), regularizarea este asociată cu adăugarea unui anumit număr pozitiv τ (parametru de regularizare) la elementele diagonale ale matricei FTF.

Alegerea parametrilor de regularizare τ Hoerl, Kennard și Beldwin au propus să se implementeze după cum urmează:

unde m este numărul de parametri (exclusiv termenul liber) din modelul de regresie inițială; SSe este suma reziduală a pătratelor obținute din modelul de regresie inițial, fără ajustare pentru multicolaritate; b * - vectorul coloanei coeficienților de regresie, transformat prin formulă

unde bj este parametrul cu variabila Xj în modelul de regresie inițial, determinat prin metoda celor mai puțin pătrate; este valoarea medie a variabilei independente a jth.

După alegerea valorii τ, formula de evaluare a parametrilor de regresie regularizați va avea forma

unde sunt matricea identității; F este matricea regresorilor; Y este vectorul valorilor variabilei dependente.

Valoarea parametrului de regularizare, determinată de formula (4), ia o valoare egală cu τ \u003d 1,371 · 10-4.

Modelul regularizat pentru reducerea concentrației compușilor fenolici, construit în sistemul Statistica ținând cont de formula (5), poate fi reprezentat ca

unde C ost și C BPA - concentrația reziduală și inițială a poluanților fenolici, respectiv, mg / l; - concentrația de peroxid de hidrogen, mg / l; CA este concentrația de clorură de fier (III), g / l; t - timp, h

Valorile coeficientului de determinare, R 2 \u003d 0,9995, criteriul Fisher F \u003d 5348.417, care depășește valoarea critică (F cr (0,01; 4,11) \u003d 5,67), caracterizează adecvarea modelului regularizat la rezultatele experimentale la nivelul de semnificație α \u003d 0,1.

Determinarea valorilor specifice optime ale concentrațiilor de reactivi chimici (FeCl 3, H 2 O 2) necesare pentru purificarea apei, atunci când se atinge nivelul specific al costurilor minime, este o sarcină de programare non-liniară (convexă) a formei (7-9):

(8)

unde f este funcția financiară asociată cu stocul de reactivi chimici f \u003d Z (c2, c3); gi este funcția de a reduce concentrația compușilor fenolici în mediul acvatic în timpul procesului de purificare fizico-chimică, g \u003d Cost (с1, c2, c3, t) (funcție de limitare); x1, x2, ..., xn sunt parametrii procesului; x1 este concentrația inițială a compusului fenolic, x1 \u003d c1, mg / l; x2 și x3 sunt concentrațiile de peroxid de hidrogen și respectiv clorura de fier (III), x2 \u003d c2, mg / l, x3 \u003d c3, g / l; este timpul, h; bi - concentrația maximă admisibilă a compusului fenolic (MPC), mg / L.

Funcția resurselor financiare, reprezentând un model de costuri din două nomenclaturi, asociat cu stocul de peroxid de hidrogen și clorură de fier (III), ținând cont de formula Wilson, poate fi reprezentată ca

(10)

unde Z (c2, c3) - costuri totale specifice asociate cu stocul, rub .; A - costuri generale ale unității de aprovizionare totală, rub .; c2 - consum specific de peroxid de hidrogen, mg / l; c3 - consum specific de clorură de fier, g / l; I1, I2 - tarife specifice pentru costurile de stocare a peroxidului de hidrogen și respectiv a clorurii de fier (III); m1, m2 - cota prețului produsului atribuită costurilor pentru îndeplinirea unei comenzi pentru peroxid de hidrogen și respectiv clorură de fier (III); i1, i2 - cota prețului produsului atribuită costului de menținere a stocului de peroxid de hidrogen și respectiv de clorură de fier (III); k2, k3 - prețul unitar de achiziție al unității de furnizare de peroxid de hidrogen (ruble / mg) și respectiv clorură de fier (III) (ruble / g).

Pentru a rezolva sistemul (7) - (9), introducem un set de variabile λ1, λ2, ..., λm, numite multiplicatori Lagrange, alcătuiesc funcția Lagrange:

se găsesc derivate parțiale și se consideră sistemul ecuațiilor n + m

(11)

c n + m necunoscut x1, x2, ..., xn; λ1, λ2, ..., λm. Orice soluție la sistemul de ecuații (11) definește un punct condiționat de staționar la care poate avea loc extremul funcției f (x1, x2, ..., xn). În condițiile Kuhn - Tucker (12.1) - (12.6), punctul este punctul de șa al funcției Lagrange, adică. soluția găsită la problema (7) - (9) este optimă:

Sarcina de identificare a parametrilor optimi ai procesului de tratare a apelor uzate industriale din compuși fenolici atunci când se atinge nivelul minim al costurilor unitare curente necesare pentru de-fenolizarea apei a fost rezolvată cu următoarele date inițiale: concentrația inițială de poluanți fenolici în ape uzate 0,006 mg / l (6 MPC); timpul de curățare determinat de procesul tehnologic este de 5 zile (120 ore); concentrația maximă admisibilă de poluant este 0,001 mg / l (b \u003d 0,001); prețul unitar de achiziție al unității de rezervă pentru peroxid de hidrogen este de 24,5 · 10 ‒6 ruble / mg (k2 \u003d 24,5 · 10 ‒6), pentru clorura de fier (III) 37,5 · 10 ‒3 ruble / g (k3 \u003d 37,5 · 10 ‒3); ponderea prețului produsului atribuibil costurilor de menținere a stocului de peroxid de hidrogen și clorură de fier este de 10% (i \u003d 0,1) și respectiv 12% (i \u003d 0,12); ponderea prețului produsului atribuită costurilor pentru îndeplinirea comenzii pentru peroxid de hidrogen și clorură de fier este de 5% (m1 \u003d 0,05) și respectiv 7% (m2 \u003d 0,07).

Rezolvarea problemei (7) - (9) în sistemul MathCad, obținem punctul X * cu coordonate

(c2 *, c3 *, λ *) \u003d (6.361 ∙ 103; 5.694; 1.346 · 10 4),

în care sunt observate condițiile Kuhn - Tucker (12.1) - (12.6). Există un punct care aparține regiunii soluțiilor fezabile în care condiția de regularitate Slater este satisfăcută:

Сost (c2 °, c3 °) \u003d Сost (10 3, 1) \u003d - 7,22 · 10 -9< 0.

Forma punctului condiționat staționar a fost determinată în conformitate cu criteriul Sylvester, așa cum se aplică matricei Hessian a funcției Lagrange:

Conform criteriului Sylvester, matricea L nu este definită nici pozitiv, nici negativ (semidefinit) (Δ 1 \u003d 4.772 · 10 -8 ≥ 0; Δ 2 \u003d 6.639 · 10 -9 ≥ 0; Δ 3 \u003d - 5.042 · 10 -17 ≤ 0).

Din îndeplinirea condițiilor Kuhn - Tucker, o regularitate mai slabă și bazată pe studiul definitoriei semnelor matricei Hessian a funcției Lagrange într-un punct condiționat staționar, rezultă că punctul (6.361 ∙ 10 3; 5.694; 1.346 · 10 4) este punctul de șa al funcției Lagrange, adică. soluție optimă la problema (7) - (9).

Astfel, pentru a reduce nivelul de fenoli din apele uzate industriale de la 0,006 mg / l (6 MPC) la maxim admisibil (0,001 mg / l), vor fi necesare costuri specifice de exploatare de 1,545 ruble / l. Această valoare a costurilor specifice este minimă atunci când se utilizează nivelurile optime de consum specific de peroxid de hidrogen 6.361 · 10 3 mg / l și clorură de fier (III) 5.694 g / l în timpul procesului de curățare.

Metoda multiplicatorilor Lagrange pentru condiții tehnice și economice (cu 1 \u003d 0,006 mg / l; t \u003d 120 h; b \u003d 10 -3 mg / l; k 2 \u003d 24,5 · 10 -6 ruble / mg, k 3 \u003d 37 , 5 · 10 -3 ruble / g; i 1 \u003d 10%, i 2 \u003d 12%; m 1 \u003d 5%, m2 \u003d 7%) problema determinării valorilor specifice optime ale ingredientelor utilizate ca agenți de oxidare în procesul de descompunere fotocatalitică compuși fenolici conținuți în apele uzate industriale până la nivelul MPC.

Modelul matematic regulat identificat, care stabilește dependența nivelului de scădere a concentrației compușilor fenolici din mediul acvatic de parametrii procesului de purificare fotochimică, are proprietăți predictive mai bune decât modelul determinat prin metoda celor mai puțin pătrate. Utilizând modelul matematic obișnuit obținut prin metoda multiplicatorilor Lagrange, problema programării matematice este rezolvată pentru a determina estimările nivelurilor optime specifice de consum de reactivi chimici (FeCl 3, H 2 O 2), care sunt soluții stabile.

Abordarea luată în considerare pentru identificarea parametrilor optimi ai procesului de tratare fotochimică prin regularizare va permite gestionarea eficientă a tratării apelor uzate din compuși fenolici.

revizori:

A. Yashin, doctor în științe tehnice, doctor în științe biologice, profesor, Departamentul de patologie generală, Institutul medical, Universitatea de stat Tula, Tula;

Korotkova A.A., doctor în științe biologice, profesor, șef al departamentului de bioecologie și turism, Universitatea Pedagogică de Stat Tula numită după LN Tolstoi, Tula.

Lucrarea a fost primită pe 16 februarie 2015.

Referință bibliografică

Sheinkman L.E., Dergunov D.V., Savinova L.N. IDENTIFICAREA PARAMETRELOR PURIFICĂRII FOTOCHIMICE A APE DE DEZE INDUSTRIALE DIN POLUFANȚI FENOLICI UTILIZând METODE DE REGULARIZARE // Cercetări fundamentale. - 2015. - Nr. 4. - S. 174-179;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id\u003d37143 (accesat 17 septembrie 2019). Vă aducem în atenție revistele publicate de editura Academiei de Științe Naturale

Procesele mecanice de curățare includ filtrarea apei printr-o grătar, colectarea nisipului și sedimentarea primară. Diagrama bloc a automatizării proceselor mecanice de tratare a apelor uzate este prezentată în Fig. 52.

Fig. 52. Diagrama bloc ACS:

1 - camera de distribuție; 2 - groapă în trepte; 3 - capcană orizontală de nisip; 4 - soclu principal; 5 - buncăr de nisip

Pentru a capta impurități mecanice mari din apele uzate, se utilizează grătare. Când automatizați grătarele, sarcina principală este de a controla grebla, concasoarele, transportoarele și porțile de pe canalul de intrare. Apa trece printr-un grătar, pe care sunt reținute impuritățile mecanice, apoi, pe măsură ce gunoiul se acumulează, un grilaj pas este activat și curățat de gunoi. Unghiul de înclinare a zăbrelei 60 aproximativ -80 cca. Rastanul este oprit fie printr-un dispozitiv de contact, care este activat atunci când nivelul scade la o valoare prestabilită, fie cu ajutorul unui releu de timp (după o anumită perioadă de timp).

Mai mult, după reținerea impurităților mecanice mari, scurgerea este direcționată spre capcane de nisip, care sunt proiectate pentru a capta nisipul și alți contaminanți minerali nedizolvați din apele uzate. Principiul de funcționare a capcanei de nisip se bazează pe faptul că, sub influența gravitației, particulele a căror gravitate specifică este mai mare decât gravitația specifică a apei cad în partea de jos pe măsură ce se mișcă împreună cu apa.

Capcana orizontală de nisip este formată din partea de lucru în care se deplasează fluxul sedimentar, al cărui scop este colectarea și depozitarea nisipului precipitat până când este îndepărtat. Timpul de reședință al lichidului din capcana de nisip orizontal este de obicei de 30-60 s, diametrul estimat al particulelor de nisip este de 0,2-0,25 mm, viteză. circulația apelor uzate 0,1 m / s. Dispozitivele automate din capcanele de nisip sunt utilizate pentru a îndepărta nisipul atunci când ating nivelul maxim. Pentru o funcționare normală și eficientă a capcanei de nisip, este necesară monitorizarea și controlul nivelului de sedimente, dacă acesta se ridică peste valoarea admisă, atunci va fi agitat, iar apa va fi contaminată cu substanțe stabilite anterior. De asemenea, îndepărtarea automată a nisipului se poate face la intervale regulate, pe baza experienței de funcționare.

Apoi, efluentul intră în clarificatorul primar pentru a captura substanțele plutitoare și precipitate. Apa se deplasează încet de la centru la periferie și se contopește în jgheabul periferic cu găuri inundate. Pentru a îndepărta nămolul din apele uzate, un fir metalic cu rotire lentă cu răzuitoare montate pe el servește la răsturnarea nămolului în centrul bazei, de unde este pompat periodic de un elevator hidraulic. Durata de ședere (sedimentare) a lichidului rezidual durează 2 ore, viteza apei este de 7 m / s.

Automatizarea procesului de tratare fizico-chimică a apelor uzate

În sistemele de tratare a apelor uzate prin metode fizico-chimice, flotarea sub presiune este cea mai frecventă. Cu această metodă de purificare, apa uzată este saturată cu gaz (aer) sub presiune excesivă, care apoi scade rapid la presiunea atmosferică.

În fig. 53 prezintă o diagramă bloc a unui ACP cu stabilizarea calității apei purificate prin modificarea debitului fluxului de recirculare, care transportă o fază de gaz fin dispersată în flotator.

Sistemul este format dintr-un rezervor de flotație 1, un turbidimetru 2-1, care măsoară concentrația de particule suspendate în apa purificată, o alarmă 2-3, un debitmetru 1-1, un regulator 1-2, valve de control 1-3, care reglează fluxul de ape uzate care intră în flotator , și o supapă 2-2, care controlează debitul fluxului circulant saturat cu aer în receptorul de presiune 2.

Semnalul care apare atunci când concentrația de suspensie în apă la ieșirea flotatorului crește peste valoarea setată de la turbidimetrul 2-1 este alimentată regulatorului, care, prin robinetul 2-2, crește debitul de recirculare. O nouă cantitate de gaz reduce turbiditatea efluenților tratați. În același timp, odată cu creșterea debitului fluxului de recirculare prin rezervorul de flotație, la ieșirea contorului 1-1 apare un semnal de deviere, care este alimentat cu regulatorul 1-2. Acest regulator în 1-3 reduce fluxul de ape uzate în flotator, asigurând un flux total constant prin acesta.

Fig. 53. Schema procesului ASR de tratare a apelor uzate prin flotare sub presiune

introducere

1. Structura sistemelor de control automate

2. Managementul expedierii

3. Monitorizarea funcționării instalațiilor de tratament

Lista bibliografică

introducere

Automatizarea tratării biologice a apelor uzate - utilizarea mijloacelor tehnice, a metodelor economice și matematice, a sistemelor de control și management care scutesc parțial sau complet o persoană de la participarea la procesele care se petrec în capcane de nisip, gropi de primare și secundare, rezervoare de aerare, boi, și alte structuri la stația de tratare biologică apelor uzate.

Principalele obiective ale automatizării sistemelor și instalațiilor de ape uzate sunt îmbunătățirea calității apelor uzate și a tratării apelor uzate (eliminarea neîntreruptă și pomparea apelor uzate, calitatea tratării apelor uzate etc.); reducerea costurilor de operare; îmbunătățirea condițiilor de muncă.

Principala funcție a sistemelor și instalațiilor de tratare a apelor uzate biologice este de a crește fiabilitatea instalațiilor prin monitorizarea stării echipamentului și verificarea automată a exactității informațiilor și a stabilității instalațiilor. Toate acestea contribuie la stabilizarea automată a parametrilor proceselor tehnologice și a indicatorilor de calitate ai tratării apelor uzate, răspuns rapid la influențe perturbatoare (modificarea cantității de ape uzate evacuate, modificarea calității apelor uzate tratate). Detectarea rapidă contribuie la localizarea și eliminarea accidentelor și defecțiunilor în funcționarea echipamentelor tehnologice. Furnizarea stocării și procesării operaționale a datelor și prezentarea lor în cea mai informativă formă la toate nivelurile de management; analiza datelor și dezvoltarea acțiunilor de control și a recomandărilor către personalul de producție coordonează gestionarea proceselor tehnologice, iar automatizarea pregătirii și procesării documentelor vă permite să grăbiți fluxul de lucru. Scopul final al automatizării este creșterea eficienței activităților de management.

1 Structura sistemelor de control automate

În interiorul fiecărui sistem există următoarele structuri: funcțională, organizațională, informațională, software, tehnică.

Baza pentru crearea unui sistem este o structură funcțională, în timp ce structurile rămase sunt determinate de structura funcțională însăși.

În mod funcțional, fiecare sistem de control este împărțit în trei subsisteme:

· Controlul operațional și controlul proceselor;

· Planificarea operațională a proceselor tehnologice;

· Calcularea indicatorilor tehnici și economici, analiza și planificarea sistemului de canalizare.

În plus, subsistemele pot fi împărțite după criteriul eficienței (durata executării funcțiilor) în niveluri ierarhice. Grupuri cu funcții similare de același nivel sunt combinate în blocuri.

Structura funcțională a ACS pentru instalațiile de tratament este prezentată în figura 1.

Fig. 1 Structura funcțională a sistemului de control automat pentru instalațiile de tratare

2 Expediere

Principalele procese tehnologice controlate și controlate de dispeceratul de la stațiile de epurare biologică a apelor uzate sunt:

· Descărcarea nisipului din capcanele de nisip și sedimentele umede din rezervoarele de sedimentare primare;

· Stabilizarea valorii pH-ului apei care intră în rezervoarele de aerare, la nivelul optim;

· Descărcarea apelor uzate toxice într-un rezervor de urgență și furnizarea lor treptată ulterioară către rezervoarele de aerare;

· Descărcarea unei părți a fluxului de apă în rezervor sau pomparea apei din acesta;

· Distribuția apelor uzate între rezervoarele de aerare paralele;

· Distribuția apelor uzate pe lungimea rezervorului de aerare pentru redistribuirea dinamică a volumului de lucru între agentul oxidant și regenerator, pentru a acumula nămoluri și a crește calitatea medie zilnică a apei tratate;

· Alimentarea cu aer pentru a menține concentrația optimă de oxigen dizolvat pe aerotank;

· Alimentarea cu nămol activat de retur pentru a menține o încărcare constantă pe nămol pentru substanțe organice;

· Descărcarea nămolurilor din reziduuri secundare;

· Retragerea excesului de nămol activat din rezervoarele de aerare pentru a menține vârsta optimă;

· Includerea în funcționarea pompelor și a supraalimentatoarelor și oprirea acestora pentru a reduce la minimum costurile de energie pentru pomparea apei, nămolului, nămolului și aerului.

În plus, următoarele semnale sunt transmise de la obiectele controlate în camerele de control: oprirea de urgență a echipamentelor; încălcarea procesului; niveluri maxime de ape uzate în rezervoare; concentrația maximă de gaze explozive în spații industriale; concentrație maximă de clor în camera de clorurare.

Dacă este posibil, instalațiile sălii de control ar trebui să fie amplasate aproape de instalațiile tehnologice (stații de pompare, suflante, laboratoare etc.), deoarece acțiunile de control sunt emise către diverse controlere electronice și pneumatice sau direct către actuatoare. Camerele de control oferă facilități auxiliare (saloane, o baie, o cămară și un atelier de reparații).

3 Monitorizarea funcționării instalațiilor de tratament

Pe baza datelor privind controlul tehnologic și controlul proceselor, programul de admisie a apelor uzate, programul de calitate și consumul de energie al acestora este prevăzut pentru a reduce costul total al tratamentului apei. Monitorizarea și controlul acestor procese se realizează cu ajutorul unui complex de calculatoare care funcționează fie în calitate de consilier la un dispecerat, fie de control automat.

Controlul calitativ al procesului și controlul optimizat pot fi asigurate prin măsurarea parametrilor precum gradul de toxicitate al apelor uzate pentru microorganismele nămolului activat, intensitatea biooxidării, BOD a apei de intrare și tratate, activitatea nămolului și altele care nu pot fi determinate prin măsurare directă. Parametrii indicați pot fi determinați calculând pe baza măsurării ratei consumului de oxigen în containerele tehnologice de volum mic, cu un mod de încărcare specială. Rata de consum de oxigen este determinată de momentul scăderii concentrației de oxigen dizolvat de la valorile maxime la cele minime specificate atunci când aerarea este oprită sau de scăderea concentrației de oxigen dizolvat pentru un anumit timp în aceleași condiții. Măsurarea se realizează într-o instalație ciclică formată dintr-o unitate tehnologică și un controler cu microprocesor care controlează nodurile contorului și calculează rata de consum de oxigen. Timpul unui ciclu de măsurare este de 10-20 min, în funcție de viteză. Unitatea tehnologică poate fi instalată pe puntea de întreținere a aerotankului sau a stabilizatorului aerobic. Designul oferă contorul în aer liber iarna. Viteza de consum de oxigen poate fi determinată continuu în reactoarele cu volum mare în timpul postului. furnizarea de nămol activat, apă uzată și aer. Sistemul este echipat cu distribuitoare cu un flux plat cu o productivitate de 0,5-2 și 1 oră. Simplitatea proiectării și debitele mari de apă asigură o fiabilitate ridicată a măsurătorilor într-un mediu de producție. Contoarele pot fi utilizate pentru monitorizarea continuă a încărcării pe substanțe organice. O mai mare precizie și sensibilitate a măsurării vitezei de consum de oxigen este oferită de sisteme de măsurare manometrice echipate cu reactoare sub presiune, a căror presiune este menținută prin adăugarea de oxigen. Sursa de oxigen este, de regulă, un electrolizor controlat de un sistem de stabilizare a presiunii pulsate sau continue. Cantitatea de oxigen furnizată reprezintă o măsură a consumului său. Acest tip de contor este proiectat pentru cercetare de laborator și sisteme de măsurare a BOD.

Scopul principal al ACS prin alimentarea cu aer este menținerea concentrațiilor specificate de oxigen dizolvat pe întregul volum al rezervorului de aerare. Funcționarea stabilă a unor astfel de sisteme poate fi realizată dacă nu numai un contor de oxigen este utilizat pentru a controla semnalul, ci și debitul de apă uzată sau rata de consum de oxigen în miezul rezervorului de aerare.

Reglarea sistemelor de aerare permite stabilizarea regimului tehnologic de curățare și reducerea consumului mediu anual de energie cu 10-20%. Ponderea consumului de energie pentru aerare este de 30-50% din costul tratamentului biologic, iar consumul specific de energie pentru aerare variază de la 0,008 la 2,3 kWh / m.

Sistemele de control al nămolului tipic acceptă nivelul specificat al secțiunii de nămol. Photosensorul la nivel de secțiune este instalat în partea laterală a bazinului în zona stagnantă. Calitatea reglării acestor sisteme poate fi îmbunătățită folosind un comutator cu nivel ultrasonic. O calitate mai mare a apei purificate poate fi obținută dacă se utilizează pentru reglare un nămol de monitorizare a secțiunii de apă-nămol.

Pentru a stabiliza regimul nămolului nu numai al rezervoarelor de decantare, ci și a întregului sistem de rezervoare de aerare - o stație de pompare a nămolului de retur - un rezervor de decantare secundar, este necesar să se mențină un coeficient de recirculare dat, adică, astfel încât rata de evacuare a nămolului să fie proporțională cu debitul apelor uzate. Nivelul de staționare a nămolului este măsurat pentru a monitoriza indirect modificările indice de nămol sau o defecțiune a sistemului de control al fluxului de nămol.

La reglarea evacuării excesului de nămol, este necesar să se calculeze cantitatea de nămol care a crescut în timpul zilei pentru a îndepărta numai nămolul crescut din sistem și pentru a stabiliza vârsta nămolului. Aceasta asigură o calitate ridicată a nămolului și o rată optimă de biooxidare. Din cauza lipsei de contoare pentru concentrația de nămol activat, această problemă poate fi rezolvată cu ajutorul contoarelor de consum de oxigen, deoarece rata de creștere a nămolului și rata de consum de oxigen sunt interconectate. Unitatea de calcul a sistemului integrează cantitatea de consum de oxigen și cantitatea de nămol eliminat și, o dată pe zi, ajustează debitul stabilit al excesului de nămol. Sistemul poate fi utilizat atât cu descărcare continuă, cât și periodică de nămol în exces.

În oxigeni, cerințe mai mari se mențin asupra calității menținerii regimului de oxigen datorită riscului de intoxicație a nămolului la concentrații mari de oxigen dizolvat și scăderea accentuată a vitezei de purificare la concentrații scăzute. Atunci când funcționați oxigenii, este necesar să controlați atât furnizarea de oxigen, cât și evacuarea gazelor de evacuare. Alimentarea cu oxigen este controlată fie de presiunea fazei gazoase, fie de concentrația de oxigen dizolvat în miez. Evacuarea gazelor de eșapament este reglată fie în proporție cu fluxul de ape uzate, fie în funcție de concentrația de oxigen din gazul tratat.

Lista bibliografică

1. Voronov Yu.V., Yakovlev S.V. Tratarea apelor uzate și a apelor uzate / manual pentru universități: - M .: Editura Asociației universităților de construcții, 2006 - 704.

introducere

Partea teoretică

1.1 Bazele funcționării tratării apelor uzate

2 Analiza metodelor moderne de tratare a apelor uzate

3 Analiza posibilității de automatizare a proceselor de epurare a apelor uzate

4 Analiza hardware-ului existent (controlere PLC programabile logic) și software

5 Concluzii din primul capitol

2. Partea de circuit

2.1 Elaborarea diagramei structurale a nivelului apei pentru umplerea rezervorului

2.2 Elaborarea unei diagrame funcționale

3 Calculul organismului de reglementare

4 Definirea setărilor controlerului. Sinteza armelor autopropulsate

5 Calcularea parametrilor ADC încorporat

2.6 Concluzie pentru al doilea capitol

3. Partea software

3.1 Dezvoltarea algoritmului pentru funcționarea sistemului NAC în mediu CoDeSys

3.2 Dezvoltarea programelor în CoDeSys

3 Dezvoltarea unei interfețe pentru afișarea vizuală a informațiilor de măsurare

4 Concluzii din capitolul al treilea

4. Partea organizațională și economică

4.1 Rentabilitatea sistemelor de control al procesului

2 Calculul principalelor costuri ale sistemului de control

3 Organizarea proceselor de producție

4.4 Concluzii privind a patra secțiune

5. Securitatea vieții și protecția mediului

5.1 Securitatea vieții

2 Protecția mediului

3 Concluzii din capitolul al cincilea

concluzie

Referințe

introducere

În orice moment, așezările umane și instalațiile industriale au fost amplasate în imediata apropiere a corpurilor de apă dulce utilizate în scopuri de băut, igienice, agricole și industriale. În procesul de utilizare a apei de către oameni, și-a schimbat proprietățile naturale și, în unele cazuri, a devenit periculos pentru sănătate. Ulterior, odată cu dezvoltarea echipamentelor inginerești ale orașelor și instalațiilor industriale, a fost nevoie de metode organizate pentru evacuarea fluxurilor de ape uzate contaminate prin structuri hidraulice speciale.

În prezent, importanța apei proaspete ca materie primă naturală este în continuă creștere. Când este folosită în viața de zi cu zi și în industrie, apa este poluată de substanțe de origine minerală și organică. O astfel de apă se numește apă uzată.

În funcție de originea apelor uzate, acestea pot conține substanțe toxice și agenți patogeni ai diferitelor boli infecțioase. Sistemele de gestionare a apei din orașe și întreprinderi industriale sunt echipate cu complexe moderne de conducte de gravitație și presiune și alte structuri speciale care implementează devierea, tratarea, neutralizarea și utilizarea apei și a precipitațiilor. Astfel de complexe se numesc sistem de drenaj. Sistemele de drenaj asigură, de asemenea, drenarea și tratarea apei de ploaie și topitură. Construcția sistemelor de drenaj a fost determinată de nevoia de a asigura condiții normale de viață a populației orașelor și orașelor și de a menține condiții bune de mediu.

Dezvoltarea industrială și creșterea urbană în Europa în secolul XIX. Au dus la construcția canalelor de drenaj. Un impuls puternic pentru dezvoltarea salubrității urbane a fost epidemia de holeră din Anglia în 18g. În anii următori, în această țară, eforturile parlamentului au luat măsuri pentru înlocuirea canalelor deschise cu cele subterane și au aprobat standardele de calitate pentru apele uzate evacuate în corpurile de apă, au organizat tratarea biologică a apelor uzate menajere în câmpurile de irigații.

În 1898, primul sistem de drenaj a fost pus în funcțiune la Moscova, inclusiv rețelele de drenare a gravitației și presiunii, o stație de pompare și câmpurile de irigație Lublin. Ea a devenit fondatorul celui mai mare sistem de epurare a apelor uzate și a apelor uzate din Europa.

O importanță deosebită este dezvoltarea unui sistem modern de canalizare pentru apele uzate menajere și industriale, care asigură un grad ridicat de protecție a mediului împotriva poluării. Cele mai semnificative rezultate au fost obținute în dezvoltarea de noi soluții tehnologice pentru utilizarea eficientă a apei din sistemele de eliminare a apelor uzate și stațiile de tratare a apelor uzate.

Condițiile necesare pentru soluționarea cu succes a acestor probleme în construcția sistemelor de drenaj sunt evoluții realizate de specialiști cu înaltă calificare, care utilizează ultimele realizări ale științei și tehnologiei în domeniul construcției și reconstrucției rețelelor de drenare și a instalațiilor de tratare.

1. Partea teoretică

1 Bazele funcționării tratării apelor uzate

Apele uzate - orice apă și precipitații evacuate în rezervoare de pe teritoriile întreprinderilor industriale și din zonele populate printr-un sistem de canalizare sau prin gravitație, ale căror proprietăți s-au dovedit a fi deteriorate ca urmare a activității umane.

Apele uzate pot fi clasificate după sursa de origine în:

) Apele uzate de producție (industriale) (generate în procesele tehnologice în timpul producției sau extragerii de minerale) sunt evacuate printr-un sistem de canalizare industrială sau din aliaj general.

) Apele uzate menajere (menajere și fecale) (generate în spații rezidențiale, precum și în spațiile casnice în producție, de exemplu, dușuri, toalete), sunt deversate printr-un sistem de canalizare generală sau din aliaj.

) Apele uzate de suprafață (împărțite în ploaie și topire, adică formate atunci când zăpada, gheața, grindina se topesc) sunt de obicei evacuate printr-un sistem de canalizare cu furtuni De asemenea, denumită "drenuri de furtună".

Apele uzate industriale, spre deosebire de cele atmosferice și cele menajere, nu au o compoziție constantă și pot fi împărțite prin:

) Compoziția poluanților.

) Concentrații de poluanți.

) Proprietățile contaminante.

) Aciditatea.

) Efecte toxice și poluante asupra corpurilor de apă.

Principalul obiectiv al tratării apelor uzate este furnizarea apei. Sistemul de alimentare cu apă (al unui loc populat sau al unei întreprinderi industriale) ar trebui să asigure primirea apei din surse naturale, tratarea acesteia, dacă aceasta este cauzată de cerințele consumatorilor și furnizarea către locurile de consum.

Schema de alimentare cu apă: 1 - sursa de alimentare cu apă, 2 - structură de alimentare cu apă, 3 - stație de pompare I, 4 - instalații de tratare, 5 - rezervor de apă curată, 6 - stație de pompare II, 7 - conducte de apă, 8 - turn de apă, 9 - distribuție de apă reteaua.

Pentru îndeplinirea acestor sarcini, sunt utilizate următoarele structuri, care de obicei fac parte din sistemul de alimentare cu apă:

) Instalații de alimentare cu apă prin care se primește apă din surse naturale.

) Structuri de ridicare a apei, adică stații de pompare, care furnizează apă în locurile de purificare, depozitare sau consum.

) Facilități pentru tratarea apei.

) Conducte de apă și rețele de alimentare cu apă utilizate pentru transportul și furnizarea apei în locurile de consum.

) Turnuri și rezervoare care joacă rolul de reglare și rezervoare de rezervă în sistemul de alimentare cu apă.

1.2 analiza metodelor moderne de tratare a apelor uzate

Metodele moderne de tratare a apelor uzate pot fi împărțite în mecanice, fizico-chimice și biochimice. În procesul de tratare a apelor uzate, se formează nămoluri, care sunt neutralizate, decontaminate, deshidratate, uscate și este posibilă eliminarea ulterioară a nămolului. Dacă în condițiile evacuării apelor uzate într-un rezervor, este necesar un grad mai mare de purificare, atunci după instalațiile biologice complete de epurare a apelor uzate, sunt amenajate instalații de tratare profundă.

Instalațiile mecanice de tratare a apelor uzate sunt proiectate pentru a reține impuritățile nedisolvate. Acestea includ grilele, sitele, capcanele de nisip, gropile și filtrele de diferite modele. Grilele și ecranele sunt proiectate pentru a captura contaminanți mari de origine organică și minerală.

Capcanele de nisip sunt utilizate pentru a izola impuritățile compoziției minerale, în principal nisipul. Sumps captează sedimentele și poluarea apelor uzate plutitoare.

Pentru tratarea apelor uzate industriale care conțin contaminanți specifici, se folosesc structuri numite capcane pentru unsoare, capcane pentru ulei, capcane pentru ulei și gudron etc.

Stațiile de epurare mecanică a apelor uzate sunt o etapă preliminară înainte de tratarea biologică. Prin tratarea mecanică a apelor uzate urbane, este posibilă reținerea a până la 60% din poluarea nedizolvată.

Metodele fizico-chimice de tratare a apelor uzate urbane, luând în considerare indicatorii tehnici și economici, sunt utilizate foarte rar. Aceste metode sunt utilizate în principal pentru tratarea apelor uzate industriale.

Metodele de tratare fizică și chimică a apelor uzate industriale includ: tratarea reactivilor, sorbia, extracția, evaporarea, degazarea, schimbul de ioni, ozonarea, electroflotația, clorurarea, electrodializa etc.

Metodele biologice de tratare a apelor uzate se bazează pe activitatea vitală a microorganismelor, care mineralizează compușii organici dizolvați, care sunt surse alimentare pentru microorganisme. Instalațiile de tratament biologic pot fi împărțite condiționat în două tipuri.

Figura 3 - Schema de tratare a apelor uzate pe biofiltre

Schema de tratare a apelor uzate pe biofiltre: 1 - grătar; 2 - capcană de nisip; 3 - conductă pentru îndepărtarea nisipului; 4 - sumă primară; 5 - ieșirea nămolului; 6 - biofiltru; 7 - stropitor cu jet; 8 - punct de clorare; 9 - sumă secundară; 10 - eliberare.

Tratarea mecanică a apelor uzate poate fi realizată în două moduri:

) Prima metodă constă în filtrarea apei prin grătare și sită, în urma căreia se separă particule solide.

) A doua metodă constă în sedimentarea apei în gropi speciale, în urma căreia particulele minerale se instalează pe fund.

Figura 4 - Schema tehnologică a unei stații de epurare cu tratare mecanică a apelor uzate

Schema tehnologică: 1 - ape uzate; 2 - grătare; 3 - capcane de nisip; 4 - rezervoare de sedimentare; 5 - mixere; 6 - rezervor de contact; 7 - problema; 8 - concasoare; 9 - tampoane de nisip; 10 - digestoare; 11 - clorură; 12 - șantiere; 13 - deșeuri; 14 - pulpă; 15 - pulpă de nisip; 16 - sediment brut; 17 - sediment fermentat; 18 - apa de scurgere; 19 - apa cu clor.

Apele uzate din rețeaua de canalizare se duc mai întâi la grătare sau site, unde sunt filtrate, iar componente mari - zdrențe, deșeuri de bucătărie, hârtie etc. - sunt ținute. Componentele mari reținute de grile și plase sunt îndepărtate pentru dezinfectare. Apele uzate filtrate intră în capcanele de nisip, unde se păstrează impuritățile de origine minerală (nisip, zgură, cărbune, cenușă etc.).

1.3 analiza posibilității automatizării, proceselor de tratare a apelor uzate

Principalele obiective ale automatizării sistemelor și instalațiilor de ape uzate sunt îmbunătățirea calității apelor uzate și a tratării apelor uzate (continuitatea eliminării și pompării apelor uzate, calitatea tratării apelor uzate etc.), reducerea costurilor de exploatare și îmbunătățirea condițiilor de muncă.

Funcția principală a sistemelor și instalațiilor de apă uzată este de a crește fiabilitatea instalațiilor, monitorizând starea echipamentului și verificând automat exactitatea informațiilor și stabilitatea instalațiilor. Toate acestea contribuie la stabilizarea automată a parametrilor proceselor tehnologice și a indicatorilor de calitate ai tratării apelor uzate, răspuns rapid la influențe perturbatoare (modificarea cantității de ape uzate evacuate, modificarea calității apelor uzate tratate). Scopul final al automatizării este creșterea eficienței activităților de management. Sistemul de management al stației de tratare are următoarele structuri: funcțional; organizație; informații; software-ul; Tech.

Baza pentru crearea unui sistem este o structură funcțională, în timp ce structurile rămase sunt determinate de structura funcțională însăși. În mod funcțional, fiecare sistem de control este împărțit în trei subsisteme:

control operațional și control de proces;

planificarea operațională a proceselor tehnologice;

calcularea indicatorilor tehnici și economici, analiza și planificarea sistemului de canalizare.

Figura 5 - Structura funcțională a instalațiilor de tratament ACS

Pentru a spori eficiența transferului de date, comunicarea cu centrele de dispecerizare și gestionarea apelor uzate, precum și a proceselor de tratare a apelor uzate, se recomandă înlocuirea sistemului de comunicare telefonică nu întotdeauna de încredere cu fibră optică. Mai mult, majoritatea proceselor din sistemele de control automat pentru rețelele de drenaj, stațiile de pompare și stațiile de tratare a apelor uzate vor fi efectuate pe un computer. Acest lucru se aplică, de asemenea, contabilității, analizei, calculelor planificării și lucrărilor pe termen lung, precum și implementării documentelor necesare pentru raportarea funcționării tuturor sistemelor și structurilor de eliminare a apei.

Pentru a asigura buna funcționare a sistemelor de ape uzate bazate pe contabilitate și raportare, este posibilă efectuarea unei planificări pe termen lung, ceea ce, în final, va crește fiabilitatea întregului complex.

1.4 Analiza hardware-ului existent (controlere PLC programabile logic) și software

Controlerele logice programabile (PLC) sunt o parte integrantă a sistemelor de automatizare a întreprinderilor și a sistemelor de control al proceselor de zeci de ani. Gama de aplicații care utilizează PLC-uri este foarte largă. Poate fi fie simple sisteme de control al iluminatului, fie sisteme de monitorizare a mediului la fabricile chimice. Unitatea centrală a PLC este controlerul, la care se adaugă componentele care furnizează funcționalitatea necesară și care este programat pentru a îndeplini anumite sarcini specifice.

Controlerele sunt fabricate de producători de electronice renumiți precum Siemens, Fujitsu sau Motorola, precum și companii de electronice de control, cum ar fi Texas Instruments Inc. În mod firesc, toate controlerele diferă nu numai în funcționalitate, ci și în combinația dintre preț și calitate. Deoarece microcontrolerele companiei Siemens sunt în prezent cele mai frecvente în Europa, ele pot fi găsite atât la instalațiile de producție, cât și la standurile de laborator, atunci vom alege producătorul german.

Figura 6 - Modulul logic "LOGO"

Domeniul de aplicare: gestionarea echipamentelor tehnologice (pompe, ventilatoare, compresoare, prese) sisteme de încălzire și ventilație, sisteme transportoare, sisteme de control al traficului, controlul echipamentelor de comutare etc.

Programarea controlerelor Siemens - LOGO! Modulele de bază pot fi executate de la tastatură, cu informațiile afișate pe afișajul integrat.

Tabelul 1 Specificații

Tensiune de alimentare / tensiune de intrare: valoare nominală ~ 115 ... 240 V Frecvență AC ~ 47 ... 63 Hz Consumul de energie pentru tensiunea de alimentare ~ 3,6 ... 6,0 W / ~ 230 V Intrări discrete: Număr de intrări: 8 Tensiune de intrare: nivel scăzut, fără nivel superior, nu mai puțin de 5 V 12 V Curent de intrare: nivel scăzut, nu nivel superior, nu mai puțin de ~ 0,03 mA ~ 0,08 mA / \u003d 0,12 mA Ieșiri discrete: Număr de ieșiri 4 Izolare galvanică Da Conectarea unei intrări discrete ca sarcină Posibile intrări analogice: Număr de intrări 4 (I1 și I2, I7 și I8) Gama și măsurători \u003d 0 ... 10 VMaksimalnoe tensiune de intrare \u003d 28,8 protecție VStepen korpusaIP 20Massa190 g

Procesul de programare al controlerului „Siemens” se reduce la conexiunea software a funcțiilor necesare și la setarea parametrilor (întârzieri de pornire / oprire, valori de contorizare etc.). Pentru a efectua toate aceste operațiuni, este utilizat un sistem de meniu încorporat. Programul terminat poate fi rescris într-un modul de memorie inclus în interfața modulului LOGO!

Microcontrolerul „LOGO!”, O companie germană „Siemens”, este potrivit pentru toți parametrii tehnici.

Luați în considerare microcontrolerele de producție internă. În Rusia, în prezent nu există foarte multe întreprinderi care produc tehnologie de microcontrolere. În prezent, o companie de succes specializată în producerea sistemelor de automatizare de control este compania „OWEN”, care are la dispoziție instalații de producție în regiunea Tula. Din 1992, această companie s-a specializat în producția de microcontrolere și echipamente cu senzori.

Liderul microcontrolerelor OVEN este o serie de controlere logice PLC.

Figura 7 - Apariția PLC-150

PLC-150 poate fi utilizat în diverse domenii - de la crearea sistemelor de control pentru instalații mici și mijlocii, până la construcția sistemelor de expediere. Exemplu Automatizarea sistemului de alimentare cu apă a unei clădiri folosind un controler Aries PLC 150 și un modul de ieșire Aries MVU 8.

Figura 8 - Schema de alimentare cu apă a unei clădiri folosind PLC 150

Luați în considerare principalii parametri tehnici ai PLC-150. Informații generale sunt prezentate în tabel.

Tabelul 2 Informații generale

Proiectare Carcasă unificată pentru montare pe DIN și șină (lățime 35 mm), lungime 105 mm (6U), pas terminal 7,5 mm Protecție carcasă IP20 Tensiune de alimentare: PLC150 & 22090 ... 264 V AC (tensiune nominală 220 V) cu o frecvență de 47 ... 63 Hz Afișaj panou frontal 1 indicator sursa de alimentare 6 indicatori de stare a intrărilor digitale 4 indicatori de stare a ieșirilor 1 indicator de comunicare cu CoDeSys 1 indicator de funcționare a programului utilizator Consumul de energie 6 W

Resursele controlerului logic PLC-150 sunt prezentate în tabelul 3.

Tabelul 3 Resurse

Procesor central Procesor RISC și 200 MHz pe 32 de biți și 200 MHz bazat pe RAM ARM9 dimensiune 8 MVO Memorie de stocare non-volatilă a programelor și arhivelor de kernel CoDeSys 4 MV Retenție și memorie Timp de ciclu PLC 4 kV PLC minim 250 μs (nedefinit), tipic de la 1 ms

Informațiile despre intrările digitale sunt prezentate în tabelul 4.

Tabelul 4 Intrări digitale

Număr de intrări discrete6 Izolare galvanică a intrărilor discrete, grup; Rezistența dielectrică de izolare a intrărilor discrete1,5 kV Frecvența maximă a unui semnal aplicat unei intrări discrete1 kHz cu procesare software de 10 kHz folosind un contor hardware și un procesor de encoder

Informațiile despre intrările analogice sunt prezentate în tabelul 5.

Tabelul 5 Intrări analogice

Număr de intrări analogice 4 Tipuri de semnale de intrare unificate acceptate Tensiune 0 ... 1 V, 0 ... 10 V, -50 ... + 50 mV Curent 0 ... 5 mA, 0 (4) ... 20 mA Rezistență 0.. .5 kOhm Tipuri de senzori suportați Rezistența termică: ТСМ50М, ТСП50 П, ТСМ100М, ТСП100 П, ТСН100Н, ТСМ500М, ТСП500 П, ТСН500Н, ТСП1000 П, ТСН1000Н Termopare: ТХК (L), ТЖК (J), Т) ), TPP (R), TPR (V), TVR (A & 1), TVR (A & 2) Bit ADC încorporat 16 biți Rezistența internă a intrării analogice: în modul de măsurare curent în modul de măsurare a tensiunii 0 ... 10 V 50 Ohmi aproximativ 10 kOh intrare analogică 0,5 cP Yedelev de bază redusă măsură eroare analog vhodami0,5% Izolarea analog vhodovotsutstvuet

Programarea PLC-150 se realizează cu ajutorul sistemului de programare profesional CoDeSys v.2.3.6.1 și ulterior. CoDeSys este un sistem de dezvoltare a controlorului. Complexul este format din două părți principale: mediul de programare CoDeSys și sistemul de rulare CoDeSys SP. CoDeSys rulează pe computer și este utilizat la pregătirea programelor. Programele sunt compilate în codul mașinii rapide și încărcate în controler. CoDeSys SP funcționează în controler, oferă încărcare și depanare cod, service I / O și alte funcții de serviciu. Peste 250 de companii cunoscute realizează echipamente cu CoDeSys. În fiecare zi mii de oameni lucrează cu el, rezolvând probleme de automatizare industrială. Astăzi, CoDeSys este cel mai comun complex de programare IEC din lume. În practică, el însuși servește ca standard și model pentru sistemele de programare IEC.

Sincronizarea PLC cu un computer personal se realizează cu ajutorul portului "COM", care se află pe fiecare computer personal.

Microcontrolerul OVEN din producția internă este potrivit pentru toți parametrii. Se pot conecta atât dispozitive de măsurare analogice, cât și digitale, cu semnale unificate. Controlerul este ușor compatibil cu un computer personal folosind portul „COM”, există posibilitatea accesului la distanță. Potrivirea PLC-150 cu controlerele logice programabile ale altor producători este posibilă. PLC-150 este programat folosind sistemul de dezvoltare a controlorului (CoDeSys), într-un limbaj de programare la nivel înalt.

5 Concluzii din primul capitol

Acest capitol a examinat elementele de bază ale funcționării tratării apelor uzate, analiza metodelor moderne de tratare și posibilitatea automatizării acestor procese.

S-a făcut o analiză a hardware-ului existent (controlere PLC programabile logice) și software pentru controlul echipamentelor de proces în timpul tratării apelor uzate. Analiza producătorilor de microcontrolere interne și străine.

2. Partea de circuit

Una dintre funcțiile importante ale automatizării este: controlul și gestionarea automată a proceselor tehnologice, a echipamentelor stațiilor de pompare și a instalațiilor de tratament, crearea de locuri de muncă automatizate pentru toate specialitățile și profilurile de lucru bazate pe tehnologii moderne.

Rețelele moderne de drenare și stațiile de pompare ar trebui dezvoltate cu control ori de câte ori este posibil, fără prezența constantă a personalului de întreținere.

1 Elaborarea unei diagrame structurale a nivelului apei pentru umplerea rezervorului principal

Diagrama bloc a sistemului de control automat este prezentată în figura 9:

Figura 9 - Schema blocului

În dreapta diagramei structurale se află PLC-150. În dreapta acesteia este o interfață pentru conectarea la o rețea locală (Ethernet) pentru a obține acces la distanță la controler. Semnalul este transmis digital. Prin intermediul interfeței RS-232 se negociază cu un computer personal. Întrucât controlerul nu solicită componenta tehnică a calculatorului, chiar și o „mașină” slabă, cum ar fi Pentium 4 sau modele similare, va fi suficientă pentru ca întregul sistem să funcționeze corect. Semnalul dintre PLC-150 și un computer personal este transmis digital.

2 Elaborarea unei diagrame funcționale

Diagrama funcțională a sistemului de control automat al nivelului apei este prezentată în figura 10:

Figura 10 Diagrama funcțională

Parametrii funcției de transfer a obiectului de control

În conformitate cu termenii de referință, avem:

H \u003d 3 [m] - înălțimea conductei.

h 0 \u003d 1,0 [m] -set nivel.

Q n0 \u003d 12000 [l / h] -cheltuieli nominale.

d \u003d 1,4 [m] -diametru pipă.

Funcția de transfer OU:

(1)

Calculăm valorile numerice ale funcției de transfer.

Zona secțiunii transversale a rezervorului:

(2)

Flux nominal de intrare:

(3)

Raport de viteză K:

(4)

Constanta de timp T:

(5)

Astfel, funcția de transfer pentru obiectul de control va arăta astfel:

(6)

Structura sistemului de control automat este prezentată în figura 0:

Figura 11 - Schema structurală a armelor autopropulsate

Unde: Cr.o.- raport de viteză al corpului de reglare (RO) al fluxului de intrare Qпо;

Cd - raportul de viteză al senzorului de nivel h

Wp - funcție de transfer automat al regulatorului

Calculul câștigului organismului de reglementare K r.o :

unde - modificarea fluxului de intrare;

modificarea gradului de deschidere a supapei (în procente).

Dependența fluxului de intrare de gradul de deschidere a supapei este prezentată în figura 12:

Figura 12 - Dependența fluxului de intrare de gradul de deschidere a supapei

Estimarea câștigului senzorului de nivel

Câștigarea senzorului de nivel este definită ca raportul dintre incrementul parametrului de ieșire al senzorului de nivel i [mA] la parametrul de intrare [M].

Înălțimea maximă a nivelului de lichid pe care trebuie să o măsoare senzorul de nivel corespunde 1,5 metri și o modificare a semnalului de ieșire unificat curent al senzorului de nivel atunci când nivelul se modifică în intervalul 0-1,5 metri corespunde cu 4-20 [mA].

(7)

Senzorii de nivel industrial obișnuiți au o funcție încorporată pentru a netezi semnalul de ieșire cu un filtru inerțial de primă comandă cu o constantă de timp setată Tf în intervalul de la unități la zeci de secunde. Selectăm constanta de timp a filtrului Tf \u003d 10 s.

Atunci funcția de transfer a senzorului de nivel este egală cu:

(8)

Structura sistemului de control va lua forma:

Figura 13 - structura sistemului de control

Structura simplificată a sistemului de control cu \u200b\u200bvalori numerice:

Figura 14 - o structură simplificată a sistemului de control

Caracteristicile de frecvență în fază de amplitudine logaritmică ale părții neschimbate ale sistemului

LAFCH-ul părții invariabile a armelor autopropulsate sunt construite prin metoda aproximativă, constând în faptul că pentru o legătură cu funcție de transfer:

(9)

într-o grilă de coordonate logaritmice până la o frecvență de 1 / T, unde T \u003d 56 s este constantă de timp, LACH arată ca o linie dreaptă paralelă cu axa frecvenței la nivelul de 20 log K \u003d 20 log0,43 \u003d -7,3 dB, iar pentru frecvențele mai mari de 1 / T, LACH are forma unei linii drepte cu o pantă de -20dB / dec la frecvența de împerechere de 1 / TF, unde panta se modifică și cu -20dB / dec și este de -40dB / dec.

Frecvențe de interfațare:

(10)

(11)

Astfel avem:

Figura 15 - LAPFC a sistemului open source

2.3 Calculul organismului de reglementare pentru costurile de intrare și de ieșire

Facem o selecție a organismului de reglementare pe baza debitului condițional Cv.

Calculul Cv se realizează conform standardului internațional DIN EN 60534 conform următoarei formule:

(12)

unde Q este debitul [m 3/ h] ρ - densitatea fluidului [kg / m 3], Δ p este diferența de presiune [bar] în fața valvei (P1) și în spatele supapei (P2) în direcția de curgere.

Apoi pentru regulatorul de debit Q n0 conform datelor sursei:

(13)

Pentru o posibilă modificare a debitului Qп în timpul controlului automat în raport cu valoarea sa nominală Qп 0 luăm valoarea maximă de Qp de două ori mai mare decât cea nominală, adică. .

Diametrul găurii pentru debitul de intrare se calculează după cum urmează:

(14)

În mod similar, pentru fluxul de ieșire avem:

(15)

(16)

2.4 Definirea setărilor controlerului. Sinteza armelor autopropulsate

Construcția unui sistem autopropulsat cu buclă deschisă LFVC se bazează pe corolarul teoriei sistemelor liniare care, dacă LACF cu buclă deschisă (constând din unități de fază minimă) are o pantă de -20 dB / dec în regiunea frecvențelor semnificative (sectorul tăiat cu linii ± 20 dB, atunci:

armele autopropulsate închise sunt stabile;

funcția de tranziție a unei arme cu autopropulsie închisă este aproape de monoton;

timpul de reglementare

. (17)

Structura sistemului open source cu controler PI:

Figura 16 - Structura sistemului original cu un controler PI

Dorit LACH (L bine ) de forma cea mai simplă a unei arme cu autopropulsie deschisă, care în formă închisă ar satisface indicatorii de calitate specificați, ar trebui să aibă în apropierea frecvențelor semnificative panta LAHF egală cu -20dB / dec și intersecția cu axa de frecvență pentru:

(18)

În câmpul asimptotelor cu frecvență joasă, pentru a crea o eroare statică zero (conform TK) δ st \u003d 0, caracteristicile frecvenței unui sistem deschis trebuie să corespundă unui integrator de cel puțin 1 ordin. Apoi, este firesc să formezi LAC dorit în această zonă sub forma unei linii drepte cu o pantă de -20 dB / dec. ca o continuare a Lf din regiunea frecvențelor esențiale. Pentru a simplifica punerea în aplicare a armelor autopropulsate, asimptotul de înaltă frecvență ar trebui să corespundă cu asimptotul de înaltă frecvență al părții neschimbate a sistemului. Astfel, LAC-ul dorit cu buclă deschisă este prezentat în figura 0:

Figura 17 - VARC cu buclă deschisă dorită

Conform structurii adoptate a armelor autopropulsate industriale, singurul mijloc de a aduce LAFCH partea constantă L lF la L bine este un regulator PI cu funcția de transfer a LAFCH (la K r =1)

Figura 18 - Regulator LAFCH PI

Figura 14 arată că pentru în regiunea cu frecvență joasă, LACH al controlerului PI corespunde unei unități de integrare cu o schimbare negativă a fazei de -90 grade, și pentru caracteristicile de frecvență ale regulatorului corespund legăturii de amplificare cu o schimbare de fază zero în regiunea frecvențelor semnificative ale sistemului proiectat cu alegerea corespunzătoare a valorii T și .

Luăm constanta de integrare a controlerului egală cu constanta de timp T a obiectului de control, adică T și \u003d 56, la K r \u003d 1. Apoi, LACH-ul unei arme cu autopropulsie deschisă va lua forma L 1\u003d L lF + L pi corespunzător calitativ formei L bine în figură, dar cu un câștig mai mic. Pentru coincidență LACH sistem de proiectare cu L bine este necesar să crești câștigul unui sistem deschis cu 16 dB, adică de 7 ori. Prin urmare, setările controlerului sunt definite.

Figura 19 - Sinteza armelor autopropulsate Definirea setărilor controlerului

Aceleași setări ale controlerului se obțin dacă de la L bine scade grafic L lF și prin forma LACH a corectorului serial (controler PI) rezultat, restabiliți funcția de transfer.

După cum se poate observa din figura 12 la T și \u003d T \u003d 56 s, funcția de transfer a sistemului deschis are forma , care include o unitate de integrare. La construirea LACH-ului corespunzător lui W p (p) raportul de viteză K p 0,32/7850 trebuie să corespundă numeric frecvenței de intersecție a LACH cu axa ω pe frecvență cu -1de unde cu -1 sau K p =6,98.

La setările calculate ale controlerului ACS, este stabil, are o funcție de tranziție apropiată de monoton, timpul de control t r \u003d 56 s, eroare statică δ articol =0.

Echipament senzor

Contorul 2TPM0 este conceput pentru a măsura temperatura lichidelor de răcire și a diferitelor medii din echipamentele de refrigerare, cuptoare, cuptoare pentru diverse scopuri și alte echipamente tehnologice, precum și pentru măsurarea altor parametri fizici (greutate, presiune, umiditate etc.).

Figura 20 - 2TRM0 metru

Clasa de precizie 0,5 (termocuple) / 0,25 (alte tipuri de semnale). Regulatorul este disponibil în 5 tipuri de cazuri: montat pe perete, montare pe o șină DIN D și placă de panou Щ1, Щ11, Щ2.

Figura 21 - Schema funcțională a dispozitivului Berbec 2 TPM 0.

Figura 22 - Desen dimensional al unui dispozitiv de măsurare

Schema de conectare a dispozitivului:

Figura arată diagrama blocului terminal al dispozitivului. Figurile prezintă diagramele de conexiune ale dispozitivului.

Figura 23 - Schema de conectare a dispozitivului

Blocul terminal al dispozitivului.

Unitatea de alimentare cu mai multe canale BP14 este proiectată pentru a furniza senzori cu o tensiune stabilizată de 24 V sau 36 V cu un semnal de curent de ieșire unificat.

Unitatea de alimentare BP14 este disponibilă într-o carcasă cu montare pe o șină DIN de tip D4.

Figura 28 - Sursa de alimentare

Principalele funcții:

Conversia alternării (tensiune constantă la constantă stabilizată în două sau patru canale independente);

Limitarea curentului de intrare;

Protecție la supratensiune de intrare;

Protecție împotriva supraîncărcărilor, scurtcircuitului și supraîncălzirii;

Indicarea prezenței tensiunii la ieșirea fiecărui canal.

Figura 29 - Schema de conectare a unei surse de alimentare cu două canale BP14

Frecvența tensiunii AC de intrare este de 47 ... 63 Hz. Pragul de protecție curent (1,2 ... 1,8) Imax. Puterea de ieșire totală de 14 wați. Numărul de canale de ieșire 2 sau 4. Tensiunea nominală de ieșire a canalului este de 24 sau 36 V.

Figura 30 - Trasarea conturului sursei de alimentare

Instabilitatea tensiunii de ieșire atunci când tensiunea de alimentare se modifică ± 0,2% .Instabilitatea tensiunii de ieșire atunci când curentul de încărcare se schimbă de la 0,1 Imax la Imax ± 0,2%. Intervalul de temperatură de funcționare este de -20 ... + 50 ° C. tensiune în intervalul de temperatură de operare de ± 0,025% / ° C. Izolație de rezistență dielectrică - intrare - ieșire (valoare reală) 2 K.

SAU-M6 este un analog funcțional al dispozitivelor ESP-50 și POC 301.

Figura 31 - Comutator de nivel

Figura 32 - Schema de conectare SAU-M6

Comutator de nivel lichid cu trei canale Aries SAU-M6 - conceput pentru automatizarea proceselor tehnologice asociate controlului și reglării nivelului lichidului.

Figura 33 - Diagrama funcțională a SAU-M6

SAU-M6 este un analog funcțional al dispozitivelor ESP-50 și POC 301.

Dispozitivul este disponibil într-o carcasă de montare pe perete de tip N.

Funcționalitatea comutatorului de nivel

Trei canale independente pentru monitorizarea nivelului de lichid din rezervor

Posibilitatea de a inversa modul de operare al oricărui canal

Conectarea diferitor senzori de nivel - conductometrici, plutitori

Lucrați cu lichide cu o conductibilitate electrică variată: apă distilată, la robinet, apă contaminată, lapte și produse alimentare (slab acid, alcalin, etc.)

Protejarea senzorilor conductori împotriva depunerii de săruri pe electrozi prin alimentarea acestora cu tensiune alternativă

Figura 34 - Desen dimensional

Caracteristici tehnice ale tensiunii nominale a dispozitivului 220 V la o frecvență de 50 Hz. Abateri admise ale tensiunii de alimentare de la valoarea nominală -15 ... + 10%. Consumul de energie electrică, nu mai mult de 6 VA. Numărul de canale de control de nivel este 3. Numărul de relee de ieșire încorporate este 3. Curentul maxim admis comutat de contactele releului 4 A încorporat la 220 V 50 Hz (cos\u003e 0,4).

Figura 35 - Modul discret de intrare / ieșire

Modul discret de intrare și ieșire pentru sisteme distribuite în rețeaua RS-485 (protocoale Aries, Modbus, DCON).

Modulul poate fi utilizat împreună cu controlerele programabile Aries PLC sau alte MDVV-uri care operează în rețeaua RS-485 dacă are un „master”, în timp ce MDVV în sine nu este o rețea „master”.

intrări discrete pentru conectarea senzorilor de contact și a comutatoarelor tranzistorului de tip n-p-n. Posibilitatea de a folosi orice intrare discretă (frecvența maximă a semnalului - 1 kHz)

Posibilitatea de a genera un semnal PWM prin oricare dintre ieșiri

Transfer automat al servomotorului în funcționare de urgență în caz de întrerupere a rețelei

Suport pentru protocoale Modbus răspândite (ASCII, RTU), DCON, ARIES.

Figura - 36 Diagrama de conexiune generală a dispozitivului MDVV

Figura 37 - Diagrama funcțională a DVA

MEOF sunt concepute pentru a muta corpurile de lucru ale valvelor de închidere și de control ale principiului rotativ de funcționare (valve cu bilă și plută, supape de fluturi, supape de fluturi etc.) în sisteme automate de control al proceselor din diverse industrii, în conformitate cu semnalele de comandă de la dispozitivele de reglare sau de control . Mecanismele sunt instalate direct pe supapă.

Figura 38 - Mecanismul dispozitivului MEOF

Figura 39 - Dimensiuni generale

Schema de instalare a senzorului Metran 100-DG 1541 la măsurarea presiunii hidrostatice (nivel) într-un rezervor deschis:

Figura 40 - Schema de instalare a senzorului

Principiul funcționării senzorilor se bazează pe utilizarea efectului piezoelectric într-o peliculă de siliciu heteroepitaxială cultivată pe suprafața unei placi cu un singur cristal din safir artificial.

Figura 41 - Aspectul dispozitivului

Un element sensibil cu o structură de siliciu monocristal pe safir stă la baza tuturor blocurilor de senzori din familia de senzori Metran.

Pentru o prezentare mai bună a indicatorului cu cristale lichide (LCD) și pentru o ușurință de acces la cele două compartimente ale traductorului electronic, acesta din urmă poate fi rotit în raport cu unitatea de măsură din poziția setată cu un unghi de maximum 90 ° în sensul acelor de ceasornic.

Figura 42 - Schema conexiunii electrice externe a senzorului:

Unde X este blocul terminal sau conectorul;

Rн - rezistența la sarcină sau rezistența totală a tuturor sarcinilor din sistemul de control;

BP - sursa de curent continuu.

2.5 Calcularea parametrilor ADC încorporat

Calculăm parametrii ADC încorporat al microcontrolerului PLC-150. Parametrii principali ai ADC ar trebui să includă tensiunea maximă de intrare U max , numărul de biți ai codului n, rezoluția ∆ și eroarea de conversie.

Rezoluția ADC este determinată de formula:

Log 2N, (19)

unde N este numărul discret (niveluri cuantice);

Deoarece ADC este încorporat în controlerul PLC-150 selectat, avem n \u003d 16. Rezoluția ADC este tensiunea de intrare corespunzătoare uneia în ordinea redusă a codului de ieșire:

(20)

unde 2 n - 1 - greutatea maximă a codului de intrare;

rin \u003d U max - U min (21)

La U max \u003d 10V, U min \u003d 0V, n \u003d 16,

(22)

Cu cât este mai mare n, cu atât mai mic și mai precis tensiunea de intrare poate fi reprezentată de codul de ieșire.

Rezolutie relativa:

, (23)

unde ∆ este cel mai mic pas distinctiv al semnalului de intrare.

Astfel, ∆ este cea mai mică etapă distinctivă a semnalului de intrare. Un semnal cu un nivel mai scăzut al ADC nu se va înregistra. În conformitate cu aceasta, rezoluția este identificată cu sensibilitatea ADC.

Eroarea de conversie are componente statice și dinamice. Componenta statică include eroarea metodologică de cuantificare Δ δ la (discretitudine) și eroare instrumentală din elementele ideale ale convertoarelor. Eroare de cuantizare ∆ la datorită însăși principiului reprezentării unui semnal continuu cu niveluri cuantificate distanțate de un interval selectat. Lățimea acestui interval este rezoluția convertorului. Cea mai mare eroare de cuantificare este jumătate din rezoluție, iar în cazul general:

(24)

Cea mai mare eroare de cuantizare relativă:

(25)

Eroarea instrumentală nu trebuie să depășească eroarea de cuantizare. În acest caz, eroarea statică totală este egală cu:

(26)

Eroarea statică totală relativă poate fi definită ca:

(27)

În continuare, calculăm rezoluția DAC încorporată a microcontrolerului PLC-150. Rezoluția DAC este tensiunea de ieșire corespunzătoare unuia în ordinea redusă a codului de intrare: Δ \u003d U max /(2n -1), unde 2 n -1 este greutatea maximă a codului de intrare. La U max \u003d 10B, n \u003d 10 (capacitatea DAC încorporată), calculăm rezoluția DAC a microcontrolerului:

(28)

Cu cât este mai mare n, cu atât mai puțin Δ și mai precis, codul de intrare poate fi reprezentat de tensiunea de ieșire. Valoarea relativă a rezoluției DAC:

(29

Figura 43 - Schema de conectare

Figura 44 - Schema de conectare

2.6 Concluzie pentru al doilea capitol

În acest capitol, a fost elaborată o diagramă structurală și funcțională. S-au făcut calculul corpului de reglementare, definiția setărilor regulatorului și sinteza armelor autopropulsate.

Parametrii funcției de transfer a obiectului de control. Echipament senzor selectat. De asemenea, a fost calculat parametrii ADC și DAC încorporate în microcontrolerul Aries PLC 150.

1 Dezvoltarea unui algoritm pentru funcționarea sistemului NAC în CoDeSys

Dezvoltarea profesională a sistemelor de automatizare industrială este indisolubil legată de CoDeSys (Controller Development System). Scopul principal al complexului CoDeSys este dezvoltarea programelor de aplicare în limbile standardului IEC 61131-3.

Complexul este format din două părți principale: mediul de programare CoDeSys și sistemul de rulare CoDeSys SP. CoDeSys rulează pe computer și este utilizat la pregătirea programelor. Programele sunt compilate în codul mașinii rapide și încărcate în controler. CoDeSys SP funcționează în controler, oferă încărcare și depanare cod, service I / O și alte funcții de serviciu.

Peste 250 de companii cunoscute realizează echipamente cu CoDeSys. În fiecare zi mii de oameni lucrează cu el, rezolvând probleme de automatizare industrială.

Software-ul de aplicații pentru PLC-150, precum și multe alte controlere, sunt dezvoltate pe un computer personal în mediul CoDeSys care rulează Microsoft Windows. Generatorul de coduri compilează direct programul utilizatorului în coduri de mașină, ceea ce asigură performanțele cele mai ridicate ale controlerului. Sistemul de execuție și depanare, generatorul de coduri și biblioteca blocurilor de funcții sunt adaptate special arhitecturii controlerelor de serie PLC.

Instrumentele de depanare includ vizualizarea și editarea intrărilor și ieșirilor și a variabilelor, rularea unui program în cicluri, monitorizarea execuției algoritmului unui program într-o reprezentare grafică, urmărirea grafică a valorilor variabilelor în timp și evenimente, vizualizarea grafică și simularea echipamentului tehnologic.

Fereastra principală CoDeSys este formată din următoarele elemente (în fereastră sunt amplasate de sus în jos):

) Bara de instrumente. Există butoane pentru acesta pentru acces rapid la comenzile din meniu.

) Un organizator de obiecte care are fila POU, tipuri de date, vizualizări și resurse.

) Separator al Organizatorului de obiecte și al spațiului de lucru CoDeSys.

) Spațiul de lucru în care se află editorul.

) Caseta de mesaje.

) O bară de stare care conține informații despre starea curentă a proiectului.

Bara de instrumente, caseta de mesaje și bara de stare nu sunt necesare elemente ale ferestrei principale.

Meniul se află în partea de sus a ferestrei principale. Conține toate comenzile CoDeSys. Aspectul ferestrei este prezentat în figura 45.

Figura 45 - Aspectul ferestrei

Butoanele de pe bara de instrumente oferă acces rapid la comenzile meniului.

Comanda apelată cu butonul de pe bara de instrumente este executată automat în fereastra activă.

Comanda va fi executată imediat ce butonul apăsat pe bara de instrumente este eliberat. Dacă așezați indicatorul mouse-ului pe un buton al barei de instrumente, atunci după o perioadă scurtă de timp, veți vedea numele acestui buton în rubrica de instrumente.

Butoanele de pe bara de instrumente sunt diferite pentru diferiți editori CoDeSys. Puteți obține informații despre scopul acestor butoane în descrierea editorilor.

Bara de instrumente poate fi dezactivată, Figura 46.

Figura 46 - Bara de instrumente

Vizualizarea generală a ferestrei programului CoDeSys este următoarea, Figura 47.

Figura 47 - Fereastra programului CoDeSys

Diagrama bloc a algoritmului de funcționare în mediul CoDeSys este prezentată în figura 48.

Figura 48 - Schema bloc a operației în mediu CoDeSys

După cum se poate observa din diagrama bloc, după pornirea microcontrolerului, programul este încărcat în acesta, variabilele sunt inițializate, intrările sunt citite și modulele sunt interzise. Există de asemenea posibilitatea de a comuta între modul automat și manual. În modul manual, este posibil să controlați supapa și să controlați MEOF. Apoi, există o înregistrare a datelor de ieșire și formarea de pachete pe interfețele seriale. După aceea, algoritmul merge în cicluri pentru a citi intrări sau lucrările se termină.

2 Dezvoltarea programului în mediul CoDeSys

Începem Codesys și creăm un nou proiect în limba ST. Fișierul țintă pentru ARM9 este deja instalat pe computerul personal, selectează automat biblioteca dorită. Se stabilește comunicarea cu controlerul.

reg_for_meof: VALVE_REG; (* controler pentru controlul dispozitivelor de teledetecție *)

K, b: REAL; (* coeficienții curbei de reglare *)

timer_for_valve1: TON; (* temporizator de oprire de urgență *)

security_valve_rs_manual: RS; (* pentru control manual de supape *)

referință: REAL; (* setarea unghiului de rotație al PDZ *) _ VAR

(* în timpul punerii în funcțiune, reparăm semnalul de la senzorul de poziție MEOF și calculăm valorile ain scăzute înalte, inițial presupunem că senzorul este de 4-20 de miliamperi și la 4 mA - PDD este complet închis (0%), iar la 20 mA - complet deschis (100%) - configurat în configurația PLC *) NU este auto_mode THEN (* dacă nu modul automat *) _ open: \u003d manual_mai mult; (* deschide apăsând butonul *) _ închide: \u003d manual_less; (* închideți apăsând butonul *)

security_valve_rs_manual (SET: \u003d valve_open, RESET1: \u003d valve_close, Q1 \u003d\u003e security_valve); (* control valve de urgență *)

(* în timpul punerii în funcțiune, fixăm semnalul de la senzorul de presiune și calculăm valorile ain mici înalte, inițial presupunem că senzorul este de 4-20 de milimetri, iar la 4 mA rezervorul este gol (0%), iar la 20 mA este complet (100%) - este configurat în Configurare PLC *)

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

IF press_sensor\u003e WORD_TO_REAL (w_reference1) THEN (* setați unghiul de rotație - scade proporțional cu creșterea nivelului senzorului de presiune --- unghi \u003d K * nivel + b *)

K: \u003d (- 100 / (WORD_TO_REAL (w_reference2-w_reference1)));

b: \u003d 100-K * (WORD_TO_REAL (w_reference1));

referință: \u003d K * senzor presiune + b;

(* cronometru pentru a controla obturatorul de urgență *)

timer_for_valve1 (

IN: \u003d (pressure_sensor\u003e WORD_TO_REAL (w_reference2)) AND high_level_sensor,

(* condiție pentru deschiderea robinetului de urgență *)

IF timer_for_valve1.Q

referință: \u003d 0; (* închide MEOF *)

security_valve: \u003d ADEVĂRAT; (* deschideți supapa de urgență *)

security_valve: \u003d FALSE;

(* buton pentru a controla amortizorul *) _ for_meof (

IN_VAL: \u003d referință,

POS: \u003d MEOF_position,

DBF: \u003d 2, (* sensibilitate regulator *)

ReversTime: \u003d 5, (* nu mai mult de 600 de incluziuni *)

MORE \u003d\u003e MEOF_open,

LESS \u003d\u003e MEOF_close,

FeedBackError \u003d\u003e); _ IF;

(* conversia datelor pentru afișare în scud *)

w_MEOF_position: \u003d REAL_TO_WORD (MEOF_position); _ level: \u003d REAL_TO_WORD (pressure_sensor);

(* indicarea modului de umplere a butoanelor automate *) _ out: \u003d auto_mode;

(* indicarea ieșirii pentru umplerea butoanelor închide / deschideți supapa de urgență *) _ out: \u003d valve_ siguranță;

3.3 Dezvoltarea unei interfețe pentru afișarea vizuală a informațiilor de măsurare

Pentru a dezvolta interfața de afișare vizuală, a fost ales programul Trace Mode 6, deoarece Are toate funcțiile și caracteristicile de care avem nevoie:

are o gamă destul de largă de funcții pentru simularea proceselor tehnologice pe un ecran grafic;

toate limbajele de programare standard pentru sistemele SCADA, controlerele sunt disponibile;

interfață grafică prietenoasă;

conexiune destul de simplă la un controler logic programabil;

versiunea completă disponibilă a acestui sistem pe site-ul producătorului. Modul cursa 6 este conceput pentru a automatiza întreprinderile industriale, instalațiile energetice, clădirile inteligente, instalațiile de transport, sistemele de contorizare a energiei etc.

Scara sistemelor de automatizare create în modul Trace poate fi orice, de la controloarele de operare autonome și stațiile de lucru ale operatorilor până la sisteme de control distribuite geografic, inclusiv zeci de controlere care schimbă date folosind diverse comunicații - rețea locală, intranet / Internet, autobuze seriale până la bazat pe RS-232/485, linii telefonice dedicate și comutate, canal radio și rețea GSM.

Mediul de dezvoltare a proiectului integrat în programul Mod de urmărire este prezentat în figura 49.

Figura 49 - Mod de urmărire 6 Mediu de dezvoltare integrată

Navigatorul de proiect vă permite să săriți rapid între subelementele proiectului. Când treceți peste unul dintre elemente, apare un comentariu care vă permite să înțelegeți conținutul.

Figura 50 - Navigator de proiect

Diagrama mimică a proiectului, rezervorul de stocare al primei etape de tratare a apelor uzate este prezentat în figura 0. Acesta include:

Panou de control (capacitatea de a selecta un mod de control, capacitatea de a controla amortizoarele);

Afișarea unui unghi de rotație ПДЗ;

Indicarea nivelului apei în rezervor;

Descărcarea de urgență (în caz de revărsare de apă în rezervor);

Un grafic pentru urmărirea informațiilor de măsurare (starea nivelului apei și poziția valvei sunt afișate în grafic).

Figura 51 - Diagrama mimică a rezervorului de depozitare

În câmpul „Poziția poziției de teledetecție”, este afișat unghiul real de rotație al amortizorului (0-100%), ceea ce vă permite să urmăriți mai exact informațiile de măsurare.

Figura 52 - Poziția dispozitivului de teledetecție

Săgețile din stânga rezervorului își schimbă culoarea de la gri la verde atunci când coboară PLC (semnal din armele autopropulsate), adică. dacă săgeata este verde atunci nivelul apei este mai mare decât senzorul.

Glisorul de pe scară este un indicator de nivel (prin senzor de presiune metran) (0-100%).

Figura 53 - Indicator de nivel

Managementul poate fi realizat în două moduri:

) Automat.

Atunci când alegeți un mod, culoarea butonului corespunzător își schimbă culoarea de la gri la verde și acest mod devine activ pentru utilizare.

Butoanele „Deschide” și „Închidere” sunt utilizate pentru a controla supapele în modul manual.

În modul automat, este posibil să setați sarcini de care va depinde unghiul de rotație al dispozitivului de teledetecție.

În dreapta câmpului „sarcina 1” se introduce un nivel în rezervor, la care unghiul de rotație al dispozitivului de teledetecție va începe să scadă.

În dreapta câmpului „sarcina 2” este introdus nivelul din rezervor, la care dispozitivul de teledetecție va fi complet închis.

Supapa de urgență funcționează și în mod automat în cazul unei posibile revărsări de apă. Supapa de urgență se deschide dacă nivelul este depășit peste "sarcina 2" și când senzorul de nivel superior (ACS) este activat timp de 10 secunde.

Figura 54 - Resetare de urgență

Pentru o ușurință de monitorizare, informațiile de măsurare, starea nivelului apei și poziția amortizorului sunt afișate pe un grafic. Linia albastră indică nivelul apei din rezervor și poziția clapetei roșii.

Figura 55 - Graficul nivelului și poziției obturatorului

4 Concluzii din capitolul al treilea

În al treilea capitol, a fost elaborat algoritmul de funcționare a sistemului în mediul CoDeSys, a fost construită o diagramă bloc a funcționării sistemului și a fost elaborat un modul software pentru intrarea / ieșirea informațiilor în sistemul de control al procesului.

De asemenea, a fost dezvoltată o interfață pentru afișarea vizuală a informațiilor de măsurare folosind programul Trace Mode 6 pentru un sistem de control automat.

4. Partea organizațională - economică

1 Rentabilitatea sistemelor de control al procesului

Eficiența economică - eficacitatea sistemului economic, exprimată în raport cu rezultatele finale utile ale funcționării sale la resursele cheltuite.

Eficiența producției este suma eficienței tuturor întreprinderilor existente. Eficacitatea întreprinderii se caracterizează prin producerea de bunuri sau servicii la cel mai mic cost. Se exprimă în capacitatea sa de a produce volumul maxim de produse de calitate acceptabilă la cel mai mic cost și de a vinde aceste produse la cel mai mic cost. Eficiența economică a întreprinderii, în contrast cu eficiența sa tehnică, depinde de cât de mult îndeplinesc produsele sale cerințele pieței și nevoile consumatorilor.

Sistemele de control automat al proceselor asigură o eficiență sporită a producției prin creșterea productivității muncii, creșterea volumului producției, îmbunătățirea calității produselor, utilizarea rațională a mijloacelor fixe, a materialelor și a materiilor prime și prin reducerea numărului de angajați din întreprindere. Introducerea SU diferă de activitatea obișnuită privind introducerea de noi tehnologii, prin faptul că vă permite să transferați procesul de producție într-o etapă calitativă nouă de dezvoltare, caracterizată printr-o organizare (ordonare) superioară a producției.

O îmbunătățire calitativă a organizării producției se datorează creșterii semnificative a volumului de informații prelucrate în sistemul de control, o creștere accentuată a vitezei procesării acesteia și folosirii unor metode și algoritmi mai sofisticate pentru a dezvolta soluții de control decât cele care au fost utilizate înainte de introducerea sistemelor de control al procesului.

Efectul economic obținut în urma introducerii aceluiași sistem depinde de nivelul de organizare a producției (stabilitatea și reglarea procesului tehnologic (TP)) înainte și după introducerea sistemelor de control al procesului, adică poate fi diferit pentru întreprinderi diferite.

Motivul pentru dezvoltarea (sau implementarea) echipamentelor noi începe cu o evaluare tehnică, prin compararea designului proiectat cu cel mai bun dintre modelele interne și străine existente. Eficiența economică ridicată a unui dispozitiv sau dispozitiv nou se realizează prin stabilirea soluțiilor tehnice avansate. Ele pot fi exprimate printr-un sistem de indicatori tehnici și operaționali care caracterizează acest tip de dispozitiv. Indicatorii tehnici progresivi reprezintă baza obținerii unei eficiențe economice ridicate - criteriul final pentru evaluarea noilor tehnologii. Acest lucru nu scade din importanța indicatorilor tehnici în evaluarea eficienței economice.

De obicei, indicatorii economici ai eficienței echipamentelor noi sunt puțini și uniformi pentru toate industriile, iar indicatorii tehnici sunt specifici pentru fiecare industrie, iar numărul acestora poate fi foarte mare pentru a caracteriza în mod cuprinzător parametrii tehnici ai produselor. Indicatorii tehnici relevă măsura în care noul dispozitiv satisface nevoia de producție sau de lucru și în ce măsură este legat de alte mașini utilizate sau proiectate pentru același proces.

Înainte de a continua cu proiectarea (sau implementarea), este necesar să vă familiarizați complet și complet cu scopul pentru care dispozitivul este creat (implementat), studiați procesul tehnologic în care va fi utilizat și să vă faceți o idee clară despre cantitatea de muncă care trebuie efectuată de noul produs. Toate acestea ar trebui reflectate în evaluarea tehnică a noii mașini (dispozitiv) a produsului.

Evaluarea întreprinderii trebuie să țină seama de rezultatele și costurile de producție. Cu toate acestea, practica arată că evaluarea legăturilor de producție doar cu ajutorul indicatorilor abordării rentabile nu îi vizează întotdeauna să obțină rezultate finale ridicate ale activității, găsirea rezervelor interne nu contribuie de fapt la creșterea eficienței generale.

2 Calculul principalelor costuri ale sistemului de management

Atunci când se stabilește eficiența economică a introducerii mecanizării și automatizării, răspunsurile trebuie primite la următoarele întrebări:

cât de progresive sunt tehnic și economic mijloacele propuse de mecanizare și automatizare și dacă ar trebui acceptate pentru implementare;

care este magnitudinea efectului introducerii în producție.

Principalele costuri pentru crearea sistemului de control constau, de regulă, în costurile lucrărilor de pre-proiectare și proiectare Sn și în costurile achiziției de echipamente speciale instalate în sistemul de control. În același timp, costul lucrărilor de proiectare include, pe lângă costurile asociate dezvoltării proiectului, costurile dezvoltării suportului matematic și a introducerii sistemelor de control, precum și costul echipamentelor - pe lângă costul echipamentului de control al calculatorului, dispozitive pentru pregătirea, transmiterea și afișarea informațiilor, costurile acelor noduri ale echipamentelor tehnologice. a căror modernizare sau dezvoltare este cauzată de condițiile de funcționare ale echipamentelor din sistemul TP - APCS. Pe lângă costurile de creare a unui SU, o întreprindere suportă și costurile operațiunii sale. Astfel, costul anual al SU:

(30)

unde T este timpul de operare; de obicei T \u003d 5 - 7 ani; - costuri de exploatare anuale, ruble.

Costuri de operare pentru SU:

(31)

unde - fondul anual de salarii al personalului care servește SU, ruble .; - amortizarea și plata fondurilor, ruble .; - costurile utilităților (energie electrică, apă etc.), rub .; - costurile anuale ale materialelor și componentelor, ruble.

Taxe de amortizare și fond:

(32)

unde - costul echipamentelor de tipul i-a, rub .; - rata deprecierii pentru al doilea tip de echipament; - coeficientul de deduceri pentru fonduri.

Fondul anual de salarii al personalului care deservesc SU:

(33)

unde - timpul de funcționare al personalului de întreținere pentru anul, h; - rata medie pe oră a personalului, ruble .; - coeficientul de lucru al magazinului; m ′ - numărul de personal de serviciu și dispozitive specializate ale echipamentelor tehnologice ale personalului, persoanelor

Estimarea costurilor pentru sistemul de management include următoarele cheltuieli:

costurile echipamentelor de bază;

costuri suplimentare pentru echipament;

salariile lucrătorilor;

deduceri pentru nevoi sociale;

costul timpului calculatorului;

costuri generale

Salariul de bază al performerilor Sosn, rub, este determinat de formula:

C fondat \u003d T rezervă * t cu * b, (34)

unde tс este durata zilei de lucru, h (t \u003d 8 h); - costul este de 1 persoană-h (determinat prin împărțirea salariului lunar la numărul de ore care trebuie lucrat pe lună), rub-h.

Costul mediu de 1 persoană-h este de 75 de ruble

Complexitatea muncii este de 30,8 persoane-zile.

C fondat \u003d 30,8 * 8 * 75 \u003d 18,480 ruble. (35)

Salariu suplimentar Sdop, rub, se ia în valoare de 15% din salariul de bază.

Sdop \u003d 0,15 * 18,480 \u003d 2,772 ruble.

Deducții pentru nevoile sociale Sotch, ruble, se calculează din valoarea salariului principal și suplimentar în sumă de 26,2%

C tSS \u003d 0,262 * (C fondat + C suplimentar ), (36)

Sotch \u003d 0,262 * (18480 + 2772) \u003d 5568 rub.

Costurile materiale vezi sunt:

C1 - costul microcontrolerului PLC-150 (costul mediu este de 10.000 de ruble);

C2 - costul sursei de alimentare (cost mediu 1800 ruble);

C3 - costul echipamentelor cu senzori (cost mediu 4000 de ruble);

C4 - costul PC-ului (costul mediu al PC-ului 15.000 de ruble, Pentium DC E6700, GA-EG41MFT-US2H, 2 x 2 GB, 500 Gb);

C5 - alte cheltuieli (consumabile, fire, suporturi etc.);

Cm \u003d C1 + C2 + C3 + C4 + C5

C1 \u003d 10.000 rub.

C2 \u003d 1800 rub.

C3 \u003d 4000 rub.

C4 \u003d 15000 rub.

C5 \u003d 9000 rub.

Cm \u003d 10000 + 1800 + 4000 + 15000 + 9000 \u003d 39800 rub.

Timpul mașinii - perioada în care mașina (unitate, mașină-unealtă etc.) efectuează lucrări la prelucrarea sau mutarea produsului fără expunere directă la om.

Costul timpului calculatorului este determinat de formula:

C mv \u003d T mung * C martir , (37)

unde Tmash - timpul de utilizare a mijloacelor tehnice, h;

Tsmch - costul unei ore-mașină, care include deprecierea echipamentelor tehnice, costurile de întreținere și reparații, costul energiei electrice, rub-h.

Timpul de utilizare a mijloacelor tehnice este egal cu laboriositatea activității executanților și este de 412 ore.

Costul unei ore de mașină Tsmch este de 17 ruble.

Smv \u003d 412 * 17 \u003d 7004 ruble.

Costul general al Snack include toate costurile asociate cu gestionarea și întreținerea. Nu există astfel de costuri în acest caz.

Estimările de costuri pentru dezvoltarea sistemului automatizat de întreprinderi sunt prezentate în tabelul 0.

Tabelul 6 și costuri de dezvoltare

Element cost Cost SUA, RUB Procent din costul total al materialelor 39800 54.2 Salariu de bază1848025.1 Salariu suplimentar27723,7 Contribuții la asigurările sociale55687.5Costul timpului mașinii70049.5Total 73624100

Astfel, costurile sistemului de management sunt de 73.624 ruble.

Figura 56 - Principalele costuri ale sistemului de control

3 Organizarea proceselor de producție

Organizarea proceselor de producție constă în combinarea oamenilor, instrumentelor și obiectelor de muncă într-un singur proces de producție a bunurilor materiale, precum și în asigurarea unei combinații raționale în spațiu și timp al proceselor principale, auxiliare și de servire. Unul dintre aspectele principale ale formării structurii de producție este de a asigura funcționarea interconectată a tuturor componentelor procesului de producție: operațiuni pregătitoare, procese de producție de bază și întreținere. Este necesar să se justifice în mod cuprinzător cele mai raționale pentru forme specifice de producție și condiții tehnice și metode de organizare a anumitor procese.

Principiile de organizare a procesului de producție sunt punctele de pornire pe baza cărora se realizează construcția, operarea și dezvoltarea proceselor de producție.

Principiul diferențierii implică divizarea procesului de producție în părți separate (procese, operații) și consolidarea acestora pentru departamentele relevante ale întreprinderii. Principiul diferențierii se opune principiului combinației, ceea ce înseamnă unificarea tuturor sau a unor procese diverse pentru producerea anumitor tipuri de produse într-un singur amplasament, atelier sau producție. În funcție de complexitatea produsului, volumul de producție, natura echipamentelor utilizate, procesul de producție poate fi concentrat în orice unitate de producție (atelier, șantier) sau dispersat în mai multe departamente.

Principiul concentrării înseamnă concentrarea anumitor operațiuni de producție pentru producerea de produse omogene din punct de vedere tehnologic sau pentru efectuarea lucrărilor funcționale omogene la locurile de muncă individuale, secții, în magazine sau întreprinderi ale unei întreprinderi. Fezabilitatea concentrării muncii omogene la locurile de producție individuale este determinată de următorii factori: metode tehnologice comune care necesită utilizarea aceluiași tip de echipament; capacitățile echipamentelor, cum ar fi centrele de prelucrare; creșterea producției anumitor tipuri de produse; fezabilitatea economică a concentrării producției anumitor tipuri de produse sau efectuării unei lucrări omogene.

Principiul proporționalității constă în combinația logică a elementelor individuale ale procesului de producție, care este exprimat într-un anumit raport cantitativ dintre ele. Astfel, proporționalitatea capacității de producție implică egalitatea capacității secțiunilor sau a factorilor de încărcare a echipamentelor. În acest caz, capacitatea de producție a atelierelor de achiziții corespunde nevoii de semifabricare a atelierelor mecanice, iar prestația acestor ateliere corespunde nevoilor atelierului de asamblare în detaliile necesare. Aceasta implică cerința de a avea în fiecare atelier echipament, spațiu, forță de muncă într-o astfel de cantitate care să asigure funcționarea normală a tuturor departamentelor întreprinderii. Același raport între randament ar trebui să existe între producția principală, pe de o parte, și unitățile auxiliare și de servicii, pe de altă parte.

4.4 Concluzie în capitolul al cincilea

În acest capitol, în conformitate cu misiunea pentru proiectul de absolvire, a fost determinată eficiența economică a implementării sistemelor de control al proceselor. De asemenea, au fost luate în considerare principalele dispoziții și au fost calculate costurile de bază ale sistemului de management.

5. Securitatea vieții și protecția mediului

1 Siguranța vieții

Atunci când se creează sisteme de control automatizate complexe, se practică din ce în ce mai mult proiectarea sistemului, în primele etape ale cărora se ridică probleme de siguranță la locul de muncă și suport ergonomic, ceea ce ascunde rezerve mari pentru creșterea eficienței și fiabilității întregului sistem. Acest lucru se datorează luării în considerare a factorului uman în procesul șederii sale la locul de muncă. Principalul obiectiv al măsurilor de siguranță este de a proteja sănătatea umană de factori nocivi, precum șocuri electrice, iluminare insuficientă, zgomot crescut la locul de muncă, creșterea sau scăderea temperaturii aerului din zona de lucru, creșterea sau scăderea umidității aerului, creșterea sau scăderea mobilității aerului. Toate acestea sunt obținute ca urmare a implementării și implementării unui set de proceduri și măsuri interrelaționate în sens, logică și secvență care sunt realizate în timpul dezvoltării sistemului de mașini umane și în timpul funcționării acestuia. Tema proiectului de diplomă este „Un sistem automatizat pentru controlul procesului de tratare a apelor uzate după o spălare de mașini cu dezvoltarea unui modul software pentru microcontrolerul Berbec”. În legătură cu specificul acestui loc de muncă, întreprinderea efectuează tratarea apelor uzate cu clor, iar clorul se referă la substanțe periculoase din punct de vedere chimic (AHOV).

Prin urmare, pentru a asigura conservarea sănătății și a productivității ridicate a forței de muncă, este necesar să se investigheze factori periculoși și nocivi atunci când lucrați la întreprindere cu probabilitatea emisiilor de AHOV.

Factorii periculoși și nocivi atunci când lucrați cu AHOV

Intoxicații cu substanțe chimice periculoase accidentale (AHOV) în accidente și catastrofe are loc atunci când AHOV intră în organism prin organele respiratorii și digestive, pielea și mucoasele. Natura și severitatea leziunilor sunt determinate de următorii factori principali: tipul și natura efectului toxic, gradul de toxicitate, concentrația substanțelor chimice pe instalația afectată (teritoriul) și momentul expunerii la om.

Factorii de mai sus vor determina manifestările clinice ale leziunilor, care în perioada inițială pot fi:

) fenomene de iritare - tuse, dureri în gât și dureri în gât, lacrimare și dureri în ochi, dureri în piept, cefalee;

) creșterea și dezvoltarea fenomenelor din partea sistemului nervos central (SNC) - dureri de cap, amețeli, senzație de intoxicație și frică, greață, vărsături, euforie, coordonarea afectată a mișcărilor, somnolență, letargie generală, apatie etc.

Protecție împotriva factorilor periculoși și nocivi

Pentru a preveni eliberarea clorului, compania trebuie să respecte cu strictețe reglementările de siguranță, instruite la manipularea AHOV și efectuate controale pentru admiterea substanțelor periculoase.

Compania trebuie să aibă echipament de protecție în caz de urgență. Unul dintre astfel de mijloace de protecție este masca de gaz GP-7. Masca de gaz este concepută pentru a proteja sistemul respirator, vederea și fața unei persoane de substanțe toxice, aerosoli biologici și praf radioactiv (OV, BA și RP).

Figura 57 - Masca de gaz GP-7

Mască de gaz GP-7: 1 - partea din față; 2 - cutie absorbantă filtrelor; 3 - capac tricotat; 4 - ansamblu supape de inspirație; 5 - interfon (membrană); 6 - ansamblu supape de expirație; 7 - obturator; 8 - căptușeală (placă occipitală); 9 - curea frontală; 10 - curele temporale; 11 - curele bucale; 12 - catarame; 13 - geantă.

Masca de gaz GP-7 este unul dintre cele mai noi și mai avansate modele de mască de gaz pentru populație. Oferă protecție extrem de eficientă împotriva vaporilor de substanțe otrăvitoare, radioactive, bacteriene, de urgență chimice periculoase (AHOV). Are o rezistență redusă la respirație, asigură o sigilare sigură și o presiune scăzută a părții din față pe cap. Datorită acestui fapt, persoanele de peste 60 de ani și pacienții cu afecțiuni pulmonare și cardiovasculare îl pot folosi.

Figura 58 - timpul acțiunii de protecție a GP-7

Figura 59 - Caracteristicile tehnice ale GP-7

Accident cu clor

Când primiți informații despre accidentul cu AHOV, puneți protecția respiratorie, protecția pielii (mantie, pelerină), lăsați zona accidentului în direcția indicată în mesajul de la radio (televizor).

Pentru a părăsi zona de contaminare chimică ar trebui să fie în direcția perpendiculară pe direcția vântului. În același timp, evitați trecerea prin tuneluri, râuri și goluri - în locuri mici concentrația de clor este mai mare.

Dacă este imposibil să ieșiți din zona de pericol, stați în cameră și faceți etanșare de urgență: închideți ferestre, uși, deschideri de ventilație, coșuri de etanșare, sigilați fisurile din ferestre și la îmbinările cadrelor și urcați la etajele superioare ale clădirii.

Figura 60 - Schema de evacuare din zona de infecție

După ieșirea din zona de pericol, îndepărtați hainele exterioare, lăsați-l afară, faceți un duș, clătiți ochii și nasofaringele.Dacă apar semne de otrăvire: odihniți-vă, beți cald, consultați un medic.

Semne de intoxicații cu clor: dureri toracice ascuțite, tuse uscată, vărsături, dureri în ochi, lacrimare, afectarea coordonării mișcărilor.

Echipament de protecție personală: măști de toate tipurile, pansament de tifon umezit cu apă sau soluție de sodiu 2% (1 linguriță per pahar de apă).

Îngrijiri de urgență: îndepărtați victima din zona de pericol (transportul doar culcat), fără haine care îngreunează respirația, beți o cantitate mare de soluție de sodiu 2%, clătiți ochii, stomacul, nasul cu aceeași soluție și folosiți soluția de albucidă 30% în ochi. Întunecând camera, ochelari întunecați.

5.2 Protecția mediului

Sănătatea umană depinde direct de mediu și, în primul rând, de calitatea apei pe care o bea. Calitatea apei afectează viața corpului uman, performanțele sale și bunăstarea generală. Nu fără motiv, ecologie și, în special, problema apei curate a primit atât de multă atenție.

În timpul nostru de progres tehnologic dezvoltat, mediul este din ce în ce mai poluat. Deosebit de periculoasă este poluarea apelor uzate de către întreprinderile industriale.

Cei mai răspândiți poluanți ai apelor uzate sunt produsele petroliere - un grup neidentificat de hidrocarburi de petrol, ulei combustibil, kerosen, uleiuri și impuritățile acestora, care, datorită toxicității ridicate, aparțin, potrivit UNESCO, celor mai periculoși zece poluanți de mediu. Produsele petroliere pot fi în soluții sub formă emulsionată, dizolvată și pot forma un strat plutitor la suprafață.

Factorii de poluare a produselor petroliere

Unul dintre poluanții de mediu sunt apele uzate uleioase. Sunt formate în toate etapele tehnologice de producție și utilizare a uleiului.

Direcția generală de soluționare a problemei de prevenire a poluării mediului este crearea de industrii ne-deșeuri, cu deșeuri mici, fără drenaj și cu deșeuri scăzute. În acest sens, în timpul acceptării, depozitării, transportului și distribuției produselor petroliere către consumatori, ar trebui luate toate măsurile necesare pentru a preveni sau reduce pierderile acestora pe cât posibil. Această problemă ar trebui rezolvată prin îmbunătățirea mijloacelor tehnice și a metodelor tehnologice de prelucrare a produselor petroliere și a produselor petroliere la depozitele și stațiile de pompare. Împreună cu aceasta, dispozitivele locale prefabricate pentru diferite scopuri pot juca un rol util, permițându-vă să colectați scurgerile sau scurgerile de produse în forma lor pură, prevenind îndepărtarea lor cu apă.

Cu posibilități limitate de utilizare a produselor menționate mai sus la depozitele de petrol, se formează ape uzate contaminate cu produse petroliere. În conformitate cu cerințele documentelor de reglementare existente, acestea sunt supuse unei curățări destul de profunde. Tehnologia de curățare a apei uleioase este determinată de starea dispersată în fază a sistemului ulei-apă rezultat. Comportamentul produselor petroliere în apă este cauzat, de regulă, de densitatea lor mai mică în comparație cu densitatea apei și solubilitatea extrem de scăzută în apă, care este aproape de zero pentru soiurile grele. În acest sens, principalele metode de purificare a apei din produsele petroliere sunt mecanice și fizico-chimice. Dintre metodele mecanice, sedimentarea a găsit cea mai mare aplicație, iar filtrarea și centrifugarea într-o măsură mai mică. Dintre metodele fizico-chimice, flotarea, care este uneori denumită metode mecanice, atrage atenția.

Tratarea apelor uzate din produsele petroliere prin rezervoare de sedimentare și capcane de nisip

Capcanele de nisip sunt concepute pentru a izola impuritățile mecanice cu o dimensiune a particulelor de 200-250 microni. Necesitatea unei separații prealabile a impurităților mecanice (nisip, scară etc.) este cauzată de faptul că, în absența capcanelor de nisip, aceste impurități sunt eliberate în alte stații de tratare și, astfel, complică funcționarea acestora.

Principiul funcționării capcanei de nisip se bazează pe o schimbare a vitezei de mișcare a particulelor grele solide în fluxul de fluid.

Capcanele de nisip sunt împărțite în orizontale, în care lichidul se mișcă într-o direcție orizontală, cu mișcare rectilinie sau circulară a apei, verticală, în care lichidul se mișcă vertical în sus și capcane cu nisip cu mișcare de șurub (translațional-rotațională) a apei. Acestea din urmă sunt împărțite în tangențiale și aerate, în funcție de metoda de creare a unei mișcări elicoidale.

Cele mai simple capcane orizontale sunt rezervoare cu secțiune transversală triunghiulară sau trapezoidală. Adâncimea capcanelor de nisip este de 0,25-1 m. Viteza apei în ele nu depășește 0,3 m / s. Capcanele de nisip cu mișcare circulară a apei sunt realizate sub forma unui rezervor rotund conic cu o tavă periferică pentru curgerea apei uzate. Nămolul este colectat într-un fund conic, de unde este trimis pentru prelucrare sau depozitare. Se folosesc la debite de până la 7000 m3 / zi. Capcanele verticale de nisip au o formă dreptunghiulară sau rotundă, în ele apele uzate se deplasează cu un debit vertical în sus cu o viteză de 0,05 m / s.

Proiectarea capcanei de nisip este aleasă în funcție de cantitatea de apă uzată, concentrația de solide suspendate. Capcane de nisip orizontale sunt cel mai frecvent utilizate. Din experiența depozitelor de ulei rezultă că capcanele orizontale de nisip trebuie curățate cel puțin o dată la 2-3 zile. La curățarea capcanelor de nisip, este de obicei utilizat un elevator hidraulic portabil sau staționar.

Sedimentarea este metoda cea mai simplă și cea mai frecvent utilizată pentru separarea impurităților grosiere dispersate de apele uzate care, sub influența forței gravitaționale, se așează pe fundul bazinului sau plutesc pe suprafața sa.

Întreprinderile de transport a petrolului (depozite de petrol, stații de pompare a uleiului) sunt echipate cu diverse rezervoare de sedimentare pentru colectarea și purificarea apei din ulei și produse petroliere. În acest scop, sunt utilizate de obicei rezervoare standard din oțel sau beton armat, care pot funcționa ca rezervor de depozitare, rezervor de decantare sau rezervor tampon, în funcție de schema tehnologică de tratare a apelor uzate.

Pe baza procesului tehnologic, apa contaminată a depozitelor de petrol și a stațiilor de pompare a uleiului curge inegal în stațiile de tratare. Pentru o furnizare mai uniformă de apă contaminată instalațiilor de tratare, se folosesc rezervoare tampon, care sunt echipate cu dispozitive de distribuție a apei și de colectare a uleiului, conducte pentru alimentarea și evacuarea apei uzate și a uleiului, un ecartament, aparat de respirație etc. Întrucât uleiul din apă se află în trei stări (ușor, greu de separat și dizolvat), odată în rezervorul tampon, uleiul ușor și parțial dificil de separat plutește la suprafața apei. Până la 90-95% din uleiurile ușor separate sunt separate în aceste rezervoare. Pentru aceasta, în schema stației de tratare sunt instalate două sau mai multe rezervoare tampon, care funcționează periodic: umplere, nămol, pompare. Volumul rezervorului este selectat din calculul timpului de umplere, pompare și nămol, iar timpul nămolului este luat de la 6 la 24 de ore. Astfel, rezervoarele tampon (rezervoare de sedimentare) nu numai că netezesc fluxul inegal al apelor uzate către stațiile de epurare, ci și reduc semnificativ concentrația de ulei în apă.

Înainte de a pompa apa decontată din rezervor, uleiul emergent și sedimentele precipitate sunt mai întâi îndepărtate, după care apa clarificată este pompată. Pentru a îndepărta sedimentele din partea de jos a rezervorului, drenajul se face din țevi perforate.

O caracteristică distinctivă a rezervoarelor de sedimentare dinamice este separarea impurităților din apă în timpul mișcării fluidelor.

În rezervoarele de decantare dinamice sau rezervoarele de decantare continuă, fluidul se deplasează în direcție orizontală sau verticală, de aceea rezervoarele de decantare sunt împărțite în verticală și orizontală.

Baza verticală este un rezervor cilindric sau pătrat (în plan), cu fundul conic pentru comoditatea colectării și pompării sedimentului precipitat. Mișcarea apei în bazinul vertical are loc de jos în sus (pentru particulele depuse).

Baza orizontală este un rezervor dreptunghiular (în plan) de 1,5-4 m înălțime, lățime de 3-6 m și lungime de până la 48 m. Precipitatul depus în partea de jos este mutat în groapă cu raclete speciale și îndepărtat de la acesta cu un elevator hidraulic, pompe sau alte dispozitive. rezervor de sedimentare. Impuritățile suprafete sunt îndepărtate folosind raclete și tăvi transversale instalate la un anumit nivel.

În funcție de produsul prins, rezervoarele de decontare orizontale sunt împărțite în capcane de nisip, capcane de ulei, capcane de ulei, capcane de gaz, capcane de unsoare etc. Unele tipuri de capcane de ulei sunt prezentate în figura 0.

Figura 61 - Capcane de ulei

În sumele circulare circulare, apa se deplasează de la centru la periferie sau invers. Sumele radiale de mare capacitate utilizate pentru tratarea apelor uzate au un diametru de până la 100 m și o adâncime de 5 m.

Gropile radiale cu o intrare centrală a apelor uzate au viteze de intrare crescute, ceea ce duce la utilizarea mai puțin eficientă a unei părți semnificative din volumul soclului în raport cu gropile radiale cu o intrare periferică a apelor uzate și colectarea apei purificate în centru.

Cu cât este mai mare înălțimea sumei, cu atât este nevoie de mai mult timp pentru ca particulele să se ridice pe suprafața apei. Iar acest lucru, la rândul său, este asociat cu o creștere a lungimii sumei. Prin urmare, este dificil de intensificat procesul de sedimentare în capcanele de ulei ale structurilor convenționale. Odată cu creșterea dimensiunii rezervoarelor de sedimentare, caracteristicile hidrodinamice ale sedimentării se deteriorează. Cu cât stratul lichid este mai subțire, procesul de ascensiune (subsidență) are loc mai rapid, ceteris paribus. Această poziție a dus la crearea de rezervoare de sedimentare în strat subțire, care prin design pot fi împărțite în tubulare și lamelare.

Elementul de lucru al bazinului tubular este o țeavă cu un diametru de 2,5-5 cm și o lungime de aproximativ 1 m. Lungimea depinde de caracteristicile poluării și de parametrii hidrodinamici ai debitului. Aplicați garnituri tubulare cu o pantă mică (10) și mare (până la 60) a conductelor.

Gropile cu o pantă mică a țevii lucrează pe un ciclu periodic: clarificarea apei și conductele de spălare. Este recomandabil să folosiți aceste colonizatoare pentru clarificarea apelor uzate cu o cantitate mică de impurități mecanice. Eficiența de clarificare este de 80-85%.

În garnituri tubulare înclinate abrupt, locația tuburilor face ca sedimentul să alunece în jos de tuburi și, prin urmare, nu este necesar să le spălați.

Durata sumelor practic nu depinde de diametrul tuburilor, dar crește odată cu creșterea lungimii.

Blocurile tubulare standard sunt fabricate din polivinil sau polistiren. De obicei, se folosesc blocuri cu o lungime de aproximativ 3 m, o lățime de 0,75 m și o înălțime de 0,5 m. Mărimea elementului tubular în secțiunea transversală este de 5x5 cm. Modelele acestor blocuri vă permit să montați secțiuni ale acestora pentru orice performanță; secțiuni sau blocuri individuale pot fi ușor instalate în rezervoarele de decantare verticale sau orizontale.

Barele lamelare constau dintr-o serie de plăci montate paralel, între care se mișcă fluidul. În funcție de direcția de mișcare a apei și de sedimentul precipitat (cu suprafață), rezervoarele de sedimentare sunt împărțite în flux direct, în care coincid direcția de mișcare a apei și a sedimentelor; contracurent, în care apa și sedimentele se mișcă una spre cealaltă; cruce, în care apa se mișcă perpendicular pe direcția de mișcare a sedimentelor. Cele mai răspândite sunt rezervoarele de sedimentare în contracurent.

Figura 62 - Sumps

Avantajele garniturilor tubulare și ale plăcilor sunt eficiența lor datorită volumului mic de construcție, posibilitatea folosirii materialelor plastice mai ușoare decât metalul și care nu se corodează în medii agresive.

Un dezavantaj comun al rezervoarelor de sedimentare în strat subțire este necesitatea creării unui rezervor pentru separarea preliminară a particulelor de ulei ușor de separat și a cheagurilor mari de ulei, scară, nisip etc. Cheagurile au o flotabilitate zero, diametrul lor poate atinge 10-15 cm la o adâncime de câțiva centimetri. Astfel de cheaguri dezactivează foarte rapid rezervoarele de sedimentare în strat subțire. Dacă unele dintre plăci sau conducte sunt înfundate cu astfel de cheaguri, restul va crește debitul de lichid. Această situație va duce la deteriorarea sumei. Schemele schemelor rezervoarelor de sedimentare sunt prezentate în figura 0.

5.3 Concluzii din capitolul al cincilea

În această secțiune, au fost luate în considerare principalele probleme de siguranță a vieții și protecția mediului. A fost realizată o analiză a factorilor de producție periculoși și nocivi. De asemenea, s-a realizat dezvoltarea unor măsuri de protecție pentru eliberarea clorului. În plus, în acest capitol au fost luate în considerare principalele sarcini pentru protejarea mediului, a fost propusă instalarea unui rezervor de decantare orizontală pentru tratarea apelor uzate din produsele petroliere.

concluzie

În cadrul acestui proiect de absolvire, software-ul a fost dezvoltat pentru sistemul de control automat al tratării apelor uzate după o spălare auto.

Au fost luate în considerare elementele de bază ale funcționării și metodele moderne de tratare a apelor uzate. Și, de asemenea, capacitatea de a automatiza aceste procese. S-a făcut o analiză a hardware-ului (controlere PLC programabile logic) și software pentru sistemele de control.

A fost dezvoltat hardware-ul sistemului de control pentru controlul procesului de tratare a apelor uzate.

Este dezvoltat un algoritm pentru funcționarea sistemului în mediul CoDeSys. În mediul Trace Mode 6 a fost dezvoltată o interfață de afișare vizuală.

Referințe

automatizarea tratării apelor uzate

1. Prelegeri despre cursurile „Electronică” și „Măsurări tehnice și instrumente”. Kharitonov V.I.

2. „Managementul sistemelor tehnice” Kharitonov VI, Bunko EB, K.I. Mesha, E.G. Murachov.

3. „Electronica” Savelov N.S., China V.I.

Documentație tehnică pentru spălarea autovehiculelor MGUP Mosvodokanal.

Zhuromsky V.M. Curs de prelegeri cu privire la cursul „Mijloace tehnice”

Kazinik E.M. - Orientări pentru implementarea părții organizatorice și economice - Moscova, editura MGTU MAMI, 2006. - 36.

Sandulyak A.V., Sharipova N.N., Smirnova E.E. - Orientări pentru implementarea secțiunii „siguranța vieții și protecția mediului” - Moscova, editura MGTU MAMI, 2008. - 22 p.

Documentație tehnică MGUP "Mosvodokanal"

Stakhov - Tratarea apelor uzate uleioase din întreprinderile de depozitare și transport a petrolului - Leningrad Nedra.

Resursele site-ului http://www.owen.ru.

Metoda se referă la domeniul automatizării proceselor de tratare a apelor uzate, în special pentru tratarea efluenților din întreprinderi industriale. Metoda include neutralizarea efluentului prin furnizarea fie a unei soluții acide, fie a unei soluții alcaline pentru a atinge o valoare de pH predeterminată. O soluție acidă sau o soluție alcalină este alimentată într-un rezervor de efluenți industriali. Drenele, în funcție de concentrația lor, intră fie în electrocoagulator, fie în galvanocoagulatorul pentru curățare. Reglarea calității curățării în electrocoagulator se realizează prin reglarea curentului în funcție de conductivitatea efluentului. După aceea, procesul de depunere este efectuat prin curgerea efluenților din soclu în bazin folosind valve electrice. Pentru a accelera procesul de depunere, poliacrilamida este alimentată, precipitatul nedizolvat este trecut prin filtre de sare și filtre fine, apoi deshidratat și efluenți curați intră pe linia de acoperire galvanică. Această metodă îmbunătățește calitatea tratării apelor uzate industriale pentru utilizare în ciclul invers. 1 bolnav.

Invenția se referă la domeniul automatizării proceselor de tratare a apelor uzate, în special pentru tratarea apelor uzate a întreprinderilor industriale.O metodă este cunoscută pentru controlul automat al procesului de coagulare prin controlul simultan al fluxului de acid și coagulant în reactor și controlarea culorii apei, în timp ce debitul coagulant este controlat în funcție de culoarea apei de pe evacuarea reactorului și consumul de acid în funcție de valoarea pH-ului apei la ieșirea reactorului (SU 1655830 A1, 15/06/1991) Cu toate acestea, această metodă nu atinge precipitații complete ioni, care reduce calitatea curățării. O metodă este cunoscută pentru controlul automat al procesului de tratare a apelor uzate a întreprinderilor industriale, inclusiv măsurarea pH-ului apei purificate, reglarea debitului în aparat, măsurând potențialul redox al apei purificate, generând un semnal de instalare a regulatorului, comparând-o cu o valoare dată funcționează, în urma cărora generează un semnal de nepotrivire și reglează debitul întreprinderilor industriale care utilizează regulatorul prin dispozitiv surse în funcție de cantitatea de nepotrivire a dependenței stabilite experimental (RU 2071951 C1, 20.01.1997). Dezavantajul acestei metode este calitatea scăzută a tratării apelor reziduale industriale, incapacitatea de a le folosi în ciclul invers. Rezultatul tehnic obținut prin implementarea acestei invenții este îmbunătățirea calității curățării ape uzate industriale destinate utilizării în ciclul invers. Rezultatul tehnic este obținut prin faptul că în metoda de control automat a procesului de epurare a apelor uzate Conform invenției, o soluție acidă sau o soluție alcalină este alimentată într-un rezervor de depozitare a efluenților industriali, apoi efluentul, în funcție de concentrația lor, este fie livrat la un electrocoagulator, fie la un galvanocoagulator pentru curățare, în plus, controlul de calitate al curățării în electrocoagulator se realizează prin reglarea curentului în funcție de conductivitatea efluentului, după care procesul de depunere se efectuează după poliacrilamida este introdusă în rezervorul de decantare cu ajutorul unor supape electrice pentru a accelera procesul de depunere, sedimentele nedizolvate sunt trecute prin filtre de sare și filtre fine, apoi deshidratate și drenele curate intră pe linia de acoperire galvanică. că utilizarea metodelor de automatizare existente nu permite tratarea apelor uzate din ioni de metale grele, ceea ce face imposibilă introducerea se acoperă în ciclul de lucru al întreprinderii, în timp ce în invenția revendică există o purificare completă a apelor uzate industriale, care se realizează treptat sub controlul diverșilor senzori, permițând neutralizarea efluentului în prima etapă, apoi le supune electrocoagulării sau galvanocoagulării, controlând în același timp calitatea tratamentului folosind curent electric alternativ prin furnizarea unei soluții saline, deshidratează sedimentele și apoi folosește-l, de exemplu, în galvanic producția de com și utilizați apa separată în alimentarea cu apă care circulă. Schema de automatizare a tratării apelor uzate industriale prezentată în desen include: un acumulator de ape uzate 1, un senzor de nivel 2, un indicator de nivel 3, un rezervor de dozare a acidului 4, o supapă electrică 5, un rezervor de dozare alcalină 6, o supapă electrică 7, o pompă de canalizare 8, un electrocoagulator 9 , coagulator galvanic 10, supapă electrică 11, solvent salin 12, blocare electrică 13, rezervoare de sedimentare 14, rezervor de dozare de poliacrilamidă 15, supapă electrică 16, recipient pentru efluenții tratați 17, filtru de sare 18, filtru fin 19, pompă purificată cătușe 20, o supapă electrică 21, un procesor de deshidratare a nămolului 22, un senzor pH-metru 23, un contor de pH 24, un ampermetru DC 25 al unității de redresare a electrocoagulatorului, un contor 27, electrozi 27, un ohmmetru 28, un senzor de nivel 29, un comutator de nivel 30. Metoda este implementată după cum urmează: Apele uzate de producție, de exemplu, apele uzate din magazinul galvanic, sunt alimentate colectorului de ape uzate 1. La atingerea unui nivel superior predeterminat în colectorul de apă uzată 1, senzorul de nivel 2 dă un impuls dispozitivului de semnalizare de nivel 3, care la rândul său q dă comanda să pregătească efluenții pentru tratament cu o valoare dată de pH. Pentru a face acest lucru, fie soluția acidă din rezervorul de dozare 4 cu ajutorul unei supape electrice 5, fie soluția alcalină din rezervorul de dozare 6 cu ajutorul unei valve electrice 7 este furnizată automat rezervorului de efluenți 1. După atingerea pH-ului presetat în rezervorul de efluenți 1, care este detectat cu ajutorul unui senzor de pH 23 de metri cu un pHmetru care reglează 24, un pHmetru care reglează 24 dă comanda să pornească pompa de alimentare cu canalizare 8. În funcție de concentrația efluenților, acestea din urmă sunt alimentate fie la un electrocoagulator 9 (la concentrație mare), fie la un galvanocoagulator 10 (la indicatori de concentrație medie sau mică), unde se tratează apele uzate. Calitatea tratării apelor reziduale în electrocoagulator este reglată prin reglarea curentului în electrocoagulator prin furnizarea de soluție de sare din solventul de sare 12 la canalul de scurgere 1, cu ajutorul unei supape electrice 11 controlate de un ampermetru de reglare 26, conectat la ieșirea unui ampermetru de curent continuu 25 al unității de redresare a electrocoagulatorului, pentru a schimba conductivitatea alimentat în electrocoagulator 9. Dacă, în timpul procesului de curățare, valoarea curentului electric din electrocoagulator scade sub La valoarea setată, supapa electrică 11 se deschide automat, iar curentul atinge valoarea setată. Dacă în timpul procesului de curățare, valoarea curentului electric din electrocoagulatorul 9 crește peste valoarea setată, supapa electrică 11 se închide automat, iar curentul scade la valoarea specificată. Calitatea tratării apelor uzate din coagulatorul galvanic este controlată prin reglarea fluxului de apă uzată în coagulatorul galvanic folosind supapa electrică 21 în funcție de concentrația efluentului. Monitorizarea și reglarea concentrației de efluenți din acumulator 1 se realizează folosind un senzor 27 și un ohmmetru care reglează 28. Pentru a exclude evacuarea de efluenți netratați din electrocoagulatorul 9 în situații de urgență (de exemplu, înfundarea conductei atunci când soluția salină este furnizată acumulatorului de efluenți 1), blocarea electrică 13 este pornită. dacă valoarea curentului electric din electrocoagulatorul 9 pentru un timp critic este sub valoarea setată, pompa de canalizare 8 este oprită automat și accidentul se aprinde un panou de lumină limpede, fluxul de efluenți încetează. Efluentul tratat din electrocoagulatorul 9 și din coagulatorul galvanic 10 curge prin gravitație către primul colector 14, unde se instalează sedimentul insolubil. Pentru a accelera procesul de sedimentare, poliacrilamida este introdusă automat în primul soclu 14 din rezervorul de dozare 15 cu ajutorul unei supape electronice 16. Pentru o depunere mai completă a nămolului nedizolvat, a 2-a și a 3-a garnituri 14 sunt conectate în serie între ele. nămol nedizolvat. După ce procesul de sedimentare este efectuat în sistemul rezervoarelor de sedimentare, gravitația curge în rezervor pentru efluenții tratați 17. Este indicată de senzorii de nivel 29 cu un indicator de nivel 30. Când drenurile ajung la nivelul superior al senzorului 29 din rezervorul pentru apele uzate tratate 17, pompa 20 se pornește automat, care furnizează apa uzată filtrului de sare 18, iar apoi filtrului fin 19, de unde apa uzată curată introduceți linii de acoperire galvanică sau scheme tehnologice ale altor industrii.

Revendicările

O metodă pentru controlul automat al procesului de tratare a apelor uzate a întreprinderilor industriale, inclusiv neutralizarea efluentului prin furnizarea fie a unei soluții acide, fie a unei soluții alcaline pentru a atinge o valoare de pH predeterminată, caracterizată prin aceea că soluția acidă sau soluția alcalină sunt alimentate în rezervorul de efluenți industrial, apoi efluenții sunt livrați în funcție de concentrația lor sau într-un electrocoagulator sau într-un coagulator galvanic pentru curățare, iar calitatea curățării în electrocoagulator este reglată prin reglarea curentului în funcție de conductivitatea electrică a efluentului, după care procesul de precipitare se realizează prin curgerea efluentului de la gropi la gură cu ajutorul unor supape electrice, pentru a accelera procesul de depunere, poliacrilamida este alimentată, nămolul nedizolvat este trecut prin filtre de sare și filtre fine, apoi deshidratat și drenele curate intră pe linia galvanică acoperire.

Ar putea fi util să citiți: