Исследование логической системы управления

Российский  химико-технологический университет  им. Д.И. Менделеева

Кафедра компьютерно-интегрированных  систем в химической технологии

 

Лабораторная  работа №2

Исследование  логической системы управления

Вариант 2

Выполнили студенты гр. К-42: Кузнецова Е. В.

Юрицына М.Г.

Провериа Михайлова П.Г.

Сдано на проверку «__»_________2013 года

В срок/ Досрочно/ С опозданием

	Оценка	Замечания
Оформление
Теоретическая часть
Практическая часть
Исследовательская часть
Программа
Выводы
Защита работы
Итоговая оценка

Москва 2013

Оглавление

1.Задание 3

 2.  Разработка совмещенной схемы 3

3. Технологическая схема получения нитрата кальция и гидроксида кальция 3

4. Построение диаграммы Гантта 3

5. Длительности технологических операций 3

6. Разработка логической системы управления на основе сети Петри Ошибка! Закладка не определена.

7. Построение сети Петри совмещенной схемы производства Ca(NO₃)₂ и Ca(OH)₂ 3

Матрица t-P 3

Матрица P-t 3

Матрица t-x 3

Матрица P-z 3

Выводы 3

 

 

 

1. Задание

Составить технологическую  схему получения нитрата кальция  и гидроксида кальция. Определить точки  контроля и регулирования. Построить  диаграмму Гантта и выяснить, можно  ли эти продукты выпускать совместно  и если да, то в каком порядке. Разработать сеть Петри с входом и выходом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Разработка совмещенной схемы

Производство Ba(OH)2

Ba(ОН)2 реактивный  получают путем очистки гидроксида  бария технического от примесей. Способ очистки – кристаллизация. Производство включает в себя  следующие стадии: 

• растворение гидроксида бария технического;
• фильтрация полученной раствора;
• кристаллизация;
• центрифугирование;
• сушка;
• фасовка готовой продукции.

 
На стадии центрифугирования происходит разделение материального потока на два: первый идет на получение товарного  гидроксида бария; второй – направляется на стадию карбонизации для получения  бария углекислого.

Производство бария  углекислого

Барий углекислый реактивный получают карбонизацией раствора гидроксида бария газообразной углекислотой. Процесс  протекает по реакции:

Ba(OH)2 + H2CO3 = BaCO3 + 2H2O

и включает в себя следующие стадии:

• получение гидроксида бария полуфабриката;
• карбонизация;
• промывка и отжим пасты;
• сушка;
• фасовка готового продукта

 

 

Технологическая схема получения карбоната бария и гидроксида бария

Построение диаграммы  Гантта

Основные  формулы для расчета времени основных операций.

Время фильтрования.

 

 

 

µ – вязкость

R_ос – сопротивление слоя осадка

R_ф.п. – сопротивление фильтровальной перегородки

F – поверхность фильтрации

Δp – разность давлений

V_ф-та – объем слоя осадка

V_{пр. ж-ти} – объем промывной жидкости

Под вспомогательными операциями понимается выгрузка осадка и регенерация  фильтровальной перегородки.

 

Время загрузки и выгрузки (для аппаратов с плоским или эллиптическим днищем).

 

F – площадь поперечного сечения аппарата

f – площадь поперечного сечения штуцера

µ – коэффициент расхода

h_н – начальная высота жидкости в аппарате

 

Время перемешивания.

 

 

R_a – радиус аппарата

r_m – радиус мешалки

k – зависит от типа мешалки

n – степень однородности среды

Время нагревания и охлаждения.

 

 

t_p1 – конечная температура нагревания

t_p2 – начальная температура охлаждения

m_а, m_р.м. – массы аппарата и реакционной массы соответственно

C_а, С_р.м. – теплоемкости аппарата и реакционной массы соответственно

K – коэффициент теплопередачи

F – поверхность теплообмена

 

Длительности технологического цикла совмещенной ХТС.

 

 

Длительность технологического цикла совмещенной ХТС складывается из суммы длительностей до лимитирующей стадии в производстве 1-го продукта в последовательности, суммы по продуктам (кол-во партий умножается на длительность лимитирующей стадии) и суммы длительностей  стадий после лимитирующей в производстве последнего продукта в последовательности.

 

 

 

Длительности технологических  операций

Производство Вa(ОН)₂.

Номер ТО	Время	Название
Т11	2ч	Растворение гидроксида бария
Т12	3ч	Фильтрация
Т13	3ч	Кристаллизация
Т14	3ч	Центрифугирование
Т15	3ч	Сушка
Т16	1ч	Фасовка готовой продукции

 

Производство ВaСO₃.

Номер ТО	Время	Название
Т21	11ч	Получение полуфабриката
Т22	3ч	Карбонизация
Т23	3ч	Промывка и отжим
Т24	3ч	Сушка
Т25	1ч	Фасовка готовой продукции

 

Диаграмма Гантта.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Построение сети Петри  совмещенной схемы производства Вa(OН)₂ и ВaСO₃

Элемент сети Петри	Описание	Управляющий элемент		Способ фиксирования состояния			Вход	Выход
Мерник
	Загрузка	K1						Z1
	Мерник загружен						X1
	Выгрузка	K2						Z2
	Мерник пуст						X2
Реактор
	Загрузка	K2						Z2
	Реактор загружен			,			X2
	Растворение
	Растворение завершено						X3
	Выгрузка	K3						Z3
	Реактор пуст						X4
Фильтр
	Загрузка	K3						Z3
	Фильтр загружен			,			X4
	Фильтрация	K4						Z4
	Фильтр пуст						X5
Кристаллизатор
	Загрузка	K4						Z4
	Кристаллизатор загружен						X5
	Охлаждение	K5,K6						Z5,Z6
	Охлаждение окончено						X6
	Кристаллизация
	Кристаллизация окончена						X7
	Выгрузка	K7						Z7
	Кристаллизатор пуст						X8
Центрифуга
	Загрузка	K7						Z7
	Центрифуга загружена			,			X8
	Центрифугирование
	Центрифугирование завершено						X9
	Выгрузка	K8						Z8
	Центрифуга пуста						X10
Сушильный аппарат
	Загрузка	K8						Z8
	Аппарат загружен			,			X10
	Сушка
	Сушка окончена						X11
	Выгрузка	K9						Z9
	Аппарат пуст						X12
Сборник
	Загрузка		K8					Z8
	Сборник загружен				,	X10
	Выгрузка		K10					Z10
	Сборник пуст					X13
Элемент сети Петри	Описание	Управляющий элемент		Способ фиксирования состояния			Вход	Выход
Мерник 2
	Загрузка	K11						Z11
	Мерник загружен						X14
	Выгрузка	K12						Z12
	Мерник пуст						X15
Реактор 2
	Загрузка	K10,К12						Z10,Z12
	Реактор загружен			,			X13,X15
	Карбонизация
	Р.м. карбонизирована						X16
	Выгрузка	K13						Z13
	Реактор пуст						X17
Фильтр 2
	Загрузка	K13						Z13
	Фильтр загружен			,			X17
	Промывка и отжим							Z14
	Промывка и отжим окончены						X18
	Выгрузка	K14						Z15
	Фильтр пуст						X19
Сушильный аппарат 2
	Загрузка	K14						Z15
	Аппарат загружен			,			X19
	Сушка
	Сушка окончена						X20
	Выгрузка	K15						Z16
	Аппарат пуст						X21

 

 

 

 

Матрица t-P

P1

P2

P3

P4

P5

P6

P7

P8

P9

P10

P11

P12

P13

P14

P15

P16

P17

P18

P19

P20

P21

P22

P23

P24

P25

P26

P27

P28

P29

P30

t1

+

t2=t3

+

t4

+

t5=t6

+

t7=t8

+

t9

+

t10

+

t11=t12=t14

+

t13

+

t15=t16

+

t17

+

t18

t19

+

t20=t21=t22

+

t23

+

t24=t25

+

t26

+

t27=t28

+

t29

+

t30

Матрица P-t

t1

T2=t3

t4

t5=t6

t7=t8

t9

t10

t12=t11=t14

t13

t15=t16

t17

t18

t19

t20=t21=t22

t23

t24=t25

t26

t27=t28

t29

t30

P1

+

P2

+

P3

+

P4

+

P5

+

+

P6

+

P7

+

P8

+

P9

+

P10

+

P11

+

P12

+

P13

P14

+

P15

+

P16

+

P17

+

P18

+

P19

+

P20

+

P21

+

P22

P23

+

+

P24

+

P25

+

P26

+

+

P27

+

P28

+

P29