+380 67 647 1954

+380 66 940 7550 aleksey@flppotapov.com.ua potapovalekseya@gmail.com

Термостат для химического реактора

Термостат для управления химическим реактором.

Пример комплексного решения задачи.  Действующий проект, только для демонстрации наших возможностей

Исходные данные:

Химический реактор – агрегат для проведения химических реакций

Назначение химического реактора – выработка конечного продукта из исходных компонентов.

Химический реактор, по сути, представляет собой герметичную кастрюлю из нержавеющей стали, для перемешивания продукта используется мешалка. Внутри реактора происходит химическая реакция, нагрев происходит за счет теплоносителя.

Теплоноситель при помощи циркуляционного насоса прокачивается через нагреватель и рубашку химического реактора.

В зависимости от рабочих температур в качестве теплоносителя используется минеральное масло или полиметилсилоксан (ПМС).

Управление мешалкой производится при помощи преобразователя частоты, частота от 0-50Гц, с пересчетом в обороты мешалки от 0 до 260 об./мин., мощность двигателя 2,2кВт, ограничение момента двигателя.

Для нагрева теплоносителя используются тэны общей мощностью 27кВт. Для увеличения точности нагрева тэны разбиты на две группы, грубо и точно, а также введен гистерезис нагрева.

Группа 1: мощность 18кВт – нагрев грубо.

Группа 2: мощность 9кВт – для нагрева точно.

Ключевое требование: минимальная цена без снижения качества регулирования и надежности установки.   

Техническое задание:

Исходя из всего вышеперечисленного, было сформировано техническое задание, т.е. основные требования к термостату химического реактора.

  • Датчик температуры: температура внутри реактора.
  • Температурный диапазон: измерение от -50 до 500°С, поддержания от 0 до 250°С
  • Тип датчика: термометр сопротивления с градуировкой PT100.
  • Погрешность измерения температуры: 0,05% + (±0,1°С).
  • Погрешность поддержания температуры: не более 5°С.
  • Программная калибровка измерительного канала.
  • Мощность нагревателя 27кВт.
  • Мощность преобразователя частоты не менее 2,2кВт.
  • Диагностическая система: контроль работоспособности датчика температуры; контроль работоспособности преобразователя частоты.
  • Графики процесса, сигнализация режимов работы и сбоев.
  • Возможность интеграции в общую производственную сеть.
  • Модульная конструкция для быстрого ремонта и модернизации.
  • Соответствие требованиям качества электросетей.
  • Механический аварийный термостат.

Нами была разработана электроника и проведена автоматизация:

  • Контроллер.
  • Двухпозиционный термостат.
  • Преобразователь частоты.
  • СКАДА - система, для панели оператора.
  • Проект электрического шкафа управления, принципиальная схема, схема установки аппаратов, чертеж отверстий для крепления аппаратов, монтажная схема.
  • Инструкция по эксплуатации термостата.
  • Произведен монтаж и наладка установки.

Контроллер является устройством сбора и обработки информации. Построен на основе микроконтроллера STM32F100. Производит сбор и обработку информации от модуля термостата, преобразователя частоты, панели оператора, обеспечивает связь с ПК. Хранит настройки,  график процесса и состояние термостата.

Панель оператора. Для управления термостатом было принято решение использовать панель оператора, это позволило упростить процесс работы, сделать интерактивный, интуитивно понятный интерфейс, хранить и отображать графики работы, состояния термостата и преобразователя частоты.

Двухпозиционный термостат, предназначен для управления нагревом и оцифровки сигналов от датчиков температуры. Реализован в виде модуля на DIN-рейку, и содержит в себе два канала для управления тэнами (грубо/точно), один интерфейс RS485, один измерительный канала.

Измерение температуры производится по четырехпроводной схеме включения, диапазон измерения сопротивления от 0 до 5кОм, с погрешностью 0,01%, внутренний пересчет сопротивления в температуру, таблица градуировки PT100, имеет возможность программной калибровки. Двухпозиционный термостат является функционально законченным модулем, может работать в сети или быть заранее запрограммирован и работать автономно.

Преобразователя частоты, предназначен для управления скоростью мешалки, контроля и ограничения тока через двигатель. Для предотвращения поломки мешалки, в случае застывания содержимого химического реактора и как следствие резкого увеличения потребляемой мощности двигателем, должен автоматически снизить обороты или вообще остановить двигатель.

Для связи используется интерфейс RS485 по протоколу ModBus RTU.

Аппаратная часть: разработка электроники, автоматизация, проектные работы, преобразователь частоты.

Перечень чертежей:

2015.02.ВО Дверь шкафа;

2015.02.ВО Панель монтажная;

2015.02.ВО Принципиальная схема;

2015.02.ВО Разметка отверстий;

2015.02.ВО Схема соединений;

 

Смонтированный шкаф:

Фотографии шкафа:

2015.02.ВО Общий вид;

2015.02.ВО Модули;

2015.02.ВО Частотник;

  • 2015.02.ВО Общий вид
  • 2015.02.ВО Модули
  • 2015.02.ВО Частотник

СКАДА – система, для панели оператора (HMI).

Экраны СКАДА (HMI):

Главный экран;

Меню;

Настройка преобразователя частоты;

Настройка термостата;

Экран калибровки;

  • Главный экран
  • Меню
  • Настройка преобразователя частоты
  • Настройка термостата
  • Экран калибровки

Вы всегда можете заказать разработку электроники с нуля и стать собственником своих идей.

Подробнее смотрите здесьРазработка электроникиМонтаж шкафовПроектные работы

Наши Контакты, обращайтесь на почту или по телефону, предложим решение или бесплатно проконсультируем.