АСУ ТП процесса сушки древесины (нужна помощь)

[Никита]

Насос разверните в обратную сторону. Если в обратке, то он гонит воду в котел. Электропривод на байпасном кране не нужен. Его один раз выставить и больше не трогать. Иногда вообще шайбу ставят, но кран удобнее. А на присоединении расширительного бака не то что электропривод, просто краны ручные ставить заборонено :)
На воздушном тоже арматура мне не нравится. Ну не место ей там. Без продувки воздухом ТЭН сгорит запросто. Единственный смысл в заслонке на приточном воздухе с улицы чтобы снег-дождь не залетал. Но и в этом случае должна быть блокировка включения ТЭНов и розжига котла при закрытой заслонке. Но тогда заслонка должна быть перед котлом, в идеале - прямо в месте забора воздуха с улицы. Схемку бы воздуховодов этой камеры увидеть....

[EvgeniyGTO]

Вы про эти 2 вентиля говорите убрать? А как я тогда буду регулировать подачу воздуха в котел и подачу воздуха в камеру? :?

MWSnеap002.jpg

И вообще сейчас понял что не очень понимаю принцип работы. Вот зачем мне водяной котел если можно нагревать камеру воздушным теплогенератором? Или водяной котел не для нагрева, а для регулировки влажности, типо влажный воздух с него .... И этот электрокалорифер, может он вообще лишний? Или если использовать его, зачем тогда нам нужен воздушный теплогенератор? Что то я уже закипаю

[Никита]

А я тоже не понимаю, зачем Вам три источника. Полагаюсь исключительно на Ваши наброски. По мне бы - так двух за глаза хватило. Котел или воздушный подогреватель на предварительный нагрев и дальше ТЭНом доводить до нужной температуры.
И с принципом работы у Вас совсем плохо. Я ж не зря говорю про схему воздуха. Влажный воздух Вам в камере не нужен, наоборот, его оттуда надо удалять. И регулировать надо не количество воздуха, подаваемого в камеру а соотношение свежего с улицы и того, который гоняется по кругу через подогревающие устройства. Именно этим и будет определяться влажность. Даже если вдруг понадобится увлажнение (это определяет технолог) то такой котел для этого явно избыточен. Но вообще, на этапе нагрева, там воды выделяется столько, что при открытии заслонок на выбросе пар идет как из бани.
И что вообще за линия, самая левая? Это воздух из камеры в топку? Не надо их смешивать.

[EvgeniyGTO]

Вот и я теперь понял что водяной там явно лишний, но без него будет маловато материала для диплома, наверное придется оставить, хотя еще переговорю с руководителем.

Да, я и имел ввиду увлажнение, теперь понял.

Эмм да это воздух из камеры. А куда его подать?

[Никита]

Его правильно, в теплогенератор, но не в топку, а в рубашку. Вообще, если все газоходы у Вас на рисунке синие то все верно. А вот левая заслонка по сути своей должна быть тем же трехходовым краном, в одном положении обеспечивать циркуляцию воздуха по кругу, а в другом - забор его из окружающего пространства (обычно с улицы, хотя возможны варианты). Избыток из камеры при этом должен сбрасываться через верхние заслонки. Так что по сути все верно, но не хватает уличного забора.
Ладно, завтра намечается завершение запуска очередной камеры, правда не для дерева, а для автомобилей, там влажность регулировать не надо, только температуру, если у клиента чертежи есть - попрошу копию.

[EvgeniyGTO]

Как то так?

MWSnеap002.jpg

Расходомеры решил не ставить :D Я ведь правильно понимаю, если будет настроена постоянная подача воздуха и топлива, то топливо будет сжигаться полностью и никакого выброса вредных веществ не будет? Даже наверное можно газоанализатор убрать, просто думал поставить, чтоб следить за концентрацией СО в дымовых газах, чтоб не превышала какое то допустимое значение или как то так :D

Будет интересно взглянуть на реальные чертежи, спасибо :)

[EvgeniyGTO]

dell

[Никита]

C реальными чертежами не получилось. Нет их уже на объекте, монтаж окончен, чертежи убраны далеко.
Газоанализатор в теории хорошо смотрится, на практике же это весьма капризные приборы, обычно требующие ежеквартальной калибровки и периодического обслуживания, в том числе и блока подготовки воздуха для анализа (охлаждение, фильтрация и т.п.), мороки много. Поэтому их чаще всего просто нет.
С расходомерами попроще, расход воздуха обычно меряется измерением перепада на чем-то в воздушном тракте. Датчики давления в этом плане попроще, хотя на низкие пределы тоже капризничают, ноль уплывает.
А выброса не будет при условии что расходы и воздуха и топлива постоянны (массовые, а еще лучше молярные, но это уже не реально), что обеспечить достаточно просто, и их химический состав тоже примерно постоянен. А обеспечить это практически невозможно.
Но это не основная задача расходомера. Зависимость количества воздуха от количества топлива нелинейна, и если котел работает с постоянной мощностью и постоянным расходом топлива - да, можно зафиксировать воздух (при условии стабилизированной тяги) и работать без расходометрии. Один раз отстроить воздух переносным газоанализатором и успокоиться. Кстати, именно этим я сегодня и занимался :) Но обращу внимание вот на что - в моем случае нагрев производился дизтопливом, а это значит что если температура превысила уставку+гистерезис - в любой момент можно погасить горелку, а при понижении - зажечь вновь. Гаснет мгновенно, разжигается минуты (вместе с вентиляцией). Дрова Вам мгновенно погасить и разжечь просто не удастся, стало быть надо смотреть в сторону плавного регулирования подачи топлива, а вместе с ним и воздуха. Или, как я вроде уже предлагал, создать в баке-аккумуляторе большой запас тепла, чтобы реже растапливать котел и он дольше работал. Надо документацию на комплектную автоматику котла искать, смотреть как это изначально реализовано. В каких-то пределах можно регулировать горение подачей первичного воздуха, но опять же это все надо анализировать.

[EvgeniyGTO]

Добрый день, интернета сейчас нету поэтому пропал немного :) Вот как раз подача топлива и воздуха стоит на повестке дня, показывал всю свою схему преподу, ну и он сказал регулировку топлива и воздуха делать обязательно :?

И еще немного не понимаю, чем контролируется разрежение в топке?

[Никита]

Как чем? Датчиком.. У большинства приличных изготовителелей датчиков давления в линейке есть и датчики избыточного, абсолютного и дифференциального давления и разрежения.. В чем вопрос-то?

[EvgeniyGTO]

Ну датчик у нас измеряет этот параметр, а изменяем его с помощью чего? Ну вот мы получили данные с датчика, что давление превысило допустимое значение, наши действия?

[Никита]

А вот это вопрос интересный. На больших котлах меняют обороты дымососа. На очень больших встречался вариант когда при трубе высотой 120м дымососы вообще приходилось останавливать и дополнительно прикрывать НА или шибер, потому как дымосос без напряжения раскручивался тягой.
На малых котлах либо по бедности не регулируют вовсе, либо ставят примитивные регуляторы тяги. Viessmannэовский vitoair работает по принципу регулятора тяги на шланге пылесоса - если разрежение велико, просто приоткрывает отверстие в трубе или тройник и запускает в нее дополнительный воздух из атмосферы. Правда, при таком подходе неплохо бы еще с диаграммой Рамзина сверяться..
А обратный вариант, когда тяги не хватает, говорит о том, что труба считалась не на худшие, а на усредненные условия. Тут либо пересчитывать и менять производительность дымососа (если он вообще есть) или наращивать трубу, ну или ждать пока сменится погода :)

[EvgeniyGTO]

угу ясно. А для изменения оборотов дымососа, мне нужно ставить электропривод?

[Никита]

Ну вообще да. С разрежением обычно проще всего, там примитивный ПИ-регулятор без прочих импульсов. На трехфазные привода ставят преобразователь частоты, в принципе можно обойтись и встроенным в него регулятором. Но на небольших котлах неизвестно какие двигатели, частотник может и не подружиться с двигателем

[EvgeniyGTO]

Добрый день и с прошедшими праздниками :)

Отдых кончился , возвращаюсь обратно к учебе. Вроде как разобрался с контурами, правда еще не утвердили. Как то так.

1. Температура в камере - подача топлива (привод подачи топлива в водяной котел) - подача воздуха (шибер первичного воздуха)
2. Температура в камере - подача топлива (привод подачи топлива в воздушный котел) - подача воздуха (шибер первичного воздуха)
3. Температура в камере – вкл Электрокалорифера
4. Влажность в камере – открытие заслонки – вентиляционный вентилятор
5. Разрежение в топке - обороты дымососа (водяной котел)
6. Разрежение в топке - обороты дымососа (котел горячего воздуха)

1. Температура воды на выходе из котла
2. Температура воздуха на выходе из котла
3. Температура уходящих газов
4. Уровень топлива в котлах
5. Давление воды на выходе из котла
6. Влажность досок
7. Включение/выключение вентиляторов, насосов и т. д

Правда не могу понять как мне на схеме отобразить шибер первичного воздуха на котлах. Наверное они у меня и нарисованы не совсем правильно? Можете как то черкануть для наглядности куда их ставить, как обозначить.

Сзема3 - копия.png

Сзема3 - копия (2).png

[Никита]

Ну по разрежеию в топке и того и другого вопросов нет. Это вообще самый простой контур. Датчик-регулятор-привод.
Температура в камере. (оно же главный регулятор, оно же в Вашем случае, регулятор тепловой нагрузки) Тут нужен будет хитрый контур, который будет распределять нагрузку источников в соответствии с заданием. Чтобы не было вопросов, если с Вас требуют алгоритмы - это обговаривайте с преподом заранее. То есть: понизилась температура в камере - включить воздухоподогреватель, потом котел, потом ТЭН. Хотя, хрен котел включишь контроллером, его растапливать надо. То есть будет примерно так - работают на минимальной подаче обе топки, по мере надобности подача увеличивается. Вот тут обговорите с преподом, как именно - синхронно, или сначала растапливается водяной, по достижении им максимума мощности - начинается увеличение подачи топлива в воздушный, если и того не хватает - включается ТЭН. Самый интерес в том, чтобы с точки зрения регулятора температуры это все выглядело как единый исполнительный механизм. Задача творческая, но решаемая. По сути - обычный каскад котлов, но с разными характеристиками и параметрами и принципом работы. Есть ли смысл выделять из него отдельно главный регулятор и отдельно три регулятора нагрузки теплоисточников, при том, что они принципиально разные - наверное лучше обсудить с руководителем когда у Вас в голове будет ясность по их структуре.

Топливо-воздух - отдельно для каждого котла. Там все достаточно просто. Расход топлива (уже стабилизированный либо главным, либо регулятором нагрузки), дальше блок вычисления расхода воздуха (при необходимости с вводом коррекции от газоанализатора) и собственно регулятор расхода.

Влажность - ну примерно так, но из личной практики - достаточно открыть выброс в атмосферу и небольшие камеры прекрасно осушаются без всякого вентилятора. Сырой и теплый воздух улетает вверх из камеры под действием архимедовой силы. Впрочем, хотите вентилятор - никто не мешает.

И еще. В начале этого всего должен быть программатор, который собственно задает время каждого этапа сушки и требуемые для этого этапа параметры, которые будут регулироваться (и которые не надо регулировать, т.е. блокировать регуляторы) . Причем, программы эти различны для разных сортов древесины точно, и вроде для разных размеров распилов тоже.
В принципе, догадываетесь наверное, что изобретение Вы не делаете. Поэтому можете (а вообще, с этого надо начинать, и не только диплом) посмотреть как люди делают. Хотя бы вот тут
Прибор Термодат-37ДГ1
Про шиберы - если рисуете воздуховоды в одну линию, то с точки зрения УГО это не будет отличаться от клапана с приводом. В конце концов, схемы автоматизации допускают много вольных решений, при условии пояснения их на поле схемы. Так что нарисуйте хоть голую женщину, только не забудьте потом на чертеже расшифровать в условных обозначених, что это шибер :)
Воздух от вентилятора: первичный - под колосник и слой топлива, вторичный - в топку над слоем. На верхнем рисунке у Вас это видно хорошо, на нижнем - не просматривается.

[VADR]

Хотя, хрен котел включишь контроллером, его растапливать надо.

Почему? Есть горелки, которые можно в автомате запускать. Как газовые, так и дизельные и мазутные. Если логика работа самого котла не особо сложна (как у водогрейного котла, к примеру) - можно и запустить. Со слоевым сжиганием, конечно, посложнее значительно. Хотя и тут: если разогрев слоя идет автоматизированной горелкой - можно и автоматизировать.

Топливо-воздух - отдельно для каждого котла. Там все достаточно просто. Расход топлива (уже стабилизированный либо главным, либо регулятором нагрузки), дальше блок вычисления расхода воздуха (при необходимости с вводом коррекции от газоанализатора) и собственно регулятор расхода.

Воздух от вентилятора: первичный - под колосник и слой топлива, вторичный - в топку над слоем. На верхнем рисунке у Вас это видно хорошо, на нижнем - не просматривается.

Вот уже не очень просто получается. А каким образом распределяется подача воздуха между первичным и вторичным?

[Никита]

Со слоевым сжиганием, конечно, посложнее значительно. Хотя и тут: если разогрев слоя идет автоматизированной горелкой - можно и автоматизировать.

Да, речь именно о слоевом. И для сушильной камеры разогрев слоя будет экономически неоправдан...

Вот уже не очень просто получается. А каким образом распределяется подача воздуха между первичным и вторичным?

А вот этого я, увы, сходу сказать не могу. Могу лишь предложить регулировать автоматикой общий воздух, а куда сколько - пусть ручными шиберами ставят котельщики. Тут для слоевой топки, в которую загружают что попало, слишком много параметров. Учесть все параметры и построить регулятор с импульсами по параметрам горения можно в теории, но на практике для 100кВт агрегата эту затею вряд-ли кто будет реализовывать...

[VADR]

Ну да, маловат агрегатик. На моей памяти самый хитрый из алгоритмов управления котлом - как раз распределение воздуха на котле с "кипящим слоем", но там мощность агрегата раз в 600 больше :)

[Никита]

Ну да, маловат агрегатик. На моей памяти самый хитрый из алгоритмов управления котлом - как раз распределение воздуха на котле с "кипящим слоем", но там мощность агрегата раз в 600 больше :)

Это Ваше хау-ноу или расскажете основную идею? :)

[VADR]

Ну да, маловат агрегатик. На моей памяти самый хитрый из алгоритмов управления котлом - как раз распределение воздуха на котле с "кипящим слоем", но там мощность агрегата раз в 600 больше :)

Это Ваше хау-ноу или расскажете основную идею? :)

Даже не знаю, можно это назвать ноу-хау или нет. С нашей, АСУТП-шной стороны - банальное следование за технологией, а вот наладчик-теплоэнергетик там, конечно, неплохо потрудился. К сожалению, его уже нет в живых, и я не могу спросить разрешения. Ну да ладно, надеюсь что нормально всё.
Суть задачи распределения сводится к тому, какой поток воздуха для чего предназначен.
Общий воздух регулируется по давлению в общем коробе, из которого распределяются потоки. Задание регулятору давления - по данным наладки, постоянное в течение всей работы.
Кроме того, рассчитывается необходимое количество общего воздуха в пропорции с количеством подаваемого топлива. Коэффициенты - по данным наладки. Коррекция задания - по содержанию остаточного кислорода в газах.
Воздух, идущий под решётку кипящего слоя, нужен для обеспечения состояния псевдоожижения слоя, и там основной параметр - скорость восходящего потока газов. Понятно, что оценить количество газов-продуктов горения и газификации топлива нереально, но можно оценочно судить по количеству подаваемого воздуха. Делается пересчёт объёмного расхода воздуха по температуре в реакторе кипящего слоя, из известной площади топки рассчитывается скорость вертикального потока (в предположении, что это - только воздух, смешанный с газами рециркуляции, если она есть; газы - продукты горения не посчитать). Какая конкретно скорость нужна - устанавливается при наладке и эта скорость выставляется как задание регулятору расхода воздуха под слой.
Воздух на мазутные горелки измерить не получается - нет нормального места для врезки расходомера. В итоге численно рассчитывается как разность между измеренным общим воздухом и суммой измеренных потоков (первичный и два вторичных). Регулируется, опять таки, по данным наладки, считая постоянным давление в общем коробе. При наладке определяется необходимое положение регулирующего шибера при нескольких значениях давления мазута, в программе - интерполируется по этим точкам.
Всё это хозяйство складывается и вычитается из расчётного общего воздуха. Всё, что осталось - подаётся на вторичное дутьё. Подачи вторичного воздуха - две, разнесённые по высоте. Между этими двумя потоками воздух распределяется в зависимости от того, есть ли рециркуляция уходящих газов. Если рециркуляция есть, то задания раздаются "снизу вверх": сначала подача идёт на нижний ярус, а если необходимое количество воздуха больше, чем можно туда подать, остальное идёт на верхний. Если рециркуляции нет, распределение воздуха между уровнями позволяет в некоторых пределах регулировать температуру слоя: чем больше подача на нижний ярус, тем больше подогрев слоя от дожигания газов (это, кстати, ближе к ноу-хау). То есть температура регулируется коэффициентом распределения между ярусами подачи вторичного воздуха.
Ну и рециркуляция (если она есть) - используется для регулирования температуры слоя. Принцип простой: в уходящих газах снижено содержание кислорода. Если смешать его с тем воздухом, что идёт под слой, затрудняется горение и увеличивается газификация. Всё это позволяет регулировать температуру в слое при неизменном количестве подаваемой смеси воздуха с газами рециркуляции.
Вот вкратце как-то так.

[EvgeniyGTO]

:D :D :D А я то думал что уже разобрался. Вопрос, мне чтобы контролировать температуру достаточно контролировать включение, выключение котлов либо мне нужно контролировать подачу топлива? Ну например мне нужна температура в камере 80 градусов. Наша задача включить котел, нагреть температуру в камере до 80 отключить его и температура будет сохранятся такой какое то время, потом как только она понизится, опять включится котел и добьет ее до 80. Либо чтобы удерживать температуру 80, работа котла должна быть постоянна и изменяется только подача топлива. То есть мы выставляем подачу топлива такой, чтобы в камере держалась температура 80 и воздух наш постоянно циркулирует, все работает. Сначала я больше склонялся к 1 варианту, потом 2 мне показался более логичным, но теперь сильно сомневаюсь. и первый кажется намного разумней.
И вот это не понял

Есть ли смысл выделять из него отдельно главный регулятор и отдельно три регулятора нагрузки теплоисточников

Насчет программатора, а компьютер с програмулиной типо трейс мод не подойдет?

[Никита]

Первый вариант разумнее, но плохо реализуем технически. Я уже писал об этом, где-то в начале темы. Если бы котлы были газовые или жидкотопливные - проблемы бы не было, там автоматизированные горелки. В больших пылеугольных тоже существует автоматизированный розжиг другим топливом и подсветка факела.
А в Вашем случае сложно чисто физически разжечь опилки командой контроллера. От искры они не загорятся, нужно городить разжигающую горелку с другим топливом. Погасить мгновенно тоже проблематично. Поэтому первый вариант проще теоретически, второй - проще реализовать практически:)

Про фразу о регуляторах - это, в общем-то, формальность. В системах с несколькими котлами на общей магистрали формально есть главный регулятор давления (или температуры) в общей магистрали, который формирует задание для локальных регуляторов тепловой нагрузки котлов (обычно одного, регулирующего, остальные работают на максимум). А локальные регуляторы тепловой нагрузки управляют подачей топлива (или скважностью для ТЭНов в Вашем случае). Это традиции построения. Остались с тех времен, когда один регулятор соответствовал одному электронному устройству (а то и пневматическому:) )

Трейсмуд вполне подойдет, только вот, скажу честно, не помню я там механизма задания рецептов, хотя это не значит что его нет, просто не было надобности интересоваться. Это почти стандартная функция для скады - возможность задать несколько наборов параметров и потом быстро переключать их. Потому как каждый раз вводить все режимные параметры сушки долго и муторно.
Кстати, а аппаратная часть системы тоже на базе ПК c трейсмодом, или контроллер планируете?

[Никита]

Вот вкратце как-то так.

VADR, спасибо за ликбез, но пока некогда особо его обдумать. На досуге перечитаю много раз...:)

[EvgeniyGTO]

Ок возьмем второй. Но я тут кстати задумался, сушка ведь может идти как пару недель так и пару месяцев в зависимости от породы (если ничего не путаю) Так вот если мы работу котлов сделаем постоянной, то мы ведь за 2 месяца спалим кучу топлива? Или можно сделать как только температура дойдет до нужного нам уровня, у нас автоматически подача топлива ставится на минимум, чтобы просто поддерживать работу котлов? Вообще долго камера может удерживать тепло?