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2704控制器在工业控制中的应用

发布时间:2020-07-21 17:56:03 阅读: 来源:电炖锅厂家

【摘要】介绍了欧陆公司的2704控制器及其在含砷矿细菌氧化工艺控制中的应用。 关键词:2704控制器,PID控制,含砷矿,细菌氧化

本文引用地址:引言英国欧陆公司(EUROTHERM)是世界上比较先进的控制器生产商和系统集成商。该公司的2704可编程控制器代表了当今世界工控技术的较高水平,该产品将计算机技术、工业控制技术、显示技术、通讯技术融为一体,是近几年来该公司在中国的主要推广产品之一。本文结合在冶金企业中的使用实践,介绍一下2704控制器在工业现场控制中的应用。22704简介2704控制器采用了工控业界较为流行的模块结构,易于维护;可以提供三路PID控制及若干路的程序控制、串级控制;可以为工业现场提供模拟输入输出、数字输入输出、继电器输出,功能比较强大。特别是,2704控制器的显示面板采用了120×160的电子发光屏,显示信息全面、清晰,具有良好的人机交互界面。2704控制器主要应用于温度和工业过程的控制,可操作性较好,接好线路之后,只要选用相应的功能模块,在相应的菜单项中输入数据即可工作。同时,2704控制器附带有ITOOLS配置软件,通过计算机就可以进行参数的设置,把繁重琐碎的工业现场调试工作变得简便轻松。控制器还具有与外界进行通讯的能力,提供RS485 4线通讯接口或RS232接口,支持PROFIBUS协议和MODBUS协议,可以很方便地与其他控制器和计算机组成工业控制网络。3在生产中的应用随着金矿资源的不断开采,比较容易回收的矿源越来越少,我们更多的是面对难以处理的、回收的含砷矿源。对于含砷矿的冶炼,目前工业应用中通行的方法有培烧法、加压氧化法和细菌氧化法。其中,培烧法金的回收率比较低,并且污染环境;加压氧化法成本较高,工艺操作复杂。相比之下,细菌氧化法是采用细菌氧化分解含砷矿物,使包裹金完全暴露,金的回收率较高,不污染环境,工艺成熟,是一种比较有前景的先进方法。3.12704在温度PID控制方面的应用某冶金企业采用了上述先进的生物氧化含砷矿技术,该技术的主体工艺是细菌对矿物进行氧化,该工艺过程在氧化槽内完成,其主要的控制对象是氧化矿浆的温度。氧化过程是放热反应,如果温度过高,热量积累过多,就会导致细菌死亡率过高,造成氧化率降低;而温度过低,则细菌活性下降,细菌的氧化率也会降低。氧化率的降低会使金的回收率降低,导致生产成本升高,不利于生产的正常进行。降温过程由通在氧化槽内的冷却盘管完成,反应中产生的热量由冷却盘管中流动的水带走,从而达到降温的目的。根据工艺的要求,如果要使氧化率保持在一个较高的水平,温度应保持在某一个恒定值,偏差在±0.3℃,显然,人工控制这一过程根本无法达到要求。若使用2704就可以很好地完成这一控制过程,达到控制目的。原理图如图1所示。因为要保证送入控制器的温度信号的准确性和高精度,对温度检测的要求比较高,选用了罗斯蒙特公司的温度传感器和智能温度变送器。变送器到控制器采用4~20mA的电流环传送,执行器由气动控制碟阀和阀门定位器组成。

在该系统中,控制器算法采用PI控制,采用微分反而容易造成自激震荡。因为氧化槽体积较大(780m3),其温度变化是一个大的滞后过程,非常缓慢,因此积分时间应适当延长,实际的工业现场影响温度的因素很多,积分时间的选定采用现场凑试法,最后确定在300s。但应该注意的是,积分时间亦不可过长,如果积分时间设置太长,尽管输出调节信号的变化很平稳,但控制碟阀时较长时间地停滞于某一值上,容易造成阀门动作失灵。在实际生产过程中,要经常根据实际的环境温度和控制效果来对控制参数作适当的修正,保证控制系统工作于最佳状态。3.22704在比值控制方面的应用比值控制是工业过程控制中常见的控制方式,应用很广泛,在本企业生产中同样使用了比值控制。在氧化槽的氧化反应过程中,需要添加三种物料,这三种物料需要按照一定的比例进行添加,该过程由三台2704控制完成,原理如图2所示。

物料1的流量值送入控制器1,经过比例变换后,输出值分为两路,一路送入控制器2,另一路送入控制器3,控制器2接收送来的物料2的流量值,根据设定的比例,与控制器1送入的值相比较,通过PID算法输出一个信号来控制物料2的阀门,实现比值控制,可以达到很高的精度。物料3的控制与上述方法相同。该控制过程连续运行。在实际使用中,执行机构一般采用调节阀,如果采用开关阀,就需要修改控制器的有关配置。3.32704控制网络的组建目前,工业控制已经从单机控制走向了集中控制、集散控制,随着网络时代和信息社会步伐的加快,信息集中管理的需要也对工业控制器的连网提出了新的要求,工业控制的网络化成为了未来发展的一个必然趋势。在整个生产工艺过程中,共计使用了17台2704控制器,同时采用了欧陆公司的2500输入模块40块,监控值有近百个。因此,选用了一台计算机作为上位机,以实现对监控值的采集、显示、存储、打印等功能,组成一个分散控制、集中管理的分布式网络控制系统,这样,一旦某台仪表出现故障,也不会影响整个系统的正常运行,又可以对整个生产过程进行集中的管理,满足了现场和工艺对控制的高要求。系统框图如图3所示。

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