Разработка автоматизированной системы управления технологическим процессом производства сульфенамида Т

№97-1,

технические науки

В статье рассматривается необходимость создания автоматизированной системы управления технологическим процессом производства сульфенамида Т. Сульфенамида Т (TBBS, N-трет-бутил-2-бензтиазолсульфенамид) применяется в различных отраслях промышленности, зачастую для получения резиновых компонентов ответственных деталей, и их изготовление на должном уровне качества и в соответствующих условиях безопасности является актуальным направлением. Ключевые слова: сульфенамид Т, ускоритель вулканизации, автоматизированная система управления.

Похожие материалы

Сульфенамиды являются эффективными ускорителями вулканизации, использующиеся также в качестве бактерицидов, фунгицидов и неокрашивающихся антиозонантов.

Применения современных методов управления позволяет повысить качественные показатели резинотехнической продукции с увеличением экономической эффективности производства. Об актуальности темы свидетельствует ряд нерешенных вопросов, например, большая нестабильность механических характеристик готовых изделий. Мало исследованные характеристики возмущающих воздействий, действующих на процесс с изменением свойств исходных ингредиентов, практически постоянно приводят к переходным процессам, что говорит о необходимости дальнейших исследований и построения динамических систем управления.

В связи с вышеизложенным, а также с учетом постоянного роста мирового производства сульфенамидов, особую актуальность приобретает изыскание новых подходов к синтезу амидов сульфеновых кислот с использованием экологически чистых окислителей, комплексной механизации и автоматизации в резинотехнической промышленности. К датчикам, используемым при автоматизации производственных процессов в резинотехнической промышленности, предъявляется ряд требований, таких как быстродействие, высокая точность измерений, возможность работы в агрессивных средах, небольшие габариты и ряд других.

Увеличение выходных показателей управления технологическим процессом производства сульфенамидов достигается АСУ дозировкой исходных ингредиентов, транспортировкой и расчета оптимальных режимных параметров — температуры резиновых смесей, давления кристаллизации и другие. Технологический процесс производства сульфенамида Т осуществляется следующим образом.

Кристаллизацию сульфенамида Т проводят в аппарат поз.4, снабжённом мешалкой и рубашкой для охлаждения рассолом. Перед подачей в аппарат 4 расплава сульфенамида Т в аппарат подают воду. Суспензию передают на стадию фильтрования в нутч-фильтр 5.

Фильтрование, промывку и предварительную сушку сульфенамида Т производят на нутч-фильтре поз.5. Фильтрование ведут под вакуумом. Фильтрат из нутч-фильтра 5 сливается в ёмкость 9. Накапливаемый фильтрат по мере накопления перекачивается насосом 10 в аппарат. После окончания операции фильтрования для промывки продукта, используется вода, сливаемая в ёмкость 9. Воздух, подаваемый вентилятором поз.1 из воздухозаборного устройства с воздушным фильтром, подогревается калорифером 2 и подаётся на стадию предварительной сушки сульфенамида Т в нутч-фильтр 5, через калорифер 3, и стадию окончательной сушки: секционные калориферы 7, 8 и в сушилку 6.

Полученный продукт выгружают через дозатор на нутч-фильтре 5 в ленточную сушилку 6 для окончательной сушки сульфенамида Т воздухом, нагреваемым калориферами 7 и 8. На выходе из сушилки сульфенамид Т упаковывают в мешки.

Технологическая схема процесса производства сульфенамида Т
Рисунок 1. Технологическая схема процесса производства сульфенамида Т

Где на рисунке представлено: 1 — загрузочное устройство; 2, 3 — калорифер; 4 — кристаллизатор; 5 — нутч-фильтр; 6 — сушилка; 7, 8 — секционные калориферы; 9 — емкость.

При разработке АСУ процессом были выбраны следующие средства автоматизации:

Для визуализации технологических параметров и возможности их задачи применяется панель оператора Schneider Electric Magelis Easy GXU HMIGXU5512 и применением программируемого логического контроллера Schneider Electric Modicon M340 BMXP342020 [5].

Для поддержания уровней в емкости и кристаллизаторе в пределах допустимых значений используется бесконтактный радарный уровнемер Magnetrol Pulsar R96, предупреждающий недостаточный и недопустимый уровни [8].

Изменение давления в системе на всех участках преобразуется датчиками ЭМИС-БАР. Их применение позволит предотвратить изменение давления в трубопроводах и аппаратах системы сверх допустимого [4].

Изменение расхода сред преобразуется вихревыми датчиками расхода ЭМИС-ВИХРЬ 200 [4].

Для измерения температуры жидких и газообразных сред в системе на всех участках используются термопреобразователи Элемер ТПУ 0304/М1 [6].

Регулирование производительности насосов при изменении режимов работы в системе с помощью частотных преобразователей Schneider Electric ATV212HU40M3X позволит увеличить срок их службы и сократить расходы на электроэнергию [5].

Электропривод Schneider Electric PIBCV MP4000 применяется в качестве регулирующего электропривода для арматуры прямоходного действия, двухпозиционные трехпроводные приводы Schneider Electric MP130-230T в «нормально закрытом» режиме для управления клапанами [5].

При проектировании использовались современные микропроцессорные средства автоматизации и датчики, что позволяет улучшить управление процессом и уменьшить энергетические затраты, а также количество отбракованного материала.

Список литературы

  1. Андрашников Б.И. Справочник по автоматизации и механизации производства шин и РТИ / Б.И. Андрашников. М.: Химия. 1981. 296 с.
  2. К вопросу автоматического управления процессом резиносмешения / В.А. Погонин, В.В. Удальцов, Н.С. Попов и др. // Процессы и оборудование для изготовления резиновых смесей: сб. науч. тр. / под ред. В.А. Ключарева, Е.Г.
  3. Нестеров, А.Л. Проектирование АСУТП. Методическое пособие. В 2-х т. Том 2 / А.Л. Нестеров. - СПб.: ДЕАН, 2010. - 994 с.
  4. Продукты компании ЭМИС [Электронный ресурс]// Продукция ГК -ЭМИС- URL: http://emis-kip.ru/ru/prod/ (дата обращения 01.12.2018)
  5. Продукция компании Schneider Electric, ПЛК и модули [Электронный ресурс]// Все продукты | Schneider Electric. URL: https://www.schneider-electric.ru/ru/all-products (дата обращения 01.12.2018)
  6. Продукция компании ЭЛЕМЕР. Датчик температуры [Электронный ресурс]// ТПУ 0304-М1 - универсальные термопреобразователи - цена от компании НПП ЭЛЕМЕР URL: http://www.elemer.ru/production/temperature/txxu/tpu_0304.php (дата обращения 01.12.2018)
  7. Технологический регламент процесса.
  8. Уровнемер фирмы Magnetrol [Электронный ресурс]// Pulsar R96 - Magnetrol URL: https://www.magnetrol.com/ru/products/pulsar-r96-beskontaktnyy-radarnyy-urovnemer (дата обращения 01.12.2018)