Регистрация / Вход
Прислать материал

14.578.21.0101

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.578.21.0101
Тематическое направление
Рациональное природопользование
Исполнитель проекта
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ"
Название доклада
Разработка и изготовление экспериментальных образцов контрольно-измерительных и управляющих блоков для технологического оборудования получения гидроксида бериллия
Докладчик
Панасенко Роман Александрович
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Основной целью ПНИ реализуемых в рамках проекта, является разработка и изготовление экспериментальных образцов блоков перспективных систем управления и контроля технологических процессов получения гидроксида бериллия.
Основные цели ПНИ реализуемые в рамках проекта, являются:
- разработка и изготовление экспериментальных образцов контрольно-измерительных и управляющих блоков для блоков технологического оборудования, применяемых при получении гидроокиси бериллия;
- повышение эффективности и интенсификации производственных процессов;
- получение значимых научных результатов, позволяющих переходить к созданию новых видов научно-технической продукции;
- вывод на рынок новых контрольно-измерительных и управляющих блоков для блоков технологического оборудования мирового уровня, применяемого в технологических процессах получения гидроксида бериллия;
- повышение эффективности применения находящегося в эксплуатации технологического оборудования;
- снижение экологической нагрузки на природу путем внедрения энергосберегающих контрольно-измерительных и управляющих блоков для блоков технологического оборудования производства, применяемого при получении гидроокиси бериллия;
- снижение уровня вредности для персонала путем автоматизации технологических процессов.
Актуальность и новизна исследования
Бериллий и его соединения применяют в атомной энергетике, в аэрокосмической технике, в огнеупорных материалах и т.д. В последнее время Россия утратила сырьевую и производственную независимость в получении бериллия. Российские потребители бериллиевой продукции приобретают ее в Казахстане на ОА «Ульбинский металлургический завод». В 2005 г. корпорация «Металлы Восточной Сибири» (входит в группу компаний «Метрополь») прибрела лицензию на разработку богатого Ермаковского месторождения в Бурятии и планирует строительство комбината для производства конечной продукции. Запуск проекта на Ермаковском месторождении позволит России восстановить свои позиции.
Применяемые в настоящее время методы получения, как самого бериллия, так и его соединений из рудных концентратов основаны в основном на переработке с помощью фторидных агентов, сульфатного метода и т.д. Основное используемое оборудование - аппарат шнекового типа с внешним обогревом, имеет серьёзные недостатки: большие потери тепла в окружающую среду, образование гарниссажных слоёв и проблемы связанные с их разгрузкой, истирание рабочих элементов и их активная коррозия. Создание нового технологического блока, оснащенного современной контрольно-измерительной и управляющей аппаратурой их блоков позволит решить возникшие непреодолимые на существующем оборудовании проблемы, является весьма своевременным и актуальным.
Описание исследования

1. Выполнено обоснование выбора первичных преобразователей (датчиков) для использования в составе разрабатываемых контрольно-измерительных и управляющих блоков для технологического оборудования получения гидроксида бериллия по ТП-2 (блоков прямого нагрева твердых и жидких реагентов).

Сравнительный анализ и обоснование выбора тепловизора и пирометра были проведены на первом этапе ПНИ.

2. Проведен выбор и дано обоснование оптимального варианта программной платформы для применения в составе разрабатываемых контрольно-измерительных и управляющих блоков для технологического оборудования получения гидроксида бериллия по ТП-2 (блоков прямого нагрева твердых и жидких реагентов)

По результатам сравнительного анализа, сопоставления требований и с учетом стоимости каждого варианта, рекомендовано использовать программную платформу из пакета NI Developer Suite Core.

Оптимальным вариантом состава программной платформы для применения в составе разрабатываемых контрольно-измерительных и управляющих блоков для технологического оборудования получения гидроксида бериллия по ТП-2 (блоков прямого нагрева твердых и жидких реагентов) будет пакет NI Developer Suite Core, включающий в себя LabVIEW, и модули NI DAQmx, NI VISA, NI FPGA, NI Real-Time, а также набор модулей для протоколирования, записи, обработки и хранения данных, полученных с экспериментальных образцов контрольно-измерительных и управляющих блоков для технологического оборудования получения гидроксида бериллия.

3. Разработаны технические требования и предложения по разработке, производству и эксплуатации контрольно-измерительных и управляющих блоков для технологического оборудования получения гидроксида бериллия по ТП-2 (блоков прямого нагрева твердых и жидких реагентов).

Для продолжения разработок в области экспериментальных образцов контрольно-измерительных и управляющих блоков для технологического оборудования (блоков прямого нагрева твердых и жидких реагентов), используемого в процессе получения гидроксида бериллия, были разработаны технические требования и предложения по разработке, производству и эксплуатации контрольно-измерительных и управляющих блоков для технологического оборудования получения гидроксида бериллия по ТП-2 (блоков прямого нагрева твердых и жидких реагентов).

Были уточнены требования, предъявляемые к назначению, составу, функционалу, а так же технические требования к отдельным частям контрольно-измерительных и управляющих блоков для технологического оборудования получения гидроксида бериллия. В частности, были дополнены требования к датчикам температуры, системам безопасности и к программному обеспечению.

4. Разработаны алгоритмы управления и проведена оптимизация системы контроля параметров процесса прямого нагрева твердых и жидких реагентов в рамках технологического процесса (ТП-2) получении гидроксида бериллия.

Алгоритмы управления разработаны для:

- системы контроля параметров процесса прямого нагрева жидких реагентов;

- системы контроля параметров процесса прямого нагрева твердых реагентов;

- системы контроля безопасности внешней поверхности блока прямого нагрева жидких реагентов.

Была проведена настройка и оптимизация следующих параметров ПИД-регулятора:

– цифрового фильтра;

– коррекции измерений;

– процесса ПИД-регулирования;

– аварийной сигнализации.

5. Разработана программная документация контрольно-измерительных и управляющих блоков для блоков прямого нагрева твердых и жидких реагентов.

Разработано программное обеспечение контрольно-измерительных и управляющих блоков для блоков прямого нагрева твердых и жидких реагентов, а также программная документация контрольно-измерительных и управляющих блоков для блоков прямого нагрева твердых и жидких реагентов.

Программное обеспечение позволяет поддерживать бесперебойную работу контрольно-измерительных и управляющих блоков для блоков прямого нагрева твердых и жидких реагентов длительное время, предотвращать утечки данных, управлять контрольно-измерительными и управляющими блоками (оборудованием), контролировать правильность выполнения операций, собирать, обрабатывать и хранить данные, полученные с первичных преобразователей, формировать управляющие воздействия для управляющих блоков для блоков прямого нагрева твердых и жидких реагентов.

Результаты исследования

Результатами ПНИ являются:

- результаты патентных исследований в области систем контроля и управления для технологического оборудования получения гидроксида
бериллия;

- научные и научно-технические основы для создания систем контроля и управления для технологического оборудования получения гидроксида бериллия;

- специальное программное обеспечение для экспериментальных образцов контрольно-измерительных и управляющих блоков для блоков технологического оборудования, применяемых при получении гидроксида бериллия с возможностью его внедрения в производственный процесс;

- эскизная, конструкторская и программная документация на экспериментальные образцы контрольно-измерительных и управляющих
блоков в соответствии с ГОСТ;

- рекомендации по применению вновь созданных экспериментальных образцов контрольно-измерительных и управляющих блоков для
технологического оборудования (проекты технических заданий на проведение ОКР) по реализации результатов ПНИ в реальных секторах
экономики;

- изготовление экспериментальных образцов контрольно-измерительных и управляющих блоков для блоков технологического оборудования получения гидроксида бериллия в форме работоспособных изделий.

Практическая значимость исследования
Металлургия бериллия и сплавов на его основе, ядерная энергетика, производство огнеупорных материалов и изделий, электроника, органический синтез (как катализатор).
Передача разработанных эскизно-конструкторской и программной документации на экспериментальные образцы контрольно-измерительных и управляющих блоков технологического оборудования заинтересованным организациям, научно-техническое и сервисное сопровождение внедренных разработок.