Автоматизована система регулювання температури у лабораторній ректифікаційній установці для виробництва етилового спирту

Abstract

Робота присвячена розробці та дослідженню системи автоматизованого керування процесом ректифікації етилового спирту. Об’єктом дослідження є ректифікаційна колона. У роботі проведено аналіз динамічних характеристик об’єкта, визначено параметри чистого запізнення та постійної часу ректифікаційної колони. На основі отриманих даних обґрунтовано вибір закону керування: розроблено ПІ-регулятор для стабілізації температури «спиртової полиці» та кроковий інтегральний алгоритм для дискретної корекції відбору. Проведено синтез цифрового регулятора за допомогою Z-перетворення та методу білінійної апроксимації, що дозволило реалізувати програмний код для мікроконтролера платформи Arduino. Розроблено електричну принципову схему та конструкцію щита керування, що включає інтерфейс оператора (LCD-дисплей, клавіатуру та світлодіодну індикацію), силовий блок комутації нагрівача та вузли керування електромагнітними клапанами. Моделювання перехідних процесів реалізовано у середовищі MATLAB, підтвердило високу динамічну точність системи та відповідність розроблених алгоритмів технологічним допускам ректифікації (±0.1°C)