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Temperatura | Modelo | Reator | Reação exotérmica

Modelo de temperatura em reatores

Use o controle de temperatura para garantir a operação do desempenho de reações químicas. - [Tempo de implantação: 60 minutos]
Um profissional de jaleco branco com equipamentos de segurança em um espaço com vários reatores industriais. ADO-964525043
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  • Para que serve isso?
  • Guia de implementação
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Para que serve isso?

Contexto: Reatores em muitas indústrias são equipamentos essenciais para transformar matérias-primas em produtos intermediários ou finais. Para alcançar essa transformação, em alguns casos, é necessário um controle de temperatura para garantir a temperatura em operação.


Objetivo: Usar o controle de temperatura para garantir o desempenho das reações químicas.

Como usar:

Itens presumidos:


1 - O volume do reator 1.1 m³

2 - Reação de primeira ordem em relação à concentração de óxido de propileno e de ordem zero em relação ao excesso de água, o modelo de reação é seguido.

3 - Representação da reação.

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A Empresa concede à Rockwell Automation uma licença não exclusiva, mundial, livre de royalties, perpétua e irrevogável para usar qualquer feedback que a Empresa forneça em relação aos Produtos, mesmo que a Empresa tenha designado o feedback como confidencial. A Rockwell Automation terá o direito de usar o feedback sem restrição ou compensação à Empresa. 2. A Empresa não pode alugar, sublocar, ceder, licenciar, sublicenciar ou de outra forma transferir qualquer um dos Produtos sem o consentimento prévio por escrito da Rockwell Automation. A Empresa não pode ceder ou de outra forma transferir direitos de acesso aos Produtos sem o consentimento prévio por escrito da Rockwell Automation. Qualquer montagem reversa, engenharia reversa, descompilação e criação de trabalhos derivados com base nos Produtos pela Empresa é proibida. 3. A Empresa reconhece que os Produtos fornecidos sob este Acordo são Informações Confidenciais da Rockwell Automation e são cobertos por direitos autorais, patentes, marcas comerciais e/ou segredos comerciais efetivos ou pendentes da Rockwell Automation, e a Empresa concorda em manter a confidencialidade não divulgando os Produtos ou a documentação a terceiros sem o consentimento prévio por escrito da Rockwell Automation e em proteger a confidencialidade dos Produtos como se fossem as próprias informações confidenciais da Empresa. A Empresa concorda que sua obrigação de confidencialidade sob este parágrafo sobreviverá à expiração ou rescisão deste Acordo. 4. A Empresa concorda que os Produtos fornecidos sob este Acordo são protótipos e exemplos e sua aplicação e resultados podem variar dependendo de cada cliente e condições do projeto. A Rockwell Automation não garante os mesmos resultados. Este Acordo não deve ser interpretado de forma alguma como um compromisso da Rockwell Automation a qualquer momento de fabricar e/ou oferecer Produtos para venda. Não há nenhum acordo do nível de serviço explícito ou implícito associado ao uso dos Produtos. A Rockwell Automation não garante que as funções contidas nos Produtos atenderão aos requisitos da Empresa. A Empresa concorda em usar todos os Produtos apenas de acordo com as instruções e apenas para os usos pretendidos identificados na documentação. 5. EXCLUSÃO DE GARANTIAS E LIMITAÇÃO DE RESPONSABILIDADE. OS PRODUTOS SÃO FORNECIDOS "NO ESTADO EM QUE SE ENCONTRAM". A ROCKWELL AUTOMATION RENUNCIA A TODAS E QUAISQUER GARANTIAS, EXPRESSAS, IMPLÍCITAS OU LEGAIS, INCLUINDO, SEM LIMITAÇÃO, QUAISQUER GARANTIAS DE COMERCIALIZAÇÃO OU ADEQUAÇÃO A UM PROPÓSITO PARTICULAR. A ROCKWELL AUTOMATION RENUNCIA EXPLICITAMENTE A TODAS AS GARANTIAS DE NÃO INFRAÇÃO E EXPRESSAMENTE NÃO GARANTE QUE OS PRODUTOS, NO TODO OU EM PARTE, ESTARÃO LIVRES DE ERROS OU DE VULNERABILIDADES DE SEGURANÇA. EM NENHUM CASO A ROCKWELL AUTOMATION SERÁ RESPONSÁVEL POR (i) LUCROS CESSANTES, ECONOMIAS PERDIDAS, TEMPO DE PARADA, DANOS ESPECIAIS, INDIRETOS OU CONSEQUENCIAIS DE QUALQUER TIPO, OU (ii) QUALQUER LESÃO PESSOAL, DANOS À PROPRIEDADE OU DANOS AMBIENTAIS DECORRENTES OU EM CONEXÃO COM ESTE ACORDO, SEJA EM UMA AÇÃO DE CONTRATO, RESPONSABILIDADE ESTRITA OU EM RESPONSABILIDADE CIVIL, INCLUINDO NEGLIGÊNCIA. 6. A EMPRESA CONCORDA EM INDENIZAR E MANTER A ROCKWELL AUTOMATION ISENTA DE TODOS OS CUSTOS, PRÊMIOS, DANOS, DESPESAS E HONORÁRIOS (INCLUINDO HONORÁRIOS ADVOCATÍCIOS) RESULTANTES OU RELACIONADOS A QUALQUER REIVINDICAÇÃO DE TERCEIROS (INCLUINDO FUNCIONÁRIOS E AGENTES DA EMPRESA) CONTRA A ROCKWELL AUTOMATION, SEUS DISTRIBUIDORES, AGENTES, DIRETORES OU FUNCIONÁRIOS POR LESÃO PESSOAL (INCLUINDO MORTE), DANOS À PROPRIEDADE OU DANOS AMBIENTAIS RELACIONADOS OU RESULTANTES DO USO DOS PRODUTOS. 7. No caso de um Produto ser exportado, a Empresa concorda em cumprir todas as Leis e Regulamentações de Controle de Exportação dos Estados Unidos aplicáveis e as leis de controle de exportação aplicáveis de outros países. Este Acordo será regido pelas leis do estado de Wisconsin. Este Acordo é o acordo completo e exclusivo entre a Rockwell Automation e a Empresa, e substitui todos os acordos anteriores, sejam escritos ou orais, relacionados aos Produtos.

Precisa de ajuda?

Se precisar de ajuda com uma aplicação ou tiver feedback do Centro de Inovação, entre em contato conosco.

4 - A energia de ativação é

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5 - As unidades são

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6 - A conversão de reação é assumida como 85%

7 - Fluxo inicial,

temperature-model-in-reactors_formula04EN

Limitações:

Na configuração atual, o reator escolhido é um reator de mistura perfeita ideal (CSTR ideal), de modo que no líquido do interior se supõe que:

1 - No reator não existe evaporação de nenhum dos componentes e, adicionalmente, considera-se o processo adiabático.

2 - Não se consideram as propriedades da mistura, ou seja, as propriedades da mistura serão a soma ponderada das propriedades de cada uma das espécies.

3 - Todas as propriedades das substâncias são independentes da composição e, portanto, invariantes no tempo.

4 - Assume-se reação direta.

 

Problema a ser abordado:

A ideia é ter um elemento de configuração inicial, no qual a temperatura é um parâmetro importante para a produção de propilenoglicol.

 

Isso é útil para mim?

O modelo de controle de temperatura e de reação é útil porque pode ser utilizado por outros desenvolvedores para representar o modelo de reação que é influenciado pela temperatura.

 

 

Como posso fazê-lo funcionar?

  • Produtos: 
    • Studio 5000 34.11.00
    • FactoryTalk Logix Echo V3.00.00
    • Process Library 5.20.01
  • Ferramentas:
    • PlantPAX Process Librerias
  • Conhecimento:
    • Modelo de reação e transferência de calor

 

Links de interesse (internos ou externos)

  • https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0926860X0300694X?via%3Dihub
  • https://compatibility.rockwellautomation.com/Pages/MultiProductSelector.aspx?crumb=111
 

Isso é útil?
Este código é definido para aplicações quando é necessário enviar um pacote de dados em buffer pela EtherNet/IP.


Áreas de aplicação: Alimentos, fabricação, bebidas

 

Como posso fazer isso funcionar?

  • Hardware
    • Computador pessoal com uma porta USB disponível
    • Controlador CompactLogix, ControlLogix 
  • Software
    • Studio 5000, versão 21 ou posterior
  • Conhecimento prévio:
    • Conhecimento intermediário de programação e configuração no ambiente Studio 5000: linguagem ladder (LD)
 
 
 

Guia de implementação 

 
 
  • Etapa 01

     

    As próximas etapas oferecem uma explicação sobre o código e como fazer o buffer de dados antes de enviá-los para outro controlador e usar números de reconhecimento (#) para indicar quando um novo pacote de dados chegou.

     
     

    Buffering de dados: Uma razão para fazer o buffer de dados seria manter uma lista de dados em execução antes de transferir, caso haja uma falha de comunicação. Outra razão seria garantir que o pacote de dados que você está criando esteja completo. Neste exemplo, estou fazendo o buffer de 10 pacotes (492 byte) em uma ordem de entrada/saída (first in/first out). Se isso for muito buffer de dados, isso pode ser personalizado para sua aplicação.

     

    O reconhecimento é usado para indicar quando há um novo pacote de dados sendo enviado/recebido. Alguns aplicativos usam o que é chamado de número de rodapé no final do pacote, outros aplicativos usam um número de cabeçalho no início do pacote. Neste exemplo, estou usando tanto um cabeçalho quanto um rodapé. A operação básica disso é a seguinte: toda vez que um novo pacote de dados está pronto para ser enviado, os números de cabeçalho e rodapé incrementados são anexados ao início e ao final do pacote de dados (492 bytes), tornando-o um pacote completo de produção/consumo (500 bytes). Quando o outro controlador vê que há uma diferença entre o número de cabeçalho/rodapé antigo e o novo, ele sabe que este é um novo pacote de dados e o armazena em seu buffer na memória. Este novo número de cabeçalho/rodapé é armazenado para ser verificado posteriormente quando um novo pacote for enviado novamente. Isso é levado um passo adiante ao introduzir um método de reconhecimento bidirecional. Isso significa que estou enviando o número de cabeçalho ou rodapé de volta ao produtor dos dados como um disparador para enviar outro pacote.

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    Há dois programas ControlLogix, um programa produz dados e o outro programa consome dados. O programa que está produzindo dados é chamado CLX1_producing_data_with_handshaking_and_Buffering1. O programa que consome dados é chamado CLX2_consuming_data_with_handshaking. Eles serão referenciados como programa CLX1_Produce e CLX2_Consume.

     

    Os dados devem ser coletados e armazenados em buffer antes de enviá-los ao tag produzido.

     

    Consulte as linhas 7, 8 e 9 do programa CLX1_produced.

     

    Linha 7.Os dados são coletados e armazenados em buffer de maneira FIFO (primeiro a entrar, primeiro a sair). Neste exemplo, estou armazenando em buffer 10 (123 dint) pedaços de dados (1–10). Se não houver dados no 10º pedaço de dados armazenado em buffer, adicione 123 ao indicador de dados armazenados em buffer; se houver dados, pare de preencher o registrador armazenado em buffer.

     

    Linha 8.Quando os dados aparecem no 10º registrador de dados armazenados em buffer (123 dint), a área do registrador armazenado em buffer está cheia e definirá a saída Buffer full.

     

    Linha 9.Se a saída Buffer full estiver definida, desloque os pedaços de dados armazenados em buffer 2–10 para cima por (123 dints). Em seguida, preencha o 10º pedaço de dados armazenado em buffer com zeros.

     
  • Etapa 02

     

    Agora que temos dados em buffer, comece a produzir esses dados na rede Ethernet. Consulte as Rungs 10, 11 do programa CLX1_produced. 

     

    Rung 10.Copiará o primeiro bloco de dados do buffer para o tag produzido.

     

    Rung 11.Atribuirá um número de ID de cabeçalho e rodapé. Esses números variarão de (0–100). Esses IDs também serão usados como os números de reconhecimento entre os dois processadores CLX. A próxima varredura através dos IDs será aumentada em 1.

     

    Neste ponto, o pacote é formado e se parece com isto:

     

    • Producing_data_to_CLX1
      • [0] = Header ID#
      • [1]–[123] = Data
      • [124] = Footer ID#
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  • Etapa 03

     
     

    Os dados estão sendo consumidos por outro processador CLX2 via Ethernet. O tag consumido se parece com isto:

     
    • Consumed_data_from_CLX1
      • [0] = Header ID#
      • [1]–[123] = Data
      • [124] = Footer ID#

     

    Consulte o programa CLX2_consumed em Rung 1.

     

    Rung 1.Compara os novos ID’s atribuídos na Step 2 Rung 11 com os ID’s antigos armazenados em buffer na Step 6 Rung 6. Se os ID’s forem diferentes, sabe-se que está lendo um novo pacote de dados.

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  • Step 04

     
     

    Se as comunicações pararem, o controle precisa estar ciente disso, consulte o programa CLX2_consumed nas Rung 2, 3 e 4.

     

    Rung 2. Toda vez que houver uma diferença nos ID’s, o contador conta 1 + 1

     

    Rung 3. Se o contador não for concluído em 5 s, o temporizador retentivo expira.

     

    Rung 4. Se o temporizador retentivo for concluído, não houve comunicações por mais de 5 s e a saída sem comunicações entre clx1 e clx2 é definida. Isso pode ser usado como um bit de alarme.

     
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  • Etapa 05

     
     

    Verifique novamente se os IDs de cabeçalho e rodapé não mudaram. Consulte a linha 5 do programa CLX2_consumed.

     
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  • Step 06

     
     

    Agora é hora de copiar os dados do tag de consumo para um registro diferente no CLX2, para ser usado em seu programa.

     

    Em seguida, mova os ID’s de cabeçalho e rodapé atuais para o registro de ID antigo para serem comparados posteriormente quando o próximo pacote de novos dados for enviado. Agora para a parte de reconhecimento do programa.

     

    O ID de rodapé é enviado de volta ao CLX1, em um tag produzido, para agir como a peça de dados de reconhecimento, que será comparada no CLX1, como você verá na Step8. Consulte o programa CLX2_consumed nas Rung 6–8.

     
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  • Etapa 07

     
     

    Mais uma vez, se as comunicações pararem, o controle precisa estar ciente disso. Consulte o programa CLX1_produced em Rung 2, 3 e 4.

     

    Rung 2. Toda vez que houver uma diferença nos ID’s, o contador conta 1 + 1

     

    Rung 3. Se o contador não for concluído em 5 s, o temporizador retentivo expira.

     

    Rung 4. Se o temporizador retentivo for concluído, não houve comunicações por mais de 5 s e a saída sem comunicações entre clx1 e clx2 é definida. Isso pode ser usado como um bit de alarme.

     
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  • Step 08

     
     

    Referindo-se à Step6, o ID de rodapé está sendo produzido pelo CLX2 e agora será consumido pelo CLX1, se o ID produzido inicialmente corresponder ao ID agora consumido, ainda há comunicações, o reconhecimento está completo e o CLX1 agora está pronto para produzir um novo pacote de dados.

     

    Mas antes de produzir um novo pacote de dados, devemos examinar se nosso ID atingiu 100, se sim, redefina para 0 e comece a contar até 100 novamente. Consulte o programa CLX1_produced nas Rung 5 e 6.

     
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Enviar dados entre controladores com reconhecimento no ambiente Studio 5000

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