Определения, обозначения, сокращения, нормативные ссылки 8
1 Техническое задание 13
1.1 Основные цели и задачи создания АСУ ТП 14
1.2 Требования к системе 15
1.3 Требования к техническому обеспечению 15
1.4 Требования к метрологическому обеспечению 19
1.5 Требования к надежности 19
1.6 Требования к электропитанию и электрозащите 19
1.7 Требования к программному обеспечению 20
1.8 Требования к математическому обеспечению 21
1.9 Требования к информационному обеспечению 21
2. Основная часть 22
2.1. Описание технологического процесса 22
2.2 Выбор архитектуры АС 23
2.3. Разработка структурной схемы АС 25
2.4 Функциональная схема автоматизации 28
2.4.1 Функциональная схема автоматизации по ГОСТ 21.408-13 29
2.4.2 Функциональная схема автоматизации по ANSI/ISA 29
2.5 Разработка схемы информационных потоков БКНС 30
2.6.1 Выбор контроллерного оборудования БКНС 33
2.6.2 Выбор датчиков 36
2.6.3 Выбор исполнительных механизмов 47
2.6.4 Разработка схемы внешних проводок 51
2.6.5 Выбор алгоритмов управления АС БКНС 52
2.6.6 Экранные формы АС БКНС 55
3. Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения научных
исследований с позиции ресурсоэффективности 59
3.1 Потенциальные потребители результатов исследования 59
3.2 Анализ конкурентных технических решений 59
3.3 Технология QuaD 61
3.4 SWOT - анализ 63
3.5 Планирование научно-исследовательских работ 64
3.5.1 Структура работ в рамках научного исследования 64
3.5.2 Разработка графика проведения научного исследования 65
3.6 Бюджет научно-технического исследования 68
3.6.1 Расчет материальных затрат 68
3.6.2 Расчет затрат на специальное оборудование 69
3.6.3 Основная заработная плата исполнителей темы 69
3.6.4 Дополнительная заработная плата исполнителей темы 70
3.6.5 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) 70
3.6.6 Накладные расходы 70
3.4.7 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского проекта 71
4 Социальная ответственность 74
Введение 74
4.1 Профессиональная социальная безопасность 75
4.1.2 Анализ вредных и опасных факторов 75
4.1.2 Анализ вредных факторов 75
4.1.2.4 Электромагнитное излучение 79
4.1.3 Анализ опасных факторов 80
4.1.3.1 Электробезопасность 80
4.2 Экологическая безопасность 81
4.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 83
4.3.1 Пожарная безопасность 83
4.4 Организационные мероприятия обеспечения безопасности 85
4.4.1 Эргономические требования к рабочему месту 85
4.4.2 Окраска и коэффициенты отражения 86
4.4.3 Особенности законодательного регулирования проектных решений 87
Заключение 88
Список литературы
Автоматизация - одно из направлений научно-технического прогресса, применение саморегулирующих технических средств, математических методов и систем управления, которые освобождают человека от участия в процессах получения, преобразования, передачи, использования энергии, материалов и информации, существенно уменьшающих степень этого участия или трудоёмкость выполняемых операций. Автоматизация требует дополнительного применения датчиков (сенсоров), устройств ввода-вывода, управляющих устройств - контроллеров, исполнительных устройств, использующих электронную технику и методы вычислений, иногда копирующие нервные или мыслительные функции человека.
Автоматизация производства позволяет осуществлять технологические процессы без непосредственного участия обслуживающего персонала. Первоначально осуществлялась лишь частичная автоматизация отдельных операций. В дальнейшем сфера применения автоматизации расширилась как на основные, так и на вспомогательные операции. При полной автоматизации роль обслуживающего персонала ограничивается общим наблюдением за работой оборудования, настройкой и наладкой аппаратуры.
В последнее время функции систем автоматизации непрерывно расширяются. Все чаще в их задачу входит автоматическая перенастройка оборудования при изменении условий работы с целью получения наиболее эффективных, оптимальных режимов работы установок. Увеличивается количество установок, отдельных линий, цехов и даже предприятий, работающих без участия обслуживающего персонала.
В настоящее время различают четыре основные особенности автоматизации, которые обусловливают задачи и цели ее осуществления.
Первой особенностью автоматизации является возможность повышения производительности труда. Наряду с этим все чаще ставится вопрос о повышении качества и надежности производимой продукции.
Вторая особенность автоматизации обусловлена возможностью управления установкой или производственным процессом в опасных, труднодоступных или вообще недоступных для человека сферах (забои горных предприятий, химические реакторы, ядерные двигатели, атомные электростанции, космические приборы и аппараты и др.).
Третья особенность состоит в возможности замены человека машиной при решении задач, требующих трудоемких и длительных вычислений, а также сопоставления полученных результатов и оперативного логического реагирования.
К четвертой особенности относится повышение культурного и профессионального уровня обслуживающего персонала, в результате чего изменяется характер самого труда. Это имеет большое социальное значение и способствует стиранию граней между умственным и физическим трудом.
Различают следующие основные этапы автоматизации:
1. Частичная автоматизация, когда автоматизируются отдельные, не связанные друг с другом, механизмы или установки.
2. Комплексная автоматизация, при которой все операции техно - логического процесса согласованы друг с другом и выполняются авто - матически по определенной заданной программе.
3. Полная автоматизация, когда автоматизируются как основные, так и вспомогательные операции. При этом предусматривается автоматический выбор оптимальных режимов работы машин и оборудования. На данном этапе широко применяется вычислительная техника, используются принципы кибернетики и оптимального управления.
Современный период технического развития характеризуется созданием и внедрением в промышленность автоматизированных систем управления (АСУ), промышленных роботов, а также гибких производственных систем, объединяющих производственные центры, роботы и манипуляторы, ЭВМ в единую систему, обеспечивающую резкое повышение техникоэкономических показателей за счет возможности автоматической перенастройки оборудования в процессе работы для решения изменяющихся производственных задач, роста производительности труда и качества продукции.
Целью выпускной квалификационной работы является выполнение проекта разработки автоматизированной компьютерной системы управления, выбор и использование технических и программных средств, математический аппарат и программное обеспечение при проектирование автоматизированных систем управления SCADA. Знание физических основ работы устройств АС, протоколов и интерфейсов систем автоматизации технологических процессов, требований ГОСТ по разработки технической документации проектов АС. По-лучение профессиональных навыков при разработке конструкторско-технической документации в электронной форме и использовании интернет ресурсов для поиска проектных решений.
В результате выполненной работы была разработана система автоматизированного управления блочно-кустовой насосной станции. В ходе выполнения проекта по разработке системы автоматизированного управления был изучен технологический процесс перекачки воды на БКНС. Были разработаны структурная и функциональная схемы автоматизации БКНС, позволяющие определить состав необходимого оборудования и количество каналов передачи данных и сигналов. Системы автоматизации БКНС, диспетчерского контроля и управления были спроектированы на базе различных полевых устройств, промышленных контроллеров Schneider Electric Modicon M283 и программного SCADA-пакета Simplight. В данной работе была разработана схема внешних проводок, позволяющая понять систему передачи сигналов от полевых устройств на щит КИПиА и АРМ оператора и, в случае возникновения неисправностей, легко их устранить. Для управления технологическим оборудованием и сбором данных были разработаны алгоритмы пуска/останова технологического оборудования и управления сбором данных. Для поддержания расхода продукта в трубопроводе был разработан алгоритм автоматического регулирования давления (разработан ПИД-регулятор). В заключительной части выпускной квалификационной работы были разработаны дерево экранных форм, мнемосхемы БКНС и объектов БКНС.
Таким образом, спроектированная САУ БКНС не только удовлетворяет текущим требованиям к системе автоматизации, но и имеет высокую гибкость, позволяющую изменять и модернизировать разработанную САУ в соответствии с возрастающими в течение всего срока эксплуатации требованиям. Кроме того, SCADA-пакет, который используется на всех уровнях автоматизации БКНС, позволяет заказчику сократить затраты на обучение персонала и эксплуатацию систем.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
