Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


Разработка учебного стенда «Программно-аппаратный комплекс стабилизации температуры в химическом реакторе с водяной рубашкой»

Работа №10230

Тип работы

Бакалаврская работа

Предмет

информатика

Объем работы99
Год сдачи2016
Стоимость5900 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
894
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


Введение 11
1. Техническое задание 12
1.1. Основные задачи и цели создания учебного стенда 12
1.2. Назначение учебного стенда 12
1.3. Требования к автоматике 13
1.4. Требования к техническому обеспечению 13
1.5. Требования к программному обеспечению 14
2. Основная часть 15
2.1. Описание учебного стенда 15
2.2. Описание технологического процесса 16
2.3. Структурная схема АС 17
2.4. Функциональная схема автоматизации 18
2.4.1. Функциональная схема автоматизации по ГОСТ 21.208-2013 19
2.4.2. Функциональная схема автоматизации по ANSI/ISA-5.1-2009 19
2.5. Выбор средств автоматизации 19
2.5.1. Выбор контроллерного оборудования 19
2.5.2. Выбор датчика температуры 24
2.5.3. Выбор датчика тока 26
2.5.4. Выбор насоса 28
2.6. Схема внешних проводок 29
2.7. Математическая модель объекта 30
2.8. Настройка регулятора 39
2.9. Программная реализация 51
2.10. Результаты работы регулятора и сравнение с моделированием 53
2.11. Описание экранной формы 55
3. Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения научных
исследований с позиции ресурсоэффективности 57
3.1. Потенциальные потребители результатов исследования 57
3.2. Анализ конкурентных технических решений
3.3. SWOT-анализ 59
3.4. Планирование научно-исследовательских работ 61
3.4.1. Структура работ в рамках научного исследования 61
3.4.2. Разработка графика проведения научного исследования 62
3.5. Бюджет научно-технического исследования 64
3.5.1. Расчет материальных затрат 64
3.5.2. Основная заработная плата исполнителей темы 65
3.5.3. Дополнительная заработная плата исполнителей темы 66
3.5.4. Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) 66
3.6. Накладные расходы 67
3.6.1. Формирование бюджета затрат научно-исследовательского проекта ... 68
3.7. Определение ресурсной, финансовой, бюджетной, социальной и
экономической эффективности исследования 68
4. Социальная ответственность 72
4.1. Производственная безопасность 72
4.1.1. Повышенный уровень шума на рабочем месте 73
4.1.2. Недостаточная освещенность рабочей зоны; отсутствие или недостаток
естественного света 74
4.1.3. Повышенный уровень электромагнитных излучений 78
4.1.4. Микроклимат 80
4.1.5. Электрический ток 81
4.2. Экологическая безопасность 82
4.3. Безопасность в чрезвычайных ситуациях 82
4.4. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 84
Заключение 86
Список публикаций 87
Список используемых источников 88
Приложение А. Функциональная схема технологического процесса 91
Приложение Б. Структурная схема АС 92
Приложение В. Функциональная схема автоматизации (ГОСТ 21.208-2013) 93
Приложение Г. Функциональная схема автоматизации (ANSI ISA-5.1-2009) 94
Приложение Д. Схема внешних проводок 95
Приложение Е. Структурная схема САР 96
Приложение Ж. Программа в Codesys 97
Приложение И. Перечень вход/выходных сигналов 98
Приложение К. Экранная форма 99


В настоящее время в связи с предъявлением все более высоких требований к процессам управления в различных областях техники возросли и требования к математическому описанию процессов управления.
Нельзя обеспечить качественное управление системой, если неизвестна с достаточной точностью ее математическая модель. Для построения математической модели могут быть использованы как теоретические, так и экспериментальные методы. Опыт, накопленный при проектировании систем управления, убедительно свидетельствует о том, что нельзя построить математическую модель, адекватную реальной системе, только на основе теоретических исследований физических процессов в системе. Поэтому в процессе проектирования систем управления одновременно с теоретическими исследованиями необходимо проводить многочисленные эксперименты по определению и уточнению математической модели системы .
Чтобы отработать методологию получения практически пригодных математических моделей и апробировать методы управления, была предложена идея создания стенда, имитирующего работу химического реактора .

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!


В результате выполненной работы был разработан учебный стенд «Программно-аппаратный комплекс стабилизации температуры в химическом реакторе с водяной рубашкой», который можно использовать в ряде образовательных дисциплин при проведении лабораторных работ. Он помогает изучить физические эффекты, возникающие в химических реакторах, а также с его помощью можно апробировать смоделированные методы управления.
Были разработаны схемы, позволяющие изучить состав учебного стенда, его структуру, а также понять назначение тех или иных точек автоматизации.
Автоматизированная система химического реактора была спроектирована на базе датчиков температуры ОВЕН ДТС015-И, датчиков тока АМЕ-8821-5, насосов, нагревателя, промышленного контроллера ОВЕН ПЛК160, а также средств визуализации программного обеспечения Codesys v2.3.
Результатом работы также стало получение математическая модели объекта, достаточно точно описывающей процессы теплообмена, проходящие в физической модели химического реактора, и настройка каскадного регулятора, результаты работы которого лежат в пределах погрешностей средств измерений.



1. Дерябкин И.В. Вариационный метод синтеза алгоритмов параметрической идентификации динамических систем с использованием регуляризации. // «Системный анализ, управление и обработка информации». Таганрог, 2013.
2. Соловьев П.А., Кочетыгов И.С, Тутов И.А. Разработка испытательного стенда нагревательной установки для отработки навыков синтеза и настройки цифровых регуляторов. // Научн.-практ.конф. «Молодежь и современные информационные технологии» (13-16 ноября 2013г, г. Томск). - Томск, 2013. - C.288-290.
3. Бутузов Д.В., Тутов И.А. Разработка испытательного стенда нагревательной установки с водяной рубашкой. // Научн.-практ.конф. «Молодежь и современные информационные технологии» (9-13 ноября 2015г, г. Томск). - Томск, 2016. - С.223-224.
4. Химический реактор. URRL: Шр8://га.'шкзреё1а.о^/,шк1/Хими- ческий_реактор
5. Громаков Е. И., Проектирование автоматизированных систем. Курсовое проектирование: учебно-методическое пособие: Томский политехнический университет. — Томск, 2009.
6. ГОСТ 21.208-2013 Условные обозначения приборов и средств автоматизации в схемах. Изд. Стандартинформ.- Москва, 2013.
7. American National Standart ANSI/ISA-5.1-2009 Instrumentation Symbols and Identification. - 2009.
8. Спецификация ПЛК ОВЕН160. URRL: http://www.owen.ru/catalog/ programmiruemij_logicheskij_kontroller_oven_plk160/opisanie
9. Спецификация ПЛК DVP-EX. URRL: http://www.delta-electronics. info /DVPEX
10. Спецификация ПЛК Segnetics Pixel. URRL: http ://segnetics.com/pixel
11. Спецификация датчика температуры WIKA TR10-D. URRL: http://www.wika.ru/tr10_d_ru_ru.WIKA
12. Спецификация датчика температуры Метран-270. URRL: http ://www2. emersonprocess. com/ru-RU/brands/Metran/products/Temperature /duvs/270/Pages/index.aspx
13. Спецификация датчика температуры ОВЕН ДТС015-И. URRL: http://www.owen.ru/catalog/termopreobrazovateli_soprotivleniya_dts_tipa_tsp_t sm/87380592
14. Спецификация датчика тока АМЕ-8821-5. URRL: http://www.aktakom.ru/kio/index.php?SECTION_ID=13700&ELEMENT_ID=6 467389
15. Спецификация датчика тока ДИМ-3. URRL: http://analytservis.narod.ru/opisanie/dim200a.html
16. Спецификация насоса. URRL: http://www.gruppa-omega.ru/price- list/16-jelektronasos-omyvatelja-stekol.html
17. Назначение и конструкция контрольных кабелей. URRL: http://www.podolskkabel.ru/catalog/kvvgngals_kvvgengals
18. Закон Ньютона-Рихмана. URRL:
https://ru.wikipedia.org/wiki/Ньютон-Рихман
19. Методы настройки ПИД-регулятора. URRL: http ://www.bookasutp .ru/Chapter5_5. aspx
20. Кузьмина Е.А, Кузьмин А.М. Методы поиска новых идей и решений "Методы менеджмента качества" №1 2003 г.
21. Кузьмина Е.А, Кузьмин А.М. Функционально-стоимостный анализ. Экскурс в историю. "Методы менеджмента качества" №7 2002 г.
22. Основы функционально-стоимостного анализа: Учебное пособие / Под ред. М.Г. Карпунина и Б.И. Майданчика. - М.: Энергия, 1980. - 175с.
23. Скворцов Ю.В. Организационно-экономические вопросы в дипломном проектировании: Учебное пособие. - М.: Высшая школа, 2006. - 399 с.
24. Сущность методики FAST в области ФСА [Электронный ресурс].
- Режим доступа:http://humeur.ru/page/sushhnost-metodiki-fast-v-oblasti-fsa.
25. СН2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки»
26. Безопасность жизнедеятельности. Учебник. Под ред. Э.А. Арустамова / 10-е изд., перераб. и доп. — М.: Изд-во «Дашков и К°», 2006.
— 476 с.
27. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий»
28. СП 52.13330.2011 «Естественное и искусственное освещение».
29. Назаренко, Ольга Брониславовна. Безопасность жизнедеятельности : учебное пособие / О. Б. Назаренко, Ю. А. Амелькович; Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ). — 3-е изд., перераб. и доп. — Томск: Изд-во ТПУ, 2013. — 177 с
30. СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях»
31. СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 «Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы»
32. Журнал «Нормативные акты по охране труда» №1 - 2005. «Инструкция по организации работ, охране труда и экологической безопасности при работе на ПЭВМ (ПК)»
33. СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование»
34. ГОСТ Р 12.1.019-2009 «Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты»
35. ГОСТ 17.4.3.04-85 «Охрана природы. Почвы. Общие требования к контролю и охране от загрязнения»


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.




©2024 Cервис помощи студентам в выполнении работ