ВВЕДЕНИЕ 10
1 ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ 13
1.1 Основные задачи и цели создания АСУ ТП 13
1.2 Назначение и состав УКПН 14
1.3 Требования к автоматике УКПН 14
1.4 Требования к техническому обеспечению 15
1.5 Требования к метрологическому обеспечению 16
1.6 Требования к программному обеспечению 16
1.7 Требования к математическому обеспечению 17
1.8 Требования к информационному обеспечению 17
2 ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ 19
2.1 Описание технологического процесса 19
2.2 Выбор архитектуры АС 21
2.3 Разработка структурной схемы АС 25
2.4 Функциональная схема автоматизации 27
2.5 Разработка схемы информационных потоков УКПН 28
2.6 ыбор средств реал зации УКПН
2.6.1 Выбор контроллерного оборудования УКПН 33
2.6.2 Выбор датчиков 34
2.6.2.1 Выбор датчика давления 34
2.6.2.2 Выбор расходомера 35
2.6.2.3 Выбор датчика температуры 37
2.6.2.4 Выбор уровнемера 38
2.6.2.5 Выбор датчика - сигнализатора уровня 42
2.6.3 Нормирование погрешности канала измерения 46
2.6.4 Выбор исполнительных механизмов 47
2.6.4.1 Выбор регулирующего клапана 47
2.7 Разработка схемы внешних проводок 51
2.8 Выбор алгоритмов управления АС УКПН 52
2.9 Алгоритмы управления 53
2.9.1 Алгоритм сбора данных измерений 53
2.9.2 Алгоритм автоматического регулирования технологическим
параметром 53
2.10 Разработка жранной формы 56
2.10.1 Разработка дерева экранных форм 57
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 91
СПИСОК ИСПОЛЬЗ^МЫХ ИСТОЧНИКОВ 92
ПРИЛОЖЕНИЕ А 95
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 96
ПРИЛОЖЕНИЕ В 97
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 98
ПРИЛОЖЕНИЕ Е
ПРИЛОЖЕНИЕ Ж 101
ПРИЛОЖЕНИЕ З 102
ПРИЛОЖЕНИЕ И 102
Автоматизация - одно из направлений научно-технического прогресса, применение саморегулирующих технических средств, экономико-математических методов и систем управления, освобождающих человека от участия в процессах получения, преобразования, передачи и использования энергии, материалов или информации, существенно уменьшающих степень этого участия или трудоёмкость выполняемых операций. Требует дополнительного применения датчиков (сенсоров), устройств ввода, управляющих устройств (контроллеров), исполнительных устройств, устройств вывода, использующих электронную технику и методы вычислений, иногда копирующие нервные и 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 и систем автоматизации непрерывно расширяются. Все чаще в их задачу входит автоматическая перенастройка оборудования при изменен и 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 зада и и цели ее осуществления.
Первой особенностью автоматизации является возможность повышения производительности труда. Наряду с этом 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 та же сопоставлен я 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, тогда автоматизируются отдельные, не связанные друг с другом, механизмы или установки.
2. Комплексная автоматизация, при которой все операции технологического процесса согласованы друг с другом и выполняются автоматически 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 технико-экономических показателей за счет возможности автоматической перенастройки оборудования в процессе работы для решения изменяющихся производственных задач, роста производительности труда и качества продукции.
В результате выполненной работы была разработана система автоматизированного управления УКПН. В ходе выпускной квалификационной работы был изучен технологический процесс работы УКПН. Были разработаны структурная и функциональная схемы автоматизации УКПН, позволяющие определить состав необходимого оборудования и количество каналов передачи данных и сигналов. Системы автоматизации УКПН, диспетчерского контроля и управления были спроектированы на базе полевых устройств фирмы Rosemount, промышленных контроллеров Siemens SIMATIC S7-300 и программного SCADA-пакета Infinity. В данном курсовом проекте 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 разработанных алгоритмов было разработано программное обеспечение для ПЛК с помощью программной среды Siemens Step7. Для поддержания давление нефти в трубопроводе на выходе подпорной насосной станции был выбран способ регулирования давления (дросселирование) и разработан алгоритм автоматического регулирования давления (разработан ПИД-регулятор). В заключительной части выпускной квалификационной работы были разработаны дерево экранных форм, мнемосхемы УКПН.
Таким образом, спроектированная САУ УКПН 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 УКПН, позволяет заказчику сократить затраты на обучение персонала и эксплуатацию систем.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
