Введение………………………………………………………………………………….3
1. Описание и анализ узла подготовки теплофикационной воды в котельной 7
1.1. Техническая характеристика объекта автоматизации 7
1.2. Описание технологического процесса и основного оборудования. 10
1.3. Тепловой баланс. 22
1.4. Анализ технологического процесса как объекта автоматизации 24
2. Система автоматизации узла подготовки теплофикационной воды 25
2.1. Описание и анализ существующей системы автоматизации. 25
2.2. Разработка технических требований к АСУ. 31
2.3. Выбор и обоснование предлагаемой системы автоматизации. 33
3. Автоматизированная система диспетчеризации узла подготовки теплофикационной воды 34
3.1. Обоснование и выбор разрабатываемой САУ 34
3.2. Обоснование требований к САУ. 36
3.3. Выбор способа управления параметром. 38
4. Расчет САУ температурой теплофикационной воды 40
4.1. Математическое описание объекта управления. 40
4.2. Расчет САУ. 40
4.3. Анализ качества управления. 47
5. Техническое обеспечение системы автоматизации узла подготовки теплофикационной воды 48
5.1. Разработка функциональной схемы автоматизации 48
5.2. Выбор комплекса технических средств автоматизации. 49
5.3 Разработка технической структуры системы управления. 60
Заключение 68
Список использованных источников 69
15.03.04 Калининский Д.С. 2017.pdf
15.03.04 Калининский Д.С. 2017.pptx
Автоматизация узла подготовки теплофикационной воды
|
Введение………………………………………………………………………………….3
1. Описание и анализ узла подготовки теплофикационной воды в котельной 7
1.1. Техническая характеристика объекта автоматизации 7
1.2. Описание технологического процесса и основного оборудования. 10
1.3. Тепловой баланс. 22
1.4. Анализ технологического процесса как объекта автоматизации 24
2. Система автоматизации узла подготовки теплофикационной воды 25
2.1. Описание и анализ существующей системы автоматизации. 25
2.2. Разработка технических требований к АСУ. 31
2.3. Выбор и обоснование предлагаемой системы автоматизации. 33
3. Автоматизированная система диспетчеризации узла подготовки теплофикационной воды 34
3.1. Обоснование и выбор разрабатываемой САУ 34
3.2. Обоснование требований к САУ. 36
3.3. Выбор способа управления параметром. 38
4. Расчет САУ температурой теплофикационной воды 40
4.1. Математическое описание объекта управления. 40
4.2. Расчет САУ. 40
4.3. Анализ качества управления. 47
5. Техническое обеспечение системы автоматизации узла подготовки теплофикационной воды 48
5.1. Разработка функциональной схемы автоматизации 48
5.2. Выбор комплекса технических средств автоматизации. 49
5.3 Разработка технической структуры системы управления. 60
Заключение 68
Список использованных источников 69
15.03.04 Калининский Д.С. 2017.pdf
15.03.04 Калининский Д.С. 2017.pptx
В последнее время активно развивается ниша автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП). Данная тенденция является следствием постоянного развития и совершенствования элементной базы, в частности вычислительных средств, являющихся основой данных систем. Автоматизированная система управления технологическими процессами должна обеспечивать безаварийную качественную работу производства с минимальным числом обслуживающего персонала.
АСУТП разрабатывается для повышения эффективности управления технологическим процессом и обеспечения требуемого качества получаемых продуктов за счет использования средств ЭВМ. Современные системы автоматики и телемеханики относят к классу сложных диагностируемых систем, характеризующихся иерархической структурой, при которой отказ подсистемы чаще всего не приводит к отказу всей системы, а несколько снижает эффективность её применения.
Проблема оптимизации потребления на сегодняшний день встает очень остро. Для повышения качества, экономичности и надежности снабжения тепловой энергией потребителей важна реализация концепции перехода от систем централизованного теплоснабжения к централизованно – локальным системам с распределенной генерацией тепловой и электрической энергии. Управление такого рода системами невозможно без создания АСУ ТП отпуска, транспортировки и распределения тепловой энергией на объектах, рассредоточенных на большой территории.
Целью данной ВКР является:
1) Провести анализ существующей системы автоматизации
2) На основе проведённого анализа существующей системы автоматизации разработать новую систему автоматизации
3) Провести расчёт САУ теплофикационной воды
4) Определить требуемые для системы автоматизации котельной технические средства автоматики и ПЛК
Системы теплоснабжения являются крупнейшим потребителем топливно-энергетических ресурсов в стране. От нормального функционирования этих систем зависят условия теплового комфорта в отапливаемых зданиях самочувствие людей, производительность труда и т.д. Выпуск качественной продукции на ряде промышленных предприятии требует строгого соблюдения нормируемых параметров микроклимата. Таким образом, проблема повышения качества, надежности, экономичности теплоснабжения имеет государственное значение[1]. Автоматизация позволяет избавиться от непосредственного контроля людьми технологического оборудования и процесса.
Актуальной является и проблема повышения эффективности системы газоснабжения, установка современного оборудования котельных и ТЭЦ, что позволит сократить потребление на единицу вырабатываемой электрической и тепловой энергии. Уже сейчас можно констатировать, что потребности в газе для отопления района сократятся на четверть при увеличении выработки тепла. Это достигается за счёт внедрения автоматики, уменьшения потерь в теплосетях.
Автоматизация позволяет избавиться от непосредственного контроля людьми технологического оборудования и процесса.
Цели создания АСУ:
управление технологическими параметрами в соответствии с требованиями регламента;
обеспечение оперативного персонала информацией о ходе технологического процесса;
согласование работы сложной взаимосвязи оборудования внутри технологических установок и обеспечение взаимодействие установок между собой;
уменьшение времени достижения режимных значений параметров системы;
обеспечение непрерывности работы технологических установок;
предотвращение аварийных ситуаций на объекте и обеспечение правильного функционирования оборудования
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
провести анализ объекта автоматизации;
на основе проведённого анализа синтезировать структурную схему системой, разработать структуру отдельных блоков системы;
определить требуемый для автоматизации котельной перечень технических средств;
составить алгоритм функционирования и разработать программу управления системой;
АСУТП разрабатывается для повышения эффективности управления технологическим процессом и обеспечения требуемого качества получаемых продуктов за счет использования средств ЭВМ. Современные системы автоматики и телемеханики относят к классу сложных диагностируемых систем, характеризующихся иерархической структурой, при которой отказ подсистемы чаще всего не приводит к отказу всей системы, а несколько снижает эффективность её применения.
Проблема оптимизации потребления на сегодняшний день встает очень остро. Для повышения качества, экономичности и надежности снабжения тепловой энергией потребителей важна реализация концепции перехода от систем централизованного теплоснабжения к централизованно – локальным системам с распределенной генерацией тепловой и электрической энергии. Управление такого рода системами невозможно без создания АСУ ТП отпуска, транспортировки и распределения тепловой энергией на объектах, рассредоточенных на большой территории.
Целью данной ВКР является:
1) Провести анализ существующей системы автоматизации
2) На основе проведённого анализа существующей системы автоматизации разработать новую систему автоматизации
3) Провести расчёт САУ теплофикационной воды
4) Определить требуемые для системы автоматизации котельной технические средства автоматики и ПЛК
Системы теплоснабжения являются крупнейшим потребителем топливно-энергетических ресурсов в стране. От нормального функционирования этих систем зависят условия теплового комфорта в отапливаемых зданиях самочувствие людей, производительность труда и т.д. Выпуск качественной продукции на ряде промышленных предприятии требует строгого соблюдения нормируемых параметров микроклимата. Таким образом, проблема повышения качества, надежности, экономичности теплоснабжения имеет государственное значение[1]. Автоматизация позволяет избавиться от непосредственного контроля людьми технологического оборудования и процесса.
Актуальной является и проблема повышения эффективности системы газоснабжения, установка современного оборудования котельных и ТЭЦ, что позволит сократить потребление на единицу вырабатываемой электрической и тепловой энергии. Уже сейчас можно констатировать, что потребности в газе для отопления района сократятся на четверть при увеличении выработки тепла. Это достигается за счёт внедрения автоматики, уменьшения потерь в теплосетях.
Автоматизация позволяет избавиться от непосредственного контроля людьми технологического оборудования и процесса.
Цели создания АСУ:
управление технологическими параметрами в соответствии с требованиями регламента;
обеспечение оперативного персонала информацией о ходе технологического процесса;
согласование работы сложной взаимосвязи оборудования внутри технологических установок и обеспечение взаимодействие установок между собой;
уменьшение времени достижения режимных значений параметров системы;
обеспечение непрерывности работы технологических установок;
предотвращение аварийных ситуаций на объекте и обеспечение правильного функционирования оборудования
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
провести анализ объекта автоматизации;
на основе проведённого анализа синтезировать структурную схему системой, разработать структуру отдельных блоков системы;
определить требуемый для автоматизации котельной перечень технических средств;
составить алгоритм функционирования и разработать программу управления системой;
В результате выполнения данного курсового проекта была разработана система автоматического управления узла подготовки теплофикационной воды в котельной ООО «Леруа Мерлен»
В процессе реализации проекта было выполнено:
‒ Проведен анализ объекта автоматизации, выделены возможные пути автоматизации и составлено техническое задание на проект.
‒ На основе проведённого анализа и составленного ТЗ, разработана структурная схема системы, а также структура отдельных блоков системы.
‒ Составлен алгоритм функционир¬ования программы управления системой.
Для решения поставленной задачи были использованы современные программируемые логические контроллеры. В работе проведен анализ наиболее популярных ПЛК различных производителей, проанализированы их достоинства и недостатки, разработаны принципиальные схемы, конструкция. При проектировании использовалась современная элементная база производства компании Siemens, а также применялись последние достижения проектир¬ования САУ.
Экономическая эффективность спроектированной системы автоматического управления заключается в снижении энергопотребления ресурсов при работе теплового пункта, а также оптимизации его работы, что повышает эксплуатационный период работы оборудования.
В плане социальной эффективности использование данной САУ ведет к улучшению условий труда обслуживающего персонала. Также модернизация САУ освобождает рабочих от непосредственного участия в производстве и постоянного контроля параметров работы системы управления.
Обеспечение возможности удаленного управления ведет к повышению безопасности труда, т.к. позволяет оператору технологического оборудования располагаться на заведомо безопасном расстоянии от котла в случае возникновения каких-либо аварийных ситуаций.Разработанная архитектура системы полностью удовлетворяет всем требованиям технического задания.
В процессе реализации проекта было выполнено:
‒ Проведен анализ объекта автоматизации, выделены возможные пути автоматизации и составлено техническое задание на проект.
‒ На основе проведённого анализа и составленного ТЗ, разработана структурная схема системы, а также структура отдельных блоков системы.
‒ Составлен алгоритм функционир¬ования программы управления системой.
Для решения поставленной задачи были использованы современные программируемые логические контроллеры. В работе проведен анализ наиболее популярных ПЛК различных производителей, проанализированы их достоинства и недостатки, разработаны принципиальные схемы, конструкция. При проектировании использовалась современная элементная база производства компании Siemens, а также применялись последние достижения проектир¬ования САУ.
Экономическая эффективность спроектированной системы автоматического управления заключается в снижении энергопотребления ресурсов при работе теплового пункта, а также оптимизации его работы, что повышает эксплуатационный период работы оборудования.
В плане социальной эффективности использование данной САУ ведет к улучшению условий труда обслуживающего персонала. Также модернизация САУ освобождает рабочих от непосредственного участия в производстве и постоянного контроля параметров работы системы управления.
Обеспечение возможности удаленного управления ведет к повышению безопасности труда, т.к. позволяет оператору технологического оборудования располагаться на заведомо безопасном расстоянии от котла в случае возникновения каких-либо аварийных ситуаций.Разработанная архитектура системы полностью удовлетворяет всем требованиям технического задания.