Введение 3
1.Описание и анализ объекта автоматизации 4
1.1.Техническая характеристика объекта автоматизации 4
1.2. Описание технологического процесса и основного оборудования 6
1.3. Анализ технологического процесса как объекта автоматизации 13
3.1. Математическое описание объекта управления 34
3.2.Анализ возмущающих воздействий 43
3.3.Расчёт САУ 44
3.4.Расчёт и анализ системы управления 45
4.Проектирование системы управления объектом и выбор КТС 51
4.1.Разработка функциональной схемы автоматизации и функциональной структуры АСУТП 51
4.2. Выбор и обоснование ПТК 52
4.3.Выбор приборов и средств автоматизации и разработка технической структуры АСУТП 63
4.4.Выбор и расчёт технических средств автоматизации 69
4.5. Технологические защиты объекта управления 74
Заключение 98
Список использованных источников
Объективная необходимость повышения эффективности производства поставила задачи, успешное решение которых во многом связано с внедрением на предприятиях средств автоматизации и вычислительной техники. Управление современными агрегатами тепло-энергетической промышленности требует непрерывного сопоставления текущего хода технологического процесса с заданным и уточнения управляющих воздействий (управлений), прикладываемых к агрегату, в соответствии с изменением условий его работы.
Основой автоматизации производства является создание автоматизированных и автоматических систем управления сложными технологическими процессами, агрегатами и производствами с применением электронных управляющих вычислительных машин и средств автоматизации. Применение АСУ ТП повышает уровень организации производства и оперативности взаимодействия персонала с техническим агрегатом. Это сокращает цикл производства, внутрипроизводственные заделы и обеспечивает более полное использование материалов, т.е. существенно увеличивает фондоотдачу. Появляется возможность перехода к оптимизированным режимам технологических процессов, что увеличивает производительность агрегатов, повышает эффективность использования сырья и материалов, а также предотвращает аварийные ситуации. Качество готового продукта улучшается, а его характеристики стабилизируются.
С учетом быстрого развития и расширения сферы применения к средствам вычислительной техники в системах управления предъявляются следующие требования: реализуемости различных законов управления на базе единых технических средств (программируемость), возможности широко варьировать число и вид управляющих и осведомительных сигналов (агрегатирование узлов сопряжения), ориентации на заданный курс времени, определяемый характером управляемого процесса. Усложнение реализуемых алгоритмов, повышение уровня интеграции элементов, требования унификации средств, приводят к значительным изменениям в методике проектирования. В целом задачи проектирования новых систем автоматизации все более усложняются. Значительные изменения претерпевают те модели и формализованные методы, которые используются на различных этапах проектирования. Непременным условием преодоления этих трудностей является системный подход при проектировании и автоматизации на основе применения ЭВМ .
В данной работе проводится модернизация системы автоматизации водогрейного котла КВГМ 70-150 ОАО “Юго-Западная ТЭЦ” СПб с разработкой системы автоматического управления температурой теплофикационной воды.
В данном дипломном проекте была проанализирована система автоматизации котла КВГМ 70-150 ОАО «Юго-Западная ТЭЦ». Автоматизация была выполнена на базе компонентов фирмы Siemens, для отображения информации используются мониторы персональной ЭВМ. Произведен расчет настроек регулятора и исследование качества управления модернизируемой САУ. Анализ качества управления модернизируемой САУ удовлетворяет сформированным требованиям. Был выбран закон регулирования температуры теплофикационной воды и найдены коэффициенты настройки регуляторов.
Также была разработана система автоматической защиты, ведущая к останову котла, при выходе контролируемых параметров за заданные пределы.
Реализация двухконтурной системы регулирования температуры теплофикационной воды (внутренний контур: расход топлива, внешний контур: температура воды на выходе) на базе ПЛК Siemens Simatic S7-300 оптимально подходит для данного объекта. В шестом разделе произведен расчет экономической эффективности, и сформирована таблица экономических показателей.
При применении этой системы отпадает необходимость установки показывающих и регистрирующих приборов для отображения информации, так как отображение производится на мониторах операторской станции, а регистрация ведется посредством принтера. Системы на базе Siemens приведет к более точному регулированию параметров процесса нагрева воды, увеличению КПД котла, а также к решению насущной в настоящее время проблемы поддержания нормальных условий жизни населения в отопительный период.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Клюев А.С., Говарнов А.Г. “ Наладка систем автоматического регулирования котельных агрегатов”, Москва, “Энергия”, 1970
2. Доронин В.А., Буйлов Г.П., Серебряков Н.П. “Автоматика и автоматизация производственных процессов ЦБП”, Москва, “Экология”, 1995
3. Хзмалян Д.М., Каган Я.А. “Теория горения и топочные устройства”, Москва, “Энергия”, 1976
4. Добкин В.М., Дулеев Е.М. “Автоматическое регулирование тепловых процессов на электростанциях”, государственное энергетическое издательство, Москва, 1959
5. Доронин В.А., Буйлов Г.П. “Автоматизированые системы управления теплоэнергетических процессов и процессов отрасли”, Санкт-Петербург, 2001
6. Автоматизация теплоэнергетических процессов отрасли, Санкт-Петербург, 1994 (уч.пособие)
7. Буйлов Г.П., Доронин В.А. “Автоматика и автоматизация производственных процессов ЦБП”, Москва, “Экология”, 1995
8. Дятлова Е.П., Сафонова М.Р. “Проектирование автоматизированных систем управления технологическими процессами ЦБП”, Санкт-Петербург, 1999 (уч.пособие)
9. В.Н.Суриков, И.Б. Малютин, Н.П. Серебряков “Автоматизация технологических процессов и производств”Учебно-методическое пособие по дипломному проектированию. Санкт-Петербург 2011 год
10. Мануйлов П.Н. ”Теплотехнические измерения и автоматизация тепловых процессов”, Москва, “Энергия”, 1976
11. Кузьменко Д.Я. “Автоматическое регулирование и технологические защиты паровых котлов”, Москва, “Энергия”, 1970
12. Гусев Ю.Л. “Основы проектирования котельных установок”, Москва, издательство литературы по строительству, 1973
13. Зыков А.К. “Паровые и водогрейные котлы”, Москва, “Энергоатомиздат”, 1987
14. Файерштейн Л. М. "Справочник по автоматизации котельных установок", Москва, "Энергия", 1978
15. Пугачев Ю.Г. “Экономическая часть дипломного проектирования”, Санкт-Петербург. 2000 (уч. пособие).