Автоматизированная система обеззараживания сточных вод
|
Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 4
1 АНАЛИЗ ОБЪЕКТА АВТОМАТИЗАЦИИ 6
1.1 Обеззараживание воды ультрафиолетовым излучением 8
1.2 Свойства и функциональная схема 18
2 ТЕХНИЧЕСКИЕ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К
ПРОЕКТИРУЕМОЙ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЕ 22
3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ
ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ СТОЧНЫХ ВОД 24
3.1 Выбор средств автоматизации 24
3.2 Выбор программируемого контроллера 32
3.3 Выбор технических средств автоматизации 35
3.4 Архитектура на базу ПЛК 38
4 ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОНТУРА РЕГУЛИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ
ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ С ПИД РЕГУЛЯТОРОМ 46
4.1 Настройка оптимальных параметров ПИД регулятора в системе
MATLAB и Simulink в пакете Design Optimization 46
4.2 Моделирование в системе MATLAB и Simulink 50
4.3 Построение переходных процессов 51
5 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 56
6 РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЕКТА 68
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 82
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 85
ВВЕДЕНИЕ 4
1 АНАЛИЗ ОБЪЕКТА АВТОМАТИЗАЦИИ 6
1.1 Обеззараживание воды ультрафиолетовым излучением 8
1.2 Свойства и функциональная схема 18
2 ТЕХНИЧЕСКИЕ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К
ПРОЕКТИРУЕМОЙ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЕ 22
3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ
ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ СТОЧНЫХ ВОД 24
3.1 Выбор средств автоматизации 24
3.2 Выбор программируемого контроллера 32
3.3 Выбор технических средств автоматизации 35
3.4 Архитектура на базу ПЛК 38
4 ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОНТУРА РЕГУЛИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ
ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ С ПИД РЕГУЛЯТОРОМ 46
4.1 Настройка оптимальных параметров ПИД регулятора в системе
MATLAB и Simulink в пакете Design Optimization 46
4.2 Моделирование в системе MATLAB и Simulink 50
4.3 Построение переходных процессов 51
5 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 56
6 РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЕКТА 68
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 82
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 85
Процесс в развитии машинного производства, автоматизация — одно из направлений научно-технического прогресса, использующее саморегулирующие технические средства и математические методыс целью освобождения человека от участия в процессах получения, преобразования, передачи и использования энергии, материалов, изделий или информации, либо существенного уменьшения степени этого участия или трудоёмкости выполняемых операций [1].
Автоматизация процессов в производстве является частью важнейших факторов увеличения продуктивности и улучшения условий труда. Все существующие и строящиеся промышленные объекты в полностью или частично оборудуются продуктами автоматизации технологических процессов. Создание полезной автоматизированной системы - очень сложная задача, и считалась ей всегда.
На современном этапе развития технологических систем активно модернизируются и совершенствоваться морально и технически устаревшие системы управления, заменяются современными автоматизированными системами управления (АСУ ТП). Это результат постоянного развития и совершенствования систем управления, их элементной базы и используемых технических средств и возможностей. Этот тип систем предназначен для повышения надежности и качества технологического производства при одновременном уменьшении количества работников по техническому обслуживанию. Кроме этого, автоматизированные системы позволяют внедрять системы мониторинга прогресса ТП на разных этапах.
Сточные воды - атмосферные воды и осадки, к которым относятся талые и дождевые воды, а также воды от полива зеленых насаждений и улиц, отводимые в водоёмы с территорий промышленных предприятий и населённых мест через систему канализации или самотёком, свойства которых оказались ухудшенными в результате деятельности человека...
Автоматизация процессов в производстве является частью важнейших факторов увеличения продуктивности и улучшения условий труда. Все существующие и строящиеся промышленные объекты в полностью или частично оборудуются продуктами автоматизации технологических процессов. Создание полезной автоматизированной системы - очень сложная задача, и считалась ей всегда.
На современном этапе развития технологических систем активно модернизируются и совершенствоваться морально и технически устаревшие системы управления, заменяются современными автоматизированными системами управления (АСУ ТП). Это результат постоянного развития и совершенствования систем управления, их элементной базы и используемых технических средств и возможностей. Этот тип систем предназначен для повышения надежности и качества технологического производства при одновременном уменьшении количества работников по техническому обслуживанию. Кроме этого, автоматизированные системы позволяют внедрять системы мониторинга прогресса ТП на разных этапах.
Сточные воды - атмосферные воды и осадки, к которым относятся талые и дождевые воды, а также воды от полива зеленых насаждений и улиц, отводимые в водоёмы с территорий промышленных предприятий и населённых мест через систему канализации или самотёком, свойства которых оказались ухудшенными в результате деятельности человека...
Способом увеличения эффективности работы технологических систем достигается разными способами, это частичное внедрение автоматизированных систем и упрощение производства механическим способом что значит проектирование и создание таких технических систем и технологических процессов, при которых происходит полное или частичное участие человека на стадии механического и физического труда, управления и принятия решений.
Необходимость модернизации производства на современном этапе продиктована быстрыми темпами научно-технического прогресса в мире, социальными потребностями общества, существенным из которых является не столько увеличение количества, сколько ассортимент и качество продукции. Таким образом, на современном этапе неизбежно будет преобладать серийный тип производства, гибкость и эффективность которого, базируется на комплексной автоматизации сквозного процесса проектирования, технологической подготовки предприятия и реального производства.
В представленном проекте представлен вариант решения проблемы автоматизации системы обеззараживания сточных вод ультрафиолетовым излучением. Повышен уровень автоматизации за счет создания системы управления на программируемом логическом контроллере семейства Siemens S7- 300.
В процессе разработки автоматизированной системы управления технологическим процессом были достигнуты требуемые функции, автоматический сбор первичной информации с исполнительных устройств системы, таких как датчики и регуляторы, автоматизации и производя первичную обработку технологических параметров, которые хранятся в памяти для последующего использования.
Управление технологическим объектом и ее контроль обеспечивается автоматизированной системой управления, уменьшение человеческого труда и повышение безопасности работников за счет предотвращения аварийных ситуаций в процессе производства, высший уровень управления, обеспечивающий возможности эффективного технического и обмена информацией, поддерживая системы высшего уровня на достаточном уровне актуальности информации и данных.
В ходе написания ВКР были выполнены следующие задачи:
1. Была произведена разработка функциональной схемы контроля, регулирования и автоматизации после расчета технологических параметров по регламенту.
2. Разработана схема информирования и сигнализации оперативного персонала после вычисления параметров защиты и сигнализации объекта автоматизации системы для предупреждения возможных аварийных производственных ситуаций и материальной защиты объекта.
3. Составлен список спецификации поободранного комплекса технических средств автоматизации и программного обеспечения для выполнения функции соблюдения точности измерения параметров.
4. К программируемому логическому контроллеру серии Siemens S7-300 была разработана схема внешней проводки подключения и привязки продуктов автоматизации согласно технологическому регламенту и спецификации оборудования на приборы по схеме автоматизации.
5. Отсутствие отрицательной динамики при должном качестве регулирования подходящих параметров автоматизированной системы настройки регулятора после расчета цифровой АСР.
6. Настроили оптимальные параметры ПИД регулятора в системе MATLAB и Simulink в пакете Design Optimization, по полученным данным можно считать о достаточном качестве системы управления.
7. Осуществлен выбор средств индивидуальной защиты оперативного персонала, модернизирование освещения и вентиляции помещения операторов, согласно нормам и правилам были установлены меры повышающие технику безопасности при производстве работ.
Оператор технологического процесса осуществляет визуальное наблюдение и контроль за параметрами процесса производства и их отклонениями от нормы после чего передает данные в SCADA систему, выполняя тем самым автоматический контроль за состоянием.
На станции оператора происходит автоматическая обработка и хранение поступающих данных и отображение параметров технологического процесса выделяются в форме отдельно выделенных сообщений, таких как суммирование, разность, вычисление по формулам, усреднение показателей. При уменьшении свободного места в памяти устройства происходит автоматическое удаление старых данных, они затираются.
Результаты процесса моделирования позволяют сделать выводы о том, что в разработанной системе имеет место лишний запас устойчивости к колебаниям по фазе и амплитуде резюмируя об недостаточном использовании свойств и возможностей системы. Можно сделать вывод что, требования необходимые для достаточной устойчивости и быстродействия системы автоматизации были полностью удовлетворены.
Приведены результаты разработки структуры системы в целом, а также необходимого алгоритмического, информационного и технического (технологического) обеспечения. В ходе работы обоснована необходимость автоматизации системы обеззараживания сточных вод ультрафиолетовым излучением. Разработана функциональная схема, четко сформулированы необходимые функции АСУ ТП. Устройство управления и другие инструменты были выбраны от отечественного производителя, что снизило стоимость разработки, производства, монтажа и последующей эксплуатации САУ.
Система автоматизации очистки сточных вод ультрафиолетовым излучением разработана в соответствии с техническим заданием и полностью отвечает исходным требованиям, а также нормам и правилам. [42,43]
Необходимость модернизации производства на современном этапе продиктована быстрыми темпами научно-технического прогресса в мире, социальными потребностями общества, существенным из которых является не столько увеличение количества, сколько ассортимент и качество продукции. Таким образом, на современном этапе неизбежно будет преобладать серийный тип производства, гибкость и эффективность которого, базируется на комплексной автоматизации сквозного процесса проектирования, технологической подготовки предприятия и реального производства.
В представленном проекте представлен вариант решения проблемы автоматизации системы обеззараживания сточных вод ультрафиолетовым излучением. Повышен уровень автоматизации за счет создания системы управления на программируемом логическом контроллере семейства Siemens S7- 300.
В процессе разработки автоматизированной системы управления технологическим процессом были достигнуты требуемые функции, автоматический сбор первичной информации с исполнительных устройств системы, таких как датчики и регуляторы, автоматизации и производя первичную обработку технологических параметров, которые хранятся в памяти для последующего использования.
Управление технологическим объектом и ее контроль обеспечивается автоматизированной системой управления, уменьшение человеческого труда и повышение безопасности работников за счет предотвращения аварийных ситуаций в процессе производства, высший уровень управления, обеспечивающий возможности эффективного технического и обмена информацией, поддерживая системы высшего уровня на достаточном уровне актуальности информации и данных.
В ходе написания ВКР были выполнены следующие задачи:
1. Была произведена разработка функциональной схемы контроля, регулирования и автоматизации после расчета технологических параметров по регламенту.
2. Разработана схема информирования и сигнализации оперативного персонала после вычисления параметров защиты и сигнализации объекта автоматизации системы для предупреждения возможных аварийных производственных ситуаций и материальной защиты объекта.
3. Составлен список спецификации поободранного комплекса технических средств автоматизации и программного обеспечения для выполнения функции соблюдения точности измерения параметров.
4. К программируемому логическому контроллеру серии Siemens S7-300 была разработана схема внешней проводки подключения и привязки продуктов автоматизации согласно технологическому регламенту и спецификации оборудования на приборы по схеме автоматизации.
5. Отсутствие отрицательной динамики при должном качестве регулирования подходящих параметров автоматизированной системы настройки регулятора после расчета цифровой АСР.
6. Настроили оптимальные параметры ПИД регулятора в системе MATLAB и Simulink в пакете Design Optimization, по полученным данным можно считать о достаточном качестве системы управления.
7. Осуществлен выбор средств индивидуальной защиты оперативного персонала, модернизирование освещения и вентиляции помещения операторов, согласно нормам и правилам были установлены меры повышающие технику безопасности при производстве работ.
Оператор технологического процесса осуществляет визуальное наблюдение и контроль за параметрами процесса производства и их отклонениями от нормы после чего передает данные в SCADA систему, выполняя тем самым автоматический контроль за состоянием.
На станции оператора происходит автоматическая обработка и хранение поступающих данных и отображение параметров технологического процесса выделяются в форме отдельно выделенных сообщений, таких как суммирование, разность, вычисление по формулам, усреднение показателей. При уменьшении свободного места в памяти устройства происходит автоматическое удаление старых данных, они затираются.
Результаты процесса моделирования позволяют сделать выводы о том, что в разработанной системе имеет место лишний запас устойчивости к колебаниям по фазе и амплитуде резюмируя об недостаточном использовании свойств и возможностей системы. Можно сделать вывод что, требования необходимые для достаточной устойчивости и быстродействия системы автоматизации были полностью удовлетворены.
Приведены результаты разработки структуры системы в целом, а также необходимого алгоритмического, информационного и технического (технологического) обеспечения. В ходе работы обоснована необходимость автоматизации системы обеззараживания сточных вод ультрафиолетовым излучением. Разработана функциональная схема, четко сформулированы необходимые функции АСУ ТП. Устройство управления и другие инструменты были выбраны от отечественного производителя, что снизило стоимость разработки, производства, монтажа и последующей эксплуатации САУ.
Система автоматизации очистки сточных вод ультрафиолетовым излучением разработана в соответствии с техническим заданием и полностью отвечает исходным требованиям, а также нормам и правилам. [42,43]
Подобные работы
- Разработка технических рекомендаций по повышению качества очистки сточных вод на предприятии «Рязанское РНУ «ГПС Шилово–3»
Бакалаврская работа, природопользование. Язык работы: Русский. Цена: 4700 р. Год сдачи: 2020 - ОПТИМИЗАЦИЯ СХЕМЫ ОЧИСТКИ ХОЗЯЙСТВЕННО-БЫТОВЫХ ВОД
Бакалаврская работа, техносферная безопасность. Язык работы: Русский. Цена: 5750 р. Год сдачи: 2017 - Технологии очистки и обезвреживания воды
Магистерская диссертация, гидрология. Язык работы: Русский. Цена: 5500 р. Год сдачи: 2021 - Водоотведение города с населением 40 000 человек
Дипломные работы, ВКР, водоотведение. Язык работы: Русский. Цена: 1500 р. Год сдачи: 2023 - Исследование устойчивости ООО «Юргаводтранс» к возникновению чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера
Бакалаврская работа, экология и природопользование. Язык работы: Русский. Цена: 5900 р. Год сдачи: 2016 - Утилизация отходов предприятия ООО Агрофирма «Восток»
Бакалаврская работа, техносферная безопасность. Язык работы: Русский. Цена: 4280 р. Год сдачи: 2018 - Разработка технологической схемы водоподготовки к птицефабрике с численностью 1437 тыс. птиц
Бакалаврская работа, строительство . Язык работы: Русский. Цена: 4315 р. Год сдачи: 2023 - Расчет и проектирование инженерных систем жизнеобеспечения коттеджного поселка городского типа
Бакалаврская работа, природопользование. Язык работы: Русский. Цена: 4350 р. Год сдачи: 2023 - Эколого-экономическая оценка ущерба от загрязнения атмосферы на предприятии природопользования
Магистерская диссертация, экономика. Язык работы: Русский. Цена: 4955 р. Год сдачи: 2021 - ИССЛЕДОВАНИЕ АКТИВНОСТИ МИКРОФЛОРЫ ПОБОЧНЫХ ПРОДУКТОВ ПРОИЗВОДСТВА БИОГАЗА
Магистерская диссертация, биология. Язык работы: Русский. Цена: 4900 р. Год сдачи: 2018





