Помощь студентам в учебе
АСУ ТП горения гелеобразного топлива в камере сгорания перспективной энергогенерирующей установки
|
Реферат 6
Введение 12
1 Научно-исследовательская работа 13
1.1 Цель и задачи исследования 13
1.2 Экспериментальная методика 13
1.2.1 Топливные составы 13
1.2.2 Экспериментальный стенд 15
1.3 Результаты и их обсуждение 18
1.4 Выводы 27
2 Проектирование АСУ ТП горения гелеобразного топлива в камере сгорания
перспективной энергогенерирующей установки 29
2.1 Системный анализ объекта автоматизации 29
2.2 Техническое задание на проектирование системы управления 31
2.3 Разработка структуры комплекса технических средств 37
2.4 Разработка структурной схемы системы управления 39
2.5 Разработка функциональной схемы системы управления 40
2.6 Составление опросных листов на приборы и средства автоматизации 42
2.7 Выбор технических средств системы управления, составление
спецификации 43
2.7.1 Выбор оборудования АРМ оператора 44
2.7.2 Выбор датчиков температуры 45
2.7.3 Выбор датчиков давления 46
2.7.4 Выбор датчиков расхода 47
2.7.5 Выбор газоанализатора 48
2.7.6 Выбор исполнительного механизма 49
2.7.7 Выбор электрического пускового устройства 49
2.7.8 Выбор программируемого логического контроллера 50
2.8 Разработка электрических схем соединений щитов 51
2.9 Составление перечней элементов щитов 53
2.10 Проектирование схемы внешних проводок 54
2.11 Разработка общего вида щита управления и сборочного чертежа щита
пожаротушения 55
2.12 Разработка фрагментов информационного, математического и
программного обеспечений 57
2.13 Разработка экранных форм мнемосхем SCADA-системы 60
3 Расчет параметров настройки регулятора 63
3.1 Идентификация объекта управления 63
3.2 Выбор структурной схемы системы управления 65
3.3 Параметрический синтез системы управления 66
3.4 Построение переходных процессов и оценка качества работы
системы 68
3.4.1 Расчет, построение и оценка качества переходного процесса в
замкнутой АСР по каналу регулирующего воздействия 68
3.4.2 Расчет, построение и оценка качества переходного процесса в
замкнутой АСР по каналу возмущения 72
3.5 Вывод по разделу Расчет параметров настройки регулятора 76
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение ... 78
4.1 Потенциальные потребители результатов исследования 79
4.2 Анализ конкурентных технических решений 80
4.3 FAST-анализ 81
4.3.1 Выбор объекта FAST-анализа 82
4.3.2 Описание функций объекта 82
4.3.3 Определение значимости выполняемых объектом функций 83
4.3.4 Анализ стоимости функций, выполняемых объектом
исследования 84
4.3.5 Построение функционально-стоимостной диаграммы объекта и ее
анализ 85
4.3.6 Оптимизация функций, выполняемых объектом 86
4.4 Планирование научно-исследовательской работы 86
4.5 Бюджет научно-технического исследования 89
4.5.1 Расчет материальных затрат научно-технического исследования 89
4.5.2 Амортизация 89
4.5.3 Заработная плата исполнителей 90
4.5.4 Отчисления во внебюджетные фонды 92
4.5.5 Накладные расходы 93
4.5.6 Смета затрат на оборудование 93
4.5.7 Формирование затрат научно-исследовательского проекта 94
4.6 Ресурсоэффективность 95
4.7 Вывод по разделу Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение 95
5 Социальная ответственность 99
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 99
5.1.1 Специальные правовые нормы трудового законодательства 100
5.1.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны 100
5.2 Производственная безопасность 101
5.2.1 Анализ вредных и опасных производственных факторов 102
5.2.2 Обоснование мероприятий по снижению уровней воздействия
опасных и вредных факторов на исследователя 108
5.3 Экологическая безопасность 109
5.3.1 Анализ влияния объекта исследования на окружающую среду . 109
5.3.2 Обоснование мероприятий по защите окружающей среды 110
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 110
5.4.1 Анализ вероятных ЧС, которые может инициировать объект
исследований 111
5.4.2 Обоснование мероприятий по предотвращению ЧС и разработка
порядка действия в случае возникновения ЧС 112
5.5 Вывод по разделу Социальная ответственность 112
Заключение 114
Список публикаций студента 116
Список использованных источников 118
Приложение А Опросные листы на технические средства автоматизации .. 126 Приложение Б Characteristics of ignition and combustion of gel fuel particles heated in a high-temperature air medium 133
ФЮРА.421000.003 СО1 Заказная спецификация приборов и средств автоматизации На отдельных листах
ФЮРА.421000.003 ПЭ Перечень элементов
щита управления На отдельных листах
ФЮРА.421000.013 ПЭ Перечень элементов
щита пожаротушения На отдельных листах
ФЮРА.421000.003 СО Перечень составных частей щита
управления На отдельных листах
ФЮРА.421000.013 СО Спецификация щита
пожаротушения На отдельных листах
Графический материал: На отдельных листах
ФЮРА.421000.003 С1 Схема структурная
ФЮРА.421000.003 С2 Схема функциональная
ФЮРА.421000.003 Э4 Схема электрическая соединений щита управления
ФЮРА.421000.013 Э4 Схема электрическая соединений щита пожаротушения
ФЮРА.421000.003 С4 Схема монтажная внешних проводок
ФЮРА.421000.003 ВО Общий вид щита управления
ФЮРА.421000.003 СБ Сборочный чертеж щита пожаротушения
Введение 12
1 Научно-исследовательская работа 13
1.1 Цель и задачи исследования 13
1.2 Экспериментальная методика 13
1.2.1 Топливные составы 13
1.2.2 Экспериментальный стенд 15
1.3 Результаты и их обсуждение 18
1.4 Выводы 27
2 Проектирование АСУ ТП горения гелеобразного топлива в камере сгорания
перспективной энергогенерирующей установки 29
2.1 Системный анализ объекта автоматизации 29
2.2 Техническое задание на проектирование системы управления 31
2.3 Разработка структуры комплекса технических средств 37
2.4 Разработка структурной схемы системы управления 39
2.5 Разработка функциональной схемы системы управления 40
2.6 Составление опросных листов на приборы и средства автоматизации 42
2.7 Выбор технических средств системы управления, составление
спецификации 43
2.7.1 Выбор оборудования АРМ оператора 44
2.7.2 Выбор датчиков температуры 45
2.7.3 Выбор датчиков давления 46
2.7.4 Выбор датчиков расхода 47
2.7.5 Выбор газоанализатора 48
2.7.6 Выбор исполнительного механизма 49
2.7.7 Выбор электрического пускового устройства 49
2.7.8 Выбор программируемого логического контроллера 50
2.8 Разработка электрических схем соединений щитов 51
2.9 Составление перечней элементов щитов 53
2.10 Проектирование схемы внешних проводок 54
2.11 Разработка общего вида щита управления и сборочного чертежа щита
пожаротушения 55
2.12 Разработка фрагментов информационного, математического и
программного обеспечений 57
2.13 Разработка экранных форм мнемосхем SCADA-системы 60
3 Расчет параметров настройки регулятора 63
3.1 Идентификация объекта управления 63
3.2 Выбор структурной схемы системы управления 65
3.3 Параметрический синтез системы управления 66
3.4 Построение переходных процессов и оценка качества работы
системы 68
3.4.1 Расчет, построение и оценка качества переходного процесса в
замкнутой АСР по каналу регулирующего воздействия 68
3.4.2 Расчет, построение и оценка качества переходного процесса в
замкнутой АСР по каналу возмущения 72
3.5 Вывод по разделу Расчет параметров настройки регулятора 76
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение ... 78
4.1 Потенциальные потребители результатов исследования 79
4.2 Анализ конкурентных технических решений 80
4.3 FAST-анализ 81
4.3.1 Выбор объекта FAST-анализа 82
4.3.2 Описание функций объекта 82
4.3.3 Определение значимости выполняемых объектом функций 83
4.3.4 Анализ стоимости функций, выполняемых объектом
исследования 84
4.3.5 Построение функционально-стоимостной диаграммы объекта и ее
анализ 85
4.3.6 Оптимизация функций, выполняемых объектом 86
4.4 Планирование научно-исследовательской работы 86
4.5 Бюджет научно-технического исследования 89
4.5.1 Расчет материальных затрат научно-технического исследования 89
4.5.2 Амортизация 89
4.5.3 Заработная плата исполнителей 90
4.5.4 Отчисления во внебюджетные фонды 92
4.5.5 Накладные расходы 93
4.5.6 Смета затрат на оборудование 93
4.5.7 Формирование затрат научно-исследовательского проекта 94
4.6 Ресурсоэффективность 95
4.7 Вывод по разделу Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение 95
5 Социальная ответственность 99
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 99
5.1.1 Специальные правовые нормы трудового законодательства 100
5.1.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны 100
5.2 Производственная безопасность 101
5.2.1 Анализ вредных и опасных производственных факторов 102
5.2.2 Обоснование мероприятий по снижению уровней воздействия
опасных и вредных факторов на исследователя 108
5.3 Экологическая безопасность 109
5.3.1 Анализ влияния объекта исследования на окружающую среду . 109
5.3.2 Обоснование мероприятий по защите окружающей среды 110
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 110
5.4.1 Анализ вероятных ЧС, которые может инициировать объект
исследований 111
5.4.2 Обоснование мероприятий по предотвращению ЧС и разработка
порядка действия в случае возникновения ЧС 112
5.5 Вывод по разделу Социальная ответственность 112
Заключение 114
Список публикаций студента 116
Список использованных источников 118
Приложение А Опросные листы на технические средства автоматизации .. 126 Приложение Б Characteristics of ignition and combustion of gel fuel particles heated in a high-temperature air medium 133
ФЮРА.421000.003 СО1 Заказная спецификация приборов и средств автоматизации На отдельных листах
ФЮРА.421000.003 ПЭ Перечень элементов
щита управления На отдельных листах
ФЮРА.421000.013 ПЭ Перечень элементов
щита пожаротушения На отдельных листах
ФЮРА.421000.003 СО Перечень составных частей щита
управления На отдельных листах
ФЮРА.421000.013 СО Спецификация щита
пожаротушения На отдельных листах
Графический материал: На отдельных листах
ФЮРА.421000.003 С1 Схема структурная
ФЮРА.421000.003 С2 Схема функциональная
ФЮРА.421000.003 Э4 Схема электрическая соединений щита управления
ФЮРА.421000.013 Э4 Схема электрическая соединений щита пожаротушения
ФЮРА.421000.003 С4 Схема монтажная внешних проводок
ФЮРА.421000.003 ВО Общий вид щита управления
ФЮРА.421000.003 СБ Сборочный чертеж щита пожаротушения
Автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП) представляют собой мощный инструмент для управления технологическим оборудованием. На современных предприятиях в связи с внедрением современных технологий и оборудования невозможно обойтись без такой системы. Благодаря АСУ ТП оборудование способно функционировать по заданной программе в автоматизированном режиме, а оператору достаточно наблюдать на мониторе за происходящими процессами и отслеживать необходимые параметры. В связи с тем, что функции оперативного персонала сводятся к контролю и управлению технологическим объектом, возрастает уровень производственной безопасности, исключаются ошибки персонала, уменьшаются трудовые затраты, нештатные ситуации.
Одной из наиболее действенных мер снижения количества пострадавших и сохранения целостности системы является установка автоматической системы пожаротушения (АСПТ). Данная система включает в себя комплекс механизмов, устройств, служащих для обнаружения, локализации и тушения возгораний, а также защиты имущества и людей от пожара.
В рамках настоящей работы разрабатываются АСУ ТП горения гелеобразного топлива и АСПТ. Данные системы предназначены для функционирования в составе испытательного стенда ракетного двигателя. К перечню решаемых задач создания АСУ ТП и АСПТ можно отнести:
- повышение эффективности работы оборудования;
- обеспечение удобства управления технологическим процессом (с помощью АРМ оператора);
- контроль и мониторинг технологических параметров;
- исключение рисков простоев, сбоев работы оборудования;
- минимизация ошибок персонала технологического объекта;
- повышение пожарной безопасности.
Одной из наиболее действенных мер снижения количества пострадавших и сохранения целостности системы является установка автоматической системы пожаротушения (АСПТ). Данная система включает в себя комплекс механизмов, устройств, служащих для обнаружения, локализации и тушения возгораний, а также защиты имущества и людей от пожара.
В рамках настоящей работы разрабатываются АСУ ТП горения гелеобразного топлива и АСПТ. Данные системы предназначены для функционирования в составе испытательного стенда ракетного двигателя. К перечню решаемых задач создания АСУ ТП и АСПТ можно отнести:
- повышение эффективности работы оборудования;
- обеспечение удобства управления технологическим процессом (с помощью АРМ оператора);
- контроль и мониторинг технологических параметров;
- исключение рисков простоев, сбоев работы оборудования;
- минимизация ошибок персонала технологического объекта;
- повышение пожарной безопасности.
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы была разработана АСУ ТП горения гелеобразного топлива на основе современной микропроцессорной техники. Использование в качестве энергоресурса гелеобразного топлива является перспективным решением. В рамках научно - исследовательской работы были установлены фундаментальные закономерности и характеристики протекания физико-химических процессов при зажигании и горении группы составов гелеобразных топлив в условиях варьирования параметров окружающей среды в широких диапазонах, соответствующих условиям протекания процессов в камерах сгорания энергогенерирующих установок.
Спроектированная автоматизированная система является
трехуровневой. Полевой уровень включает датчики измерения температуры, давления, расхода, концентрации, а также запорную арматуру и исполнительные механизмы. На среднем уровне располагается контроллер компании «ЭлеСи», на верхнем уровне - АРМ оператора. Также была разработана автоматическая система пожаротушения для защиты персонала и оборудования от пожара.
В ходе написания ВКР выполнено:
- разработана группа составов гелеобразных топлив на основе загущенных горючих жидкостей, в том числе с добавлением мелкодисперсных горючих частиц, также установлены характеристики, механизмы зажигания и горения гелеобразных топлив;
- системный анализ объекта автоматизации;
- разработан комплект проектной и технической документации: структурная схема, функциональная схема, заказная спецификация приборов и средств автоматизации, схема монтажная, схема электрическая соединений щита управления, схема электрическая соединений щита пожаротушения, перечни элементов, общий вид щита управления, сборочный чертеж щита пожаротушения, перечень составных частей щита управления, спецификация щита пожаротушения;
- проектирование мнемосхем для удаленного мониторинга и управления АСУ ТП горения гелеобразного топлива и системой пожаротушения.
Результаты выпускной квалификационной работы могут быть использованы в качестве основы для проектирования систем сжигания гелеобразного топлива, а также проектирования систем пожаротушения.
Спроектированная автоматизированная система является
трехуровневой. Полевой уровень включает датчики измерения температуры, давления, расхода, концентрации, а также запорную арматуру и исполнительные механизмы. На среднем уровне располагается контроллер компании «ЭлеСи», на верхнем уровне - АРМ оператора. Также была разработана автоматическая система пожаротушения для защиты персонала и оборудования от пожара.
В ходе написания ВКР выполнено:
- разработана группа составов гелеобразных топлив на основе загущенных горючих жидкостей, в том числе с добавлением мелкодисперсных горючих частиц, также установлены характеристики, механизмы зажигания и горения гелеобразных топлив;
- системный анализ объекта автоматизации;
- разработан комплект проектной и технической документации: структурная схема, функциональная схема, заказная спецификация приборов и средств автоматизации, схема монтажная, схема электрическая соединений щита управления, схема электрическая соединений щита пожаротушения, перечни элементов, общий вид щита управления, сборочный чертеж щита пожаротушения, перечень составных частей щита управления, спецификация щита пожаротушения;
- проектирование мнемосхем для удаленного мониторинга и управления АСУ ТП горения гелеобразного топлива и системой пожаротушения.
Результаты выпускной квалификационной работы могут быть использованы в качестве основы для проектирования систем сжигания гелеобразного топлива, а также проектирования систем пожаротушения.
