АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 5
1АНАЛИЗ ОБЪЕКТА АВТОМАТИЗАЦИИ 7
1.1 Описание блочной газовой котельной 7
1.2 Требования к системе управления 16
2ВЫБОР НЕОБХОДИМОГО ОБОРУДОВАНИЯ 18
2.1 Выбор исполнительных элементов 18
2.2 Выбор контрольно-измерительных приборов 27
2.3 Выбор ПЛК и его комплектующих 39
2.4 Выбор средств диспетчеризации 41
2.5 Выбор элементов электрических схем 44
2.6 Выбор элементов котлового оборудования 49
3РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ 54
4РАЗРАБОТКА ШКАФА УПРАВЛЕНИЯ ГАЗОВОЙ КОТЕЛЬНОЙ 61
5РАЗРАБОТКА ПРОГРАММ АВТОМАТИЗАЦИИ 66
5.1 Разработка программы для ПЛК 66
5.2 Разработка интерфейса панели оператора 78
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 85
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 87
ПРИЛОЖЕНИЕ А 91
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 94
ПРИЛОЖЕНИЕ В 106
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 109
Целью выпускной квалификационной работы является разработка системы управления блочной газовой котельной, которая предназначена для нагрева воды и ее использования в системах теплоснабжения и отопления. Современная газовая котельная позволяет добиться высокой степени автоматизации. Такая котельная работает без постоянного присутствия обслуживающего персонала. Все параметры работы контролирует автоматика. Аварийные сигналы передаются на удаленный диспетчерский пункт.
Автономная блочная газовая котельная может обеспечивать теплом и горячей водой как небольшой частный дом, так и целый жилой микрорайон, промышленное предприятие, торговый или офисный центр. Современная индустрия предлагает огромный выбор газового котельного оборудования различной мощности.
В ходе преддипломной практики на предприятии ООО «Генерационное оборудование-инжиниринг» были поставлены цели и задачи разработки системы автоматизированного управления газовой котельной в селе Знаменское Ирбитского района Свердловской области. Также была изучена схема теплоснабжения данного поселка и производен расчет необходимого оборудования для обеспечения снабжения теплом обслуживаемых котельной зданий и сооружений.
При создании автоматизированной системы управления в выпускной квалификационной работе необходимо:
• изучить состав и принцип работы типовых газовых котельных;
• произвести выбор технологического оборудования системы управления;
• произвести выбор контрольно-измерительных приборов;
• произвести выбор элементов управления;
• разработать технологическую чертежную документацию системы управления газовой котельной;
• разработать программу управления для ПЛК;
• разработать интерфейс панели оператора;
• разработать систему диспетчеризации котельной;
• разработать шкаф управления и сигнализации.
Создание технологической документации необходимо произвести с помощью среды проектирования EPLAN.
Создание программы для выбранного в работе ПЛК необходимо выполнить в среде разработки TIA Portal.
Создание программы для выбранной в работе панели оператора необходимо произвести в среде разработки EasyBuilder Pro.
Все разработанные технологические документы и программное сопровождение необходимо выполнить в соответствии с текущими принятыми стандартами и нормами.
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы магистра была разработана система автоматизированного управления блочной газовой котельной в селе Знаменское Свердловской области. Данная котельная, мощностью 1,1 кВт, предназначена для теплоснабжения жилых и административных зданий и сооружений в черте села Знаменское.
В рамках разработки системы управления была спроектирована следующая технологическая документация: план расположения оборудования, схемы электрические принципиальные системы управления газовой котельной, структурная схема диспетчеризации, спецификация изделий и обзор ПЛК.
Был произведен расчет и выбор исполнительных элементов, контрольноизмерительных приборов, элементов электрических схем, выбор ПЛК и панели оператора, средств диспетчеризации, а также элементов котлового оборудования.
Выбор ПЛК производился по количеству имеющихся аналоговых и дискретных входов и выходов.
Выбор исполнительных элементов производился исходя из расчетов сопротивления трубопроводов и номинальных характеристик рассматриваемой тепловой сети.
Выбор контрольно-измерительных приборов производился с учетом необходимых для контроля системой управления параметров.
Также в разделе выбора котлового оборудования, исходя из расчетов, был произведен подбор дымоходной трубы.
Была произведена разработка шкафа управления и сигнализации в программной среде проектирования систем автоматизации EPLAN. Также в ходе разработки была спроектирована трассировка проводов внутри электрошкафа.
В главе разработки программы для ПЛК была написана программа управления газовой котельной. В состав программы входят следующие функциональные блоки управления элементами системы и ее процессами:
• блок управления сетевыми насосами и частотным преобразователем;
• блок управления котловыми насосами;
• блок управления подпиточными насосами и клапанами подпитки;
• блок управления рециркуляционными насосами;
• блок каскадного управления котлами;
• блок чередования оборудования;
• блок управления трехходовым клапаном;
• блок обмена данных между ПЛК и панелью оператора по протоколу Modbus TCP.
Для визуализации работы системы, а также для контроля и изменения ее параметров был разработан интерфейс оператора.
Таким образом, в ходе выполнения выпускной квалификационной работы были закреплены теоретические и практические знания и навыки проектирования автоматизированных систем управления технологическими процессами.
