Тема: Модернизация системы автоматизации котла-утилизатора типа КУ-50 предприятия АО «ЧЭМК»

В ходе прохождения практики на предприятии АО «ЧЭМК» был изучен котел-утилизатор типа КУ-50. Были обнаружены следующие проблемы в его эксплуатации:
1) Неправильно настроенный регулятор. Регулятор на предприятии настроен вручную с большим перерегулированием, что недопустимо для работы котла- утилизатора, так как может привести к забросу воды в пароперегреватель. Работа регулятора в статическом режиме также довольно колебательна, что приводит к быстрому износу исполнительного механизма и повышенной трате электроэнергии на постоянное открытие и закрытие задвижки.
2) Измерение уровня воды дифференциальным давлением. Данный способ предполагает измерение уровня за счет сравнения давления между колонками, одна из которых связана с барабаном котла, а в другую заливается необходимый уровень воды. Из второй колонки вода постепенно испаряется, что приводит большим погрешностям в измерении уровня и даже может привести к аварии, если вовремя не добавить воды.
Таким образом, объектом исследования данной выпускной квалификационной работы станет котле-утилизатор типа КУ-50 предприятия АО «ЧЭМК». Предметом же исследования станет измерение уровня воды в барабане котла-утилизатора.
Целью выпускной квалификационной работы будет являться повышение надежности работы котла-утилизатора.
Для достижения данной цели должны быть решены следующие задачи:
• Обеспечить поддержание необходимого уровня воды в барабане КУ;
• Изменить способ измерения уровня воды;
• Обеспечить равномерность подачи воды;
• Разработать программное обеспечение системы автоматизации;
• Разработать систему визуализации технологическим процессом

Купить

В ходе выполнения выпускной квалификационной работы были выполнены все поставленные задачи.
Обеспечение поддержания необходимого уровня воды в барабане КУ было достигнуто с помощью перерасчета ПИ-регулятора. Была рассчитана модель системы автоматизации, данная модель была построена в среде графического программирования Simulink на основе MATLAB. Методом CHR (Chien-Hrones- Reswick) был рассчитан ПИ-регулятор. Проведено моделирование без ПИ-регулятора, с ПИ-регулятором и заданием на полное наполнение резервуара, а также с ПИ-регулятором и заданием на наполнение половины бака.
Также более точное регулирование уровня воды стало возможно благодаря выбору нового оборудования: емкостного уровнемера DLM-35, имеющего высокую точность измерения и почти не требующего дополнительного обслуживания; пускателя ПБР-3АП, позволяющего точно позиционировать положение задвижки.
Кроме того был выбран контроллер S7-1214C для автоматического управления процессом и HMI-панель SIMATIC Basic Panel KTP700 для вывода основных параметров и процесса работы котла-утилизатора в режиме реального времени.
Был разработан алгоритм управления, включающий также условия аварийных ситуаций, на основе которого было разработано программное обеспечение для программируемого логического контроллера Siemens Simatic S7-1200 в среде разработки TIA Portal на языках LAD (LAdder Diagram) и SCL (Structured Control Language).
Также была разработана система визуализации в среде TIA Portal для SIMATIC HMI KTP700 Basic состоящая из трех экранов: главного, на котором отображается уровень воды в барабане котла-утилизатора и дублируются сигналы схемы сигнализации; экрана на котором отображается изменение уровня во времени в виде графика; и экрана с основными параметрами технологического процесса с датчиков, заведенных на контроллер.
Далее были разработаны электрические схемы соединения элементов системы автоматизации и основная конструкторская документация, включающая в себя электрические принципиальные схемы, спецификацию изделий, таблицу соединений и таблицу сигналов ПЛК, а также компановку шкафа управления.
Капитальные затраты на покупку, транспортировку и монтаж, а также на непредвиденные расходы вводимого оборудования составили 187 170,8 рублей. Общая сумма годовых издержек идущие на фонд заработной платы, отчисления на социальные нужды, материальные затраты, амортизационные отчисления и прочие расходы составила 1 381 093 рублей до введения оборудования и 1 363 994 рублей после. Годовая экономия составила 15 099 рублей.
Срок окупаемости оборудования в ходе расчёта курсовой работы составил 2 года и 10 месяцев, а значит можно сделать вывод о том, что вводимое оборудование является экономически выгодным.

Купить