ВВЕДЕНИЕ 6
1. Аналитический обзор 8
1.1. Энергоснабжение 8
1.2. Основные объекты электроснабжения 10
1.2.1. Линия электропередачи (ЛЭП) 10
1.2.2. Трансформаторная подстанция (ТП) 10
1.3.2 Трансформатор 12
1.3.3 Автомат включения резерва (АВР) 13
1.3.4 Распределительный пункт 13
1.4 Вакуумный выключатель BB/TEL 15
1.5 Описание автоматизируемого объекта 17
1.6 Разработка требований к системе 20
1.6.1 Структурные требования 20
1.6.2 Функциональные требования к нижнему уровню системы 21
1.6.3 Требования к функциям на среднем уровне 23
1.6.4 Требования к функциям на верхнем уровне 24
1.7 Определение схемы взаимодействия между уровнями 24
1.8 Выбор решения для проектирования 25
1.8.1 Решение для реализации нижнего уровня 25
1.8.2 Решение для реализации среднего уровня 27
1.8.3 Решение для реализации верхнего уровня 28
1.9 Обзор альтернативных решений 29
1.9.1 Решение компании AdAstra 29
1.9.2 Решение компании Iconics 31
1.10 Вывод по главе 33
2 Проектирование системы с использованием UML-диаграмм 34
3
2.1 Диаграмма вариантов использования (Use cases diagram) 34
2.2 Разработка потока событий 35
2.3 Диаграмма последовательностей (Sequences diagram) 39
2.4 Диаграмма деятельности (Activities diagram) 41
2.5 Диаграмма развертывания (Deployment diagram) 42
2.6 Вывод по главе 43
3 Разработка системы управления 44
3.1 Разработка алгоритма работы автоматического ввода резерва 44
3.2 Разработка алгоритма работы вакуумного выключателя 50
3.3 Вывод по главе 51
4 Разработка системы диспетчерского управления 52
4.1 Разработка тегов управления 52
4.1.1 Внутренние (Internal) теги 52
4.1.2 Теги процесса 54
4.2 Построение кадров процесса 55
4.2.1 Экран главного окна 56
4.3 Динамизация оконных объектов 58
4.3.2 Динамизация посредством тегов 59
4.3.3 Динамизация посредством C-макросов 60
4.3.4 Окно характеристик выключателя вакуумного 62
4.4 Разработка системы верхнего уровня 63
4.5 Вывод по главе 65
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 66
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 68
ПРИЛОЖЕНИЕ
В данной курсовой работе рассматривается автоматизированная система диспетчерского управления внутриплощадными сетями Особой Экономической зоны (ОЭЗ) промышленно-производственного типа “Алабуга”
В работе анализируется существующая структура внутриплощадных сетей ОЭЗ “Алабуга”, в том числе структура энергетической сети, тепловых сетей и водопровода, изучаются основные потребители электрической и тепловой энергии. Определяются требования, предъявляемые к автоматизированной системе, ставятся цели и формулируются задачи, обеспечивающие выполнение вышеозначенных требований.
Современное состояние электроэнергетических систем и сетей в РФ характеризуется значительным износом электротехнического оборудования, которое в большинстве своем находится в конце своего срока эксплуатации или уже претерпело не одну процедуру ремонта. Это приводит к снижению эффективность энергетических сетей, росту стоимости обслуживания сетей, что выливается в рост тарифов для энергохозяйств, которые ложатся на плечи предприятий и граждан.
Применение современного оборудования позволяет снизить расходы на содержание электрических сетей. Наиболее современные образцы этой техники предусматривают в себе также возможность автоматизации различных процессов, что снижает нагрузку на диспетчерский персонал, облегчает работы по диагностике сетей.
Широкое применение оборудования, поддерживающего возможности автоматизации является одним из первых важнейших шагов на пути к построению в России интеллектуальных электрических сетей. В перспективе подобные сети будут обладать способностями к саморегулированию, выявления мест аварии и оперативному их устранению или изоляции поврежденного участка от, не затронутых аварией, районов сети.
Цель выпускной квалификационной работы (ВКР) - повышение эффективности управления и надежности функционирования распределительного пункта посредством проектирования АСДУ РП.
Для реализации цели курсовой работы были поставлены и решены следующие задачи:
1. Провести анализ существующей электроэнергетической системы, определить потребителей электрической энергии, определить их категорию для выбора схемы РП.
2. Сформулировать требования к проектируемой системе по структуре в целом и по функционалу к уровням системы.
3. Провести анализ существующих решений в области разработки автоматизированных систем диспетчерского управления для различных уровней программирования. Выбрать наиболее оптимальное решение.
4. Применить UML-диаграммы для проектирования системы управления.
5. Разработать архитектуру автоматизированной системы диспетчерского управления технологическим процессом.
6. Реализовать программный продукт с помощью выбранного решения.
В данной выпускной квалификационной работе была спроектирована система управления технологическим процессом с применением технологии UML-диаграмм. В качестве технологического процесса был описан процесс распределения электрической энергии в распределительном пункте.
Был выбран объект автоматизации - распределительный пункт, входящий в состав внутриплощадных сетей ОЭЗ “Алабуга”. Для определения требований к будущей системе управления была проанализирована действующая система сетей, исследованы основные требования к распределительным пунктам, схемы их компоновки, основное оборудование, принимающее участие в процессе распределения электроэнергии. Также изучены потребители, присутствующие в ОЭЗ “Алабуга”. Это необходимо, чтобы определить важность потребителей в плане бесперебойности электроснабжения их объектов.
В дальнейшем были сформулированы требования к функционалу и структуре АСУ РП. Было выяснено, что систему управление наиболее оптимально строить на трех уровнях. Исходя из этого, требования выдвигались не только к системе в целом, но и к каждому уровню системы в частности.
Затем, были проанализированы существующие решения в области автоматизации техпроцессов и управления производством. Были оценены их преимущества и недостатки. В результате, было выбрано наиболее эффективное решение из представленных на рынке. Выбор программного решения происходил по принципу Снизу-Вверх, что означало, что сначала выбиралась программная среда, совместимая с ПЛК, выполняющими основную работу по управлению процессом. Затем выбиралась система среднего уровня, а в конце - верхнего. [29] [30]
Во втором разделе настоящей курсовой работы была спроектирована система с применением UML-технологии. Были выбраны диаграммы наиболее полно и понятно описывающие функциональность системы, алгоритм выполнения определенных операций с взаимодействием между диспетчером и системой.
В третьем и четвертом разделе выполнена реализация программной системы на трех уровнях. На нижнем уровне - программа для программируемого контроллера S7 300 с реализацией алгоритма работы АВР и вакуумного выключателя. На среднем уровне - разработан интерфейс окна диспетчера, проведена динамизация графических объектов мнемосхем и разработаны основные и вспомогательные окна. На верхнем уровне - реализован сбор и хранение данных об авариях и других события на объекте.
В результате выполнения всех задач, сформулированных в данной курсовой работе, поставленную цель можно считать выполненной. Была спроектирована система управления АСУ РП, которая значительно повысит эффективность управления и надежность функционирования распределительного пункта, заменив ручные операции по диагностике и управлению распределительным пунктом автоматизированным трудом, с повышением комфортности труда, а в определенных моментах полностью устранив человеческое участие в процессе.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
