Файл: Техническое задание на разработку 14 2 Обоснование выбора инструмента программирования и отладки 15 3 Разработка программной части асу 15.docx

Место под титульный лист

Место под задание

Содержание

Введение

Автоматизация технологических процессов является решающим фактором в повышении производительности труда и улучшения качества выпускаемой продукции. Поэтому вопросам автоматизации в нашей стране уделяется огромное внимание.

В особенности актуальной становится в отраслях промышленности, конечная продукция которых находит массовый спрос у потребителей и используется практически во всех производственных процессах. К таким отраслям относится энергетика.

Автоматическое управление объектами энергетики - это отрасль науки и техники, охватывающая теорию и принципы построения систем управления технологическими процессами без непосредственного участия человека. Если на раннем этапе развития энергетики под автоматическим управлением понималось выполнение определенных, часто повторяющихся действий без участия персонала, обслуживающего энергетические объекты, то в настоящее время преобладающую роль играют схемы и технические средства, обеспечивающие организацию и оптимизацию технологических процессов и автоматизацию управления ими.

Теоретические и экспериментальные исследования в области физического и математического моделирования имеют важнейшее значение для развития энергетической отрасли. Были разработаны теория и принципы построения моделей энергетических объектов, их систем управления, с помощью которых стало возможным моделировать процессы в крупных энергетических системах.

Широкая автоматизация технологических процессов нашла свое яркое отражение в развитии общей автоматизации, различных областях применения телемеханических устройств в энергосистемах, в частности в диспетчерском управлении режимами работы энергосистем в целом.

---

Регулирование процессов на объектах, работающих при экспериментальных температурах и скоростях, требует применения высококлассных приборов, обладающих быстродействием и точностью работы. В то же время внедрение электронных полупроводниковых приборов и интегральных схем в системы управления не исключает механических, гидравлических, пневматических и электромеханических элементов и систем.

Цель курсового проекта по дисциплине «Проектирование систем автоматизации и управления» – разработка проектных решений по системе автоматизации и управления промышленным предприятием.

Задачи курсового проекта – выполнение основных этапов проектирования, создание документов проектной документации.

1 Общая часть

1.1 Характеристика автоматизированной системы

1.1.1 Задачи АСУ ТП
Основой разработки АСУ ТП является построение моделей производственных процессов, а также процессов сбора и обработки информации о ходе этих процессов. Общая цель моделирования подчинена цели любых естественно – научных исследований – прогнозировать результаты предстоящих экспериментов.

Система управления котлоагрегатом должна выполнять автоматический контроль параметров и оперативное управление технологическим оборудованием в зависимости от значений параметров процесса производства тепловой энергии в котлах во всех режимах функционирования. Исходя из вышесказанного, определяется ряд задач, которые должна решать автоматизированная система управления (АСУ) и его технологическим оборудованием в различных режимах эксплуатации.

При подготовке котла к запуску система должна осуществлять:

• 
  проведение проверок исправности технологического оборудования;
  
• 
  проведение замеров параметров.
  

При запуске котлоагрегата:

• 
  проверку контроля герметичности запорной арматуры при использовании в качестве топлива газа;
  
• 
  наполнение котлоагрегата водой до требуемого уровня;
  
• 
  проверку соответствующего давления подачи топлива на горение;
  
• 
  подачу воздуха на горение и создание соответствующего давления подачи воздуха;
  
• 
  создание соответствующего разряжения в топке;
  
• 
  подачу топлива и розжиг.
  

---

Для предотвращения вывода из строя котлоагрегата и обеспечения безопасности САУ водогрейного котлоагрегата должна блокировать розжиг котлоагрегата в следующих случаях:

• 
  при обнаружении неисправности оборудования и нарушении герметичности клапанов горелок;
  
• 
  при недопустимом давлении топлива на вводе;
  
• 
  при недопустимом пониженном или повышенном уровне воды в барабане котлоагрегата;
  
• 
  при отсутствии необходимого разряжения в топке.
  

1.1.2 Режимы работы системы
В зависимости от условий работы и характера выполнения исполнительных команд система может реализовывать следующий режим работы:

Автоматический – управление с ЭВМ. В данной системе управления в БД хранятся указания на автоматические действия, которые выполняются в определенных ситуациях. Специальная таблица БД указывает, при каком значении некоторого параметра вызывается исполнительная команда.

Ручной – управление мастером на местном щите.
1.1.3 Функциональная структура проектируемой системы
Существующая система на предприятии должна иметь два уровня системы управления, так все данные фиксируются на местном щите мастера и на ЭВМ оператора.

Первый (нижний уровень) должен осуществлять контроль результатов измерений и непосредственное цифровое управление по датчикам, исполнительным механизмам, выполнение необходимых переключений по командам верхнего уровня, автоматическим переключениям.

Второй (верхний уровень) выполняет функции отображения данных о состоянии технологического процесса, архивировании полученных данных. Кроме того, на этом уровне нужно организовать сохранение всех изменений всех параметров, которые осуществил оператор, в базу данных, справочную систему и удобный интерфейс.

---

1.2 Основные решения по автоматизации

1.2.1 Система автоматизации контроля, регулирования и безопасности котельного агрегата
В котельной предусмотрена установка трех паровых котлов FR 25-3-12 №1…3, двух водогрейных котлов ТЕРМОТЕХНИК Т100 №4…5 и одного водогрейного котла ЗиОСаб-500 №6.

Автоматика безопасности прекращает подачу топлива в котельную последующей остановкой котлов при превышении загазованности в котельной оксидом углерода, достигшем 100 мг/м³ (2 порог), метаном, достигшем 10% от нижнего предела воспламеняемости, а также при отключении электроэнергии.

Контроль загазованности производится сигнализатором RGY000MBP4. Прибор устанавливается на высоте 1,5-1,8 метров от уровня пола котельной, в операторной, блоки датчиков горючих газов – под потолком над газопроводом, блоки датчиков угарного газа – на высоте 1,5-1,8 метров от уровня пола.

Автоматизация котлов принята на базе комплекта средств управления КСУМ 6432, производства фирмы «АГАВА» г. Екатеринбург.

Контроллер «АГАВА 6432» обеспечивает:

• 
  плавное регулирование мощности;
  
• 
  защитное отключение в случаи аварийной ситуации;
  
• 
  защита котла от нештатных действий персонала;
  
• 
  запоминание первопричины возникновения аварии;
  
• 
  режим «Пусконаладка»: проверка входных и выходных цепей, настройка исполнительных механизмов;
  
• 
  режим «Регламент»: периодический контроль датчиков без остановки котла;
  
• 
  вывод информации на встроенный дисплей.
  

Автоматика управления КСУМ 6432 паровых котлов FR 25-3-12 с горелками RGL 9/1-D, фирмы «Weishaupt» обеспечивает отключение газа при следующих аварийных случаях:

• 
  повышение давления газа перед горелкой;
  
• 
  понижение газа перед горелкой;
  
• 
  понижение давления дизельного топлива пере горелкой;
  
• 
  понижение давления воздуха перед грелкой;
  
• 
  повышения давления в топке котла;
  
• 
  повышения давления пара в барабане котла;
  
• 
  погасании факела горелки;
  
• 
  неисправностей цепей защиты;
  
• 
  прекращении подачи электроэнергии.
  

---

Комплектом автоматики также предусматривается автоматическое регулирование топлива, воздуха и уровня воды в барабане котла.

Управление котлов осуществляется со шкафов КИПиА №1…3, которые устанавливаются вблизи каждого котла.

Автоматика управления КСУМ 6432 водогрейных котлов ТЕРМОТЕХНИК ТТ100 с горелками RGL 7/1-D и ЗиОСаб-500 с горелкой GL 3/1-Е, фирмы «Weishaupt» обеспечивает отключение газа при следующих аварийных случаях:

• 
  повышение давления газа перед горелкой;
  
• 
  понижение газа перед горелкой;
  
• 
  понижение давления дизельного топлива пере горелкой;
  
• 
  понижение давления воздуха перед грелкой;
  
• 
  повышение давления в газоходе котла;
  
• 
  повышение температуры воды на выходе из котла;
  
• 
  отклонении давления воды на выходе из котла;
  
• 
  погасании факела горелки;
  
• 
  неисправностей цепей защиты;
  
• 
  прекращении подачи электроэнергии.
  

Комплектом автоматики также предусматривается автоматическое регулирование топлива, воздуха и температуры воды на выходе из котла.

Управление котлов осуществляется со шкафов КИПиА №4…6, которые устанавливаются вблизи каждого котла.

1.2.2 Система автоматизации учета, регистрации отпуска и потребления газа.

Для учета, регистрации отпуска и потребления газа принят измерительный комплекс учета газа СГ-ЭКВз-Р-0,75-250-1,6, производства «Газэлектроника», Россия.

Учет, регистрация отпуска и потребления газа организуется с целью:

• 
  осуществления взаимных финансовых расчетов между поставщиком и потребителем газа;
  
• 
  контроля за режимами работы системы газоснабжения;
  
• 
  контроля за рациональным использованием газа;
  
• 
  измерения расхода и объема газа при стандартных условиях и средних значений давления и температуры;
  
• 
  архивирования данных;
  
• 
  защиту данных и результатов измерений и вычислений от несанкционированного доступа;
  
• 
  сохранение данных и результатов измерений в энергозависимой памяти при перерывах электропитания;
  
• 
  регистрация информации о параметрах природного газа на бумажном носителе.
  

Проектом предусмотрено:

• 
  защита приборов от несанкционированного вмешательства в их работу, нарушающего учет количества газа и регистрацию параметров газа;
  
• 
  непрерывный круглосуточный режим работы измерительного комплекса;
  
• 
  сбор и преобразование значений температуры, давления и расхода;
  
• 
  выполнение вычислительных операций;
  
• 
  диагностику внешних цепей, составных частей и индикацию результатов диагностики;
  
• 
  отображение информации;
  
• 
  вывод информации на ЭВМ диспетчера и печатающее устройство.
  

---