Файл: Контрольная работа по теме Разработка проектных решений автоматизированной системы управления технологическим процессом.docx

МЧС РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Уральский институт Государственной противопожарной службы

Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны,

чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий»
Кафедра пожарной автоматики


КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
по теме «Разработка проектных решений автоматизированной системы управления технологическим процессом»
Вариант №09

	Выполнил: слушатель факультета управления и комплексной безопасности заочной формы обучения Учебная группа № Зачетная книжка № Проверил:

Екатеринбург

2020

СОДЕРЖАНИЕ:

1. ТАКТИКО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

Наименование установки: Установка подогрева горючей жидкости



Рисунок 1. Принципиальная схема установки подогрева горючей жидкости:

1 – насос с электроприводом; 2 – линия подачи ГЖ;

---

3 – линия отвода смеси ГЖ; 4 – смешиватель;
5 – емкость со смешиваемой ГЖ; 6 – линия подачи подогретой ГЖ; 7 – теплообменник.
Описание технологического процесса:

Горючая жидкость подается по линии (2) и разделяется на два потока, один из которых попадает напрямую в емкость (5). В этой емкости происходит смешение двух потоков горючей жидкости при помощи смешивателя (4), чтобы обеспечить наиболее точную регулировку температуры выходящей жидкости по линии (3).

Контролируемый параметр в САР:

Уровень жидкости в ёмкости.

Требования пользователя: к системе автоматического регулирования:

– установить пороговые значения измеряемого параметра (если отсутствует в описании), исходя из особенностей автоматизируемого процесса;

– обеспечить 100%-е резервирование контрольно-измерительных приборов для повышения надежности САР;

– разработать алгоритм включения исполнительного механизма, его отключения, выдачи светозвукового сигнала о неисправности КИП;

– определить оптимальные места размещения контрольно-измерительных приборов и исполнительных механизмов.

к системе автоматической противоаварийной защиты:

– привести описание максимально полного перечня возможных аварийных ситуаций на объекте автоматизации и выбрать проектную аварию, для которой будет разработана СПАЗ.

– обеспечить противоаварийную защиту по двум параметрам (например, концентрация и давление, концентрация и уровень и т.п.) для одного варианта аварийной ситуации;

– установить пороговые значения выбранных параметров, характеризующих аварийное состояние, исходя из особенностей автоматизируемого процесса;

– обеспечить 100%-е резервирование контрольно-измерительных приборов для повышения надежности СПАЗ;

– определить оптимальные места размещения контрольно-измерительных приборов и исполнительных механизмов.

---

– разработать алгоритм включения одного исполнительного механизма.

к системе противопожарной защиты:

– обеспечить автоматическое обнаружение и тушение пожара;

– обеспечить 100%-е резервирование пожарных извещателей;

– выполнить подключение извещателей по логической схеме «И» (формирование сигнала на запуск АУП при срабатывании двух или более пожарных извещателей).

2.   1   2   3   4   5   6

---

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

1. Предварительные проектные решения

В нашем случае, объектом автоматизации является установка подогрева горючей жидкости с трубопроводной и запорной арматурой. Исходя из данных технического задания, контролируемым параметром является уровень жидкости. Соответственно, задачей САР будет являться поддержание уровня в заданных пределах. Так как в техзадании уставки отсутствуют, то обозначаем их самостоятельно, например, нижняя уставка – 40 % от высоты емкости, верхняя – 80 %.

Исходя из задачи САР, формулируется предварительный алгоритм работы: при наполнении емкости до 80% необходимо прекратить подачу жидкости, при достижении 40% – подавать жидкость; при неисправностях КИП – выдача светозвукового сигнала.

Для технической реализации алгоритма необходимо выбрать контрольно-измерительные приборы и исполнительные механизмы нижнего уровня АСУ с учетом условий эксплуатации.

КИП.

Для идентификации уровня будут приняты, нержавеющий поплавковый датчик-выключатель PDS-01, которые размещаются на отметках 40 и 80% емкости и с учетом 100% резервирования. Уровень жидкости на разных высотах, определяемый с помощью КИП, нумеруется буквами латинского алфавита А, В, С и D.

Исполнительный механизм.

В качестве исполнительного механизма принимается регулирующий клапан с электроприводом КР-1, который устанавливается на линии подачи жидкости.

ПЛК.

В качестве контроллера принимается программируемое реле ОВЕН ПР200-24.2.1.00 производства фирмы ОВЕН. Для оповещения дежурного персонала о неисправностях КИП предусматривается светозвуковой оповещатель «Призма-202».

Выбранные устройства размещаются на «Схеме автоматизации» (лист 1 графической части контрольной работы).

Пример приведен на рис. 2.



Рисунок 2. Схема автоматизации САР

---

2. Описание выбранного оборудования

Контрольно-измерительные приборы


Рисунок 3. Нержавеющий поплавковый датчик-выключатель PDS-01

.

Технические характеристики PDS-01:

• 
  Длина погружной части: 107 мм
  
• 
  Диаметр поплавка: 17 мм
  
• 
  Максимальная коммутируемая мощность: 50 Вт
  
• 
  Максимальный коммутируемый ток: ≅0,5 А
  
• 
  Максимально коммутируемое напряжение: ≅220В
  
• 
  Рабочее давление: 1 МПа
  
• 
  Рабочая температура: −30...110°С
  
• 
  Присоединение: G½"
  
• 
  Длина проводов: 300 мм
  
• 
  Рабочее положение: горизонтальное
  
• 
  Материал корпуса: нержавеющая сталь
  
• 
  Миниатюрный поплавковый выключатель PDS-01 предназначен для регулирования уровня жидкости в резервуаре, защиты насоса от сухого хода, автоматизации процесса наполнения/осушения резервуара
  
• 
  Особенности:
  
• 
  В зависимости от способа установки датчика выходной контакт замыкается или размыкается при понижении уровня жидкости
  
• 
  Горизонтальное монтажное положение
  
• 
  Малые габариты
  
• 
  Широкий температурный диапазон
  
• 
  Устойчивость к агрессивным средам
  

Программируемый логический контроллер



Рисунок 4. Программируемое реле ОВЕН ПР200-24.2.1.0
ОВЕН ПР200 – это свободно программируемое реле. Применяется для решения локальных задач автоматизации: водоподготовка, водоочистка, вентиляция, отопление и др.

Написание алгоритма осуществляется пользователем на языке FBD (МЭК 16131:3) с помощью бесплатной среды программирования OWEN Logic. Подключение к ПК производится посредством стандартного MiniUSB-кабеля.

Напряжение питания 24 В. Имеется встроенный источник питания =24 В для питания датчиков с аналоговым выходом. Прибор имеет 4 аналоговых входа (ток «логической единицы» 3 – 5 мА, «логического нуля» 0 – 1 мА), которые могут работать в режиме дискретного входа

---