Файл: Курсовая работа Формирование систем автоматического управления котлом отопления.docx
Добавлен: 12.12.2023
Просмотров: 248
Скачиваний: 5
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
Анализ автоматизируемого технологического процесса управления котельной
1.2 Обоснование разработки САУ ТП автоматической котельной
1.3 Технологическая карта существующего (или планируемого ) процесса. САУ ТП
1.4 Описание средств разработки САУ ТП
2.1 Технологическая карта разработанного ТП
2.2 Функциональная блок схема сформированой САУ ТП
2.3 Обоснование и выбор элементов САУ ТП
4. Требования безопасности и охраны труда при монтаже и наладке средств автоматизации
АСУ ТП является распределенной системой. В ней имеется большое число каналов контроля, регулирования и управления и децентрализация явилась методом повышения живучести АСУ ТП, снижения стоимости и эксплуатационных расходов. Технической основой являются микропроцессоры, выполняющие следующие функции:
В распределенной системе подсистемы функционально связанны и их работа подчинена общей цели, а процессоры имеют помимо аппаратной связи программный обмен, который осуществляется при помощи каналов связи.
С точки зрения обработки данных распределенная АСУ ТП представляет собой объединение при помощи каналов связи различных МПС.
Физическая среда передачи образованна коаксиальным кабелем.
Для подключения процессоров используют приемопередатчики – узел сбора данных и управления ввода-вывода данных от подсистем в магистраль, и включает в себя адаптеры, интерфейсные схемы канала связи и сетевые интерфейсы.
Обмен информации между отдельными устройствами осуществляется через интерфейсы.
Нижний уровень АСУ ТП предусматривает:
Средний уровень АСУ ТП предусматривает
- контроллеры, принимающие и обрабатывающие информацию с датчиков и выдающие управляющие сигналы исполнительным механизмам.
Конечная цель создания системы - эффективная работа и высокие технологические и производственно-экономические показатели установки.
Функциональные задачи автоматизации, как правило, реализуются с помощью технических средств, включающих в себя: отборные устройства, средства получения первичной информации, средства преобразования и переработки информации, средства представления и выдачи информации обслуживающему персоналу, комбинированные, комплексные и вспомогательные устройства.
Верхний уровень АСУ ТП предусматривает:
1. Автоматизированная котельная, включающая следующее оборудование: генератор тепла с дымоходом, расширительный бак, трубопроводы холодной воды, циркуляционный, напорный, подающий и обратный трубопроводы сетевой воды, регулирующий клапан, отличающаяся тем, что оборудование размещено в блок-боксе, а котельная оснащена установкой подготовки воды, водно-распределительным устройством и шкафом управления, системой автоматики вспомогательного оборудования, пультом управления, циркуляционными, сетевыми и рециркуляционными насосами, теплообменником, генератор тепла выполнен в виде, по меньшей мере, из двух стальных водогрейных котлов с газовыми горелками, оснащенными газопроводами, а дымоход выполнен в виде теплоизолированных газоходов и дымовой трубы, связанных между собой.
2. Автоматизированная котельная, отличающаяся тем, что блок-бокс выполнен из основания, каркаса, стеновых панелей и кровли.
3. Автоматизированная котельная, отличающаяся тем, что теплообменник выполнен пластинчатым.
4. Автоматизированная котельная, отличающаяся тем, что один из сетевых насосов является резервным.
5. Автоматизированная котельная, отличающаяся тем, что сетевые насосы установлены на обратном трубопроводе сетевой воды.
6. Автоматизированная котельная, отличающаяся тем, что регулирующий клапан снабжен микропроцессором, управляющим его работой.
7. Автоматизированная котельная, отличающаяся тем, что она снабжена теплоэнергоконтроллером учитывающим параметры теплоносителя.
8. Автоматизированная котельная, отличающаяся тем, что трубопровод подпитки оснащен датчиком расхода.
9. Автоматизированная котельная, отличающаяся тем, что блок-бокс выполнен с жалюзийными решетками для притока наружного воздуха.
10. Автоматизированная котельная, отличающаяся тем, что установка подготовки воды оснащена дозатором, содержащим насос-дозатор, связанный с датчиком расхода трубопровода подпитки.
11. Автоматизированная котельная, отличающаяся тем, что дымовая труба и дымоходы теплоизолированы минеральными матами.
12. Автоматизированная котельная, отличающаяся тем, что трубопроводы сетевой воды и газовые отводы к котлам крепятся к каркасу блок-бокса.
13. Автоматизированная котельная, отличающаяся тем, что трубопроводы сетевой воды теплоизолированы вспененным полиэтиленом.
14. Автоматизированная котельная, отличающаяся тем, что газопровод оснащен газовым фильтром и счетчиком газа.
15. Автоматизированная котельная, отличающаяся тем, что в котельной дополнительно установлен светозвуковой сигнализатор, который срабатывает при превышении предельно допустимого уровня концентрации двуокиси углерода.
Описание
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ КОТЕЛЬНАЯ
Предлагаемая полезная модель относится к области теплоэнергетики и может быть использована в котельных, работающих на газообразном топливе.
Котельная по крайней мере, два котла, каждый из которых включает размещенную в газоходе поверхность нагрева с входным и выходным патрубками, линию рециркуляции газов, соединяющую газоход одного котла после поверхности нагрева с газоходом другого котла до поверхности нагрева, причем поверхности нагрева каждого котла включены в водяной тракт параллельно и подключены к потребителю, а их входные и выходные патрубки сообщены между собой линией рециркуляции водяного тракта с регулятором, снабженной насосом рециркуляции, а также она дополнительно снабжена теплообменником, включенным по греющей среде в линию рециркуляции водяного тракта после упомянутого водяного насоса рециркуляции, а по нагреваемой среде - к потребителю.
Недостатком известной котельной является низкая надежность, долговечность и эффективность, а также отсутствие мобильности, что не позволяет передислоцировать котельную.
Этот недостаток обусловлен конструктивными особенностями известной котельной
Известна также принятая за прототип система горячего водоснабжения, совмещенная с системой центрального отопления (см. авторское свидетельство СССР № 1798599 М.Кл. F24D 17/00 приоритет от 28.12.90 опубл. 28.02.93, БИ №8) преимущественно помещений жилого дома, содержащая генератор тепла с дымоходом и встроенным водонагревателем, соединенным с баком-аккумулятором подающим и обратными трубопроводами, расширительный бак, сообщенный с баком-аккумулятором
циркуляционным и напорными трубопроводами, трубопровод холодного водоснабжения, подключенный к расширительному баку, подводящие трубопроводы к санитарно-техническим приборам, а также дополнительно содержит теплоотдающую поверхность, ввод источника централизованного теплоснабжения с регулятором отпуска теплоты, отопительный щиток и регулирующие краны, при этом расширительный бак охватывает дымоход генератора тепла, ввод источника централизованного
теплоснабжения соединен с системой отопления, дополнительная теплоотдающая поверхность подключена к трубопроводам параллельно баку-аккумулятору и расположена в непосредственной близости от последнего, отопительный щиток размещен на дымоходе в помещении, причем на обратном трубопроводе теплоотдающей поверхности размещен регулирующий кран, кроме того, расширительный бак выполнен теплоизолированным и охватывает дымоход, при этом в дымоходе выполнены пазы.
Недостатком известной котельной является низкая надежность, долговечность и а также отсутствие мобильности.
Этот недостаток обусловлен конструктивными особенностями известной котельной, а также размещением ее в стационарных помещениях.
Технический результат, обеспечиваемый полезной моделью состоит в создании мобильной котельной, повышении ее надежности, долговечности функциональных возможностей и эксплуатационных качеств.
Поставленный технический результат достигается тем, что в известной котельной, включающей оборудование, как то: генератор тепла с дымоходом, расширительный бак, трубопроводы холодной воды, циркуляционный, напорный, подающий и обратный трубопроводы сетевой воды, регулирующий клапан, согласно изобретения, оборудование размещено в блок-боксе, а котельная оснащена установкой подготовки воды, вводно распредилительным устройством и шкафом управления, системой автоматики вспомогательного оборудования, пультом управления, циркуляционными, сетевыми, и рециркуляционными насосами,
теплообменником, генератор тепла выполнен в виде, по меньшей мере, из двух стальных водогрейных котлов с газовыми горелками, оснащенными газопроводами, а дымоход выполнен в виде теплоизолированных газоходов и дымовой трубы, связанных между собой; блок-бокс выполнен из основания, каркаса, стеновых панелей и кровли, теплообменник выполнен пластинчатым; один из сетевых насосов является резервным, сетевые насосы установлены на обратном трубопроводе сетевой воды, регулирующий клапан снабжен микропроцессором, управляющим его работой, а котельная снабжена теплоэнергоконтролером учитывающим параметры теплоносителя; трубопровод подпитки оснащен датчиком расхода; блок-бокс выполнен с жалюзийными решетками для притока наружного воздуха; установка подготовки воды
, оснащена дозатором, содержащим насос-дозатор, связанный с датчиком расхода трубопровода подпитки, дымовая труба и дымоходы теплоизолированы минеральными матами; трубопроводы сетевой воды и газовые отводы к котлам крепятся к каркасу блок-бокса, а трубопроводы сетевой воды теплоизолированы вспененным полиэтиленом; газопровод оснащен газовым фильтром и счетчиком газа;
Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь. Размещение автоматизированной котельной установки в блок-боксе, обеспечивает возможность ее привязки к удобном) для потребителя местоположению, например, расположенному рядом с источниками водоснабжения и топлива, с возможностью наращивания блок-боксами при увеличении мощности. Кроме этого, предложенную котельную можно в любой момент передислоцировать в нужное место. Все это позволяет, в отличие от аналогов и прототипа, повысить мобильность предлагаемой полезной модели. Применение в составе оборудования котельной установки для подготовки воды с добавлением в воду химических соединенийкомплексонов, взаимодействующих с солями жесткости и практически исключающих прикипание к трубам кальциевых и железо-окисных
для подготовки воды с добавлением в воду химических соединенийкомплексонов, взаимодействующих с солями жесткости и практически исключающих прикипание к трубам кальциевых и железо-окисных отложений позволяет увеличить надежность, долговечность блочной автоматизированной котельной установки и повысить эффективность ее работы, поскольку в воде исключается присутствие нерастворимых солей. Обработанная комплексонами вода из хозяйственно-питьевого водопровода вводится перед сетевыми насосами и содержит растворимые
накипеобразующие соли, что обеспечивает надежность работы котлов,
исключая перебои работы котельной. Наличие в предложенной полезной модели вводно-распредилительного устройства, шкафа управления, системы автоматики вспомогательного оборудования, пульта управления, циркуляционными, сетевыми, рециркуляционными насосами и теплообменником позволяет исключить пожароопасность и взрывоопасность автоматизированной котельной, повысить технику безопасности обслуживающего персонала, за счет своевременного обнаружения передозировки окиси углерода в помещении. Система автоматики вспомогательного оборудования котельной обеспечивает автоматическое включение резерва сетевых насосов, насосов внутреннего контура, автоматическое поддержание температуры воздуха в котельной и автоматическую отсечку подачи газа в котельную при повышении концентрации загазованности в котельной, при повышении предельно допустимой концентрации двуокиси углерода (СО) и при пожаре, что также повышает надежность и долговечность котельной. Шкаф управления обеспечивает управление сетевыми, циркуляционными, внутреннего контура насосами, что повышает эффективность работы.
-
сбор данных (коммутация сигналов, фильтрация, преобразование в цифровую форму, ввод в базу данных); -
регулирование и управление, изменение уставок, параметров алгоритмов, и самих алгоритмов; -
реализация алгоритмов ввода, вывода, блокировки.
В распределенной системе подсистемы функционально связанны и их работа подчинена общей цели, а процессоры имеют помимо аппаратной связи программный обмен, который осуществляется при помощи каналов связи.
С точки зрения обработки данных распределенная АСУ ТП представляет собой объединение при помощи каналов связи различных МПС.
Физическая среда передачи образованна коаксиальным кабелем.
Для подключения процессоров используют приемопередатчики – узел сбора данных и управления ввода-вывода данных от подсистем в магистраль, и включает в себя адаптеры, интерфейсные схемы канала связи и сетевые интерфейсы.
Обмен информации между отдельными устройствами осуществляется через интерфейсы.
Нижний уровень АСУ ТП предусматривает:
-
сбор информации о значении параметров технологического -
процесса, о состоянии и положении исполнительных -
механизмов технологического оборудования; -
передачу управляющих сигналов на исполнительные -
механизмы регулирующих;
Средний уровень АСУ ТП предусматривает
- контроллеры, принимающие и обрабатывающие информацию с датчиков и выдающие управляющие сигналы исполнительным механизмам.
Конечная цель создания системы - эффективная работа и высокие технологические и производственно-экономические показатели установки.
Функциональные задачи автоматизации, как правило, реализуются с помощью технических средств, включающих в себя: отборные устройства, средства получения первичной информации, средства преобразования и переработки информации, средства представления и выдачи информации обслуживающему персоналу, комбинированные, комплексные и вспомогательные устройства.
Верхний уровень АСУ ТП предусматривает:
-
обработку всей поступающей информации с визуальным отображение на пульте (дисплее) АРМа оператора в режиме реального времени значений всех измеряемых параметров и сигнализацию их выхода за установленные пределы; -
автоматическое регулирование контроллерами всех требуемых параметров установки, формирование аналоговых и импульсных сигналов управления исполнительными устройствами;
1. Автоматизированная котельная, включающая следующее оборудование: генератор тепла с дымоходом, расширительный бак, трубопроводы холодной воды, циркуляционный, напорный, подающий и обратный трубопроводы сетевой воды, регулирующий клапан, отличающаяся тем, что оборудование размещено в блок-боксе, а котельная оснащена установкой подготовки воды, водно-распределительным устройством и шкафом управления, системой автоматики вспомогательного оборудования, пультом управления, циркуляционными, сетевыми и рециркуляционными насосами, теплообменником, генератор тепла выполнен в виде, по меньшей мере, из двух стальных водогрейных котлов с газовыми горелками, оснащенными газопроводами, а дымоход выполнен в виде теплоизолированных газоходов и дымовой трубы, связанных между собой.
2. Автоматизированная котельная, отличающаяся тем, что блок-бокс выполнен из основания, каркаса, стеновых панелей и кровли.
3. Автоматизированная котельная, отличающаяся тем, что теплообменник выполнен пластинчатым.
4. Автоматизированная котельная, отличающаяся тем, что один из сетевых насосов является резервным.
5. Автоматизированная котельная, отличающаяся тем, что сетевые насосы установлены на обратном трубопроводе сетевой воды.
6. Автоматизированная котельная, отличающаяся тем, что регулирующий клапан снабжен микропроцессором, управляющим его работой.
7. Автоматизированная котельная, отличающаяся тем, что она снабжена теплоэнергоконтроллером учитывающим параметры теплоносителя.
8. Автоматизированная котельная, отличающаяся тем, что трубопровод подпитки оснащен датчиком расхода.
9. Автоматизированная котельная, отличающаяся тем, что блок-бокс выполнен с жалюзийными решетками для притока наружного воздуха.
10. Автоматизированная котельная, отличающаяся тем, что установка подготовки воды оснащена дозатором, содержащим насос-дозатор, связанный с датчиком расхода трубопровода подпитки.
11. Автоматизированная котельная, отличающаяся тем, что дымовая труба и дымоходы теплоизолированы минеральными матами.
12. Автоматизированная котельная, отличающаяся тем, что трубопроводы сетевой воды и газовые отводы к котлам крепятся к каркасу блок-бокса.
13. Автоматизированная котельная, отличающаяся тем, что трубопроводы сетевой воды теплоизолированы вспененным полиэтиленом.
14. Автоматизированная котельная, отличающаяся тем, что газопровод оснащен газовым фильтром и счетчиком газа.
15. Автоматизированная котельная, отличающаяся тем, что в котельной дополнительно установлен светозвуковой сигнализатор, который срабатывает при превышении предельно допустимого уровня концентрации двуокиси углерода.
Описание
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ КОТЕЛЬНАЯ
Предлагаемая полезная модель относится к области теплоэнергетики и может быть использована в котельных, работающих на газообразном топливе.
Котельная по крайней мере, два котла, каждый из которых включает размещенную в газоходе поверхность нагрева с входным и выходным патрубками, линию рециркуляции газов, соединяющую газоход одного котла после поверхности нагрева с газоходом другого котла до поверхности нагрева, причем поверхности нагрева каждого котла включены в водяной тракт параллельно и подключены к потребителю, а их входные и выходные патрубки сообщены между собой линией рециркуляции водяного тракта с регулятором, снабженной насосом рециркуляции, а также она дополнительно снабжена теплообменником, включенным по греющей среде в линию рециркуляции водяного тракта после упомянутого водяного насоса рециркуляции, а по нагреваемой среде - к потребителю.
Недостатком известной котельной является низкая надежность, долговечность и эффективность, а также отсутствие мобильности, что не позволяет передислоцировать котельную.
Этот недостаток обусловлен конструктивными особенностями известной котельной
Известна также принятая за прототип система горячего водоснабжения, совмещенная с системой центрального отопления (см. авторское свидетельство СССР № 1798599 М.Кл. F24D 17/00 приоритет от 28.12.90 опубл. 28.02.93, БИ №8) преимущественно помещений жилого дома, содержащая генератор тепла с дымоходом и встроенным водонагревателем, соединенным с баком-аккумулятором подающим и обратными трубопроводами, расширительный бак, сообщенный с баком-аккумулятором
циркуляционным и напорными трубопроводами, трубопровод холодного водоснабжения, подключенный к расширительному баку, подводящие трубопроводы к санитарно-техническим приборам, а также дополнительно содержит теплоотдающую поверхность, ввод источника централизованного теплоснабжения с регулятором отпуска теплоты, отопительный щиток и регулирующие краны, при этом расширительный бак охватывает дымоход генератора тепла, ввод источника централизованного
теплоснабжения соединен с системой отопления, дополнительная теплоотдающая поверхность подключена к трубопроводам параллельно баку-аккумулятору и расположена в непосредственной близости от последнего, отопительный щиток размещен на дымоходе в помещении, причем на обратном трубопроводе теплоотдающей поверхности размещен регулирующий кран, кроме того, расширительный бак выполнен теплоизолированным и охватывает дымоход, при этом в дымоходе выполнены пазы.
Недостатком известной котельной является низкая надежность, долговечность и а также отсутствие мобильности.
Этот недостаток обусловлен конструктивными особенностями известной котельной, а также размещением ее в стационарных помещениях.
Технический результат, обеспечиваемый полезной моделью состоит в создании мобильной котельной, повышении ее надежности, долговечности функциональных возможностей и эксплуатационных качеств.
Поставленный технический результат достигается тем, что в известной котельной, включающей оборудование, как то: генератор тепла с дымоходом, расширительный бак, трубопроводы холодной воды, циркуляционный, напорный, подающий и обратный трубопроводы сетевой воды, регулирующий клапан, согласно изобретения, оборудование размещено в блок-боксе, а котельная оснащена установкой подготовки воды, вводно распредилительным устройством и шкафом управления, системой автоматики вспомогательного оборудования, пультом управления, циркуляционными, сетевыми, и рециркуляционными насосами,
теплообменником, генератор тепла выполнен в виде, по меньшей мере, из двух стальных водогрейных котлов с газовыми горелками, оснащенными газопроводами, а дымоход выполнен в виде теплоизолированных газоходов и дымовой трубы, связанных между собой; блок-бокс выполнен из основания, каркаса, стеновых панелей и кровли, теплообменник выполнен пластинчатым; один из сетевых насосов является резервным, сетевые насосы установлены на обратном трубопроводе сетевой воды, регулирующий клапан снабжен микропроцессором, управляющим его работой, а котельная снабжена теплоэнергоконтролером учитывающим параметры теплоносителя; трубопровод подпитки оснащен датчиком расхода; блок-бокс выполнен с жалюзийными решетками для притока наружного воздуха; установка подготовки воды
, оснащена дозатором, содержащим насос-дозатор, связанный с датчиком расхода трубопровода подпитки, дымовая труба и дымоходы теплоизолированы минеральными матами; трубопроводы сетевой воды и газовые отводы к котлам крепятся к каркасу блок-бокса, а трубопроводы сетевой воды теплоизолированы вспененным полиэтиленом; газопровод оснащен газовым фильтром и счетчиком газа;
Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь. Размещение автоматизированной котельной установки в блок-боксе, обеспечивает возможность ее привязки к удобном) для потребителя местоположению, например, расположенному рядом с источниками водоснабжения и топлива, с возможностью наращивания блок-боксами при увеличении мощности. Кроме этого, предложенную котельную можно в любой момент передислоцировать в нужное место. Все это позволяет, в отличие от аналогов и прототипа, повысить мобильность предлагаемой полезной модели. Применение в составе оборудования котельной установки для подготовки воды с добавлением в воду химических соединенийкомплексонов, взаимодействующих с солями жесткости и практически исключающих прикипание к трубам кальциевых и железо-окисных
для подготовки воды с добавлением в воду химических соединенийкомплексонов, взаимодействующих с солями жесткости и практически исключающих прикипание к трубам кальциевых и железо-окисных отложений позволяет увеличить надежность, долговечность блочной автоматизированной котельной установки и повысить эффективность ее работы, поскольку в воде исключается присутствие нерастворимых солей. Обработанная комплексонами вода из хозяйственно-питьевого водопровода вводится перед сетевыми насосами и содержит растворимые
накипеобразующие соли, что обеспечивает надежность работы котлов,
исключая перебои работы котельной. Наличие в предложенной полезной модели вводно-распредилительного устройства, шкафа управления, системы автоматики вспомогательного оборудования, пульта управления, циркуляционными, сетевыми, рециркуляционными насосами и теплообменником позволяет исключить пожароопасность и взрывоопасность автоматизированной котельной, повысить технику безопасности обслуживающего персонала, за счет своевременного обнаружения передозировки окиси углерода в помещении. Система автоматики вспомогательного оборудования котельной обеспечивает автоматическое включение резерва сетевых насосов, насосов внутреннего контура, автоматическое поддержание температуры воздуха в котельной и автоматическую отсечку подачи газа в котельную при повышении концентрации загазованности в котельной, при повышении предельно допустимой концентрации двуокиси углерода (СО) и при пожаре, что также повышает надежность и долговечность котельной. Шкаф управления обеспечивает управление сетевыми, циркуляционными, внутреннего контура насосами, что повышает эффективность работы.