Система управления отделением дефекосатурации

 









Курсовая работа


на тему:


«Система управления отделением дефекосатурации»


по дисциплине



«Автоматизация технологических процессов и производств»



Введение


Сахарное производство является одним из наиболее сложных и энергозатратных. Поэтому на первое место всегда ставятся вопросы обеспечения высокого качества продукции, экономии энергоресурсов, повышение безопасности и улучшение условий труда рабочих. Вопрос модернизации производства актуален практически для всех предприятий сахарной промышленности. Без этого невозможно увеличение производственных мощностей, повышение качества продукции и улучшение условий труда.

В данном курсовом проекте разрабатывается система управления отделением дефекосатурации. В зависимости от качества перерабатываемой свеклы для очистки сока применяются технологические схемы различных вариантов.

Одним из основных технологических процессов в производстве сахара является процесс сокоочистки, при котором происходит максимальное удаление растворенных Сахаров из диффузионного сока.

В данном курсовом проекте предложена система управления отделением дефекосатурации на базе современных технических средств. Современные средства автоматизации на базе программно-технических комплексов (ПТК) обеспечивают управление технологическим процессом в отделении дефекосатурации на основе централизованно обработанной в микропроцессоре информации по заданным технологическим и экономическим критериям, определяющим качественные и количественные результаты выработки сока. Современная АСУТП включает в себя технические средства, программное обеспечение и оператора (человек), роль которого в автоматизированном процессе производства сводится к наладке, регулировке, обслуживании средств автоматизации и наблюдению за их действием.

.Описание объекта автоматизации и простановка задачи управления


Контроль и управление технологическим процессом очистки диффузионного сока

преддефекация - плавное наращивание щелочности диффузионного сока по секциям преддефекатора;

дефекация - разложение редуцирующих веществ и амидов в соке;

-я сатурация - очистка сока бикарбонатом, осаждение в виде карбоната кальция избытка извести, прибавленной во время дефекации с помощью подачи в аппарат сатурационного газа;

-я сатурация - снижение солей кальция в соке, дополнительная очистка от несахаров и повышение термоустойчивости сока.

Выполняемые задачи:

стабилизация расхода диффузионного сока;

регулирование расхода известкового молока;

регулирование возврата сока I сатурации на дефекацию;

контроль значения рН сока в преддефекаторе;

регулирование температуры сока на протяжении всего техпроцесса;

стабилизация давления сатурационного газа в коллекторе;

поддержание заданного значения рН сока I и II сатурации подачей сатурационного газа;

стабилизация расхода сока на II сатурацию;

поддержание уровней и давления в сборниках.

Функциональные особенности АСУ ТП:

автоматическая регулировка соотношения диффузионный 1.3.2 сок - известковое молоко с коррекцией по плотности молока;

автоматическая регулировка соотношения диффузионный сок - возврат сока I сатурации или суспензии;

гибкость настройки алгоритмов управления и регулирования;

полное архивирование данных в течение неограниченного срока

связь с корпоративной сетью предприятия;

возможность передачи данных по расходу технологического сырья и энергоресурсов в существующую АСУ ТП предприятия для дальнейшего использования в автоматическом расчете себестоимости продукции;

возможность передачи данных в сети INTERNET.

Очистка диффузионного сока от органических примесей на свеклосахарных заводах осуществляется в отделении дефекосатурации, и позволяет за счет последовательного воздействия реагентов произвести эффективное отделение осадка от сахарного сиропа. Технологический процесс этого отделения включает операции предварительной дефекации, основной дефекации, I и II сатурации. (Рис. 1) В преддефекаторе I - цилиндрической емкости с мешалкой - проводится смешивание диффузионного сока с соком I сатурации, содержащим большее количество растворенной извести и частиц и карбоната кальция. В полученной таким образом суспензии органические примеси выпадают в осадок в виде крупных рыхлых хлопьев.


Рис. 1 - Система управления отделением дефекосатурации


На дальнейшую обработку сок подастся самотеком через переливной патрубок, регулирующий уровень в преддефекаторе. В основном дефекаторе III за счет дополнительной обработки, диффузионного сока раствором извести - известковым молоком - уничтожаются микроорганизмы и выпадают в осадок анионы органических кислот. Дефекатор конструктивно подобен преддефекатору, но смесь сока и известкового молока поступает в него по одному патрубку. Нейтрализация извести дефекованного сока осуществляется в два этапа сатурационным газом, содержащим около 30% СО2.

В аппарате IV сатурации I большая часть извести превращается в карбонат кальция, адсорбирующий органические примеси. В этом аппарате отделяют осадок от сока, который направляется в аппарат II сатурации V (для окончательного удаления извести из раствора). Аппарат I сатурации IV представляет собой цилиндрический корпус с коническим днищем и расширенной верхней частью, в которой собирается большое количество пены. Сатурационный газ подводится в нижнюю часть аппарата, проходит слой сока и выбрасывается в атмосферу. В верхнюю зону аппарата сатурации II (аналогичной конструкции) подают фильтрованный сок сатурации I и незначительное количество известкового молока для улучшения качества осадка после сатурации II.

Эффективность работы отделения дефекосатурации оценивают по ее производительности, полноте удаления примесей, количеству извести и сатурационного израсходованных па процесс очистки. Перечисленные параметры могут меняться в значительных пределах и в основном зависят от химического состава диффузионного сока, поступающего на обработку, его температуры, плотности известкового молока и состава сатурационного сока.

Станция дефекосатурации как объект управления имеет ряд особенностей, которые необходимо учитывать при проектировании системы управления: все аппараты станции обладают распределенностью параметров, обусловливающих интенсивность протекания в них химических реакций; высокая скорость химических реакций определяет жесткие требования к временным показателям переходных процессов в CAP; объект управления подвергается большому числу возмущающих воздействий, которые не удается нейтрализовать; имеют место изменения состава диффузионного сока, изменение плотности известкового молока и содержания СО2 в сатурационном газе. Качество проведения предварительной и основной дефекаций характеризуется содержанием извести в суспензии, выходящей из аппаратов. Из-за отсутствия средств экспресс-анализа этого параметра в промышленных условиях управление дефекацией осуществляют поддержанием соотношений входных потоков для каждого аппарата.

При стабилизации температуры диффузионного сока, поступающего на очистку, схема управления отделения дефекосатурации обеспечивает: стабилизацию соотношения расходов сока и известкового молока, подаваемых и аппарат основной дефекации; стабилизацию соотношения расходов диффузионного и рециркуляционного соков сатурации I, подаваемых в преддефекатор; стабилизацию значений рН сока сатурации I и II.


2. Разработка функциональной схемы автоматизации


Объектом автоматизации является система управления отделением дефекосатурации. Исходными данными для разработки функциональной схемы автоматизации является:

техническое задание.

АСУТП отделения дефекосатурации представляет собой РСУ малого масштаба, включающую подсистемы сбора и отображения информации, автоматического регулирования, дискретно-логического управления, противоаварийных защит и блокировок. Объект управления включает: преддефекатор (7), аппарат (2) сатурации V, дефекатор 3, аппарат (7) сатурации IV.

Автоматическое регулирование соотношения расходов «диффузионный сок - сок сатурации I» осуществляют путем воздействия на расход рециркуляционного сока. Расход продуктов, поступающих в преддефекатор. измеряется электромагнитными расходомерами с помощью датчиков (1-1) и (1-2). Параметры регистрируются и регулирующий канал контроллера (1-5) формирует управляющее воздействие (по соотношению) на клапан, установленный на линии подачи сока сатурации I (1-7).

Задания вводятся с пульта ПТК и АРМ технолога (7-6). Стабилизацию соотношения расходов «диффузионный сок - известковое молоко» поддерживают, воздействуя на подачу известкового молока в аппарат основной дефекации. Специфические свойства раствора извести (колебания плотности) и осаждение из суспензии твердых частиц обуславливают установку на магистрали подачи известкового молока дозатора II специальной разработки. Она представляет собой щелевой расходомер с двумя клапанами, через которые раствор извести подается в аппараты основной дефекации и сатурации П.

Напоромер (2-1), измеряющий уровень в напорной камере щелевого расходомера, формирует сигнал, пропорциональный текущему расходу известкового молока, подаваемого в дефекатор. Этот сигнал поступает на регулирующий канал контроллера (2-4), который сравнивает сигналы, пропорциональные текущим значениям расходов диффузионного сока и известкового молока (1-3) и (2-3), и формирует управляющий сигнал в зависимости от возникающего рассогласования. Численные значения соотношения можно менять с ПТК и АРМ технолога, а расход известкового молока - посредством регулирующего клапана (2-6) дозатора.

Стабилизацию рН сока сатурации I и II проводят двумя контурами регулирования, построенными на использовании идентичных средств управления. В аппараты IV и V установлены погружные датчики величины рН (3-1) и (4-1) в комплекте с высокоомными преобразователями (3-2) и (4-2). Нормированные сигналы поступают на усилители-преобразователи (3-3) и (4-3), далее - на ПТК и АРМы технолога и лаборатории, а также на регулирующие каналы контроллера, выполняющие ПИ-закон регулирования (3-5) и (4-5). Сформированные регулирующие воздействия направляются на заслонки, которые смонтированы на трубопроводе подачи сатурационного газа (3-6) и (4-6).

К отфильтрованному соку сатурации I перед аппаратом сатурации II добавляют незначительное количество известкового молока. Система управления предусматривает возможность управления клапаном (5-2), установленным на дозаторе, с пульта ПТК и АРМ технолога.

Предусмотрены контроль и стабилизация давления в магистрали сатурационного газа, сигнализация падения давления в магистрали. Комплект средств управления включает дифманометр (6-1) с дифференциально - трансформаторным выходом, сигнал которого поступает на регулирующий канал контроллера (6-2), а управляющий сигнал подается на электропневмопреобразователь (6-3), далее - на пневматический исполнительный механизм (заслонку) для сброса сатурационного газа в атмосферу.


3. Выбор средств управления и разработка структурной схемы


Нижний уровень системы представлен контроллером, модулями распределенного ввода-вывода, датчиками и исполнительными механизмами.

Верхний уровень включает в себя автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора-технолога. Контроллеры и модули ввода-вывода монтируются в шкафах управления. Данные о температуре, давлении, уровне и расходе поступают в контроллер с датчиков, установленных по месту.

Для дефекосатурации используются термопреобразователи сопротивления ТСП/1-1088-100П (НПК «Эталон», г. Волгодонск). Для контроля давления, разрежения, уровня используются измерительные преобразователи давления Метран-100 производства промышленной группы «Метран» (г. Челябинск), входящей в состав компании Emerson Process Management. Для контроля максимального значения давления рН - электроконтактный манометр ДМ2010Cr. Для контроля расхода пара используется имеющаяся на котельной система учета на основе расходомеров ДРГ.М производства ОАО ИПФ «Сибнефтеавтоматика» (г. Тюмень). Для контроля расхода питательной воды используется имеющаяся на котельной система учета на основе расходомеров-счётчиков ЭРСВ-410 (ЗАО «Взлёт, г. Санкт-Петербург). Для выбора технических средств автоматизации необходимо определить количество входных и выходных сигналов системы управления. В таблице 1 приведены характеристики и количество входных сигналов, в таблице 2 - характеристики и количество выходных сигналов.


Таблица 1 - Характеристики входных сигналов

Наименование датчикаХарактер сигналаПараметры сигналаКоличество сигналовТермометр сопротивления ТСПаналоговыйPt100 (100П)7Датчики давления, давления-разрежения, разности давлений Метран-100аналоговый4…20 мА7Датчики тока двигателя (ЧРП)аналоговый4…20 мА5Датчики расхода пара и питательной воды (ДРГ.М, ЭРСВ-410)аналоговый4…20 мА2Газоанализатор ЭКОН (O2)аналоговый4…20 мА1Датчик положения регулирующего клапанааналоговый4…20 мА1ЭКМ, газоанализатор (CO)дискретный+24В3Состояние ИМдискретный+24В13

Таблица 2 - Характеристики выходных сигналов

Наименование ИМХарактер сигналаПараметры сигналаКоличество сигналовЧРП (задание частоты вращения)аналоговый4…20 мА5Клапан регулирующийдискретный~220В2Электрозадвижкадискретный~220В2Пускательдискретный~220В6ЧРП (пуск / стоп)дискретный+24В5Таким образом, система управления имеет:

?количество аналоговых входов сопротивления ………………. 7;

?количество аналоговых входов 4…20 мА ……….…………… 16;

?количество аналоговых выходов 4…20 мА …………………. 5;

?количество дискретных входов +24В ………………………… 16;

?количество дискретных выходов ~220В ……………………… 10;

?количество дискретных выходов +24В ………………………. 5;

На основе приведённых выше данных выбираем необходимый состав модулей ввода-вывода (таблица 3).


Таблица 3 - Состав модулей ввода-вывода

Наименование модуляОписаниеКоличествоMDS AI-8UIМодуль ввода на 8 аналоговых дифференциальных сигналов1MDS AO-2UIДвухканальный аналоговый модуль вывода унифицированных сигналов по току или напряжению3MDS DIO4/4R4 дискретных входа, 4 дискретных выхода на реле1

В системе управления применен промышленный контроллер Теконик Р06 производства ЗАО «Промконтроллер» с интерфейсными модулями ввода-вывода MDS производства НПФ «КонтрАвт».

Контроллер Р06 предназначен для построения распределенных систем автоматического управления (регулирования) или логико-программного управления технологическими процессами АСУ ТП, выполнения технологических защит, сбора и обработки информации в различных отраслях промышленности. Программирование контроллеров осуществляется на технологических языках стандарта МЭК 61131-3 с помощью интегрированной среды разработки (ИСР) «КРУГОЛ».

Технические характеристики контроллера P06-04 COMM:

?процессорное ядро на базе модуля t-mezon и СПО TeNIX®;

?FLASH/SDRAM - 16/32Мб;

?энергонезависимое статическое ОЗУ - 1 Мб с питанием от резервной батареи;

?2 интерфейса Ethernet IEEE 802.3 10/100 Мбит;

?6 последовательных интерфейсов СОМ 1…COM6;

?поддержка приборов учета и интеллектуальных устройств;

?напряжение питания - 24 В (допустимый диапазон напряжения питания 15…30 В);

?максимальная потребляемая мощность - от 3 до 6,5 Вт в зависимости от исполнения;

?габаритные размеры - 159х96х59 мм;

?масса - не более 500 гр.

Модули удалённого ввода-вывода MDS обеспечивают периферийный ввод / вывод аналоговых и дискретных сигналов в распределенных управляющих системах и системах сбора данных по протоколам, MODBUS RTU, RNet и DCS.

Характеристики, общие для всех модулей:

?Передача данных в управляющий контроллер по сети с интерфейсом RS-485. Поддерживаемые протоколы:

·MODBUS RTU;

·RNET (протокол, используемый регуляторами МЕТАКОН);

·DCS (ASCII протокол, совместимый с модулями Adam от Advantech);

?Число приборов в одной сети без репитеров - до 32;

?Индивидуальные настройки каждого канала;

?Время опроса - 10 мс на входной канал для дискретных модулей и 100 мс для аналоговых модулей;

?Индикация состояния каналов;

?Индикация сигналов самодиагностики;

?16-битные счетчики событий в каждом канале;

?Установка безопасных значений при срабатывании системного «сторожевого» таймера;

?Сохранение установленных характеристик прибора в энергонезависимой памяти при отключении питания;

?Гальваническая изоляция:

·сигнальные линии / питающая сеть 1500В;

·питающая сеть / интерфейс RS-485 1000В;

·сигнальные линии / интерфейс RS-485 1000В;

?Межповерочный интервал - 2 года;

?Напряжение питания - 10В…30В;

?Габариты не более 59х105х86 мм;

?Вес не более 0,25 кг.

Для связи верхнего уровня с нижним используется ЛВС стандарта IEEE 802.3u (100BASE-TX) «Fast Ethernet».

Для организации автоматизированного рабочего места (АРМ) оператора и сервера базы данных в системе использована ЭВМ верхнего уровня со следующими характеристиками:

-процессор: Intel Core i3-550 (3,2 ГГц);

-объём ОЗУ: 2048 МБ;

-объём жёсткого диска: 320 Гб;

-тип графического контроллера: встроенный;

-оптический привод: DVD±RW;

-ОС: Windows XP SP3.

ЭВМ верхнего уровня работает под управлением модульной интегрированной SCADA «КРУГ-2000» (производства НПФ «КРУГ», г. Пенза).КРУГ-2000 - современное высоконадежное средство построения АСУ ТП в области ответственных применений. АСУ ТП, разработанные на основе SCADA КРУГ-2000, успешно эксплуатируются на множестве предприятий по переработке нефти и газа, в энергетике, химической промышленности и многих других отраслях производства.КРУГ-2000 является одной из старейших и наиболее функциональных отечественных SCADA-систем. Отличительными чертами SCADA КРУГ-2000 является высокая надежность, модульность, глубокая интеграция SCADA и среды программирования контроллеров, мощный инструментарий, обеспечивающий удобство создания и отладки проектов пользователя. Стоимость SCADA КРУГ-2000 значительно меньше стоимости западных аналогов.


4. Расчет системы управления


Рассмотрим структурную схему контура регулирования уровня в барабане дефекосатуратора (рис. 2).


Рисунок 1 - Исходная структурная схема контура регулирования уровня


Объект регулирования описан типовым инерционным звеном. Передаточная функция объекта имеет вид


,(1)


где ko - коэффициент усиления объекта регулирования;

To - постоянная времени объекта.

Измерительный преобразователь (датчик разности давлений) представляет собой также инерционное звено, передаточная функция которого определяется формулой


,(2)


где ko - коэффициент усиления измерительного преобразователя;

To - постоянная времени измерительного преобразователя.

Исполнительный механизм (регулирующий клапан) имеет свойства астатического звена. Его передаточная функция определяется как


,(3)


Учитывая, что объект регулирования инерционный, выбираем ПИ-регулятор. ПИ-регулятор обладает астатизмом первого порядка и форсирующими свойствами, которые могут соответственно устранить статическую ошибку и скомпенсировать относительно большую инерционность объекта. Учитывая данные передаточных функций объекта регулирования, измерительного преобразователя, исполнительного механизма и ПИ-регулятора.


Рисунок 2 - Структурная схема контура регулирования уровня


Преобразуем полученную систему регулирования, приведя её к структурной схеме с единичной обратной связью. Для этого перенесём сумматор с выхода на вход обратной связи, при этом необходимо между переносимым воздействием и сумматором добавить фиктивное звено с передаточной функцией, обратной передаточной функции исходного звена:


(4)


При этом упростим схему, объединив объект и исполнительный механизм по правилу последовательного соединения звеньев (рис. 4).


Рисунок 3 - Структурная схема с единичной обратной связью


Часть системы, не охваченная единичной обратной связью, на динамику системы не влияет, поэтому при проведении исследования не рассматривается.

Выберем в качестве начальных настроек регулятора звено с передаточной функцией Wp (p) = 1. Получим структурную схему, приведённую на рис. 5.


Рисунок 4 - Структурная схема системы


По виду логарифмической характеристики системы видно, что она пересекает ось абсцисс под углом -40 Дб/дек, что свидетельствует о расходящемся переходном процессе в системе, частота среза ?с = 0.0269 рад/с, запас по фазе ?3 = -14.7549, частоты сопряжения среднечастотного участка с низко- и высокочастотными участками соответственно ?с2 = -0.000144 рад/с, ?с3 = -0.1 рад/с. Частоты сопряжения должны отличаться от частоты среза на 0,6…0,9 декады. Первая частота этому условию не удовлетворяет.

Ликвидируем частоту сопряжения ?с2. Это уменьшит влияние самого инерционного элемента и устранит статическую ошибку. Для этого на частоте сопряжения ?с2, характеризующей наименьший корень характеристического уравнения, нужно умножить передаточную функцию системы на .

Введём передаточную функцию варьируемого блока p+0,000144.

По виду характеристики текущей системы определяем, что начальный наклон составляет -20 Дб/дек, запас по фазе ?3 = 89,6?, а частота среза ?с = 0,0007 рад/с.

Передаточная функция варьируемого блока (регулятора):


.


Для повышения быстродействия регулятора увеличим частоту среза до максимально возможной величины, основываясь на рекомендуемом запасе по фазе ?3 ? 20…500, длине участка от частоты среза до частоты сопряжения ?с3 = 0,6…0,9 декады. Поэтому увеличиваем коэффициент усиления всей системы для сдвига логарифмической амплитудной характеристики вверх. Для этого умножим передаточную характеристику на коэффициент усиления kу = 36,49. Получим передаточную функцию варьируемого звена



Эта передаточная функция соответствует ПИ-регулятору со следующими настройками: kд = 0,00526 и kп = 36,49. Графики логарифмических характеристик приведены на рис. 7. По графику видно, что частота среза ?с =0,0265 рад/с, запас по фазе ?3 = 75,18. Это вполне удовлетворяет требованиям.

Переходной процесс в системе остался плавным апериодическим, без перерегулирования. Статическая ошибка системы стала равна нулю, время переходного процесса составило 84,79 с.

Полученные настройки варьируемого звена:

?Коэффициент усиления пропорционального канала kп = 36,49;

?Коэффициент усиления дифференциального канала kд = 0,00526.


5. Формализованное описание задачи и алгоритма управления

очистка контроль автоматизация диффузионный сок

Под алгоритмом управления понимается описание процедуры обработки информации о наблюдаемых переменных состояния с целью определения управляющих воздействий, реализуемых для получения требуемых показателей управляемого процесса как в установившемся, так и в переходном режиме.

Алгоритм управления должен давать четкое представление о том, какую последовательность действий нужно произвести, чтобы наилучшим образом решить поставленную задачу. Он составляется технологом для упрощения задачи программиста при написании программного обеспечения для контроллера.

Алгоритм технологических защит отделения дефекосатурации должен обеспечивать остановку диффузионного сока, прекращения подачи топлива в топку при:

увеличении давления рН до 1,43 МПа;

понижении уровня воды ниже допустимого уровня;

повышении уровня воды выше допустимого уровня;

повышении давления в топке выше +10 Па;

понижении давления воздуха ниже 300 Па.

Алгоритм реализован в прикладном ПО контроллера на технологическом языке FBD (стандарт МЭК 61131-3).

ПО контроллера осуществляет циклический опрос (с периодом T=100 мс) модулей ввода-вывода, считывая текущие значения входных сигналов от датчиков. После чтения значений входных сигналов производится их контроль на аварийные границы (в скобках указаны обозначения соответствующих сигналов в ПО контроллера):

)проверка давления воздуха под решётку по датчику 9-1 (AI 9) на нижнюю границу (300 Па);

)проверка давления пара в барабане котла по датчику 11-1 (AI 11) на верхнюю границу (1,43 МПа);

)проверка давления в топке котла по датчику 12-1 (AI 12) на верхнюю границу (+10 Па);

)проверка уровня в барабане котла по датчику 15-1 (AI 15) на нижнюю границу (-80 мм);

)проверка уровня в барабане котла по датчику 15-1 (AI 15) на верхнюю границу (+80 мм);

)проверка давления пара в барабане котла по датчику 22-1 (DI 1) на верхнюю границу (граница устанавливается вручную на ЭКМ);

При нарушении заданных аварийных границ по любому из вышеприведённых параметров производится аварийный останов котла в следующей последовательности:

)на дисплей АРМ оператора выводится сообщение «Аварийный останов котла»;

)отключаются выходы DO3 (управление ЧРП питателя №1), DO4 (управление ЧРП питателя №2), DO6 (управление ЧРП дутьевого вентилятора);

)на выходы DO13 (отключение привода забрасывателя №1), DO15 (отключение привода забрасывателя №2) выдаются 1-секундные импульсы для отключения магнитных пускателей;

)через 60 минут (максимальное время догорания топлива) производится отключение выхода DO5 (управление ЧРП дымососа).



Заключение


Автоматизированная система управления отделением дефекосатурации предоставляет оператору подробную информацию о протекании технологического процесса, производит архивирование основных технологических параметров, ведёт протокол событий, позволяет формировать отчёты в табличной и графической форме и имеет возможность самодиагностики. Эти свойства повышают надежность и удобство эксплуатации системы, повышают безопасность эксплуатации.

Достигнутый эффект при помощи АСУ ТП:

·улучшение термоустойчивости сока на последующих стадиях производства,

·улучшение скорости осаждения и фильтрования взвешенных веществ в диффузионном соке,

·повышения эффективности очистки сока снижение потерь сахара на участке очистки и последующих участках производства,

·сокращение расхода извести, сатурационного газа и сопутствующих им расходов,

·стабилизация соковых потоков и синхронизации производительности участка очистки сока с производительностью участка диффузии (или клеровки).



Библиографический список


1.СТП-ОмПИ-01-82. Учебная документация студентов. Требования и рекомендации по оформлению.

2.ГОСТ 2.105-95 - Общие требования к текстовым документам.

.Федотов А.В. Составление технического задания. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию. Омск: Изд-во ОмГТУ, 1999. - 23 с.

.Проектирование систем автоматизации технологических процессов: Справочное пособие / А.С. Клюев, Б.В. Глазов, А.Х. Дубровский, А.А. Клюев; Под ред. А.С. Клюева. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 464 с.

.Федотов А.В. Сборник заданий для практических занятий и самостоятельной работы по дисциплине «Автоматизация технологических процессов и производств». Омск: Изд-во ОмГТУ, 2007. - 33 с.

.Федотов А.В. Методические указания к СРС (курсовой работе) по дисциплине «Автоматизация технологических процессов и производств». Омск: Изд-во ОмГТУ, 2007. - 65 с.

.Федотов А.В. Автоматизация управления в производственных системах: Учеб. пособие. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2001. - 368 с.

.Хомченко В.Г., Федотов А.В. Основы автоматизации технологических процессов и производств: Учеб. пособие. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2006. 304 с.

.Хомченко В.Г., Федотов А.В. Автоматизация технологических процессов и производств: Учеб. пособие. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2005. - 488 с.

.ГОСТ 19.701-90 (ИСО 5807-85) - Схемы алгоритмов, программ, данных и систем. Условные обозначения и правила выполнения.

11.ГОСТ 21.404-85 - Обозначения условные приборов и средств автоматизации в схемах.


Приложение А


Техническое задание на проектирование автоматизированной системы управления технологическим процессом парового котла

1. Цели создания системы:

)снижение затрат на топливо, электроэнергию и воду за счет оптимизации режимов работы котельной и применения частотно-регулируемых приводов;

)снижение затрат на ремонт оборудования за счет своевременного принятия мер по устранению неполадок, а также планирования мероприятий по их предупреждению;

)сокращение дежурного и обслуживающего персонала, уменьшение фонда оплаты труда и связанных с ним накладных расходов;

)повышение надежности работы оборудования котельной за счет всестороннего контроля его состояния, применения селективных токовых защит и частотно-регулируемых приводов;

)повышение точности, достоверности и оперативности получения информации о состоянии котлового оборудования, расхода воды, пара и тепла для принятия правильных управленческих решений, в том числе, в аварийных ситуациях;

)предоставление информации о состоянии оборудования дежурному оператору котельной в удобном для восприятия виде (технологические мнемосхемы котлов с индикацией значений технологических параметров и их отклонений);

)регистрация контролируемых параметров и событий, автоматическое архивирование их в базе данных, предоставление информации из базы данных в виде трендов, таблиц, диаграмм;

)автоматическая регистрация действий дежурного оператора, в том числе, в аварийных ситуациях, для повышения уровня ответственности оперативного персонала.

. Назначение системы управления паровым котлом КЕ 25-14С.

Автоматизированная система управления котлом КЕ 25-14С предназначена для выполнения следующих задач:

визуализации котловых процессов на дисплее рабочей станции

оператора (АРМ оператора);

генерирования уведомительной, предупредительной и аварийной сигнализаций при отклонении параметров от регламентированных значений;

противоаварийной защиты котла;

формирования протокола аварийных и предупредительных сообщений (журнала событий);

регистрации всех параметров работы котла.

Рассматриваемые паровые котлы КЕ 25-14С располагаются в узловой котельной станции г. Боготол и предназначены для выработки пара, направленного на технологические нужды и отопление. Монтаж автоматизированной системы заключается в установке аналоговых и дискретных датчиков, частотных преобразователей, щитов индикации и шкафов управления котлами, а также приборов визуального контроля в соответствии с функциональной схемой, схемой электрической соединений и планом расположения кабельных трасс.

Система управления выполняет следующие функции.

) Контроль параметров котла:

давления пара в барабане котла;

уровня воды в барабане котла;

температур отходящих газов до и после экономайзера;

температур питательной воды до и после экономайзера;

температур воздуха до и после воздухоподогревателя;

температуры пара;

содержания кислорода в отходящих дымовых газах;

давления воздуха;

расхода воды;

выработки пара;

разрежения в топке котла.

) Управление:

клапаном питательной воды;

частотными преобразователями вентилятора, дымососа, питателей и приводом удаления;

приводом забрасывателя;

вентилятором возврата уноса.

) Диагностику состояния:

датчиков и исполнительных механизмов;

кипятильных труб;

узла возврата уноса;

водяного экономайзера.

) Передачи данных о работе котла на АРМ оператора по интерфейсу Ethernet.

Система обеспечивает:

пуск, штатную и аварийную остановку котла;

автоматическое регулирование уровня воды в барабане котла клапаном питательной воды;

автоматическое регулирование разрежения в топке котла;

автоматическое регулирование давления воздуха;

автоматическое регулирование давления пара изменением подачи топлива;

остановку дутьевого вентилятора, прекращения подачи топлива и удаления угля из топки при:

увеличении давления пара до 1,43 МПа;

понижения уровня воды ниже допустимого уровня;

повышения уровня воды выше допустимого уровня;

прекращении подачи электроэнергии в котельную;

неисправности оборудования;

команде «Стоп Аварийный».

уведомительную, предупредительную, аварийную сигнализации и вывод

параметров котла на дисплей рабочей станции;

блокировку пуска при отсутствии электропитания в котельной;

противоаварийную защиту;

регистрацию всех параметров.

. Логика процессов.

В этом разделе ТЗ описана логика процессов работы автоматизированной системы управления паровым котлом КЕ 25-14.

.1 Предпусковая самодиагностика системы.

После включения системы происходит опрос датчиков и исполнительных механизмов. При выявлении неисправности, на монитор АРМа выдается соответствующее сообщение, включается предупредительная сигнализация.

.2 Заполнение барабана котла.

Перед заполнением котла необходимо выполнить действия, описанные в инструкции машиниста по эксплуатации котлов КЕ 25-14С. После этого подается команда с АРМа на заполнение барабана котла. Начинает функционировать контур регулирования уровня в барабане котла с заданием «-70 мм*». Если уровень в барабане больше задания, то выдается соответствующее сообщение на монитор АРМа. При заполнении барабана происходит диагностика управляемости клапана питательной воды. После заполнения барабана начинает функционировать подсистема СБиПАЗ по уровню.

.3 Вентиляция топки котла.

При необходимости, вентиляция топки котла производится оператором вручную.

.4 Заполнение топки топливом.

Заполнение топки котла топливом производится оператором вручную. При этом происходит диагностика управляемости питателей и забрасывателей.

.5 Розжиг котла.

Розжиг котла происходит вручную, в соответствии с инструкцией по эксплуатации котлов КЕ 25-14С.

.6 Прогрев котла.

После получения устойчивого пламени оператор должен включить контуры регулирования давления воздуха, разрежения, мощности котла, уровня в барабане и золоудаления. Автоматически включаются соответствующие подсистемы СБиПАЗ. Задания для регулирования вносятся в АРМ, в зависимости от состояния котла, в соответствии с инструкцией по эксплуатации.



Курсовая работа на тему: «Система управления отделением дефекосатурации» по дисциплине

Больше работ по теме:

КОНТАКТНЫЙ EMAIL: [email protected]

Скачать реферат © 2017 | Пользовательское соглашение

Скачать      Реферат

ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ПОМОЩЬ СТУДЕНТАМ