| Код | 381959 | ||
| Дата создания | 2018 | ||
| Страниц | 81 ( 14 шрифт, полуторный интервал ) | ||
| Источников | 40 | ||
| Изображений | 27 | ||
|
Файлы
|
|||
|
Без ожидания: файлы доступны для скачивания сразу после оплаты.
Ручная проверка: файлы открываются и полностью соответствуют описанию. Документ оформлен в соответствии с требованиями ГОСТ.
|
|||
Автоматизация является одним из важнейших факторов роста производительности труда в промышленном производстве. Непрерывным условием ускорения темпов роста автоматизации является развитие технических средств автоматизации. К техническим средствам автоматизации относятся все устройства, входящие в систему управления и предназначенные для получения информации, ее передачи, хранения и преобразования, а также для осуществления управляющих и регулирующих воздействий на технологический объект управления. [1]
Развития технологических средств автоматизации является сложным процессом, в основе которого лежат интересы автоматизируемых производств потребителей, с одной стороны и экономические возможности предприятий – изготовителей с другой. Первичным стимулом развития является повышение эффективности работы производств – потребителей, за счет внедрения новой техники могут быть целесообразными только при условии быстрой окупаемости затрат. Поэтому критерием всех решений по разработкам и внедрению новых средств, должен быть суммарный экономический эффект, с учетом всех затрат на разработку, производство и внедрение. Соответственно к разработке, изготовлению следует принимать, прежде всего, те варианты технических средств, которые обеспечиваю максимум суммарного эффекта.
Автоматизация играет решающую роль при организации промышленного производства по принципу: выпуск заданного количества продукции при минимуме материальных затрат и затрат ручного труда. Особенно актуальной автоматизация становится в системах, требующих непрерывную работоспособность. Неисправность в таких системах может приводить к необратимым последствиям. [18]
Широкая автоматизация технологических процессов нашла свое яркое отражение в развитии комплексной автоматизации очистных сооружений, в частности, в автоматическом управлении режимами работы насосов. [15]
Применение автоматических систем регулирования позволяет повысить надежность и экономичность работы оборудования систем водоочистки, при малом числе обслуживающего персонала. Учитывая, что на эти показатели оказывает влияние большое количество взаимосвязанных факторов, для оценки эффективности работы используется вычислительная техника, обеспечивающая автоматический сбор необходимой информации.
В связи с этим можно сделать вывод, что автоматическая система регулирования должна обеспечивать бесперебойную и безаварийную работу системы, иметь высокую надежность и точность. [10]
Объектом исследования является канализационная насосная станция, предназначенная для перекачки сточных.
Предметом исследования является система автоматического управления, которая должна осуществлять автоматическое управление насосной станцией для поддержания оптимальных параметров работы.
Цель работы: разработать автоматизированную систему управления технологическими процессами очистки сточных вод.
Система позволит экономить рабочее время операторов и повысит производительность труда. Данная система управления позволит в короткие сроки определить возможные отклонения в работе устройств очистки сточных вод и автоматически принимать необходимые действия (либо путем ручного задания уставок диспетчером).
Для достижения поставленной цели работы необходимо решить следующие задачи:
1.1 Классификация современных систем автоматического управления
Говоря о фундаментальных принципах автоматического регулирования и методиках решения проблем систем с обратной связью, необходимо обратить внимание на важность использования специальных методов автоматического регулирования процессов с изменяющимися параметрами, непостоянными коэффициентами передачи и подверженных внешним воздействиям.
Коэффициент передачи – это отношение изменения выходной величины к изменению входной. Стабильность системы автоматического регулирования в первую очередь определяется коэффициентами передачи. Каждый элемент системы – контроллер, исполнительный механизм, регулируемый процесс и датчик – имеет собственный коэффициент передачи. Если наклон графика зависимости выходной величины от входной не меняется, коэффициент передачи элемента постоянен, и такой элемент можно называть линейным. Если же отклик элемента на изменение входного значения зависит от рабочей точки, то существует нелинейность и коэффициент передачи элемента непостоянен.
...
1.1.1 Системы с открытым контуром управления
Назначением любой системы автоматического управления является регулирование выходного параметра и сохранение его значения в заданных пределах. Если вход системы изменяется по какой причине, выход системы должны соответствующим образом реагировать и изменить значение так, чтобы отразить новое значение входного сигнала.
...
1.1.2 Системы с закрытым контуром управления
Один из способов, в котором мы можем точно контролировать процесс, является контроль за его выходом и передача некоторой части выходного сигнала обратно, чтобы сравнить фактический вывод с желаемым выходом и таким образом, уменьшить ошибку. Такой сигнал называется "сигнал обратной связи" и тип системы управления, которая использует сигналы обратной связи для управления, называется система с закрытым контуром управления.
...
1.2 Описание процесса очистки сточных вод
Канализационные насосные станции предназначены для подачи сточных вод на очистные сооружения, если рельеф местности не позволяет отводить эти стоки самотеком. Применение КНС позволяет также избежать большого заглубления самотечных коллекторов. Подбор КНС определяется: глубиной заложения подводящего коллектора; объемом сточных вод, поступающих на насосную станцию; видом перекачиваемых стоков; гидрогеологическими условиями строительства; типом устанавливаемых насосных агрегатов и способом их управления.
...
Таблица 1 - Перечень входных сигналов
...
Таблица 2 - Перечень выходных сигналов
...
2.1 Описание функций, выполняемых системой
Для выбора структуры разрабатываемого устройства, определим конкретные цели функционирования системы и ее назначение в общей структуре управления технологическим процессом:
...
2.1.1 Функции контроля и управления
В создаваемой системе необходимо максимально автоматизировать процесс обслуживания и наблюдения за КНС, тем самым снизятся затраты труда работников.
Создаваемая система должна иметь удобный ввод данных, соответствовать требованиям, предъявляемым сотрудниками компании:
...
2.3 Разработка и обоснование алгоритмов функционирования системы
Алгоритм работы станции управления насосной станцией (СУ НС) предназначен для:
...
Таблица 3 - Описание алгоритмов работы СУ НС в автоматическом режиме
...
Таблица 4 - Описание аварий СУ ВНС
...
3.1.1 Среда разработки ПО ПЛК
В качестве ПЛК используется контроллер Mitsubishi FX3U-16 MR/ES.
Для разработки ПО ПЛК используется среда программирования и документирования GX IEC Developer, отвечающая требованиям IEC 1131.3 (МЭК 61131-3). Существенными особенностями этой среды для программирования являются структурированное программирование и использование библиотек функций.
...
3.1.2 Программа настройки преобразователя частоты
Преобразователь частоты предназначен для плавного пуска, останова, регулирования производительности и защиты насосных агрегатов. В качестве ПЧ применяется Mitsubishi Еlectric FR-F740, предназначенный для работы с насосами и вентиляторами.
...
Таблица 5 - Технические характеристики преобразователя частоты MitsubishiFR-F740
...
3.2.2 Подпрограмма контроля аварии привода задвижек
Подпрограмма состоит из анализа переменной input1. При изменении ее состояния происходит запуск соответствующего таймера, время которого определяется переменной input2. Если любой из таймеров досчитывает до конца, это означает что задвижка не дошла до крайнего положения. В этом случае выход outputустанавливается в значение 1. Текст подпрограммы приведен ниже:
...
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе работы была разработана система управления водопроводной насосной станцией. Система обеспечивает управление двумя насосами и поддерживает давление в трубопроводе по закону ПИД-регулирования. Также, система обеспечивает выравнивание времени наработки насосов.
В первой главе был рассмотрен процесс очистки сточных вод на примере типовой канализационной насосной станции. Основным объектом управления является пара насосов, осуществляющих перекачку сточных вод. Для этих насосов была разработана математическая модель, с помощью которой удалось рассчитать коэффициенты ПИД-регулятора и провести математическое моделирование процесса регулирования. В ходе расчетов регулятора была определена передаточная функция объекта, построен переходный процесс по управлению. Анализ переходного процесса показал хорошее качество регулирования.
...