Автоматизация блочно-модульной котельной

Содержание
ВВЕДЕНИЕ 3
1. ИЗУЧЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ПРОЕКТИРОВАНИЯ 6
1.1 Характеристика объекта автоматизации 6
1.2 Анализ путей автоматизации технологического процесса 10
1.3 Технические и функциональные требования к проектируемой АСУ ТП 11
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 16
2.1 Структура современных АСУ 16
2.2. Выбор средств автоматизации 16
2.3 Выбор программируемого контроллера 19
2.3.1 ОВЕН ПЛК 100 20
2.3.2 FBs-60MCT 22
2.3.3 Siemens Simatic S7-400 24
2.4 Функциональная схема объекта автоматизации 27
3. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ 29
3.1 Архитектура системы на базе ПЛК АГАВА 29
3.2 Описание используемых модулей и датчиков 36
3.3 Выбор датчиков 39
4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 47
4.1. Расчет контура регулирования системы 47
4.2 Монтаж системы 53
4.3 Архитектура системы управления 61
4.4 Алгоритм программной части 67
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 71
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 73

В последнее время активно развивается ниша автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП). Данная тенденция является следствием постоянного развития и совершенствования элементной базы, в частности вычислительных средств, являющихся основой данных систем. Автоматизированная система управления технологическим процессами должна обеспечивать безаварийную качественную работу производства с минимальным числом обслуживающего персонала.
АСУТП разрабатывается для повышения эффективности управления технологическим процессом и обеспечения требуемого качества получаемых продуктов за счет использования средств ЭВМ. Современные системы автоматики и телемеханики относят к классу сложных диагностируемых систем, характеризующихся иерархической структурой, при которой отказ подсистемы чаще всего не приводит к отказу всей системы, а несколько снижает эффективность её применения.
Проблема оптимизации потребления на сегодняшний день встает очень остро. Для повышения качества, экономичности и надежности снабжения тепловой энергией потребителей важна реализация концепции перехода от систем централизованного теплоснабжения к централизованно – локальным системам с распределенной генерацией тепловой и электрической энергии. Управление такого рода системами невозможно без создания АСУ ТП отпуска, транспортировки и распределения тепловой энергией на объектах, рассредоточенных на большой территории.
Целью данного дипломного проекта является модернизация системы автоматизированного управления технологическим процессом работы блочно-модульной котельной.
Т.к. объект является взрыво- и пожароопасным, это требует особо ответственных решений по обеспечению безопасности производства. Размещение объекта в зоне крайнего севера и в зоне вечной мерзлоты также накладывает свои специфические требования к системе контроля и управления, по выбору оборудования и монтажа.
Системы теплоснабжения являются крупнейшим потребителем топливно-энергетических ресурсов в стране. От нормального функционирования этих систем зависят условия теплового комфорта в отапливаемых зданиях самочувствие людей, производительность труда и т.д. Выпуск качественной продукции на ряде промышленных предприятии требует строгого соблюдения нормируемых параметров микроклимата. Таким образом, проблема повышения качества, надежности, экономичности теплоснабжения имеет государственное значение [1].
Автоматизация позволяет избавиться от непосредственного контроля людьми технологического оборудования и процесса.
Цели создания АСУ:
Управление технологическими параметрами в соответствии с требованиями регламента
Обеспечение оперативного персонала информацией о ходе технологического процесса
Согласование работы сложной взаимосвязи оборудования внутри технологических установок и обеспечение взаимодействие установок между собой
Уменьшение времени достижения режимных значений параметров системы
Обеспечение непрерывности работы технологических установок
Предотвращение аварийных ситуаций на объекте и обеспечение его правильного функционирования
Снижения затрат на ремонт за счет точного соблюдения технологических режимов и раннего диагностирования возможных неисправностей
Оптимизация работы технологических параметров установки и уменьшения удельного потребления энергоресурсов
Защита от несанкционированного вмешательства в технологический процесс и фиксация всех действий оперативного персонала при управлении
Повышение производительности труда обслуживающего персонала и сокращение ручных операций за счет использования средств микропроцессорной техники
Архивация данных, позволяющая оценить качество управления технологическими процессами с целью выработки рекомендации по улучшению работы установок
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
Провести анализ объекта автоматизации;
На основе проведённого анализа и составленного ТЗ, синтезировать структурную схему системы, разработать структуру отдельных блоков системы;
Определить требуемый для автоматизации котельной перечень технических средств;
Составить алгоритм функционирования и разработать программу управления системой;

 

В результате выполнения данного дипломного проекта была разработана автоматизированная система управления технологическим процессом работы водогрейных котлов блочно-модульной котельной.
В процессе реализации проекта было выполнено:
• Проведен анализ объекта автоматизации, выделены возможные пути автоматизации и составлено техническое задание на проект.
• На основе проведённого анализа и составленного ТЗ, разработана структурная схема системы, а также структура отдельных блоков системы.
• Составлен алгоритм функционирования программы управления системой.
Для решения поставленной задачи были использованы современные программируемые логические контроллеры. В работе проведен анализ наиболее популярных ПЛК различных производителей, проанализированы их достоинства и недостатки, разработаны принципиальные схемы, конструкция. При проектировании использовалась современная элементная база производства компании ООО КБ «АГАВА», а также применялись последние достижения проектирования АСУ.
Разработанная система, помимо управления работой котлов, организует сбор, а также хранение, обработку и приведение производственных данных к удобному для восприятия виду для анализа технологических процессов предприятия на предмет их улучшения.
Использование панели оператора и пульта котла на базе программируемого контроллера «АГАВА», а также замена старых стрелочных приборов на новые цифровые позволили существенно повысить надёжность автоматизированной системы, увеличить на-глядность процесса, минимизировать размер технологического оборудования и существенно сократить число импульсных линий. Кроме того, это позволило разместить все органы управления и отображения информации в одном месте (пультовой), а также повысить простоту и эффективность работы оператора.
Разработанная архитектура системы полностью удовлетворяет всем требованиям технического задания.