ВКР: Система автоматического управления котельной мощностью 3 МВт

В данной выпускной квалификационной работе было рассмотрено введение в технологический процесс системы автоматизации котельной, что должно привести к снижению физического труда рабочих и уменьшению их количества, а также к повышению надежности и энергоэффективности котла.
В первом разделе был изучен технологический процесс автоматизации котельной. Рассмотрена конструкция и принцип действия котельной, так же был рассмотрен анализ существующих систем автоматизации котельных установок.
Во втором разделе был произведен выбор объекта управления, в моем случае это котел. После чего была разработана расчетная модель, на ее основе было произведено математическое описание. На основе структурной схемы, построенной с помощью системы уравнений, были разработаны схемы объекта управления, которые затем были представлены в среде "Matlab Simullink".
После этого были проведены эксперименты, направленные на изучение структуры системы в целом. Эксперименты проводились на таких параметрах, как управление расходом газа на подачу в котлоагрегате и возмущение окружающей средой. Затем исследовали подсистему регулирования температуры в помещении. В рамках функциональной модели мы составили математическую модель в программе Mathlab Symullink и подобрали регулятор. В результате получили графики температурных переходов. Также были подобрали исполнительные устройства и датчики.
В третьем разделе был произведен технико-экономический расчет, выявивший целесообразность модернизации и показал срок окупаемости 2,6 года.


Содержание
Введение
1. Технологический процесс нагрева воды в котельной на отопление
1.1 Описание газовой котельной и принцип ее работы
1.2 Автоматизация котельной
1.3 Анализ существующих систем автоматизации котельной
1.4. Сравнение двухступенчатой и модуляционной газовых горелок…………..9
1.5 Выводы……………………………………………………………………….10
2. Идентификация котельной как объекта управления
2.1 Введение
2.2 Технология производства
2.3 Конструкция и принцип работы
2.4 Определение объекта управления. Описание физических процессов, протекающих в нем
2.5 Определение выходных координат объекта управления, управляющих и возмущающих воздействий
2.6 Принятые допущения. Разработка расчетной модели объекта управления.
2.7 . Математическое описание объекта управления
2.8 Структурная схема математической модели объекта управления. Линейные и нелинейные звенья структуры
2.9 Вычислительные эксперименты по исследованию котла как объекта управления………………………………………………………………...……….27
2.10 Выводы………………………………..………………………………………28
4 Вычислительные эксперименты по исследованию динамики подсистемы регулирования температуры в помещении. Подбор оборудования. Технико-экономический расчет


3.1 Вычислительные эксперименты по исследованию динамики подсистемы регулирования температуры в помещении
3.2 Подбор оборудования для автоматизации котельной
3.2.1 Выбор котла
3.2.2 Выбор ПЛК
3.2.3 Выбор датчика температуры
3.2.4 Выбор задвижки
4. Технико-экономический расчет
Заключение
Библиографический список

Введение
Котельные являются неотъемлемой частью инфраструктуры любого здания, обеспечивая теплом жилые дома, офисы и промышленные объекты. Они работают на различных видах топлива, включая природный газ, мазут, уголь или электричество, для нагрева воды или создания пара, который затем распределяется по системам отопления.
Автоматизация котельных играет ключевую роль в повышении их эффективности и безопасности. Современные системы автоматизации позволяют точно контролировать температуру, давление и другие важные параметры, а также обеспечивают возможность дистанционного мониторинга и управления процессами. Это не только снижает риск аварий, но и помогает экономить топливо, сокращая затраты и уменьшая вредные выбросы в атмосферу.
Для человека значимость котельных заключается в обеспечении комфортных условий проживания и работы. В холодное время года они являются источником тепла, а в некоторых случаях и горячей воды, что является основой для нормальной жизнедеятельности. Кроме того, в промышленности котельные обеспечивают необходимую энергию для работы оборудования и производственных процессов, что делает их незаменимым элементом в экономике любой страны.
Данную идею можно осуществить, решив следующие задачи.
1) Исследовать существующие патенты по автоматизации котельной;
2) Провести сравнительный анализ работы котла, оборудованного двухступенчатой газовой горелкой и модуляционной;
3) Определить объект исследования, составить математическую модель объекта управления и функциональную схему системы автоматического управления;
4) Синтезировать регулятор и исследовать динамику системы автоматического управления.