ВКР 13.03.02 - 648 (1230896), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

1. Технические средства среднего уровня

3.3.1 Средство управления и сбора данных

Хорошо известное в кругу специалистов по автоматизации микропроцессорное устройство называется контроллер. Так же как и компьютер, контроллер - обязательный компонент любой современной системы управления.

Уже из названия понятно, что основное назначение этого устройства - управление. Первая основная область применения контроллеров (80-е годы прошлого столетия) - дискретные системы управления, в принцип функционирования которых положена логика. Вследствие этого появилось название этих устройств, сохранившееся и по ныне - программируемые логические контроллеры (ПЛК).

Современные ПЛК сильно ушли вперед в своем развитии от ранних представителей этого класса технических средств автоматизации. За последние 8-10 лет существенно расширились их вычислительные возможности функции. Сегодня ПЛК могут решать задачи по управлению сложными объектами как в непрерывных, так и в дискретных производствах.

В архитектуре уровней АСУТП (автоматизированной системы управления технологическими процессами) ПЛК занимают определенный уровень - первый или нижний.

На их основе строятся системы автоматического управления (САУ) отдельными аппаратами, установками или блоками технологического процесса. Функционирование САУ происходит без постоянного присутствия обслуживающего персонала в автоматическом режиме по созданным на стадии проектирования системы управления алгоритмам и программам.

Объект управления в этой архитектуре представлен измерительными преобразователями (ИП) различных технологических параметров – уровня, давления, температуры, расхода и т.д., а также исполнительными устройствами (ИУ) – кранами, регулирующими клапанами, задвижками. С помощью этих технических средств САУ осуществляют сбор данных, характеризующих состояние объекта, и реализуют управляющие воздействия на объект в целях обеспечения заданных (экономически целесообразных) режимов его функционирования.

Уровень оперативно-производственной службы (ОПС) - в дальнейшем изложении материала второй или верхний уровень АСУТП - реализует оперативное и режимное управление технологическим процессом. Основные составляющие этого уровня - оперативный персонал (операторы, диспетчеры, специалисты) и программно-технические средства. К их числу, прежде всего, относятся компьютеры, на базе которых создаются автоматизированные рабочие места (АРМ) операторов и специалистов, и серверы баз данных, в основу функционирования которых положено прикладное ПО. Присутствие оперативного персонала на этом уровне и определило само название системы - АСУТП (автоматизированная система управления технологическим процессом). Понятие «автоматизированная» по определению предполагает участие человека в управлении. Таким образом, АСУТП - это человеко-машинная система.

В небольших системах управления локальные ПЛК могут напрямую по сети взаимодействовать с сервером и АРМ (без интерфейсного контроллера). Но имеется достаточное число проектов АСУТП, предусматривающих в своей структуре интерфейсные контроллеры (концентраторы).

В зависимости от задач, решаемых системой управления, контроллеры могут выполнять большой набор функций. К основным (базовым) функциям локальных контроллеров относятся:

• сбор и первичная обработка информации о параметрах технологического процесса и состоянии оборудования;

• хранение технологической и вспомогательной информации;

• автоматическая обработка технологической информации;

• формирование управляющих воздействий - дискретное управление и регулирование;

• исполнение команд с пункта управления;

• самодиагностика контроллера;

• обмен информацией с верхним уровнем управления.

Функция «Сбор и первичная обработка информации» подразумевает:

• циклический опрос устройств связи с объектом (УСО);

• аналогово-цифровое преобразование сигналов;

• первичную обработку сигналов для компенсации воздействия помех (фильтрация сигналов);

• определение достоверности информации по отклонениям сигналов датчиков за пределы измерительного диапазона.

Функция «Хранение технологической и вспомогательной информации» обеспечивает запись и хранение в памяти контроллера технологических данных и данных, обеспечивающих заданный режим работы технологического оборудования. Данная функция также обеспечивает сохранность информации при отказах технических средств или питания.

Реализация функции «Автоматическая обработка технологической информации, формирование управляющих воздействий» предполагает дискретное управление в соответствии с алгоритмами управления, разработанными на этапе проектирования сис­темы, и регулирование (стабилизация технологических параметров на заданном уровне) по стандартным (П, ПИ, ПИД) или специализированным алгоритмам.

Функция «Исполнение команд с пункта управления» обеспечивает возможность вмешательства оперативного персонала в автоматическое ведение технологического процесса. При этом оперативный персонал может осуществлять пуск, отключение, переключение технологического оборудования, а также выполнять режимное управление процессом - задавать уставки регулирования, уровни срабатывания блокировок, сигнализаций, алгоритмов автоматического ввода резервного оборудования и др.

Функция «Самодиагностика контроллера» включает в себя проверку работоспособности как технических, так и программных средств контроллера с оповещением оперативного персонала.

Функция «Обмен информацией» является одной из важнейших функций контроллера. Эта функция осуществляется в автоматическом режиме и реализуется специализированными средствами контроллера с использованием протоколов приема/передачи данных.

3.3.2 Выбор контроллера

Для исполнения среднего уровня выбираем контролер Modicon M258. Программно-логический контроллер Modicon M258 - серия промышленных микроконтроллеров Schneider для задач автоматизации производства малого уровня. Контроллеры Modicon M258 построены по модульному принципу и могут работать в реальном масштабе времени, применяются для построения простых узлов местной автоматики или узлов комплексных систем автоматического управления. Контроллеры Modicon M258 поддерживают обмен данными через сети Modbus, а также Ethernet Modbus соединения, имеют встроенное ведущее устрйство CANopen. Программируемые микроконтроллеры Modicon M258 имеют компактные пластиковые корпуса со степенью защиты IP20, могут монтироваться на стандартную 35 мм профильную шину DIN или на монтажную плату и работают в диапазоне температур от 0 до +60 °C. Они способны обслуживать от 42 дискретных и до 4 аналоговых канала ввода-вывода.

Технические данные контроллера приведены в таблице 3.5

Таблица 3.5 - Технические данные микроконтроллера Modicon M258LD42DT4L

Внешний вид реле микроконтроллреа изображен на рисунке 3.5

Рисунок 3.5 – Внешний вид выбранного контроллера

Список дополнительных модулей приведен в таблице 3.6.

Таблица 3.6 - Список дополнительных модулей

1. РАСЧЁТ И ВЫБОР ЭЛЕМЕНТОВ СИЛОВОЙ ЧАСТИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА

4.1 Расчёт и выбор насосных агрегатов

В течение суток водопотребление неравномерно. На рисунке 4.1 представлен примерный график суточного потребления.

Рисунок 4.1 - График суточного потребления воды

Согласно рисунку 2 максимальное водопотребление приходится на утреннее (с 8 до 10) и вечерние (с 20 до 22) часы. Насосы выбираются с таким расчётом, чтоб обеспечить максимальную подачу (расход) в часы пик и во время пополнения пожарного водозабора.

По заданию на станции второго подъёма предусмотрена установка 2х насосных агрегатов работающих в дневное время суток, каждый из которых должен обеспечивать максимальный расход воды в часы пик составляющий Q_H =600(м³/ч), максимальный напор Н_Н=90 м, номинальное КПД η_Н =80%.

Мощность насоса в кВт в рабочей точке определяется по формуле:

где - плотность перекачиваемой среды в кг/м³ , плотность воды составляет 1000 кг/м³.

Для насоса обеспечивающего Q_H =600(м³/ч) согласно формуле (4.1)

_{Насосный агрегат выбираем из условия}

_{Из каталога выбираем насосные агрегаты типа: 1Д 630-90.}

Насосы центробежные горизонтальные двустороннего входа фирмы Гидромашсервис и агрегаты электронасосные на их основе, предназначены для перекачки воды и прочих жидкостей, имеющих схожие с водой свойства по вязкости до 36х10^-6 м²/с (36 сСт) и химической активности, температурой от 274 до 358К (от 1 до 85°С), не содержащих твердых включений по массе более 0,05%, размеру более 0,2 мм и микротвердостью более 6,5 ГПа (650кгс/мм²). Данные насосные агрегаты оснащены трехфазными асинхронными электродвигателями, напряжением питания 380 В, мощностью 250 кВт.

_{Характеристики насосов представлены в таблице 4.1. Характеристики асинхронного двигателя насосного агрегата представлены в таблице 4.2.}

_{Таблица 4.1 - Характеристики насоса}

Таблица 4.2 - Характеристики асинхронного двигателя насосного агрегата

Внешний вид насоса и двигателя изображен на рисунке 4.2.

Рисунок 4.2 – Внешний вид выбранного насосного агрегата

Характеристики

Список файлов ВКР