Войти в мой кабинет
Регистрация
ГОТОВЫЕ РАБОТЫ / ДИПЛОМНАЯ РАБОТА, ТЕОРИЯ УПРАВЛЕНИЯ

Модернизация системы управления роспускным отделением с ис-пользованием энергоэффективных решений компании Schneider Electric

irina_k20 2600 руб. КУПИТЬ ЭТУ РАБОТУ
Страниц: 104 Заказ написания работы может стоить дешевле
Оригинальность: неизвестно После покупки вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100% с помощью сервиса
Размещено: 26.06.2020
Внедрение автоматизированной системы управления технологическим процессом позволяет: • сократить необходимое количество персонала; • улучшить систему контроля за ходом технологического процесса; • обеспечить более высокий уровень безопасности производства; • повысить качество изготавливаемого продукта. Таким образом создание такой автоматизированной системы управления технологическим процессом способствует изменению уровня производства в положительную сторону. В автоматизированной системе управления предусматривается всё необходимое оборудование для обеспечения наилучших требуемых показателей качества, по сравнению с этим же производством до внедрения системы. Так же предусматривается удобная система контроля оператором, а также на щите управления.
Введение

Процесс варки занимает одно из важных мест в пищевой технологии и встречается почти во всех отраслях пищевой промышленности. Довольно большая часть продуктов пищевой промышленности проходит термическую обработку – одним из видов которой является процесс варки. Так же этот процесс необходим для установления концентрации необходимых ве-ществ на нужный уровень. Задача автоматизации заключается в разработке методов для обеспечения эффективного управления, снижение затрат, повышение уровня безопасности, позволяет человеку контролировать производственный процесс, сводя свое уча-стие в нем до функций контроля, повышает надежность оборудования; увеличи-вает производительность, улучшает условия труда, создает безопасное производство.
Содержание

Введение……..…………………………………………………………………….5 1 Нормативные ссылки …………….7 2 Технико-экономическое обоснование 9 3 Изучение технологического объекта управления 11 3.1 Структурная идентификация объекта управления 14 3.2 Наименование и область применения 15 3.3 Основание для разработки 15 3.4 Цель и назначение разработки 15 3.5 Основные направления автоматизации процесса варки 15 3.6 Параметры, влияющие на прохождение процесса 16 3.7 Описание технологической схемы производства 16 3.7.1 Описание технологической схемы процесса 16 3.7.2 Сироповарочный котёл 17 3.8 Математическая модель технологического объекта 17 4 Разработка концепции АСУТП 19 5 Техническое задание 36 5.1 Общие положения 36 5.2 Состав и содержание технического задания 37 6 Исследование АСУТП 63 7 Мероприятия по подготовке объекта управления и персонала 64 7.1 Мероприятия по подготовке ТОУ 64 7.2 Мероприятия по подготовке персонала 64 8 Экономическая часть 66 8.1 Технико-экономическое описание 66 8.2 Недостатки используемой системы 67 8.3 Существующие разработки системы управления процессом 68 8.4 Организация работ по проектированию и разработки оптимального варианта технической задачи 68 8.5 Штатное расписание 72 8.6 Калькуляция затрат на разработку 72 8.7 Определение прибыли 76 8.8 Экономическая эффективность создания автоматизированной системы управления 76 9 Метрологическое обеспечение 80 9.1 Обоснование выбора средства измерения 80 9.2 Поверка термометра сопротивления 81 10 Безопасность жизнедеятельности 87 10.1 Значение и задачи безопасности жизнедеятельности 87 10.2 Анализ условий труда и мероприятия по защите от вредного воздействия производственных факторов 88 10.3 Расчет уровня шума 91 10.4 Обеспечение электробезопастности 92 10.5 Пожарная безопастность 94 10.6 Безопасность жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях 95 Заключение 98 Список литературы 99 Приложение А Математическая модель объекта 102 Приложение Б Расчет параметров регулятора 106
Список литературы

1. М. М. Благовещенская, Л. А. Злобин. Информационные технологии систем управления технологическими процессами. Издательство: Высшая школа. 2013. 2. Гончаров А.В., Солдатов В.В. Применение парадигм интеллектуального управления при решении «открытых задач» автоматизации. – М.: ПРОБЕЛ-2000. 3. Солдатов В.В., Шавров А.В., Герасенков А.А. Технические средства авто-матизации. – М.: Изд-во Рос. гос. агр. заоч. ун-та, 2004. 4. Шавров А.В., Солдатов В.В. Многокритериальное управление в условиях статистической неопределенности. - М.: Машиностроение, 2010. 5. Олссон Г., Пиани Д. Цифровые системы автоматизации и управления. – СПб.: Невский диалект, 2011. 6. Пикина Г.А., Верховский А.В. Об одном методе расчёта оптимальных настроек типовых регуляторов // Теория и практика построения и функционирования АСУ ТП: Сб. науч. тр. – М.: Изд-во МЭИ, 1998. 7. Герасенков А.А. Построение дискретных схем управления электроприводами. – М.: Изд-во Московского государственного агроинженерного университета им. В.П.Горячкина, 1999. 8. Егупов Н.Д., Пупков К.А. (Ред.). Методы классической и современной теории автоматического управления. В 5 томах. Том 1. Методы современной теории автоматического управления. – М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана 2004. 9. Егупов Н.Д., Пупков К.А. (Ред.). Методы классической и современной теории автоматического управления. В 5 томах. Том 2. Методы современной теории автоматического управления. – М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана 2004. 10. Егупов Н.Д., Пупков К.А. (Ред.). Методы классической и современной теории автоматического управления. В 5 томах. Том 3. Методы современной теории автоматического управления. – М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана 2004. 11. В.И. Коробко. Теория управления. Электронный учебник. Разработчик: Юнити-Дана, 2010. 12. Б. В. Шандров, А. Д. Чудаков. Технические средства автоматизации. Издательство: Академия, 2010 13. Е. И. Юревич. Основы робототехники. Издательство: БХВ-Петербург, 2010. 14. Ульянов С.В. Нечеткие модели интеллектуальных систем управления: теоретические и прикладные аспекты (обзор) // Изв. АН. Техническая кибернетика. 2001. № 3. 15. Герасименко В.А. Защита информации в автоматизированных системах обработки данных. В 2-х кн. – М.: Энергоатомиздат, 2012. 16. Справочник проектировщика АСУП. Под редакцией Н.П. Федоренко и В.В. Карибского, 2012. 17. Управление в технических системах. Автор: А. А. Иванов, С. Л. Торохов. Издательство: Форум. Серия: Высшее образование. ISBN 978-5-91134-641-6; 2012 г. 18. Теория автоматического управления в примерах и задачах с решениями в MATLAB. Автор: А. Р. Гайдук, В. Е. Беляев, Т. А. Пьявченко. Издательство: Лань. Серия: Учебники для вузов. Специальная литература. ISBN 978-5-8114-1255-6; 2011 г. 19. Автоматизация обработки данных без программистов. Джеймс Мартин, 2012. 20. Г.Г. Ранеев, А.П. Тарасенко. Методы и средства измерений. - «Академия», 2003 г. 21. Густав Олсон, Джангуидо Пиани. Цифровые системы автоматизации и управления. - СПб.: Невский диалект, 2011. - 557с. 22. Горшков Б.И. Автоматическое управление: Учебник для студ. учреждений сред. проф. образования / - М.: ИРПО: Издательский центр «Академия», 2003. - 304с. 23. Проектирование систем управления / Г.К. Гудвин, С.Ф. Гребе, М.Е. Сальгадо. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004. - 911с. 24. А.С. Аношкин, Э.Д. Кадпров, В.Г. Хозеров. Техническое и программное обеспечение распределенных систем управления. - СПб. «П-2», 2004. - 368с. 25. Шишмарев В.Ю. Типовые элементы систем автоматического управления. - М.: Издательский центр. Академия, 2004. - 304с.
Отрывок из работы

1. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ В настоящей выпускной квалификационной работе использованы ссылки на следующие нормативные документы: ГОСТ Р 7.0.5-2008 СИБИД. Библиографическая ссылка. Общие требования и правила составления. ГОСТ Р 8.571-98 Государственная система обеспечения единства измере-ний. Термометры сопротивления платиновые эталонные 1-го и 2-го разрядов. Методика поверки. ГОСТ Р 8.654-2009 ГСИ. Требования к программному обеспечению средств измерений. Основные положения. ГОСТ Р 21.1101-2009. Основные требования к проектной и рабочей доку-ментации. ГОСТ 2.105-95 ЕСКД. Общие требования к текстовым документам. ГОСТ 2.301-68 ЕСКД. Форматы. ГОСТ 2.304-81 ЕСКД. Шрифты чертежные. ГОСТ 7.32-2001 Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления. ГОСТ 8.010-90 Государственная система обеспечения единства измерений. Методики выполнения измерений. ГОСТ 8.326-89 Государственная система обеспечения единства измерений. Метрологическая аттестация средств измерений. ГОСТ 8.417-2002 Государственная система обеспечения единства измере-ний. Единицы величин. ГОСТ 8.438-81 Государственная система обеспечения единства измерений. Системы информационно-измерительные. Поверка. Общие положения. ГОСТ 8.461-2009 Государственная система обеспечения единства измере-ний. Термопреобразователи сопротивления из платины, меди и никеля. Методика поверки. ГОСТ 12.1.012-78 Вибрационная безопасность ГОСТ 12.1.050-86 Система стандартов безопасности труда. Шум. Общие требования безопасности. ГОСТ 12.2.007-75 Изделия электротехнические. Общие требования без-опасности. ГОСТ 21.101-97 СПДС. Основные требования к проектной и рабочей документации. ГОСТ 21.404-85 СПДС. Автоматизация технологических процессов. ГОСТ 24.701-86 Единая система стандартов автоматизированных систем управления. ГОСТ 34.201-89 Виды, комплектность и обозначение документов при со-здании автоматизированных систем. ГОСТ 34.601-90 Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Стадии создания. ГОСТ 34.602-89 Информационная технология. Техническое задание на создание автоматизированной системы. ГОСТ 721-77 Системы электроснабжения, сети, источники, преобразователи и приемники электрической энергии. ГОСТ 6651-2009 Государственная система обеспечения единства измере-ний. Термопреобразователи сопротивления из платины, меди и никеля. Общие технические требования и методы испытаний. ГОСТ 12997-84 Изделия ГСП. Общие технические условия. ГОСТ 22315-77 Средства агрегатные информационно-измерительных си-стем. Общие положения. ГОСТ 14254 - 80 Изделия электротехнические. Оболочки. Степени защиты. Обозначения. Методы испытаний. Р 50-77-88 ЕСКД. Рекомендации. Правила выполнения диаграмм. ПР 50.2.019-2006 Методика выполнения измерений при помощи турбин-ных, ротационных и вихревых счетчиков. ПРАВИЛА ПБ 12-529-03 Об утверждении Правил безопасности систем газораспределения и газопотребления. 2. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ Сироповарочный котел является объектом повышенной опасности с точки зрения безопасности работы производственного оборудования. Для обеспечения безопасной работы от АСУТП требуется повышенное быстродействие в выработке управляющих сигналов при появлении возмущающих воздействий. Котел работает с переменной паровой нагрузкой, но непосредственной связи оператора с котлом как таковой не существует, т.к. оператор наблюдает за протеканием процесса по выведенным на монитор ЭВМ мнемосхемам, трендам технологических процессов. ЭВМ используется только в информационном режиме для вывода и составления отчетов, накопления информации о протекании технологических процессов. Поэтому с главного щита управления невозможно выдавать управляющие воздействия. Управляющие сигналы для ручной корректировки задания или управления выдаются со щита данного котла, и при изменении нагрузки по пару старая система управления не обеспечивает нужной стабилизации процессов как в одном котле, так и в совокупности котлов для обеспечения непрерывной ра-боты всего производства. Сироповарочный котел представляет собой трехслойную емкость с рубашкой, теплоноситель пар под давлением. Загрузка готового продукта в сироповарочный котел происходит через откидывающуюся крышку. Таким образом металлическая рубашка котла работает в режиме повышенных температур, при котором ускоряется процесс коррозии металла данного оборудования. При неправильном выборе температурного режима работы, т.е. при повышении температуры металла поверхностей теплообмена, процесс коррозии ускоряется, происходит разрушение, возникает аварийная ситуация, при которой возможно дальнейшее разрушение оборудования и выходу из строя всего сироповарочного котла. При этом происходит нарушение всего производственного цикла, что для предприятия недопустимо. Поэтому требуется повышение точности регулирования температуры греющего пара, т.к. стабилизация теплового режима работы паронагревателя позволит увеличить длительность его работы (до 5 месяцев), а значит уменьшить затраты на ремонт и время простоя из-за очистки или замены поверхностей теплообмена по причине разрушения их от коррозии металла. Для повышения надежности управления технологическим процессом необходимо внедрение новой АСУТП сироповарочного котла, т.к. старая система автоматизации уже не удовлетворяет повышенным требованиям, предъявляемым к безопасности эксплуатации и обслуживания котла. Применение микроконтроллеров в качестве регуляторов позволит увели-чить быстродействие всей АСУТП в целом, сделать процесс регулирования более гибким при помощи выбора наиболее оптимальных настроек регулятора в соответствии с условиями и характеристиками протекания технологического процесса, выбора алгоритма и закона регулирования из библиотеки алгоритмов микроконтроллера, наиболее подходящего для данного способа регулирования. Создание единой АСУТП позволит более полно реагировать на изменение параметров процесса под воздействием возмущений, при этом отслеживается состояние системы в целом, и управляющие воздействия будут вырабатываться в соответствии с требованиями к конечной продукции и реальным протеканием технологического процесса. Повышение точности регулирования температуры греющего пара и стабилизация теплового режима работы паровой турбины также позволит увеличить срок ее работы, т.к. при нестабильности температуры греющего пара на возможно образование конденсата в трубах, который ускоряет процесс разрушения. Оптимизация процесса загрузки компонентов в сироповарочный котёл по-влияет на более точные соотношения ингредиентов при приготовлении и умень-шению времени приготовления продукта. Показанные выше статьи экономии при внедрении новой АСУТП показы-вают, что переход на более высший уровень управления позволит существенно повысить надежность работы сироповарочного котла, увеличить экономию по отдельным статьям, а также повысить безопасность работы оборудования и об-служивающего персонала. 3. ИЗУЧЕНИЕ ТОУ Роспускное отделение предназначено для получения сиропа с содержанием сухих веществ 65—67% при температуре 82—85° С и равномерной его подаче в последующие отделения на обработку. Согласно системе управления роспускного отделения (рис. 3.1), сахарный песок из бункера II ленточным транспортером I подается в клеровочные котлы III, которые представляют собой цилиндрические вертикальные емкости диаметром 2,5 м с лопастной мешалкой и открытым паровым обогревом. Для получения сиропа в котлы подают горячую воду, промой роспускного отделения, побочные продукты отделений фильтрования и вакуум-выпарного отделения. Схема управления обеспечивает регулирование расхода сахара-песка, подаваемого в отделение, температуры в клеровочных котлах, плотности сиропа, уровня в клеровочных котлах, контроль расходов промоев, подаваемых на роспуск сахара-песка, сигнализацию предельных значений уровня в бункере сахара-песка. АСУТП роспускного отделения представляет собой РСУ малого масштаба, включающую подсистемы сбора и отображения информации, автоматического регулирования, дискретно-логического управления, противоаварийных защит и блокировок. Объект управления включает: транспортер 7, бункер сахарного песка 2, клеровочные котлы 3, сборник промоев 4, сборник сиропа 5. Основные компоненты системы: контроллеры Р-130 с интеллектуальным шлюзом со 100%-м резервированием; АРМы оператора-технолога, начальника отделения и лаборатории на базе ЭВМ (Pentium промышленного исполнения) и 20" мониторов с повышенной зашитой от электромагнитных воздействий; сетевые средства — 10 Мбит со 100%-м резервированием; станцию архи-вирования в комплекте со сменными магнитооптическими дисководами (640 Мбайт); сервер БД; принтеры; пакеты программ «КРУГ-2000»; конструктивы — 19" шкаф (RITTAL). Информационная мощность АСУТП: общее число входных и выходных сигналов 9/6, т. е. 15. Из них контролируемых аналоговых (расход, плотность, уровень и температура) —8; контролируемых дискретных (с учетом запорной арматуры) — 7; дискретных управляющих — 1; контуров регулирования — 3; запорной арматуры — 3; противоаварийных защит и блокировок (100%-е резервирование) — 12, из них аналоговых параметров — 8, входной диск—2, выходных дискретных — 2. Система управления реализована с «горячим» резервированием в трех комплектах. Динамика работы АСУТП. Максимальный период опроса датчиков на контроллере: дискретный вход — 100 мкс, аналоговый вход — 1 мс; макси-мальное время реакции на аварийные сигналы: при обработке в цепях аварий-ной защиты на уровне контроллера — 20 + 80 мс, при передаче на пульты оператора — 200 мс; цикл смены данных на пульте операторов при 200 динамических элементов в кадре — 0,15 + 1,0 с; цикл смены кадров — 0,2 + 1,5 с; минимальное время реакции на команду оператора — 0,2 с; время полного перезапуска системы после отключения питания — 30 с, контроллеров после отключения питания — 20 с. Время наработки на отказ контроллера — 50 000 ч (в дублированном исполнении — 100 000 ч). Информационная мощность серии контроллеров Р-130 составляет 32+ 1024 входов/выходов. Использовано: аналоговых входов/выходов — 9/9; дискретных входов/выходов — 2/2. Расход сахара-песка в роспускном отделении регулируют с коррекцией по уровню сиропа в сборнике V перед фильтрами. Сигнал, пропорциональный текущему значению расхода сахара-песка, поступает с датчика тензовесов (1-1), установленного на ленточном транспортере I, далее — на АЦП (ADAM-4012). На пульте ПТК размещены базовая ЭВМ с телемонитором и АЦПУ (1-3), логико-программный контроллер Р-130 (1-4), сигнал задания которому формирует устройство алгебраического суммирования (1-2). На это устройство поступает корректирующий сигнал из САР уровня в сборнике V перед фильтрами. Выходной сигнал контроллера посредством пульта управления (1-5) и ЦАП (ADAM-4021) воздействует на шибер (1-6), установленный под производственным бункером 11. Системой управления предусмотрена блокировка — отсечка подачи сахара-песка при следующих отклонениях от нормального хода процесса: остановке транспортера, превышении уровня в клеровочных котлах, снижении уровня в сборнике промоев IV с помощью пульта ПТК и АРМ технолога. Стабилизация температуры в клеровочных котлах осуществляется изме-нением подачи пара в барботеры котлов. В качестве регулирующих устройств применяют логико-программный контроллер Р-130 (2-1) и (6-1). Стабилизация плотности сиропа обеспечивается изменением подачи си-ропа в клеровочные котлы промоев. В САР входят изотопный плотномер (3-1) и АЦП (ADAM-4012), телемонитор и АЦПУ (3-2), регулирующий контроллер Р-130 (3-3) с выходом посредством ЦАП (ADAM-4031) и панели (3-4) на регулирующий клапан (3-.5), установленный на трубопроводе подачи промоев к клеровочным котлам. Рис. 3.1. Схема системы управления роспускным отделением Уровень в клеровочных котлах регулируют изменением откачки сиропа на дальнейшую обработку. Уровень измеряется пьезометрическим методом. Сигнал от датчика (5-1) поступает на нормирующий преобразователь и АЦП (ADAM-4012) (5-2) и далее — на ПТК, где отображается на телемониторе, регистрируется на АЦПУ (5-J) и поступает на логико-программный контроллер Р-130. Управляющий сигнал поступает на ЦАП (ADAM-4021) и подается на регулирующий клапан (5-5), установленный на трубопроводе откачки сиропа клеровки. В первом клеровочном котле, снабженным переливным устройством, предусмотрен контроль уровня пьезометрическим методом с помощью датчика (4-1), нормирующего преобразователя и АЦП (ADAM-4012) (4-2) с выходом на телемонитор (4-3) или АЦПУ панели ПТК. Сигнализация предельных уровней в бункере II осуществляется с помощью емкостного уровнемера, датчиков (8-1) и (8-2), АЦП (ADAM-4012) с выходом на сигнализацию на пульт ПТК и АРМ технолога. Расход промоев регулируется индукционным расходомером (7-1) с выходом на нормирующий преобразователь (7-2), АЦП (ADAM-4012) и далее на телемонитор и АЦПУ (7-3) пульта ПТК и АРМ технолога. Температурные режимы в клеровочных котлах измеряются комплектом терморезисторных датчиков ТСМ и АЦП (ADAM-4012) или с помощью модулей ADAM-4013 (9-1) и (9-2) с выходом на пульт ПТК и АРМ технолога для отображения на мониторе и регистрации на АЦПУ (9-3). 3.1 Структурная идентификация объекта управления. Перечислим величины, влияющие на протекание процесса: • температура греющего пара Qп, К; • температура готового продукта Qж, К; • расход сиропа Gс, л; • масса готового продукта Mгп, кг; • влажность сиропа ?, г/м?; • вязкость ?, сСт; • массовая доля сухих веществ ?, %. ОУ Qп, Mгп ? Gс ? ? Qж Рисунок 3.1 - Структурная схема варочного котла Определим статические и динамические характеристики для соотноше-ний «температура греющего пара – температура готового продукта» и «расход сиропа на входе – масса готового продукта». Qп Mгп Gс Qж Рисунок 3.2 - Структурная схема варочного котла для соотношений «температура греющего пара – температура готового продукта» и «расход сиропа на входе – масса готового продукта». 3.2 Наименование и область применения. Наименование раздела - «Моделирование процесса варки в сироповарочном котле». Моделирование происходит на примере варочного котла для возможности прогнозирования результатов процесса варки и выбора оптимального регулирования. 3.3 Основание для разработки. Моделирование и автоматизация системы необходимы в связи с повышением требований к качественным показателям готового продукта; минимальному удельному расходу тепла, пара, воды и электроэнергии; точности процесса; возможности применения максимальной автоматизации и механизации, программного управления процессом варки. 3.4 Цель и назначение разработки. Моделирование данного процесса должно обеспечить соответствие всех параметров процесса требованиям, предъявляемым к подобным системам, используемым в пищевой промышленности, в настоящее время. 3.5 Основные направления автоматизации процесса варки. Основные направления дальнейшего развития варочных аппаратов на пищевых предприятиях можно охарактеризовать двумя факторами: усовершенствованием существующих конструкций варочных аппаратов и способов варки с исследованием соответствующих рациональных режимов и разработкой новых, более прогрессив¬ных методов варки на базе современного уровня науки и тех¬ники. При выборе рациональных конструкций варочных аппаратов и методов варки необходимо руководствоваться следующими требова¬ниями: • обеспечение высоких качественных показателей готового про¬дукта (набухаемость, вязкость, полезность и пр.); • минимальный удельный расход тепла, пара, воздуха и электроэнергии; • высокие технико-экономические показатели; • удобство монтажа, эксплуатации и ремонта; • возможность применения максимальной автоматизации и механизации, программного управления процессом варки. 3.6 Параметры, влияющие на прохождение процесса. Параметры, оказывающие влияние на протекание процесса: - температура греющего пара, К; - температура готового продукта, К; - расход сиропа, л/с; - масса готового продукта, кг; - влажность сиропа, л/с; - вязкость, сСт; - массовая доля сухих веществ, %. 3.7 Описание технологической схемы производства 3.7.1 Описание технологической схемы процесса Рисунок 3.3 - Технологическая схема варочного котла Сахаро-агаро-паточный сироп получают в варочных котлах (сковородах) путем растворения в воде набухшего агара с последующим введением в раствор рецептурных количеств сахарной пудры и патоки. Сироп уваривается до содер-жания сухих веществ от 84 % до 85%. 3.7.2 Сироповарочный котёл Сироповарочный котел предназначен для приготовления сахарного сиропа, инверта, роспуска возвратных отходов и др. и других продуктов, требуемой концентрации. Применяются в кондитерской, молочной, плодоовощной и других отраслях промышленности. Сироповарочный котел представляет собой трехслойную емкость с ру-башкой, теплоноситель глицерин или пар под давлением, утепленную минеральной ватой, на опорах, дно – конус (торосфера), крышка 1/3. Перемешивающее устройство сироповарочного котла рамного типа с фторопластовыми скребками и мотор – редуктором, число оборотов мешалки от 28 до 30 об/мин. В сироповарочном котле вода подается через штуцер, расположенный на крышке емкости. 3.8 Математическая модель технологического объекта. Для составление математической модели объекта использует кривую разгона, которая отображает динамику прохождения процесса. Рисунок 3.4 - Кривая разгона Передаточная функция объекта имеет вид: Используем для аппроксимации данной кривой метод секущих. Сущность его заключается в определении постоянных времени путем проведения секущих. Рисунок 3.5 - Аппроксимация кривой разгона методом секущих С помощью этого метода получаем коэффициенты k, T1, T2, T3. Нахождение коэффициентов и дальнейшее исследование передаточной функции объекта приведено в Приложении А. 4. РАЗРАБОТКА КОНЦЕПЦИИ АСУТП Предварительный сироп готовится в перемешивающем устройстве и при достижении необходимой концентрации передается в следующий резервуар. Вода и сироп подаются в котёл через штуцер, расположенный в верхней крышке котла. Котёл заполняется сиропом и водой одновременно, нужные про-порции учитываются системой соотношения расходов, и при наполнении котла до нужного уровня срабатывает датчик уровня, после чего клапаны подачи сиропа и воды закрываются. Измеряется начальная концентрация сиропа при помощи рефрактометра, если она недостаточна, то добавляется еще сироп, если избыточна, то добавляется вода. Так же наблюдение за концентрацией ведется в течении всего процесса уваривания сиропа. Крышка котла закрывается и проверяется закрытое состояние датчиком давления, расположенным под крышкой котла. Греющий пар подается при помощи клапана в рубашку сироповарочного котла, нагревая сироп внутри до нужной температуры протекания процесса, о которой сообщает термометр сопротивления. После уваривания сиропа, открывается клапан и готовый продукт направляется в охладительную установку, где охлаждается холодной водой. После сироп готов к дальнейшей обработке согласно технологическому процессу. Система сигнализации реагирует на параметры: • давление пара; • положение крышки котла; • концентрация раствора; • концентрация предварительного раствора; • температура раствора; • уровень продукта. Наличие всех этих параметров позволяет вести оперативный контроль и быстро реагировать на изменение протекания технологического процесса. Система реализована на базе программируемого логического контроллера Modicon TSX Premium и модулей расширения компании Schneider Electric. Современная платформа автоматизации TSX PREMIUM Рис. 2.1. Внешний вид ПЛК Modicon TSX Premium. ПЛК Modicon TSX Premium позволяют создавать автономные системы, ориентированные на реализацию децентрализованной архитектуры управления. С их использованием подход к разработке и управлению технологическим процессом реализуется таким образом, что разработчик системы управления ориентируется на решение различных задач с помощью целого ряда средств: интуитивно ясный пользовательский интерфейс, мощные языки, построенные в соответствии с требованиями стандарта МЭК 61131-3, инструментарий для повышения производительности разработки приложений. ПЛК состоит из шасси, на котором установлены следующие модули: • блок питания TSX PCY2600; • процессорный модуль TSX P572623 со встроенным модулем Ethernet; • модуль дискретного ввода с 16-ю входами TSX DEY16D2; • модуль дискретного вывода с 8-ю выходами TSX DSY08R5; • модуль аналогового ввода с 8-ю каналами TSX AEY800; • модуль аналогового ввода с 4-мя каналами TSX AEY414; • модуль аналогового вывода с 8-ю каналами TSX ASY800. Контроллеры Modicon TSX Premium разработаны на новой платформе в среде гаммы Modicon TSX. Они позволяют управлять технологическими процессами полностью, без какого-либо участия человека, исключая лишь стадию разработки, отладки и т.д. Подход к разработке и управлению технологическим процессом построен таким образом, что ориентируется на решение различных задач с помощью целого ряда средств: интуитивный пользовательский интерфейс, мощные МЭК языки, инструментарий для повышения производительности. По сравнению с предыдущей серией – упрощенная установка и обслуживание, мощность обработки всех типов задач, Bus X – сеть реального времени, простые архитектуры, производительность реального времени на расстоянии до 100 м, полная прозрачность в сети. Новая платформа позволяет свободно распределять функции автоматизации, упрощает инсталляцию и обслуживание, существует возможность горячей замены модулей: кодируемые съемные терминальные блоки, PCMCIA карты памяти. Характеристики: • быстрое время ответов - 1мс; • многозадачность (0,31мс на 1024 булевых инструкций; 0,78нс на 1024 смешанных инструкций); • сокращенное время цикла (многопроцессорная структура, независимые обмены между вводом-выводом). • многозадачность и модульность; • многозадачная ОС (до 64 задач по событиям; ввод-вывод может быть присвоен отдельной задаче; неявные обмены ввода-вывода; • модульный объем памяти (до 55К бинарных инструкций: 35К смешан-ных + 25К слов); управление сложными задачами без смены типа про-цессора; • гамма прикладных функций (аналоговая обработка: 8/16 Input High level 12 bits, 4 Input multirange 16 bits, 4 Output Isolated outputs); быстрый счет (2/4 multifunction counters 40 kHz). Выполняемые функции и назначение: • управление движением (2/4 independent axes for multifunction servo en-coder: inc. 250kHz / abs. SSI 1MHz; 1 / 2 axes for stepper motor 187 kHz); • коммуникации (multiprotocol serial link; Fipway network; FIPIO Agent fieldbus); • взвешивание (a multifunction weightier - 8 strain gauges max); • интеграция с персональным компьютером (подключение к ПК или к нескольким ПК посредством промышленного Ethernet); • интегрированная открытая архитектура. Платформа Premium обеспечивает прозрачный обмен данными между раз-личными устройствами в архитектуре управления. Это уникальное достоинство обеспечивает связь с любым узлом на сети, как если бы он был физически под-ключен к терминалу или к ПЛК. Очень легко получить доступ к любому объекту приложения (программе, переменной, входу/выходу и т. д.). Например, для обмена данными разработчик только использует функциональный блок, а протокол обмена автоматически формируется приложением прозрачно для него. Путем интеграции технологий Ethernet и TCP/IP, Premium поддерживает архитектуры Transparent Factory, устраняя необходимость в применении собственных сетей за счет использования универсальных стандартов. К ТП в производстве пищевой промышленности предъявляются высокие требования в области показателей энергосбережения, экологической чистоты (исключение из производства агрессивных технологий и сред) и высокого качества выпускаемой продукции. Для эффективного управления такими процессами требуются высокоточные измерения большого числа технологических параметров (различной природы) в масштабе реального времени. При этом измерения технологических параметров с помощью высокоточ-ных датчиков необходимо осуществлять в различных диапазонах длин электро-магнитных волн, в частности в радио- (ВЧ, СВЧ) и оптическом диапазонах с ис-пользованием методов и средств спектрометрии и хроматомасспектрометрии, температуру, влажность и другие. Таким образом, в пищевой промышленности применяются автоматизированные системы сбора, обработки и управления, оснащенные современными интерфейсами (рис. 2.2.). Рис. 2.2 Ввод информации в ПЛК по каналам измерения обработки данных различной физической природы. Программное обеспечение программируемого логического контроллера Для управления программируемым логическим контролером используют программное обеспечение PL-7 Pro, которое позволяет осуществлять адресацию модулей в программируемом логическом контроллере (ПЛК) и непосредственное управление технологическим процессом (ТП).
Не смогли найти подходящую работу?
Вы можете заказать учебную работу от 100 рублей у наших авторов.
Оформите заказ и авторы начнут откликаться уже через 5 мин!
Похожие работы
Дипломная работа, Теория управления, 49 страниц
1225 руб.
Дипломная работа, Теория управления, 73 страницы
1825 руб.
Дипломная работа, Теория управления, 53 страницы
1325 руб.
Дипломная работа, Теория управления, 85 страниц
2125 руб.
Служба поддержки сервиса
+7(499)346-70-08
Принимаем к оплате
Способы оплаты
© «Препод24»

Все права защищены

Разработка движка сайта

/slider/1.jpg /slider/2.jpg /slider/3.jpg /slider/4.jpg /slider/5.jpg