РефератыИнформатика, программированиеАвАвтоматизація процесу регулювання адсорберів з нерухомим шаром адсорбенту

Автоматизація процесу регулювання адсорберів з нерухомим шаром адсорбенту

Міністерство освіти і науки України


Національний університет водного господарства і природокористування


Кафедра електротехніки і автоматики


КУРСОВА РОБОТА


з курсу:

Автоматизовані системи управління технологічними процесами


На тему:

Автоматизація процесу регулювання адсорберів з нерухомим шаром адсорбенту


Виконав
:


студент IV-го курсу


Факультет ПМ і КІС


Спеціальності АУТП-1


Жук Юрій


Перевірив
:


Пастушенко В.Й.


Рівне-2005


Зміст

Вступ


1. Коротка характеристика об'єкта автоматизації і технологічного процесу,що протікає в ньому


2. Технологічний процес як об'єкт автоматизації


3. Вибір основних задач керування і регулювання


4. Вибір структури і типу АСКТП, засобів автоматизації і мікропроцесорної техніки, опис функціональної схеми


4.1Управляючий контролер I-7188


4.2І-7060 модуль цифрового вводу/виводу з реле


4.3 І-7017 - аналогові модулі вводу-виводу


4.4Схеми підключення даних модулів


5. Надходження сигналів в АСКТП і їхня обробка. Спосіб реалізації керуючих впливів


5.1Розроблення бази каналів


5.2Проектовання каналів


5.3FBD-програми симуляції відкриття – закриття клапанів виконавчих механізмів


6. Розробка переліку задач АСКТП, способу їхньої реалізації і схеми взаємодії цих задач


Висновок


Список використаної літератури


Вступ


Автоматизація-це застосування комплексу засобів,що дозволяють здійснювати виробничі процеси без особистої участі людини,ала під її контролем.Автоматизація виробничих процесів приводить до збільшення випуску,зниженню собівартості і поліпшенню якості продукції,зменшує чисельність обслуговуючого персоналу,підвищує надійність і довговічність машин,дає економію матеріалів,поліпшує умови праці і техніки безпеки.


Автоматизація звільняє людину від необхідності безпосереднього керування механізмами.В автоматизованому процесі виробництва роль людини зводиться до налагодження,регулювання,обслуговування засобів автоматизації і спостереженню за їхньою дією.Якщо механізація полегшує фізичну працю людини,то автоматизація має мету полегшити так само і розумову працю.Експлуатація засобів автоматизації жадає від обслуговуючого персоналу високої технічної кваліфікації.


1. Коротка характеристика об'єкта автоматизації і технологічного процесу, що протікає в ньому


Розглянемо схему автоматизації регулювання адсорберів з нерухомим шаром адсорбента.



Адсорбція
- цехімічнийпроцеспоглинаннякомпонентагазупариаборозчинутвердимпористимпоглиначем , тобтопроцесрозділенняякийхарактеризуєтьсяізгазовоїаборідкоїфази. Рідкою фазою називається процес дисорбції , який проводиться після адсорбції і використовується для регенерації поглинача.


Адсорбери цього типу відносяться до періодично діючих апаратів. Для керування їми встановлюється програмний пристрій, котра по жорсткій часовій програмі здійснює наступні операції: відриває клапани 1 і 2 і закриває клапани 1 і 8 ( операція адсорбції ); відкриває клапани 3 і 6 і закриває клапани 1, 2, 4, 5, 7, 8 ( операція десорбції ); відкриває клапани 1 і 7 і закриває клапани 1, 2, 3, 5, 6, 8 ( операція сушки адсорбенту ) , відриває клапани 5 і 7 і закриває клапани 1- 4, 6, 8 ( операція охолодження адсорбенту ); відриває клапан 8 і закриває клапан 1-7 (операція зливу конденсанта).


2. Технологічний процес як об'єкт автоматизації


Розглянувши схему автоматизації регулювання адсорбентів з нерухомим шаром адсорбентата прийнявши до уваги умовні позначки регулятора , що використовуються у схемі автоматизації (див. нижче) можна дійти висновку що для автоматизації процесу потрібно:


- прилад за часовою програмою;


Умовні позначення на схемі автоматизації процесу відстоювання:


KS – прилад для управління процесом за часовою програмою , встановлений на щиті.


3. Вибір основних задач керування і регулювання


Основною задачею керування даного технологічного процесу являється відкриття і закриття клапанів виконавчого механізму за наперед заданою часовою програмою.


4. Вибір структури і типу АСКТП, засобів автоматизації і мікропроцесорної техніки, опис функціональної схеми


Розробку АСКТП і її підсистем будемо здійснювати в рамках SCADA- системи Trace Mode (ТМ) яка призначена для розробки , настройки і запуску в реальному часі систем керування технологічними процесами.


З засобів мікропроцесорної техніки використаємо:


І-7060 - модуль цифрового вводу/виводу з реле.


І-7017 - аналогові модулі вводу-виводу


Управляючий контролер I-7188


Перевага надана модулям збору даних І-7000 по ряду причин, а саме:

Функція самонастроювання:


Існуючі 2-провідні мережі RS-485 використовують конвертори інтерфейсу, що переключаються вручну, RS-232 хост-компьютера в сигнали інтерфейсу RS-485. В реальних системах з розподіленою структурою можуть використовуватися різні джерела сигналів, такі як модулі збору типу ADAM-4000, NuDAM-6000, DATAFORTH-9B, різні PLC і т.д., що можуть мати обмеження на швидкість передачі і формат переданих даних. У таких випадках приходиться використовувати мінімальні значення для швидкості передачі даних для всієї мережі, а іноді будувати рівнобіжні мережі з різними форматами даних. Модулі ICP CON 7000
мають вбудовану систему самонастроювання для автоматичного вибору максимально можливої швидкості роботи й автоматичного вибору формату даних, що дозволяє використовувати в системі компоненти різного типу і швидкодії.


Функція здвоєного контролю, що стежить:


Апаратна функція системи спостереження за живленням (watchdog) модулів I-7000
спроектована таким чином, щоб автоматично здійснювати скидання модулів при короткочасних відхиленнях від припустимих умов експлуатації. У деяких випадках відбуваються збої й у хост-компьютерах. Вбудована функція програмного спостереження контролює стан хост-компьютера й у разі потреби переводить усі виходи модуля у вихідний безпечний стан для їхнього захисту. Така здвоєна функція спостереження значно збільшує надійність і живучість систем у реальних умовах експлуатації.


Зменшена вартість:


У порівнянні з представленими на ринку України аналогами - серіями модулів ADAM і NuDAM, модулі I-7000
мають меншу вартість


4.1
Управляючий контролер I-7188


Вбудований PC-сумісний контролер, з ROM-DOS, 512кб


Flash PC-сумісний контролер, що вбудовується з 7-сегментними індикаторами, ROM-DOS, 512кб Flash


Процесор:
AMD 80188, 40МГц


Архітектура:
PC-сумісна на рівні операційної системи


Оперативна пам'ять:
256кб


Енергонезалежна перепрограмувальна пам'ять:


Flash:512кб EEPROM даних: 1кб


Постійна пам'ять:
256кб


Операційна система:
ROM-DOS, сумісна з MS DOS 6.2


Послідовні інтерфейси:
4 COM порти:


COM1: RS-232/RS-485, переключається перемичкою


COM2: RS-485


COM3: RS-232


COM4: RS-232


Цифрова індикація:


I-7188D/DOS: 5 розрядний 7-сегментний індикатор


Годинник реального часу:
убудовані


Сторожовий таймер:
убудований


Конструкція:
пластиковий корпус, роз'ємні гвинтові клемні колодки для підключення зовнішніх сигналів, монтаж на панелі чи на DIN напрямну


Напруга живлення:
+10В…+30В


Контролер легко програмується, має вбудований процесор 80188 (40 МГц, АМD), 256 Кбайт SRAM-пам'яті, 256 Кбайт флэш-пам'яті (170 Кбайт якої вільні для збереження прикладних програм), 4 послідовних порти, вбудовані годинник реального часу і подвійний сторожовий таймер. Опитуючи модулі і відповідаючи на запити від основного комп'ютера, контролери I-7188 забезпечують самостійне функціонування системи і можуть практично замінити основний комп'ютер чи PLC-пристрій у роботі з модулями. Наявність у контролера стандартних COM-портів (СОМ1 — повний RS-232, що переключається на RS-485; СОМ2 — двухпровідної RS-485; СОМ3 і СОМ4 — двухпровідної RS-232) дозволяє організувати взаємодію практично з будь-якими пристроями з послідовним інтерфейсом і створювати різні додатки з інтенсивним обміном даних по 4-м каналах зв'язку.


Локальний буфер даних для “ланцюжків” модулів, перетворювач інтерфейсів і формат

ів даних, сервер для декількох вилучених терміналів (дисплеї з Touch Screen чи MMI-CON), керування системою на будь-якій відстані по телефону — от трохи з численних прикладів застосування контролерів I-1788.


Конструктивно I-7188 має два варіанти виконання — зі світловим індикатором і без нього. Індикатор дозволяє користувачу виводити один рядок з п'яти символів.


ПО, встановлене в I-7188, містить операційну систему ROM-DOS, функціонально еквівалентну MS-DOS 6.0, що працює не з жорсткого, а з ROM (Read Only Memory) диска. Для збереження даних, необхідних при ініціалізації модуля, використовується 1 Кбайт EEPROM-пам'яті.


Прикладні програми для I-7188 можна створювати на будь-якому PC-сумісному комп'ютері, використовуючи загальнодоступні мови Сі, Сі++, Pascal чи Basic. Необхідно тільки при компіляції коду відключити підтримку інструкцій 286 процесора. Запис програми в Flash-пам'ять контролера I-7188 проходить за допомогою утиліти, що поставляється в комплекті з модулем, ROMDISK.EXE. У комплект постачання також входять 100 прикладів програмування і бібліотеки для Quick Basic, TC, MSC Language.


4.2
І-
7060
модуль цифрового вводу/виводу з реле


Ліній дискретного вводу:
4 канали з гальванічною розв'язкою 3750В;


рівень логічного 0:0…+1В;


рівень логічної 1: +3.5В…+30В


Ліній дискретного виводу:
4 реле (2 двухконтактних, 2 трьохконтактних з перекидним контактом);


Параметри контактів:


AC: 125В @ 0.6А; 250В @ 0.3А


DC: 30В @ 2А; 110В @ 0.6А


Час замикання: 3 мс


Час розмикання: 1 мс


Загальний час переключення: 10 мс


Вхідний інтерфейс:
RS-485 (двухпровідний)


Напруга ізоляції:
3750В


Конструкція:
пластиковий корпус, роз’ємні гвинтові клемні колодки для підключення зовнішніх сигналів, монтаж на панелі чи на DIN напрямну


Напруга живлення:
+10В…+30В


Споживана потужність:
0.8Вт


Умови експлуатації:
-20°С…+70°С


Умови експлуатації:
-20°С…+70°С


4.3 7017 -
аналогові модулі вводу-виводу


8 канальний модуль аналогового вводу


Каналів аналогового вводу:
6 диференціальних / 2 із загальною землею або 8 диференціальних (вибирається перемикачем)


Розрядність АЦП:
16 біт


Частота виборок:
10Гц, смуга пропускання 15.72Гц


Діапазони вхідних напруг:
+/-150мВ, +/-500мВ, +/-1В, +/-5В, +/-10В


Діапазон вхідних струмів:
+/-20мА


Ізоляція:
3000В


Вхідний інтерфейс:
RS-485 (двухпровідний)


Конструкція:
пластиковий корпус, роз’ємні гвинтові клемні колодки для підключення зовнішніх сигналів, монтажну панелі або на DIN напрямну


Напруга живлення:
+10…+30В


Споживана потужність:
2Вт


4.4Схеми підключення даних модулів



Підключення модуля І-7060.



Підключення модуля І-7017



Підключення

модулів до комп’ютера:


5. Надходження сигналів в АСКТП і їхня обробка. Спосіб реалізації керуючих впливів


Надходження сигналів і їх обробка здійснюється в запрограмованих каналах Scada системи TraceMode.


В редакторі бази каналів ТМ створюється математична основа системи керування: описується конфігурація робочого контролера і пристроїв зв’язку з об’єктами, узгоджуються інформаційні потоки між ними. Тут же описуються вхідні і вихідні сигнали і їх зв’язок з пристроями збору даних і керування задаються періоди формування сигналів, настроюються закони первинної обробки технологічної інформації і керування, технологічні границі, структура математичної обробки даних.


5.1
Розроблення б
ази каналів


Розроблена база каналів має вигляд:





Вигляд баз
и
каналів


5.2
Проектовання каналів



Розробка складних алгоритмів обробки інформації і керування в рамках ТМ здійснюється за допомогою мови функціональних блоків ( ТехноFBD ), яка реалізує міжнародний стандарт програмування контролерів МЭК-1131. Мова функціональних блоків є мовою візуального програмування, програма в якій розробляється шляхом розміщення стандартних чи розроблених користувачем функціональних блоків в полі редагування, настройка їх входів і виходів і зв’язків між ними в діаграму, яка реалізує бажані функцію обробки чи керування.


5.3 FBD-програми симуляції відкриття – закриття клапанів виконавчих механізмів



FBD-програма відкриття – закриття клапанів регулюючих органів подачі газової суміші і виходу збідненої газової суміші. .




FBD-програма відкриття – закриття клапанів виконавчих механізмів:


· подачі перегрітої пари і виходу паро - газової суміші;


· подачі гарячого повітря і виходу повітря в атмосферу;


· подача холодного повітря і виходу повітря в атмосферу;


· вихід конденсату.


6. Розробка переліку задач АСКТП, способу їхньої реалізації і схеми


взаємодії цих задач


Задачі АСКТП які були поставлені, в даному проекті це регулювання почергового включення і виключення подачі потрібного компонента для виконання процесу адсорбції FBD - програми (показано вище), а також в редакторі представлення даних ТМ в якому створюється людино-машинний інтерфейс для автоматизованих робочих місць операторів і технологічного персоналу АСК ТП. Тут розроблена графічна частина проекту системи керування яка включає динамічну мнемосхему об’єкту керування, окремі вікна візуалізації параметрів технологічного процесу, керування клапанами.


Динамічна мнемосхема об’єкта керування з основними параметрами технологічного процесу представлена далі:



Динамічна мнемосхема об’єкта керування.


На інших малюнках представлені екрани з редактора представлення даних на яких зображені графіки технологічного процесу поетапно, а саме: операція адсорбції ,операція десорбції, операція сушки адсорбенту,операція охолодження адсорбенту,операція зливу конденсанта..



Екран регулювання відкриття – закриття клапанів регулюючих органів



Екран регулювання відкриття – закриття клапанів регулюючих органів при операції адсорбції




Екран регулювання відкриття – закриття клапанів регулюючих органів при операції десорбції



Екран регулювання відкриття – закриття клапанів регулюючих органів при операції сушки адсорбера



Екран регулювання відкриття – закриття клапанів регулюючих органів при операції охолодження адсорбента



Екран регулювання відкриття – закриття клапану регулюючого органу при операції зливу конденсата


Висновок


Розроблений проект АСКТП відстоювання в SCADA системі TraceMode дає змогу повністю автоматизувати процес відстоювання рідин що мають грубодисперсні домішки, даний проект може використовуватись на станціях очистки стічних вод, на очисних спорудах заводів. Проект розроблений в SCADA системі TraceMode дає змогу постійно слідкувати за процесом відстоювання при необхідності швидко вносити зміни, коригувати параметри. З економічної точки зору використання запропонованих мікропроцесорних систем є доцільним, з погляду на їх дешевизну, надійність і простоту в використанні.


Використана література


1. Шувалов В.В., Огаджанов Г.А., Голубятников В.А. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности. – М.: Химия, 1991.


2. Артамонов В.В., Т.В. Вижевська Процеси і апарати технології водоочистки: Навч. посібник.- Рівне: Рівненський державний технічний університет, 1999 – 127с.:іл.


3. Кравченко В.С. Водопостачання і водовідведення: Навч. посідбник. – Рівне: Українська державна академія водного господарства, 1997. 237с.:іл.


4. Трегубенко Н.С. Водоснабжение и водоотведение: Примеры расчетов: Учеб. пособие для строит. вузов. – М.: Высшая школа. 1989. 352с. ил.


5. Смирнов Д. Н. Автоматическое регулирование процессов очистки сточных вод. М., Стройиздат, 1974. 256 с.


6. Попкович Г.С. Гордеев М.А. Автоматизация систем водоснабжения и водоотведения: учебник для вузов М., Высшая школа 1986. 391


7. Блюмин А.А. Эгильский И.С. Автоматизированные системы управления технологическими процессами городского водоснабжения. М., 1978

Сохранить в соц. сетях:
Обсуждение:
comments powered by Disqus

Название реферата: Автоматизація процесу регулювання адсорберів з нерухомим шаром адсорбенту

Слов:2045
Символов:18684
Размер:36.49 Кб.