АСУ ТП регулирования уровня в барабане парового котла Е-160-2

АСУ ТП регулирования уровня в барабане парового котла Е-160-2 на основе микропроцессорных средств автоматизации. Основным преимуществом разработанной АСУ ТП является наличие программно-оперативного комплекса SCADA-система, для повышения качества регулирования и быстродействия системы.

Реферат……………………………………………………………………………………………………………6

Введение………………………………………………………………………………………………………11

1 Системный анализ технологического объекта автоматизации…………………….. 13

1.1 Назначение и структура ТЭЦ-3…………………………………………………………….13

1.2 Установленные мощности……………………………………………………………………. 15

1.3 Описание конструкции пикового парового котла Е-160-2,4…………………..18

1.4 Состояние автоматизации на текущий момент………………………………………20

1.5 Обоснование необходимости формирования АСУ на ТЭЦ-3………….…..23

1.6 Выбор структуры подсистемы локального регулирования АСУ……………28

2 Экспериментальные исследования……………………………………………………………… 40

2.1 Экспериментальная установка……………………………………………………………… 44

2.2 Результаты экспериментальных исследований………………………………………47

2.3 Расчет погрешностей измерений………………………………………………………….. 57

3 Разработка структуры технических средств АСУ……………………………………….. 62

3.1 Перечень функций реализуемых АСУ………………………………………………….. 62

3.2 Разработка структуры технических средств подсистемы АСУ……………… 63

3.3 Составление технического задания на проектирования и разработку
подсистемы АСУ………………………………………………………………………………………65

4 Проектирования схемы автоматизации полевого уровня АСУ на основе
микропроцессорной техники………………………………………………………………………….71

4.1 Проектирования функциональной схемы……………………………………………..71

4.2 Выбор технических средств автоматизации и составление заказной
спецификации ТСА…………………………………………………………………………………..73

4.2.1 Выбор преобразователя температуры…………………………………………….. 73
4.2.2 Выбор преобразователя давления……………………………………………………76

4.2.3 Выбор технических средств измерения расхода…………………………….. 77

4.2.4 Выбор преобразователя уровня……………………………………………………… 79

4.2.5 Выбор программируемого логического контроллера……………………… 81

4.2.6 Выбор исполнительного механизма………………………………………………..85

4.2.7 Составление перечней входных и выходных сигналов……………………86

5 Разработка щита управления………………………………………………………………………. 88

5.1 Разработка принципиальной электрической схемы щита управления…… 89

5.2 Проектирование схемы внешних проводок……………………………………………91

5.3 Разработка сборочного чертежа щита управления…………………………………92

6 Разработка фрагментов программного и информационного обеспечения…….94

6.1 Разработка программного обеспечения АСУ…………………………………………94

6.2 Разработка мнемосхем SCADA-системы……………………………………………….95

6.3 Разработка информационного обеспечения………………………………………… 101

7 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение…..103

7.1 Потенциальные потребители результатов исследования……………………..103

7.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения…………………………………………..105
7.3 SWOT -анализ……………………………………………………………………………………106
7.4 Оценка готовности проекта к коммерциализации……………………………….110
7.5 Методы коммерциализации результатов научно-технического
исследования…………………………………………………………………………………………..112
7.6 Инициация проекта……………………………………………………………………………..113

7.7 Планирование работ и оценка времени выполнения…………………………… 116

7.8 План проекта……………………………………………………………………………………… 117

7.9 Смета затрат на проект………………………………………………………………………..119
7.10 Материальные затраты………………………………………………………………………120

7.11 Затраты на амортизацию……………………………………………………………………120

7.12 Затраты на заработную плату…………………………………………………………….121

7.13 Затраты на социальные нужды…………………………………………………………. 122

7.14 Прочие затраты………………………………………………………………………………… 122

7.15 Накладные расходы………………………………………………………………………….. 123

7.16 Смета затрат на оборудование и монтажные работы………………………….123

7.17 Определение экономической эффективности проекта………………………. 124

7.18 Заключение по разделу «Финансовый менеджмент,
ресурсоэффективность и ресурсосбережение»…………………………………………. 127

8 Социальная ответственность……………………………………………………………………..130

8.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности…….. 130

8.1.1 Специальные правовые нормы трудового законодательства………….133

8.1.2 Общие эргономические требования……………………………………………… 134

8.2 Производственная безопасность………………………………………………………….136

8.2.1 Повышенный уровень электромагнитных излучений…………………… 137

8.2.2 Превышение уровня шума и вибрации…………………………………………. 139

8.2.3 Отклонение показателей микроклимата……………………………………….. 139

8.2.4 Поражение электрическим током………………………………………………….140

8.2.5 Механическое воздейтсвие……………………………………………………………141

8.2.6 Тепловое воздействие………………………………………………………………….. 141

8.3 Экологическая безопасность………………………………………………………………. 142

8.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях…………………………………………….143

8.5 Заключение по разделу «Социальная ответственность»……………………… 146

Заключение…………………………………………………………………………………………………. 147
Список использованных источников…………………………………………………………….148

Приложение А Заказная спецификация приборов и ТСА…………………………….. 155

Приложение Б «Experimental research on laser spectroscopy method for recording
the concentration of water vapor in sealed containers»……………………………………… 157

Графический материал: на отдельных листах
ФЮРА.421000.008 С1 Схема структурная
ФЮРА.421000.008 С2 Схема функциональная
ФЮРА.421000.008 Э4 Схема принципиальная электрическая щита
управления
ФЮРА.421000.008 С4 Схема внешних проводок
ФЮРА.421000.008 ПЭ Перечень элементов щита управления
ФЮРА.421000.008 СБ Сборочный чертеж щита управления
ФЮРА.421000.008 СО Спецификация оборудования щита управления

В результате выполнения выпускной квалификационной работы
разработана автоматизированная система управления технологическим
процессом регулирования уровня в барабане парового котла Е-160-2,4.
Спроектированная система является трехуровневой. Полевой уровень
включает датчики измерения температуры, давления, расхода и уровня, а также
запорную арматуру и исполнительные механизмы. На среднем уровне
располагается контроллер, на верхнем уровне – АРМ оператора.
В ходе выполнения дипломного проекта разработана проектная
документация: схема структурная, схема функциональная, схема
принципиальная электрическая щита управления, схема внешних проводок,
сборочный чертеж щита управления, составлена заказная спецификации ТСА.
Спроектирован и собран стенд для экспериментальных исследований по
определению концентрации водяного пара в окрестностях испаряющейся капли,
позволяющая реализовать метод внутрирезонаторной спектроскопии на основе
инфракрасного спектра излучения, выделенного из видимого света.
Построены калибровочные кривые, позволяющая косвенно по изменению
мощности ИК излучения определять концентрацию водяных паров в
исследуемой области.
В пояснительной записке к выпускной квалификационной работе
содержится подробное описание выбора основного оборудования, этапов
разработки конструкторской документации и мнемосхемы. Представлен
фрагмент алгоритма по управлению уровнем в барабане, выполнены разделы
«Социальная ответственность» и «Менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение». В приложении Б приводится выполнение части ВКР
(экспериментальные исследования) на английском языке.