Разработка автоматизированной системы управления участка пламенной денитрации урана

Бологов, Андрей Александрович Отделение автоматизации и робототехники (ОАР)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Объектом исследования является автоматизированная система управления участка пламенной денитрации урана на основе программируемого логического контроллера SiemensSIMATICS7-1500. Цель работы – создание автоматизированной системы управления участка пламенной денитрации урана.

Введение ……………………………………………………………………………………………………… 13
1 Методы моделирования………………………………………………………………………….. 15
1.1 Физическое моделирования ………………………………………………………………. 17
1.2 Математическое моделирование на ЭВМ ………………………………………….. 18
1.3 Комбинированное моделирование …………………………………………………….. 19
2 Описание технологического процесса …………………………………………………….. 22
2.1 Получение диоксидов урана из уранилнитрата ………………………………….. 23
2.2 Плазменный процесс разложения нитратных растворов урана на
диоксиды урана и азотную кислоту …………………………………………………………… 26
2.3 Техническое задание на проектирование ……………………………………………… 29
3 Основные требования к информационной системе. Выбор средств
контролирования и диагностики. Функциональная схема автоматизации ……… 32
3.1 Структурные схемы автоматизации ………………………………………………….. 32
3.2 Разработка алгоритма ……………………………………………………………………….. 36
3.3 Функциональная схема автоматизации ……………………………………………… 38
3.4 Выбор контроллер управления………………………………………………………….. 41
3.5 Контроллер Siemens SIMATICS7-1500 ……………………………………………… 46
3.6 Состав аппаратуры и конструктивные особенности…………………………… 47
3.7 Центральные процессоры …………………………………………………………………. 48
3.8 Среда разработки SIEMENS TIA PORTAL ………………………………………… 52
3.9 Системная диагностика …………………………………………………………………….. 54
3.10 Защита информации …………………………………………………………………………. 54
4 Описание информационной среды. …………………………………………………………. 57
4.1 Технология OPC ……………………………………………………………………………….. 57
4.2 Программный пакет MATLAB ………………………………………………………….. 60
4.3 Среда разработки TIAPortalv.12 ………………………………………………………… 61
4.3.1 Конфигурирование аппаратуры и топологии сетей …………………………. 64
4.3.2 Интеллектуальный механизм Drag & Drop ……………………………………… 64
4.3.3 Библиотечные функции ………………………………………………………………….. 64
5 Моделирование системы ………………………………………………………………………… 65
6 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективности и ресурсосбережение … 80
6.1 Потенциальные потребители результатов исследования ……………………. 80
6.1.1 Анализ конкурентных технических решений ………………………………. 81
6.1.2 SWOT-анализ ……………………………………………………………………………… 83
6.2 Планирование управления научно-техническим проектом ………………… 85
6.2.1 Иерархическая структура работ проекта ……………………………………… 85
6.2.2 Контрольные события проекта ……………………………………………………. 85
6.2.3 План проекта ………………………………………………………………………………. 86
6.3 Бюджет научного исследования ………………………………………………………… 91
6.4 Затраты на электроэнергию ………………………………………………………………. 91
6.5 Основная заработная плата исполнителей темы ………………………………… 92
6.6 Дополнительная заработная плата исполнителей темы ……………………… 95
6.7 Отчисления во внебюджетные фонды ……………………………………………….. 96
6.8 Накладные расходы ………………………………………………………………………….. 96
6.9 Формирование бюджета затрат исследовательского проекта …………….. 97
6.10 Организационная структура проекта …………………………………………………. 97
6.11 Матрица ответственности …………………………………………………………………. 98
6.12 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой,
бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования …… 99
7 Социальная отвественность ………………………………………………………………….. 104
Введение ……………………………………………………………………………………………………. 104
7.1 Описание системы ………………………………………………………………………….. 104
7.2 Графический интерфейс………………………………………………………………….. 107
7.3 Защита в случае аварийно ситуации ……………………………………………….. 108
7.4 Защита от ввода некорректных данных …………………………………………… 108
Заключение………………………………………………………………………………………………… 113
Список использованных источников ………………………………………………………….. 114
Приложение А……………………………………………………………………………………………. 118
Приложение Б ……………………………………………………………………………………………. 129
Приложение В ……………………………………………………………………………………………. 130
Приложение Г ……………………………………………………………………………………………. 133
Приложение Д ……………………………………………………………………………………………. 134
Приложение Е ……………………………………………………………………………………………. 135
Приложение Ж …………………………………………………………………………………………… 136
Приложение З ……………………………………………………………………………………………. 138
Приложение И……………………………………………………………………………………………. 139
Приложение К ……………………………………………………………………………………………. 140
Приложение Л ……………………………………………………………………………………………. 143
Приложение М …………………………………………………………………………………………… 144
Приложение Н……………………………………………………………………………………………. 146
Приложение О……………………………………………………………………………………………. 147
Приложение П……………………………………………………………………………………………. 148

Автоматизация технологических процессов в значительной степени
способствует увеличению производительности труда и улучшению качества
производимой продукции. В нефтехимической и химической промышленности
автоматизации отводиться особая роль, в связи со скоростью протекающих
процессов, а также с опасностью при протекании технологического процесса.
В ходе работы была осуществлена связи между контроллером Siemens и
программным пакетом MATLAB. Переход от компьютерного моделирования к
реализации конечного продукта, является одним из самых трудных. Это
связано, в первую очередь, с тем, что математическая модель, насколько бы
точной она ни была, не способна учесть всех особенностей итоговой системы.
Именно по этой причине трудно переоценить значимость результатов
комбинированного моделирования.
До недавнего времени проводить такие испытания могли лишь крупные
предприятия и организации, которые были способны закупить или произвести
не дешевое, но необходимое для моделирования оборудование. С развитием
миниатюрных компонентов элементной базы, появилась возможность создавать
компактные исследовательские лаборатории в институтах и университетах, при
этом использовать оборудование, аналогичное применяемому в реальных
системах.
Актуальность данной работы определяется тем, что комбинированная
модель дает более полное представления о работе тестируемой системы, что
позволяет предварительно её настроить и выявить потенциальные ошибки
проектирования. В большинстве случаев системы управления работают с
дорогостоящими и/или опасными объектами, в этом случае разработчик не
имеет возможности полноценной проверки работы такой системы. С другой
стороны, до ввода системы в эксплуатацию, ее работа должна на требуемом
уровне обеспечивать управление объектом. Все эти проблемы позволяет
решить комбинированное моделирование.
Целью выпускной квалификационной работы является разработка
автоматизированной системы управления участка пламенной денитрации урана
с использованием средств автоматизации Siemens.

В результате выполнения выпускной квалификационной работы
разработана система автоматического управления получением диоксида урана.
Система автоматического управления основывается на
программируемом логическом контроллере SiemensSIMATICS7-1516-3 PN/DP,
который способен контролировать, диагностировать и выполнять мониторинг
всего процесса получения диоксида урана. Рассмотрены несколько
контроллеров других фирм, но не подошедших, так как отсутствует поддержка
мобильных панелей оператора с HMI.
В процессе выполнения выпускной квалификационной работы
рассмотрены методы получения диоксида урана с основными параметрами
технологических величин во время производства. Посчитаны коэффициенты
ПИД-регулятора для поддержания постоянного давления, на уровне 1МПа и
температуры 140°С, во время перемешивания. Данные коэффициенты могут
понадобится если откажет блок ПИД-регулирования контроллера или
невозможно будет осуществить настройку стандартными средствами
TIAPortalv.12.
Также были рассмотрены вопросы технико-эконмического обоснования
проекта и выполнен раздел социальная ответственность, аспекты которого
рассматривают условия при выполнении проектирования.
Таким образом, в результате выполнения выпускной квалификационной
работы выполнено проектирование автоматизированной системы управления
технологическим процессом пламенной денитрации урана, разработка
алгоритма производственного процесса, составление программы выполнения
производственного процесса для контроллера SiemensSIMATICS7-1516.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Последние выполненные заказы

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    user1250010 Омский государственный университет, 2010, преподаватель,...
    4 (15 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    Анастасия Б.
    5 (145 отзывов)
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическо... Читать все
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическому и гуманитарному направлениях свыше 8 лет на различных площадках.
    #Кандидатские #Магистерские
    224 Выполненных работы
    Виктор В. Смоленская государственная медицинская академия 1997, Леч...
    4.7 (46 отзывов)
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выв... Читать все
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выводы).Пишу статьи в РИНЦ, ВАК.Оформление патентов от идеи до регистрации.
    #Кандидатские #Магистерские
    100 Выполненных работ
    Шагали Е. УрГЭУ 2007, Экономика, преподаватель
    4.4 (59 отзывов)
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и... Читать все
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и диссертаций, Есть любимые темы - они дешевле обойдутся, ибо в радость)
    #Кандидатские #Магистерские
    76 Выполненных работ
    Катерина В. преподаватель, кандидат наук
    4.6 (30 отзывов)
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации... Читать все
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации. Опыт работы 7 лет. Всегда на связи и готова прийти на помощь. Вместе удовлетворим самого требовательного научного руководителя. Возможно полное сопровождение: от статуса студента до получения научной степени.
    #Кандидатские #Магистерские
    47 Выполненных работ
    Андрей С. Тверской государственный университет 2011, математический...
    4.7 (82 отзыва)
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на... Читать все
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на продолжение диссертационной работы... Всегда готов помочь! ;)
    #Кандидатские #Магистерские
    164 Выполненных работы
    Анна В. Инжэкон, студент, кандидат наук
    5 (21 отзыв)
    Выполняю работы по экономическим дисциплинам. Маркетинг, менеджмент, управление персоналом. управление проектами. Есть опыт написания магистерских и кандидатских диссе... Читать все
    Выполняю работы по экономическим дисциплинам. Маркетинг, менеджмент, управление персоналом. управление проектами. Есть опыт написания магистерских и кандидатских диссертаций. Работала в маркетинге. Практикующий бизнес-консультант.
    #Кандидатские #Магистерские
    31 Выполненная работа
    Антон П. преподаватель, доцент
    4.8 (1033 отзыва)
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публик... Читать все
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публикуюсь, имею высокий индекс цитирования. Спикер.
    #Кандидатские #Магистерские
    1386 Выполненных работ
    Дмитрий Л. КНЭУ 2015, Экономики и управления, выпускник
    4.8 (2878 отзывов)
    Занимаю 1 место в рейтинге исполнителей по категориям работ "Научные статьи" и "Эссе". Пишу дипломные работы и магистерские диссертации.
    Занимаю 1 место в рейтинге исполнителей по категориям работ "Научные статьи" и "Эссе". Пишу дипломные работы и магистерские диссертации.
    #Кандидатские #Магистерские
    5125 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету