Курсовой проект по дисциплине «Автоматизация технологических процессов» Студенту гр. Атп-09-1д Артемьеву И. М icon

Курсовой проект по дисциплине «Автоматизация технологических процессов» Студенту гр. Атп-09-1д Артемьеву И. М


Скачать 60.92 Kb.
НазваниеКурсовой проект по дисциплине «Автоматизация технологических процессов» Студенту гр. Атп-09-1д Артемьеву И. М
Размер60.92 Kb.
ТипКурсовой проект

СТАРООСКОЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ)

ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ СТАЛИ И СПЛАВОВ

(ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)»


Кафедра АИСУ


КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: «Автоматизация промышленных технологий»


Выполнил: ст. гр. АТП-09-1д Артемьев И.М.

Руководитель: Кривоносов В.А.


Старый Оскол, 2014г.


Содержание


Задание на курсовой проект……………………………………………………...3

Введение…………………………………………………………………………...4

  1. Описание объекта автоматизации………………………………………...7

  2. Описание основных контуров регулирования………………………….13

  3. Описание систем ПАЗ…………………………………………………….16

4. Постановка задачи на разработку контура стабилизации давления

на выходе котла…………………………………………………………...19

5. Выбор технических средств для реализации контура………………….20

5.1. Выбор датчика для измерения давления пара на выходе

котла………………………………………………………………...20

5.2. Выбор датчика для измерения расхода газа……………………...21

5.3. Выбор датчика для измерения расхода воздуха…………………22

5.4. Выбор контроллера………………………………………………...23

6. Разработка математической модели контура стабилизации давления пара на выходе котла…………………………………………………………………..25

7. Выбор программного обеспечения………………………………………..30


Заключение……………………………………………………………………….31

Список использованной литературы…………………………………………...32


Задание

На курсовой проект по дисциплине «Автоматизация технологических процессов»


Студенту гр. АТП-09-1д Артемьеву И.М.

Тема проекта: «АСУ ТП для парового котла завода ОЗГО».


  1. Описание объекта автоматизации.

  2. Описание основных контуров регулирования и управления.

  3. Описание систем ПАЗ.

  4. Постановка задачи на разработку одного из контуров регулирования. Контур стабилизации давления пара на выходе котла.

  5. Разработка математической модели этого контура.

  6. Выбор технических средств для реализации контура.



Задание выдал

Доцент каф. АИСУ Кривоносов В.А.


Введение

Современная теория автоматического регулирования является основной частью теории управления. Система автоматического регулирования состоит из регулируемого объекта и элементов управления, которые воздействуют на объект при изменении одной или нескольких регулируемых переменных. Под влиянием входных сигналов (управления или возмущения), изменяются регулируемые переменные. Цель же регулирования заключается в формировании таких законов, при которых выходные регулируемые переменные мало отличались бы от требуемых значений. Решение данной задачи во многих случаях осложняется наличием случайных возмущений (помех). При этом необходимо выбирать такой закон регулирования, при котором сигналы управления проходили бы через систему с малыми искажениями, а сигналы шума практически не пропускались.

Проектирование систем автоматического регулирования можно вести двумя путями: методом анализа, когда при заранее выбранной структуре системы (расчетным путем или моделированием) определяют ее параметры;

методом синтеза, когда по требованиям, к системе сразу же выбирают

наилучшую ее структуру и параметры. Оба эти способа получили широкое практическое применение и поэтому достаточно полно освещены в настоящей книге.

Определение параметров системы, когда известна ее структура и требования на всю систему в целом, относится к задаче синтеза. Решение этой задачи при линейном объекте регулирования можно найти, используя, например, частотные методы, способ корневого годографа или изучая траектории корней характеристического уравнения замкнутой системы. Выбор корректирующего устройства методом синтеза в классе дробно-рациональных функций комплексного переменного можно выполнить с помощью графоаналитических методов. Эти же методы позволяют синтезировать корректирующие устройства, подавляющие автоколебательные и неустойчивые периодические режимы в нелинейных системах.

Дальнейшее развитие методы синтеза получили на основе принципов максимума и динамического программирования, когда определяется оптимальный с точки зрения заданного критерия качества закон регулирования, обеспечивающий верхний предел качества системы, к которому необходимо стремиться при ее проектировании. Однако решение этой задачи практически не всегда возможно из-за сложности математического описания физических процессов в системе, невозможности решения самой задачи оптимизации и трудностей технической реализации найденного нелинейного закона регулирования. Необходимо отметить, что реализация сложных законов регулирования возможна лишь при включении цифровой вычислительной машины в контур системы. Создание экстремальных и самонастраивающихся систем также связано с применением аналоговых или цифровых вычислительных машин.

Формирование систем автоматического регулирования, как правило, выполняют на основе аналитических методов анализа или синтеза. На этом этапе проектирования систем регулирования на основе принятые допущений составляют математическую модель системы и выбирают предварительную ее структуру. В зависимости от типа модели (линейная или нелинейная) выбирают метод расчета для определения параметров, обеспечивающих заданные показатели устойчивости, точности и качества. После этого уточняют математическую модель и с использованием средств математического моделирования определяют динамические процессы в системе. При действии различных входных сигналов снимают частотные характеристики и сравнивают с расчетными. Затем окончательно устанавливают запасы устойчивости системы по фазе и модулю и находят основные показатели качества.

Далее, задавая на модель типовые управляющие воздействия; снимают характеристики точности. На основании математического моделирования составляют технические требования на аппаратуру системы. Из изготовленной аппаратуры собирают регулятор и передают его на полунатурное моделирование, при котором объект регулирования набирают в виде математической модели.

По полученным в результате полунатурного моделирования характеристикам принимают решение о пригодности работы регулятора с реальным объектом регулирования. Окончательный выбор параметров регулятора и его настройка выполняют в натурных условиях при опытной отработке системы регулирования.


^ 1. Описание объекта автоматизации


Паровым котлом называется комплекс агрегатов, предназначенных для получения пара. Этот комплекс состоит из ряда теплообменных устройств, связанных между собой и служащих для передачи тепла от продуктов сгорания топлива через поверхности нагрева к воде. Исходным носителем энергии, наличие которого необходимо для образования пара из воды, служит топливо.

Объектом автоматизации является паровой котел ДКВР–2,5-13ГМ

(рис. 1.1) (двух барабанный котел водотрубный, паропроизводительностью 2,5 т/ч, рабочим давлением пара 1,3 МПа, газомазутный).



Рис. 1.1 Котел ДКВР-2,5-13ГМ


Паровой котел ДКВР–2,5-13ГМ (рис. 1.3) предназначен для получения насыщенного пара давлением 1,3 МПа с температурой 194 °С. Котел с естественной циркуляцией. В качестве топлива используется природный газ. Котел имеет П-образную компоновку и представляет собой две вертикальные призматические шахты, соединенные вверху горизонтальным газоходом.

В топочной камере котла по всему периметру и вдоль всей высоты стен располагаются трубные плоские системы – топочные экраны. Они выполнены из свариваемых между собой труб, образующих сплошную (газонепроницаемую) оболочку. Газоплотная экранная система покрыта оболочкой из теплоизоляционного материала, которая уменьшает потери теплоты от наружного охлаждения стен агрегата, обеспечивает нормальные санитарно-гигиенические условия в помещении и исключает возможность ожогов персонала.

Топка котла имеет четыре экрана: два боковых, фронтовой и задний. Топочная камера в целях предупреждения затягивания пламени в конвективный пучок и уменьшения потерь с уходящими дымовыми газами, разделена перегородкой на две части: топку и камеру догорания.

Котел имеет верхний и нижний барабаны (Рис.1.2) внутренним диаметром 1000 мм на давление 1,4 МПа, изготовленные из стали 16ГС с толщиной стенки 13 мм, расположенные в продольной оси котла. Верхний барабан длиннее нижнего и в него введены все трубы экранов, нижние части этих труб присоединены к коллекторам сваркой. Верхние и нижние части труб кипятильного пучка собраны в верхнем и нижнем барабанах котла и развальцованы. Меньшая по размерам длина нижнего барабана позволяет иметь свободное пространство в топке для размещения любого топочного устройства. Нижний барабан является шлакоотстойником и оборудован перфорированной трубой для периодической продувки и штуцером для спуска воды.



Рис.1.2

Экранные и кипятильные пучки котла ДКВр-2,5 13 ГМ изготавливаются из стальных бесшовных труб Ø 51 мм стенка 2,5 мм. Для удаления шламов в котлах имеются торцевые лючки на нижних камерах экранов, для периодической продувки камер имеются штуцера Ø 32х3 мм.

Внутри кипятильного пучка имеется чугунная перегородка, которая делит его на первый и второй газоходы.

Котел снабжен контрольно-измерительными приборами и необходимой арматурой. На паровой котел ДКВр-2,5-13 ГМ устанавливается следующая арматура: предохранительные клапана; манометры и трехходовые краны к ним; рамки указателей уровня со стеклами «Клингера» и запорными устройствами указателей уровня; запорные вентили, регулирующий и обратные клапана питания котлов; запорные вентили продувки барабанов, камер экранов, регулятора питания и пароперегревателя; запорные вентили отбора насыщенного пара (для котлов без пароперегревателя); запорные вентили для отбора перегретого пара (для котлов с пароперегревателями); запорные вентили на линии обдувки и прогрева нижнего барабана при растопке котлов; вентили для спуска воды из нижнего барабана; запорные вентили на линии ввода химикатов; вентили для отбора проб пара.

Для создания циркуляционного контура в экранах, передний конец каждого экранного коллектора соединен опускной необогреваемой трубой с верхним барабаном, а задний конец – перепускной трубой с нижним барабаном. Вода поступает в боковые экраны одновременно из верхнего барабана по передним опускным трубам, а из нижнего барабана - по перепускным.

Такая схема питания боковых экранов повышает надежность работы котла при пониженном уровне воды в верхнем барабане, увеличивает кратность циркуляции.

Для осмотра барабанов и очистки труб на днищах котла имеются лазы размером 325х400 мм. Для удаления отложений шлама в котле имеются торцевые лючки на нижних камерах экранов.

Для  обслуживания  газоходов  на  паровом котле ДКВр-2,5-13 ГМ устанавливается чугунная гарнитура.

Котел комплектуется питательным экономайзером, газомазутной горелкой типа ГМГ, дымососом, дутьевым вентилятором, деаэратором питательной воды.




Рис. 1.3 Котел ДКВР-2,5-13ГМ

1 — верхний и нижний барабаны котла, 2 — водяной объем, 3 — паровое пространство, 4 — зеркало испарения, 5 и 10-сепарационное и обдувочное устройства, 6 и 18 —питательная и опускная трубы, 7 — днище котла, 8 — лаз, 9-место размещения пароперегревателя, 12 — труба для продувки котла, 13 — коллектор бокового экрана 14 — зольник, 15 — горелка, 16 — топка, 17 — кипятильные трубы..


Таблица 1 Техническая характеристика котла ДКВР-2,5-13ГМ

№ п/п

Наименование параметра

Ед. изм.

Значение

1

2

3

4

1

Паропроизводительность

т/ч

2,5

2

Избыточное рабочее давление пара

МПа (кгс/см2)

1,3 (13)

3

Температура насыщенного пара

0С

194

4

Температура питательной воды

0С

100

5

Расход топлива:

-газ

-мазут


м3

кг/ч


284

565

6

КПД:

-газ

-мазут

%


83,69

80,7

7

Внутренний диаметр барабана

Толщина стенок

мм

мм

1000

13

8

Габариты транспортабельного блока котла (L*B*H)

мм

4180*2100*3983

9

Габариты компоновки (L*B*H)

мм

5913*4300*5120

10

Масса транспортабельного блока котла (или россыпью)

кг

4924,5
(4712)

11

Масса по компоновке

кг

6886



^ 2. Описание основных контуров регулирования и управления.


Паровой котел является сложным объектом автоматического регулирования с большим числом регулируемых параметров и регулирующих воздействий. В топку котла подаются топливо и воздух, а отсасываются дымовые газы; в барабан котла подается питательная вода, а отбирается насыщенный пар.

Регулирование процессов, протекающих в паровом котле, можно разбить на следующие контуры:

1. Регулирование давления пара на выходе котла.

В каждый момент времени в топке котла должно сгорать столько топлива, чтобы количество пара, вырабатываемое котельным агрегатом, соответствовало количеству потребляемого пара ( внешней нагрузке котла). Показателем такого соответствия является давление пара на выходе котла. Если при сгорании топлива выделяется больше тепла, чем это необходимо для производства потребляемого количества пара, то излишнее тепло аккумулируется в котле, что приводит к росту давления, авариям. Наоборот, если топливо подается в недостаточном количестве, то потребность в паре покрывается частично за счет тепла, аккумулированного в котловой воде, а давление пара при этом падает. Таким образом, подача топлива должна производиться так, чтобы обеспечить постоянное давление пара на выходе котла.

Регулирующее воздействие осуществляется за счет изменения положения клапана на линии топливоподачи, снабженного электроприводом.

2. Регулирование подачи воздуха по соотношению «топливо-воздух» (1м3:10 м3).

Подача воздуха в топку обеспечивает наиболее экономичный режим горения топлива. При недостатке воздуха происходит неполное сгорание топлива, а не сгоревший газ выбрасывается в атмосферу, что экономически и экологически недопустимо. При избытке воздуха газ сгорает полностью, но в этом случае остатки воздуха образуют двуокись азота – вредное для человека и окружающей среды соединение. Поэтому необходимо поддерживать соответствие между количеством подаваемого топлива, с одной стороны, и количеством воздуха, необходимого для горения, с другой.

Регулирующее воздействие осуществляется подачей сигнала на изменение положения направляющего аппарата вентилятора.

3. Регулирование разрежения в верхней части топочной камеры котла.

Разрежение /или отрицательное давление (ниже атмосферного)/ в различных зонах топочного пространства котла неодинаково: вследствие явления самотяги разрежение в верхней части топки обычно на 0,1 кПа больше, чем в нижней. Поэтому поддерживают необходимое минимальное разрежение в верхней части топочной камеры. При отсутствии разрежения пламя факела будет прижиматься, что приведет к обгоранию горелки и нижней части топки, а дымовые газы при этом пойдут в помещение котельной, что сделает невозможным работу обслуживающего персонала. С другой стороны, при значительном разрежении в топке возрастают присосы воздуха, снижающие экономичность работы котла за счет потерь с уходящими газами и увеличения расхода электроэнергии на работу дымососа.

Регулирующее воздействие осуществляется на направляющий аппарат дымососа.


4. Регулирование уровня воды в барабане котла.

Параметром, характеризующим баланс между отводом пара и подачей воды в котел, является уровень воды в барабане котла. Надежность работы котла во многом определяется качеством регулирования уровня. При снижении уровня ниже допустимого предела происходит нарушение циркуляции в экранных трубах, в результате чего повышается температура стенок обогреваемых труб и происходит их пережег. Чрезмерное повышение уровня может привести к снижению эффективности внутрибарабанных сепарационных устройств.

Регулирующее воздействие осуществляется на изменение положения регулирующего клапана питательной воды.


^ 3. Описание систем ПАЗ


Система технологических защит на паровом котле ДКВР-2,5-13ГМ непрерывно контролирует наиболее ответственные параметры, чрезмерное отклонение которых от заданных значений ведет к нарушению нормального технологического процесса и повреждению оборудования. Технологические защиты отключают котел только при нарушении нормальной работы. Если задействованные в защитах параметры в норме, контакты датчиков замкнуты, обмотки промежуточных реле и магнита клапана-пускателя находятся под напряжением. Клапан - отсекатель взведен, топливо поступает в топку котла, табло сигнализации погашены. Защита находится в дежурном состоянии. Если какой-либо из задействованных в защиту параметров достиг уставки датчика (предаварийного значения), контакт соответствующего датчика размыкается, обесточивается промежуточное реле, обесточивается магнит клапана-отсекателя, отключая топливо, загорается сигнал ”котел отключен” и табло параметра, изменение которого послужило причиной отключения котла, звонит звонок громкого боя, привлекая внимание обслуживающего персонала. Работа котла при отключенной или неисправной защите запрещается! При работе котла оперативный персонал обязан, наблюдая за работой котла по приборам, сравнить значения задействованных в защиту параметров с уставками датчиков защиты, оценивать работоспособность технологической защиты и аварийной сигнализации.

На котле ДКВР-2,5-13ГМ установлены следующие защиты, действующие на «останов» котла:

1. понижение давления газа перед горелкой ниже 360 кгс/м2;

2. повышение давления газа перед горелкой выше 1000 кгс/м2;

3. понижение разрежения в топке котла ниже 0 кгс/м2;

4. понижение уровня воды в барабане котла ниже средней линии барабана на 8см.;

5. повышение уровня воды в барабане котла выше средней линии барабана на 8см.;

6. погасание факела в топке;

7. понижение давления воздуха перед горелкой;

8. отключение дымососа;

9. отключение дутьевого вентилятора;

10. повышение давления выше 13 кгс/см2;

11. понижение давления пара ниже 5,5 кгс/см2;

12. неисправность системы технологической защиты.

Отключение топлива по всем параметрам, задействованным в защиту, кроме понижения разрежения и изменения уровня в барабане котла происходит мгновенно.

Отключение топлива по понижению разрежения и изменению уровня происходит с выдержкой времени 20 сек.

«Останов» котла:

- прекращение подачи топлива;

- снижение подачи воздуха до минимума путем выключения вентилятора через 5 мин. после прекращения горения. Через 10 мин. выключают также дымосос;

- упуск воды из барабана после снижения давления в нем до атмосферного и при температуре не выше 80оС, запрещение его подпитки;

- отключение котла от главного паропровода котельной;

- выпуск пара через приподнятые предохранительные клапаны.

Технологическая сигнализация. Сигнализация по своему назначению делится на предупредительную и аварийную, по способу подачи – на звуковую и световую.

Звуковая сигнализация выводится на звонок и имеет разную тональность.

Световая сигнализация различается по цветам: зеленый – норма; желтый – предупреждение; красный – авария.

Предупредительная сигнализация должна оповещать оператора:

  • об отклонениях параметров от нормы и непредвиденном отключении отдельных элементов оборудования;

  • о неисправностях в схеме защиты и аварийной сигнализации.

Аварийная сигнализация включается при срабатывании защит.


^ 4. Постановка задачи на разработку контура стабилизации давления на выходе котла.


Разрабатывается система автоматизации парового котла. В качестве топлива используется природный газ. В номинальном режиме на горелку подаётся 284 м3/час газа и 2840 м3/час воздуха. При этом давление пара устанавливается на уровне 1,3МПа с температурой 194°С. Изменение давления от изменения расхода газа происходит приблизительно в течении 200с.

Необходимо: стабилизировать давление пара на выходе котла, поддерживать соотношение газ/воздух на уровне 1:10.

На трубопроводах газа и воздуха стоят заслонки. Время перемещения заслонок из полностью закрытого состояния в полностью открытое равно 25с.

Разработать:

1. Техническое обеспечение.

2. Математическое обеспечение.


^

5. Выбор технических средств для реализации контура стабилизации давления пара на выходе котла.



Для реализации контура стабилизации давления необходимо выбрать датчик давления, датчики расхода для измерения расхода газа и воздуха.


^ 5.1. Выбор датчика для измерения давления пара на выходе котла

В качестве датчика давления выбираем датчик серии DMP 330М фирмы BD Sensors. Технические данные представлены в Таблице 2, изображение датчика – на рис.5.1.


Таблица 2.

Название

DMP 330М

Диапазон измерений

0…16 бар (0…1,6Мпа)

Относительная погрешность измерения

1,0 %

Выход

токовый 4…20 мА, 0…10 В


dmp 330m

Рис.5.1. Внешний вид датчика DMP 330М

^ 5.2. Выбор датчика для измерения расхода газа

В качестве датчика расхода газа выбираем ДРГ.М-800. Технические данные представлены в Таблице 3, изображение датчика – на рис.5.2.


Таблица 3

Название

ДРГ.М-800

Диапазон давлений измеряемой величины

0,05…2,5 МПа

Диапазон измерений

20…800 м3

Относительная погрешность измерения

±1 %

Диапазон температур

-40…+50 С

Выход

токовый 4…20 мА


http://www.wim.ru/data/images/drg-m.jpg

Рис.5.2. Внешний вид датчика ДРГ.М-800


^ 5.3. Выбор датчика для измерения расхода воздуха

В качестве датчика расхода воздуха выбираем Метран-331. Технические данные представлены в Таблице 4, изображение датчика – на рис.5.3.

Таблица 4

Название

Метран-331

Диапазон измерений

5…5200 м3/ч

Относительная погрешность измерения

±1,5 %

Диапазон температур

-40…+60 С

Выход

токовый 4…20 мА

Давление в трубопроводе

До 2,5 МПа


http://www.econt.by/images_left/schetchiki_gaza.gif

Рис.5.3 Внешний вид датчика Метран-331


^ 5.4. Выбор контроллера

Контроллер – гораздо более надежное средство для решения задач децентрализованного управления. Кроме того, при выходе из строя рабочей станции, его автономность позволит по графику завершить технологический процесс, с потерей при этом функций учета и архивирования параметров технологического процесса. Если же рабочая станция вышла из строя ненадолго, то резерв оперативной памяти CPU контроллера позволяет программно реализовать буфер параметров, при прекращении квитирования, для важнейших передаваемых данных. В качестве контроллера выбираем контроллер фирмы Siemens (Рис.5.4), т.к. давно себя зарекомендовал как надёжное и доступное в настройке средство управления. Характеристики контроллера представлены в таблице 5.

Таблица 5

Наименование

Siemens S7-300

Центральный процессор

CPU 314С-2 DP

Количество дискретных входов/ выходов

24/16

Количество аналоговых входов/ выходов

4/2

Сетевые средства

MPI+Profibus DP


http://images.prom.ua/8511332_w640_h640_cpu_313c.jpg

Рис.5.4 Внешний вид контроллера Simatic S7-300


^ 6. Разработка математической модели контура стабилизации давления пара на выходе котла.


Рассматриваемый объект управления описывается апериодическим звеном I-го порядка. На входе объекта расход газа, на выходе – давление пара на выходе котла. Следовательно, передаточная функция объекта управления имеет вид:



Коэффициент К определяется по формуле:

, где

P=1.3 МПа = 1300 Па – максимальное давление на выходе котла;

Gг=284 м3/час – расход газа, соответствующий максимальному давлению.

Изменение давления от изменения расхода газа происходит приблизительно в течении 200с (3,33мин).

Постоянная времени Т определяется по формуле:

(мин), где

tп/п=3,33 (мин)- время переходного процесса

Следовательно,

Контуры регулирования расходов газа и воздуха состоят из трёхпозиционного реле, исполнительного механизма (привода заслонки), ограничителя положения открытия/закрытия заслонки, а также коэффициента, переводящего процент открытия заслонки в объёмный расход. Схема такого контура в общем виде изображена на рис. 6.1.



Рис.6.1. Контур регулирования расхода


Трёхпозиционное реле предназначено для выработки управляющего воздействия на ИМ (привод заслонки) с целью открытия/закрытия задвижки и состоит из двух параллельно соединённых двухпозиционных реле. На выходе трёхпозиционного реле одно из трёх значений: «+1» - сигнал на открытие задвижки; «-1» - сигнал на закрытие задвижки; «0» - не изменять положения задвижки.

Исполнительные механизмы для расхода газа и воздуха описываются интегрирующим звеном I-го порядка, на входе которого факт подачи напряжения, на выходе – процент открытия задвижек газа и воздуха соответственно. Таким образом, передаточные функции исполнительных механизмов выглядят следующим образом:

,

К1=100 % – максимальная степень открытия задвижки по расходу газа.

К2=100 % – максимальная степень открытия задвижки по расходу воздуха.

Т12=25 сек=0.42мин – время полного открытия (закрытия) задвижек.

Следовательно,

Коэффициент усиления для контура регулирования расхода газа составляет К=2.84 (при 100% - 284 м3/час), для контура регулирования расхода воздуха К=28.4 (при 100% - 2840 м3/час).

По заданию, требуется поддержание соотношения газ/воздух на уровне 1:10. Поэтому перед контуром регулирования расхода воздуха устанавливаем усилительное звено К=10.

Система регулирования давления является трёхконтурной с отрицательной обратной связью по давлению, по расходу газа и по расходу воздуха. В качестве задания устанавливаем давление на выходе котла, равное 1300 Па.

В качестве регулятора выбираем классический ПИ-регулятор, т.к. обеспечивает хорошее качество переходного процесса и отсутствие ошибки в статическом режиме. ПИ-регулятор следует после обратной связи, входом для которого является разность между заданным и фактическим давлением, а выходом величина управляющего воздействия u(t). Сигнал u(t) служит заданием для контура расхода газа.

Сигнал задания по расходу сравнивается с фактическим расходом Gг(t), и их разница подается на релейные регуляторы, которые непосредственно воздействуют на исполнительный механизм. Полученный расход сравнивается с заданием по расходу газа. Расход газа является входным сигналом для контура расхода воздуха с учётом соотношения газ/воздух=1:10. Контур расхода воздуха работает аналогично контуру расхода газа.

Затем сигнал расхода газа поступает на вход котла. Далее сигнал по давлению, который является выходным в контуре регулирования давления на выходе котла, сравнивается с заданием и их разница подаётся на ПИ-регулятор для выработки соответствующего управляющего воздействия.

Структурная схема регулирования давления на выходе котла представлена на рис.6.2.



Рис. 6.2. Структурная схема регулирования давления в Matlab


Для определения коэффициентов ПИ-регулятора используем блок Signal Constraint.

После оптимизации получили значения kp = 0.1; ki = 0.06.

В результате моделирования переходного процесса в течение 60 мин получены графики изменения давления на выходе котла (Рис. 6.3.), расхода газа (Рис. 6.4.) и расхода воздуха (Рис. 6.5.).



Рис. 6.3. График изменения давления пара на выходе котла




Рис. 6.4. График изменения расхода газа




Рис. 6.5. График изменения расхода воздуха


Результаты моделирования показали, что система обеспечивает выход давления на выходе котла на уровень в 1300 Па за 25мин без перерегулирования. Соотношение газ/воздух удерживается на уровне 1:10.
^

7. Выбор программного обеспечения


Так как выбран контроллер SIMATIC S7-300 фирмы Siemens, то языком программирования будет STEP 7.

Программный пакет STEP 7 предназначен для конфигурирования, задания коммуникаций, программирования, тестирования и обслуживания, документирования и архивирования созданных проектов для программируемых логических контроллеров SIMATIC S7-300/400, C7, WinAC.

STEP 7 имеет дружественный интерфейс для всех фаз проектирования системы автоматизации. STEP 7 также решает много задач, которые до этого должны были выполняться "вручную".

STEP 7 делает операции программирования, наладки, диагностики и обслуживания перечисленных систем простыми, удобными и наглядными. STEP 7 содержит набор комфортабельных функций для выполнения всех фаз разработки проекта:

  • конфигурирование и настройка аппаратуры;

  • установка коммуникационных соединений;

  • программирование; тестирование, ввод в эксплуатацию и обслуживание;

  • документирование проекта и архивирование данных;

  • диагностические функции.








Заключение



В ходе выполнения курсовой работы закрепил знания, полученные при изучении теоретической части курса, приобрел практические навыки разработки АСУ ТП.


^ Список использованной литературы


1. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Автоматизация технологических процессов и производств» / Кривоносов В.А.

2. ДКВР–2,5-13ГМ http://energomashholding.ru/oborudovanie/kotly-parovye/gaz-zhidkoe-toplivo/160-dkvr-2-5-13gm.html.

3. ДКВР–2,5-13ГМ http://parkotel.com.ua/parovue/dkvr.html.

4. ДКВР–2,5-13ГМ http://biek.ru/dkvr-2,5-13_gm

3. Документация датчиков расхода Метран / http://www.metran.ru

4. Документация контроллера S7-300 фирмы Siemens / http://www.siemens.ru



Похожие:

Курсовой проект по дисциплине «Автоматизация технологических процессов» Студенту гр. Атп-09-1д Артемьеву И. М iconКурсовой проект по дисциплине «Автоматизация технологических процессов» Студенту гр. Атп-09-1д Артемьеву И. М
Разработка математической модели контура стабилизации давления пара на выходе котла
Курсовой проект по дисциплине «Автоматизация технологических процессов» Студенту гр. Атп-09-1д Артемьеву И. М icon5. Экспертное заключение методической комиссии по специальности «Безопасность технологических процессов и производств»
«Безопасность технологических процессов и производств» о рабочей программе по дисциплине «Вредные факторы производственной среды»...
Курсовой проект по дисциплине «Автоматизация технологических процессов» Студенту гр. Атп-09-1д Артемьеву И. М iconКурсовой проект по дисциплине «Гражданские и промышленные здания»
Прошу выдать задание на курсовой проект по дисциплине «Гражданские и промышленные здания»
Курсовой проект по дисциплине «Автоматизация технологических процессов» Студенту гр. Атп-09-1д Артемьеву И. М iconМетодические рекомендации по выполнению курсового проекта 1 Общие указания
Курсовой проект по дисциплине “ Цифровые системы коммутации ” является одним из основных видов учебной деятельности и формой контроля...
Курсовой проект по дисциплине «Автоматизация технологических процессов» Студенту гр. Атп-09-1д Артемьеву И. М iconЗадание №1 по дисциплине «Системный анализ» на тему: «Описание предметной области»
...
Курсовой проект по дисциплине «Автоматизация технологических процессов» Студенту гр. Атп-09-1д Артемьеву И. М iconКурсовой проект №3 по дисциплине: «Архитектурное проектирование»

Курсовой проект по дисциплине «Автоматизация технологических процессов» Студенту гр. Атп-09-1д Артемьеву И. М iconКурсовой проект по дисциплине
Сп электротехнического отделения
Курсовой проект по дисциплине «Автоматизация технологических процессов» Студенту гр. Атп-09-1д Артемьеву И. М iconГосударственное производственное объединение электроэнергетики «Белэнерго» Учреждение образования «Минский государственный энергетический колледж»
Тэс в курсовой работе по дисциплине «Экономика организации» и экономической части дипломного проекта для учащихся по специальностям...
Курсовой проект по дисциплине «Автоматизация технологических процессов» Студенту гр. Атп-09-1д Артемьеву И. М iconКурсовой проект по дисциплине
Расчет количества наплавленного металла, расхода сварочных материалов, электроэнергии
Курсовой проект по дисциплине «Автоматизация технологических процессов» Студенту гр. Атп-09-1д Артемьеву И. М iconКурсовой проект по курсу: Архитектурное проектирование Студенту: Репиной А. В. Тема работы: «Планировка и застройка свободной территории в условиях реконструкции»
Благоустройство территорий; сниП 07. 01-89 (2000) Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений
Курсовой проект по дисциплине «Автоматизация технологических процессов» Студенту гр. Атп-09-1д Артемьеву И. М iconРазвернутая информация о предприятии ОАО «БелАЗ»
Кафедра "Электропривод и автоматизация промышленных установок и технологических комплексов"
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Документы


При копировании материала укажите ссылку ©ignorik.ru 2015

контакты
Документы