Методические указания по выполнению курсовой работы (стр. 1 из 7)
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ
КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ
Методические указания по выполнению курсовой работы
Подготовил
Сергей Чекрыжов
Кохтла-Ярве
2009
ЦЕЛЬ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
Выполнение курсовой работы «автоматизация производства» создаёт навыки проектирования систем автоматизации.
Основной задачей курсовой работы является развитие у студентов самостоятельности в работе с технической литературой и данными Интернета: стандартами, каталогами заводов-изготовителей, справочной литературой, базами данных сайтов заводов-изготовителей и фирм поставщиков
.
СТАДИИ РАЗРАБОТКИ КОНСТРУКТОРСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ.
Проектирование систем автоматизации технологических процессов выполняется специализированными проектными организациями . Предусматривается пять стадий разработки конструкторской документации на изделия (предмет или набор предметов производства) всех отраслей промышленности:
· техническое задание (ТЗ);
· техническое предложение (ТП)
· эскизный проект (ЭП)
· техничеcкий проект
· рабочая документация
Организационные основы выполнения курсовой работы
Темой курсовой работы определяется в результате технологической практики на производстве. Тема согласовывается с руководителем. Для студентов, не определившихся с темой курсового проекта, руководитель предлагает варианты задания на основе материалов учебной и методической литературы.
Возможные варианты названия курсовой работы:
"Разработка систем контроля и управления процессами производства продукции" ,
"Проектирование системы контроля и управления процессом производства,
"Проект автоматизации процесса "
«Создание системы мониторинга технологических параметров процесса производства».
При выполнении курсовой работы необходимо.
1. Изучить технологический процесс и конструкцию аппаратов и оборудования, используя имеющуюся по данной теме техническую литературу.
2. Сделать SWOT анализ существующей системы контроля и управления и обосновать необходимость совершенствования системы
3. Сделать постановку задачи автоматизации и обосновать выбор параметров контроля и регулирования.
4. Предложить самостоятельное решение по модернизации или изменению системы контроля и управления на основе применения современных приборов и средств автоматизации. Разработать или модернизировать схему автоматизации.
5. Выбрать и обосновать SCADA систему.
6. Заполнить заказную спецификацию на приборы и средства автоматизации, используя современные данные о средствах контроля и управления.
Состав и оформление курсовой работы
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Пояснительная записка состоит из следующих частей:
- Титульный лист , на которой указывается название и код предмета , тема, имя и фамилия студента,код группа, год выполнения работы;
- бланк задания;
- содержание ;
- основная часть;
- список использованных источников, который содержит библиографические данные по всем использованным справочникам и оформляется в порядке ссылки на литературные источники по тексту пояснительной записки;
- приложение, где содержится заказная спецификация на приборы и средства автоматизации, относящаяся к функциональной схеме автоматизации.
В пояснительную записку курсового проекта включают следующие разделы.
Во введении обосновывается актуальность и целесообразность совершенствования существующих и введения новых систем автоматизации, создания автоматизированных систем управления технологическими процессами, применение микропроцессорной техники . Приводится краткое описание содержания работы и её практическая значимость.
В первом разделе приводится описание технологического процесса ,подробное изложение последовательности отдельных стадий технологического процесса в объеме, необходимом для постановки задачи автоматизации. Проводится SWOT анализ существующей системы контроля и управления
Во втором разделе дается обоснованный выбор технологических параметров, подвергающихся измерению, регулированию и сигнализации. Обосновывается режим контроля , целесообразность применения SCADA системы, законы регулирования , режим сигнализации и срабатывания блокировок. Исходя из особенностей данного технологического процесса, выбираются приборы и средства автоматизации (СА) для реализации перечисленных функций. В разработке систем автоматизации важным этапом является анализ основных стадий ТП как объектов управления, т.е. выявление всех существующих входных и выходных переменных и анализ статических и динамических характеристик каналов возмущения и регулирования.
Исходными данными при этом служат математическая модель технологического процесса (ТП) в виде уравнений материального и энергетического балансов. На основе этих уравнений все факторы разбиваются на группы.
Возмущения, допускающие стабилизацию. К таким параметрам относятся показатели входных потоков. Так, расход жидкости можно стабилизировать, если перед аппаратом имеется буферная емкость, сглаживающая колебания расхода на выходе из предыдущего аппарата; стабилизация температуры входного потока возможна, если перед аппаратом установлен теплообменник и т.п. Очевидно, при проектировании систем управления целесообразно предусмотреть стабилизацию таких возмущений.
Контролируемые возмущения. К ним условно относятся те возмущения, которые можно измерить, но невозможно или недопустимо стабилизировать (расход жидкости, подаваемой непосредственно из предыдущего аппарата, температура окружающей среды и т.п.). Наличие существенных возмущений требует применение либо замкнутых по основному параметру ТП систем регулирования, либо комбинированных АСР.
Неконтролируемые возмущения. К ним относятся те возмущения, которые невозможно или нецелесообразно измерять непосредственно. Первые - это, например, падение активности катализатора, изменение коэффициентов тепло- и массопередачи и т.п. Примером вторых может служить давление греющего пара в заводской сети, которое изменяется случайным образом. Наличие таких возмущений требует обязательного применения замкнутых по основному параметру ТП систем автоматизации.
Регулирующие воздействия. Это материальные и тепловые потоки, которые можно автоматически изменять для поддержания регулируемых (выходных) переменных ТП.
Выходные переменные. При построении замкнутых АСР, в качестве регулируемых координат, выбирают технологические параметры, изменение которых свидетельствует о нарушении материального или теплового баланса в аппарате, что в конечном итоге влияет на качество готового продукта. К ним, например, относятся: уровень жидкости - показатель баланса по жидкой фазе; давление - показатель баланса по газовой фазе; температура - показатель энергетического баланса в аппарате; концентрация -показатель материального баланса по компоненту.
Анализ возможных регулирующих воздействий и выходных координат объекта управления позволяет предварительно выбрать каналы регулирования. Окончательный выбор каналов регулирования проводят на основе сравнительного анализа статических и динамических характеристик различных каналов. При этом учитываются такие показатели, как коэффициент усиления, время чистого запаздывания, его отношение к наибольшей постоянной времени канала т/Г
Выбор структуры автоматической системы регулирования. На основе анализа ТП как объекта управления производится выбор структуры АСР, обеспечивающей решение поставленной задачи автоматизации. Структура АСР выбирается в зависимости от требований к качеству переходных процессов.
Постановка задач автоматизации (формулировка задач стабилизации и/ или программного, оптимального управления, контроля, сигнализации и блокировки и др.).
В заключении содержатся основные выводы по проделанной работе, определяется значение разработанной системы автоматизации для повышения эффективности управления технологическим процессом, и что может реально воздействовать на качество продукции и технологический процесс.
2 ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ РАБОТЫ
2.1 Функциональная схема автоматизации (ФСА)
Функциональная схема автоматизации является основным техническим документом, определяющим структуру и функциональные связи между технологическим процессом и средствами контроля и управления. На схеме показывают с помощью условных обозначений:
- основное технологическое оборудование;
- коммуникации потоков жидкостей, газов и пара
- приборы и средства автоматизации
Изображение технологического оборудования на ФСА должно соответствовать его действительной конфигурации, оно изображается упрощенно, без масштаба и второстепенных конструкций.
На стадии «рабочие чертежи» разрабатывается следующая техническая документация:
- структурные и функциональные схемы автоматических систем;
-принципиальные электрические, гидравлические, пневматические схемы управления, регулирования, блокировки, сигнализации, а также электрические схемы питания;
-общие виды и монтажные схемы щитов и пунктов;
-схемы внешних электрическихи трубных проводок, а также их монтажные чертежи;
-чертежи установки аппаратуры, щитов и пультов;
В функциональных схемах автоматизации, последовательности буквенных обозначений должно быть следующей:
1. обозначение основной измеряемой величины;