Анотація

В даній бакалаврський кваліфікаційній роботі на тему “Автоматизація водогрійного котла” мною було проаналізовано існуючі схеми автоматизації та обґрунтовано вибір схеми автоматизації, яка відповідає можливостям сучасних мікропроцесорних засобів автоматизації та забезпечує техніко-економічні показники.

Вибрано технічні засоби автоматизації, які по точності забезпечують вимоги до технологічного процесу та динамічні властивості системи автоматичного регулювання. Складено та описано програму функціонування системи автоматизації на базі мікропроцесорного контролера M340 фірми Schneider Electric. Розроблено функціональну схему автоматизації, принципову електричну схему зовнішніх з’єднань та складено специфікацію технічних засобів автоматизації. Розглянуто вимоги виробничих заходів з охорони праці для безпека пуску і експлуатації котла. Розраховано економічні показники процесу після впровадження розробленої системи автоматизації, а також зроблені висновки до бакалаврської кваліфікаційної роботи процесу водогрійного котла.

Annotation

In this bachelor's qualification work on "Automation of boiler" I analyzed the existing schemes and the choice of automation automation scheme that matches the capabilities of modern microprocessor-based automation and provides technical and economic parameters.

Selected technical automation to ensure the accuracy requirements of the process and dynamic properties of automatic control. Compiled and described the application of the system automation controller based on microprocessor M340 company Schneider Electric. The functional scheme of automation circuit diagram of external connections and prepared technical specification of automation. We consider the requirements of industrial safety measures for the safety of starting and operating the boiler. The economic performance of the process after the implementation of the developed system automation, and conclusions to undergraduate qualification work process boiler.

Зміст

Вступ ………………………………………………………………………………6

1. Технологічна частина……………………………………………………………8

   1. Опис технологічного процесу………………………………………………8

   2. Опис технологічної схеми…………………………………………………..9

   3. Тепловий баланс процесу………………………………………………….11

   4. Технологічна карта…………………………………………………………13

2. Аналіз технологічного процесу як об’єкта керування……………………….14

   1. Визначення і аналіз факторів, що впливають на технологічний процес……………………………………………………………………….14

   2. Обґрунтування номінальних значень параметрів технологічного процесу та допустимих відхилень від цих значень………………………………..14

   3. Складання структурної схеми взаємозв’язку між технологічними параметрами об’єкта……………………………………………………….15

3. Технічне обґрунтування вибору функціональної схеми автоматизації…….16

4. Обґрунтування вибору технічних засобів автоматизації……………………17

4.1. Опис характеристик мікропроцесорного контролера Schneider Electric M340…………………………………………………………………………………..17

4.2. Опис програми функціонування контролера для автоматизації водогрійного котла …………………………………………………………….22

4.3. Опис принципової електричної схеми зовнішніх з’єднань контролера для автоматизації водогрійного вотла……………………………………………………………………………..25

5. Розрахунок та моделювання системи автоматичного регулювання………..29

5.1. Знаходження динамічної моделі об’єкта регулювання…………………29

5.2. Розрахунок параметрів настроювання автоматичного регулятора…….37

5.3. Моделювання й дослідження перехідних процесів САР при оптимальних настроюваннях ПІ-регулятора…………………………………44

6. Опис функціональної схеми автоматизації …………………………………..49

7. Специфікація засобів автоматизації……………………………………………51

8. Охорона праці…………………………………………………………………..54

   1. Небезпеки при обслуговуванні котла …………………………………….54

   2. Нормативно-правові акти з охорони праці при роботі котельних установок ……………………………………………………………….......55

3. Безпека пуску і експлуатації котла……………………………………….57

9. Розрахунок економічної ефективності автоматизації……………………….68

   1. Вступ………………………………………………………………………..68

   2. Розрахунок і обґрунтування витрат на здійснення заходів з автоматизації……………………………………………………………….69

   3. Розрахунок амортизаційних відрахувань………………………………...71

   4. Розрахунок впливу автоматизації на техніко-економічні показники…..72

   5. Розрахунок чисельності основних робітників та їх річного фонду заробітної плати……………………………………………………………72

   6. Розрахунок експлуатаційних витрат на автоматизацію............................73

   7. Розрахунок річного економічного ефекту і терміну окупності…………73

   8. Список літератури………………………………………………………….77

10. Висновок………………………………………………………………………...78

Вступ

Під технологічним процесом розуміють сукупність технологічних операцій, які проводяться над вхідним продуктом в одному або декількох апаратах, метою яких є отримання продуктів, які відповідають заданим показникам якості.

При цьому мета керування технологічним процесом полягає в забезпеченні оптимального значення критерію керування, під яким розуміють технологічний або техніко-економічний показник (продуктивність виробництва, якість продукції тощо), який характеризує якість ТОК в цілому і приймає числові значення в залежності від подаваних на нього керуючих дій – цілеспрямованих змін матеріальних і енергетичних потоків.

В теперішній час для керування все ширше застосовують автоматизовані системи керування (АСК) – людино-машинні системи, які забезпечують автоматичний збір та обробку інформації, необхідний для оптимізації керування. При цьому під процесом оптимізації розуміють вибір такого варіанту керування, при якому досягається мінімальне або максимальне значення критерію керування.

Автоматизація залишається однією з головних задач промислового виробництва і соціальної сфери в різні періоди економічного розвитку сучасного суспільства. З часом автоматизація стає все більш широким поняттям, включаючи в себе деякі нові завдання свого наукового і технічного розвитку: комп'ютеризацію, роботизацію та інші спеціальні галузі науки. Однак зміст і основне її призначення залишається незмінним — полегшення або повна заміна важкої фізичної праці людини засобами автоматизації.

Не існує галузі промисловості, в якій не було б потреби застосування АСКТП. Однією із основних переваг АСКТП є зниження (аж до повного виключення) впливу так званого людського фактору на процес, скорочення персоналу, мінімізація витрати сировини, покращення якості вихідного продукту і суттєве підвищення ефективності виробництва. Основними функціями таких систем є контроль і керування, обмін даними, обробка, накопичення і зберігання інформації, формування сигналізації, побудова графіків та звітів.

Застосування цифрової обчислювальної техніки дозволяє запрограмувати практично будь-який алгоритм керування, і забезпечити більш високу точність його виконання, ніж це можливо при використанні аналогової техніки. Кожне ускладнення алгоритму в цифровій техніці практично не впливає на надійність контуру регулювання. У випадку аналогової техніки збільшення кількості аналогових блоків суттєво зменшує надійність функціонування контуру.

На початкових етапах впровадження мікропроцесорної техніки вважалось, що в контролері достатньо запрограмувати функцію передачі регулятора в загальному вигляді, а її параметри, в тому числі і кількість членів рівняння та значення коефіцієнтів слід обирати індивідуально для конкретного об’єкту. Це справедливо лише для об’єктів, параметри яких є сталими в часі.

Мікропроцесорні контролери призначені для автоматизації неперервних та періодичних технологічних процесів. Мікропроцесорні контролери перетворюють первинну інформацію про стан технологічного об’єкта керування в цифрову форму і за відповідними алгоритмами здійснюють керування технологічним об’єктом і обмін інформацією з оператором.