МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

ЕКИБАСТУЗСКИЙ ИНЖЕНЕРНО – ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

ИМ. АКАДЕМИКА К. САТПАЕВА

Кафедра « Автоматизация и информационные системы»

Курсовая работа по АСУ ПП

Тема: Разработка лабораторного стенда на базе регулирующего микропроцессорного контроллера ремиконт Р-110 и реализация САР температуры перегретого пара барабанного котла.

Выполнила: студентка гр. БАУ-41, Смагулова Г.Н

Проверил: ст. преподаватель:

Сейтканов С.С.

Екибастуз,2016

Содержание

Введение	2
1. Регулирующий микропроцессорный контроллер ремиконта Р-110	3
1.1 Контроллер регулирующий микропроцессорный ремиконт Р-110. Назначение и основные свойства	3
1.2 Основные технические данные контроллера ремиконта Р-110	4
1.3 Физическая структура ремиконта Р-110	5
1.4 Виртуальная структура ремиконта Р -110	8
1.5 Конфигурационные возможности ремиконта Р-110	12
1.6 Технические средства ввода/вывода микропроцессорного контроллера ремиконта Р-110	13
1.7 Технологические программирование контроллера ремиконта Р-110. Последовательность операции программирование ПИ- регулятора и П- регулятора на контроллера ремиконта Р-110	20
1.8 Организация интерфейсов передачи данных контроллера ремиконта Р-110	22
2. Технологическая часть	25
2.1 Описание технологического процесса производства пара	25
2.2 Барабанный паровой котел как объект управления	26
3. Основная часть барабанного котла	29
3.1 Системы автоматического регулирования барабанных котлов	29
3.2 Система регулирования уровня в барабане котла	29
3.3 Система регулирования температуры перегретого пара	31
Заключения	33
Список литературы	34
Приложения	35

Введение

Комплексная автоматизация управления технологическими процессами, производством и народным хозяйством является одним из важнейших стратегических направлений развития экономики. Наряду с созданием новых материалов и технологий, автоматизация технологических процессов и производств является приоритетным направлением экономического развития.

Все виды производственной деятельности, содержащие действия по изменению исходного сырья с целью получения предмета производства, называют технологическим процессом.

Автоматизация такого процесса предполагает регулирование температуры, давления, расхода газо-жидких энергоносителей. Управление реализуется посредством передовых систем измерения параметров, обработки данных, контроля и оптимизации режимов процесса.

Автоматизация технологических процессов значительно повышает культуру производства и значительно облегчает труд человека, позволяет переложить выполнение тяжелой физической работы на плечи автоматики. При внедрении автоматизированных систем, функции рабочего сводятся к контролю за работой машин. Персонал может находиться на безопасном расстоянии от агрегатов. Внедрение автоматизации создает условия для коренного улучшения условий труда и безопасности работ, дает возможность увеличить производительность труда. Наряду с этим улучшаются работа машин, ход технологического процесса и качество продукции.

При удачном решении поставленных перед автоматизацией задач, откроются новые горизонты в развитии и совершенствовании работы предприятия.

1. Регулирующий микропроцессорный контроллер ремиконта Р-110

1.1 Контроллер регулирующий микропроцессорный ремиконт Р-110. Назначение и основные свойства.

Ремиконт предназначен для автоматизации непрерывных и непрерывно-дискретных процессов в химической и других отраслях промышленности. Он может быть использован в виде автономного изделия, а также для работы на нижнем уровне иерархии распределенных АСУ ТП. Используя его, можно обеспечить аналоговый и импульсный ПИД-закон регулирования; он позволяет построить системы программного, каскадного, супервизорного, многосвязанного регулирования, системы управления с переменной структурой, а также несложные системы логического управления. Он является программируемым устройством. При программировании конкретной системы управления его целесообразно представить в виде функциональной структуры,. Функциональная структура представляет собой условное поле, состоящее из 64 клеток, в каждой из которых может быть помещен алгоритмический блок ( алгоблок), библиотеку алгоритмов, средства ввода и вывода информации и средства связи с оператором. Алгоблоки размещены в контроллере по зонам управления, в каждой зоне по восемь алго-блоков. Ремиконт представляет собой компьютерное устройство, обрабатывающее информацию в цифровом виде. Его основными элементами являются микропроцессорный вычислитель, устройство связи с объектом и устройство связи с оператором. Ремиконты могут эффективно использоваться при многоканальной стабилизации параметров в случаях программного, каскадного, многосвязанного автоматического регулирования, несложного логического управления и управления с переменной структурой. Особенно эффективно применение ремиконта при автоматизации нестационарных процессов, например, с безударным включением и отключением отдельных каналов управления, применением управляющей структуры, автоматическим изменением уставок и параметров настройки, необходимостью адаптации к изменяющейся динамике технологических процессов. Ремиконт Р - 110 обладает большими функциональными возможностями, необходимыми для автоматического регулирования в системах автоматического управления технологическими процессами и предприятиями. Эти возможности определяются как физическими характеристиками элементов ремиконта, так и его виртуальной ( кажущейся) структурой. Виртуальная структура образуется из физической с помощью программных средств. Она позволяет представить весь комплекс функциональных возможностей ремиконта в терминах, традиционных для систем автоматического регулирования. Ремиконт позволяет также производить нелинейные преобразования сигналов ( например, возведение в квадрат сигнала расходомера переменного перепада давления), сигнализировать превышение максимально допустимой величины рассогласования, организовать связи между отдельными каналами для реализации комбинированных АСР. Все эти возможности Ре-миконта оператор может реализовать путем ввода с пульта определенных команд.

Ремиконт Р-110 представляет собой микропроцессорное устройство управления для решения задач автоматического регулирования технологических процессов в различных отраслях промышленности. Р-110 используется в системах с большим числом каналов ввода-вывода при умеренных требованиях к надежности и живучести.

Контроллеры серии РЕМИКОНТ Р-110 представляют собой микропроцессорные устройства управления. Их архитектура оптимизирована таким образом, чтобы решать задачи автоматического управления технологическим процессом любой сложности. Эти контроллеры имеют общепромышленное назначение и могут применяться на практически любом производстве. Регулирование может быть локальным, каскадным, супервизорным, программным, многосвязным и даже экстремальным. Всё зависит от того, какой именно способ вам понадобился в тот или иной момент.

1.2 Основные технические данные контроллера ремиконта р-110

Количество каналов ввода:
аналоговых	64
дискретных	126
Количество каналов вывода:
Аналоговых	64
дискретных	126
импульсных	64
Количество выполняемых функций (алгоритмов)	45
Входные сигналы:
аналоговые:
постоянный ток, m А	0. . . 5; 0...20; 4...20
напряжение постоянного тока, V	-10...0+10
дискретные, напряжением, V	24
Выходные сигналы:
аналоговые:
постоянный ток, mА	0...5: 0...20; 4...20
напряжение постоянного тока, V	-10...0+10
дискретные ("сухие" контакты):
максимальное напряжение, V	48
максимальный, ток нагрузки, А	0,2
Время цикла, s	0,27; 0,51; 1, 02; 2,04
Питание от сети переменного тока:
напряжение,V	220, 240
частота, Hz	50; 60
Потребляемая мощность, VA	120
Время сохранения информации при отсутствии питания, h	З60
Точность установки сигнала задания,%	0,1

1.3 Физическая структура ремиконта Р-110

Ремиконт Р-110 состоит из набора модулей, основных блоков, дополнительных блоков и конструктивных элементов. Физическая структура Ремиконта (на рисунке 1) характеризует электрические связи его отдельных элементов.

Рисунок 1.Физическая структура Ремиконта

1 - устройство связи с объектом (УСО); 2 - модуль интерфейсной связи; 3 - устройства питания и переключения; 4 – внутриблочная цифровая шина; 5 - устройства связи с оператором; 6 – микропроцессорный вычислитель

На модулях смонтированы электронные компоненты, беспечивающие преобразование и обработку сигналов управления икомандоператора. Основные блоки входят в состав каждого Ремиконта. Дополнительные блоки – это конструктивно и функционально законченные изделия, которыми при необходимости может укомплектоваться Ремиконт. Конструктивные элементы объединяют модули, блоки и дополнительные устройства в единую конструкцию. Модули делятся на следующие группы: модули микропроцессорного вычислителя, модули связи с оператором, модуль интерфейсной связи. В состав микропроцессорного вычислителя входят три модуля: процессор ПРЦ5, постоянное запоминающее устройство ПЗУ2, оперативное запоминающее устройство ОЗУ4. Модуль ПРЦ5 обрабатывает информацию в соответствии с заданной программой.

Процессор построен на базе микропроцессора серии К580. В модуле ПЗУ2 «зашито» программное обеспечение контроллера, включающее в программу, организующую процесс вычислений, программу всех алгоритмов управления, программу обслуживания панели оператора и интерфейсных каналов, программу тестирования и самодиагностики. В модуле ОЗУ4 хранятся параметры, которые может изменять оператор: информация о выбранных алгоритмах управления, об установленной конфигурации, коэффициентах, режимах, задании, времени цикла. В ОЗУ4 хранится также накапливающаяся информация, формирующаяся в процессе выполнения динамических алгоритмов. Для сохранения запрограммированной и накапливающейся информации при отключении питания используется батарея сухих элементов.

Устройства связи с объектом состоят из семи модулей: аналогоцифрового преобразователя АЦП2, цифроаналогового преобразователя ЦАП2, дискретно-цифрового преобразователя ДЦП2, цифродискретного преобразователя ЦДП2, цифроимпульсного преобразователя ЦИП2, разделителя гальванического РГ12, разделителя гальванического РГ22.

Модуль АЦП2 осуществляет реобразование входных аналоговых сигналов в цифровую форму модуль ЦАП2преобразование цифровых сигналов в аналоговые выходные сигналы, модули ДЦП2 и ЦДП2 – соответственно дискретно – цифровое и цифродискретное преобразование сигналов.

Модуль ЦИП2 применяется в комплекте с исполнительным механизмом постоянной скорости. Он лишь усиливает сигналы по мощности широтно-импульсная модуляция выходного сигнала выполняется программно. Модули ДЦП2, ЦДП2 и ЦИП2 содержат узлы гальванической развязки; модули АЦП2 и ЦАП2 такой развязки не содержат. Для гальванического разделения аналоговых входных и выходных цепей используются соответственно модули РГ12 и РГ22. Функции связи с оператором выполняет модуль управления и сигнализации МУС2, который содержит светодиоды, сигнализирующие о неисправности блока стабилизированного питания, об ошибках, связанных с выполнением программы, о неисправности резервной батареи.

Модуль имеет также два дискретных выхода «отказ» и «ошибка», на которых формируется обобщенная информация о неисправностях как аппаратуры, так и программного обеспечения контроллера. Кроме того, модуль содержит один канал интерфейсной связи ИРПС. Модуль интерфейсной связи МИС2 содержит четыре интерфейсных канала радиальной последовательной связи ИРПС. Все модули, между которыми производится обмен цифровой информацией, объединены системой параллельных шин (внутренним интерфейсом).

К этим модулям относятся ПРЦ5, ПЗУ2, ОЗУ4, АЦП2, ЦАП2, ДЦП2, ЦДП2, ЦИП2, МУС2 и МИС2. Модули гальванической развязки – входной РГ12 и выходной РГ22 - не связаны с внутренним интерфейсом и сопрягаются с соответствующими преобразователями АЦП2 и ЦАП2 с помощью обычного кабельного соединителя, по которому передается аналоговая информация. Блок питания БПС-5 и батарея сухих элементов БСЭл подключены к входящим в интерфейс специальным шинам, к которым подключаются соответствующие модули Ремиконта.

Основные блоки включают в себя панель оператора ПО-2, блок питания стабилизированный БПС-5, батарею сухих элементов, блок вентиляторов. Панель оператора ПО-2 содержит набор функциональных клавиш, цифровых и светодиодных индикаторов, с помощью которых ведется программирование Ремиконта и контролируется его работа. Панель оператора ПО-2, хотя и использует цифровую информацию,непосредственно к интерфейсу не подключается: между ПО-2 и интерфейсом включены буферные элементы, расположенные в модуле ПРЦ5. В связи с этим панель оператора ПО-2 подключается через разъем, установленный на лицевой панели модуля ПРЦ5. Блок питания БПС-5 вырабатывает стабилизированные напряжения, необходимые для питания модулей. Батарея сухих элементов БСЭл на напряжение 4 В автоматически подключается к ОЗУ4 при отключении сетевого питания и используется для сохранения запрограммированной информации при перерывах питания.