Теневая экономика как угроза экономической безопасности Российской Федерации. Учебное пособие

429

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра электропривода

АВТОМАТИЗАЦИЯ ТИПОВЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ И УСТАНОВОК

Методические указания к курсовому проекту для студентов по направлению подготовки 140400 «Электроэнергетика

и электротехника» профиля подготовки «Электропривод и автоматика» очной и очно-заочной форм обучения

Составитель П.Н. ЛЕВИН

Липецк Липецкий государственный технический университет

2013

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра электропривода

Автоматизация типовых технологических процессов и установок Методические указания к курсовому проекту

для студентов по направлению подготовки 140400 «Электроэнергетика и электротехника» профиля подготовки «Электропривод и автоматика» очной и очно-заочной форм обучения

Липецк Липецкий государственный технический университет

2013

2

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра электропривода

Автоматизация типовых технологических процессов и установок Методические указания к курсовому проекту

для студентов по направлению подготовки 140400 «Электроэнергетика и электротехника» профиля подготовки «Электропривод и автоматика» очной и очно-заочной форм обучения

Липецк Липецкий государственный технический университет

2013

3

УДК 621.3 (07)

Л 363

Рецензент - В.Н. Мещеряков, проф., д-р техн. наук

Левин, П.Н.

Л 363 Автоматизация типовых технологических процессов и установок [Текст]:

методические указания к курсовому проекту для студентов по направле-

нию подготовки 140400 «Электроэнергетика и электротехника» профиля подготовки «Электропривод и автоматика» очной и очно-заочной форм обучения [Текст] / сост. П.Н. Левин. – Липецк: Изд-во ЛГТУ, 2013. –

59 с.

Методические указания содержат задание, рекомендуемую структуру курсового проекта с требованиями к оформлению и примерами выполнения от-

дельных разделов.

Табл.13. Ил. 10. Библиогр.: 3 назв.

© ФГБОУ ВПО «Липецкий государственный технический университет», 2013

Оглавление

5

Принятые сокращения

АСУ ТП – автоматические системы управления технологическим процессом;

АЭП – автоматизированный электропривод;

ИМ – исполнительный механизм;

ИО – информационное обеспечение;

КТС – комплекс технических средств;

ПЛК – программируемый логический контроллер;

САР – система автоматического регулирования;

ТО – техническое обеспечение;

ЧМИ – человеко-машинный интерфейс.

6

1. Исходные данные

При прохождении второй производственной практики студенты 4-го кур-

са совместно с руководителями практик от производства и ФГБОУ ВПО

«ЛГТУ» определяют объект автоматизации. Предпочтение должно отдаваться:

- устаревшим агрегатам, требующим модернизации. В этом случае в зави-

симости от сложности и объёма работ может выбираться вариант комплексной модернизации АСУ ТП или отдельных узлов, входящих в его состав;

- недавно модернизированным агрегатам. За редким исключением ни од-

на система сразу после модернизации не начинает работать в штатном режиме.

Обычно в течение 2-3 лет проходит этап доводки АСУ ТП. Студенту требуется ознакомится с оперативным журналом на агрегат, пообщаться с обслуживаю-

щим персоналом с целью выявить наиболее распространённые неполадки для выработки технических предложений по их устранению.

2.Задание на проектирование

1.Составить краткое описание технологического процесса, включая общий вид исследуемого агрегата и состав входящего в него технологического оборудования.

2.Привести структуру системы автоматического управления. Описать вхо-

дящие в нее компоненты АСУ ТП (исполнительные приводы, датчики,

ПЛК, функциональные модули).

3.Описать используемые протоколы промышленной связи и взаимодей-

ствие отдельных элементов АСУ ТП.

4.Описать человеко-машинный интерфейс, его аппаратное и программное обеспечение.

5.Составить алгоритм работы АСУ ТП технологического агрегата.

6.Сформулировать основные требования к системе автоматического управ-

ления.

7.Охарактеризовать предпосылки к модернизации.

7

8.Разработать технические решения для устранения выявленных недостат-

ков и недоработок в существующей АСУ ТП.

3. Состав проекта АСУ ТП

Полное описание АСУ ТП производится по документам двух видов [1]:

-техническое обеспечение (ТО) системы;

-информационное, организационное, математическое/алгоритмическое и программное обеспечение системы.

Проектирование ТО АСУ ТП выполняется согласно ГОСТ 34.201-89 «ИТ Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Виды, комплектность и обозначение документов при создании автоматизированных систем», по стан-

дартам СПДС «Системы проектной документации для строительства».

Остальные виды обеспечения выполняются в соответствии с ГОСТ

34 201-89, требованиями по ГОСТ 24.104-85 «Автоматизированные системы управления. Общие требования» и РД 50-34.698-90 «Автоматизированные си-

стемы, требования к содержанию документов». Ознакомление с данными вида-

ми документов обязательно для студентов, выполняющих курсовое проектиро-

вание.

4. Технологическое обеспечение (ТО)

Разработка и/или исследование ТО тесно связано с другими частями строительных проектов, так как зачастую является последним проектным до-

кументом при разработке нового технологического объекта. Именно поэтому требуется тщательный анализ текущего состояния агрегата при прохождении практики и сборе исходной документации. Предполагается ознакомление со строительной документацией, содержащей общее описание работы исследуе-

мого агрегата, его состава, датчиков и исполнительных механизмов, последова-

тельности работы агрегата, принципиальных схем автоматики. Если в системе управления применяются микропроцессорные средства, то необходимо доба-

8

вить описание ПЛК, функциональных модулей, используемых протоколов свя-

зи, человеко-машинный интерфейс.

Предпочтительный порядок описания системы АСУ ТП по 4 уровням:

-уровень технологического процесса (полевой уровень);

-уровень контроля и управления технологическим процессом (контро-

лируемый уровень);

-уровень магистральной сети (сетевой уровень);

-уровень человеко-машинного интерфейса.

Оборудование полевого уровня непосредственно связано с физическими параметрами технологического процесса и выбирается в соответствии с ними.

Основу такого оборудования составляют датчики, исполнительные органы и механизмы.

Датчик - это устройство, воспринимающее внешние воздействия и реа-

гирующее на них изменением электрических сигналов. Под внешним воздей-

ствием понимается количественная характеристика объекта, его свойство или качество, которые необходимо воспринять и преобразовать в унифицирован-

ный электрический сигнал. Назначение датчиков - реакция на определенное внешнее физическое воздействие и преобразование его в электрический сигнал,

совместимый с измерительными схемами.

Исполнительное устройство - устройство системы автоматического (ди-

станционного) управления или регулирования, воздействующее на процесс в соответствии с получаемой командой. Состоит из исполнительного механизма

(ИМ) и исполнительного органа. ИМ - механизм, являющийся функциональ-

ным блоком, предназначенным для управления исполнительным органом в со-

ответствии с командной информацией. По используемому виду энергии ИМ подразделяются на электрические, пневматические, гидравлические. Исполни-

тельный орган - орган, воздействующий на технологический процесс путем из-

менения пропускной способности.

Уровень контроля и управления процессом выполняет функции сбора и первичной обработки дискретных и аналоговых сигналов, выработки управля-

9

ющих воздействий на исполнительные механизмы. Оборудование среднего уровня составляют программируемые логические контроллеры (ПЛК), модули сопряжения электрических сигналов и гальванической развязки, а также моду-

ли распределенной периферии.

ПЛК - это программно-управляемый дискретный автомат, имеющий не-

которое множество входов, подключенных посредством датчиков к объекту управления, и множество выходов, подключенных к исполнительным устрой-

ствам. ПЛК функционируют в соответствии с алгоритмами реализации защит и блокировок, автоматического регулирования и программно-логического управ-

ления, команд оператора верхнего уровня.

В некоторых случаях на среднем уровне устанавливают станции управле-

ния с операторскими панелями управления, которые позволяют обслуживаю-

щему персоналу контролировать и вести технологический процесс в непосред-

ственной близости от управляемого объекта в предусмотренных технологиче-

ским регламентом обстоятельствах, например при отладке или при неисправно-

сти устройств верхнего уровня АСУ ТП.

Уровень магистральной сети является связующим звеном между ПЛК и станцией оператора (СО). Основу этого уровня составляет цифровая промыш-

ленная сеть, состоящая из множества узлов, обмен информацией между кото-

рыми производится цифровым способом.

Уровень человеко-машинного интерфейса (ЧМИ) обеспечивает трудовую деятельность оператора АСУ ТП в системе «человек-машина». Для интеграции персонального компьютера в ЧМИ АСУ ТП необходимо установить специали-

зированное программное обеспечение, называемое SCADA-системой

(Supervisory Control And Data Acquisition). Этот термин переводится буквально как "диспетчерское управление и сбор данных", но на практике его трактуют гораздо шире, а современные SCADA-пакеты включают в себя широчайший набор функциональных возможностей, далеко выходящий за рамки сбора дан-

ных и диспетчерского управления.

10