Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Разработка информационной подсистемы АСУ ТП. Учебное пособие по курсовому проектированию
.pdf
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
К аф едра «Управление и системный анализ теплоэнергетических
и социотехнических комплексов»
«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
УНИВЕРСИТЕТ»
В.И. НЕМЧЕНКО,
Г.Н. ЕПИФАНОВА
РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННОЙ
ПОДСИСТЕМЫ АСУ ТП
Самара
Самарский государственный технический университет
2017
2
Издается по решению редакционно-издательского совета СамГТУ
© В.И.Немченко, Епифанова Г.Н. 2017,
© Самарский государственный
технический университет, 2017
УДК 621.18(075.8)
Немченко В.И.
Разработка информационной подсистемы АСУ ТП [Электронный ресурс]:
Учеб. пособ. по курсовому проектированию / В.И. Немченко, Г.Н. Епифанова. – 2-е
изд. доп. и перераб. – Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2017. – 1 электрон. опт. диск.
Учебное пособие содержит теоретические сведения, описание блочно-
модульных котельных, а также принципы курсового проектирования информационной подсистемы АСУ ТП по учебной дисциплине «Технологические измерения и
приборы». Подробно рассмотрены вопросы проектирования функциональной схемы
контроля и управления. Отражены вопросы проектирования технологической части
объекта управления, выбора контролируемых технологических параметров. Рассмотрена организация учета тепловой энергии на источниках тепла, а также учета природного газа. Приведены формы задания на проектирование, варианты проектов, образцы
оформления всех разделов проекта и функциональной схемы.
Предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки бака-
лавров 13.03.01 - Теплоэнергетика и теплотехника по профилю подготовки «Автоматизация технологических процессов в теплоэнергетике и теплотехнике»; по направлению подготовки бакалавров 08.03.01 - «Строительство», профилю подготовки «Теплогазоснабжение и вентиляция» по дисциплинам «Энергосбережение в системах теплогазоснабжения», «Автоматизация систем теплогазоснабжения и вентиляции» и
магистров направления подготовки 08.04.01 - «Строительство» профиля образования
«Энергоэффективность систем теплоснабжения» по дисциплине «Проектирование
систем отопления и систем учѐта параметров энергоснабжения» очной и заочной
форм обучения, а также для специалистов занимающихся вопросами проектирования
и монтажа АСУ ТП.
Р е ц е н з е н т ы : д-р техн. наук А.И. Щелоков,
канд. техн. наук Л.Г. Щульц
Минимальные системные требования:
Windows XP, Vista, MS Office
3
ВВЕДЕНИЕ
Целью курсового проекта по учебной дисциплине «Технологиче-
ские измерения и приборы» обучающихся по направлению подготовки бакалавров 13.03.01 - Теплоэнергетика и теплотехника по профи-
лю подготовки «Автоматизация технологических процессов в теплоэнергетике и теплотехнике»; по направлению подготовки бакалавров
08.03.01 - «Строительство», профилю подготовки «Теплогазоснабжение и вентиляция» является практическое освоение методики построения информационной части АСУ ТП на основе изученных методов измерения технологических величин. В том числе – разработка
функциональной схемы АСУ ТП, подбор измерительных приборов и
комплектация автоматизированных узлов учета тепловой энергии и
газа.
Основными задачами курсового проекта являются:
1. Овладение основными способами разработки функциональной
схемы контроля и сигнализации измерения технологических величин,
обработки результатов измерения, а также основами теории погрешностей и методами их уменьшения.
2. Изучение принципов работы и конструкций современных
средств измерения параметров и автоматизированного учета тепловой энергии и природного газа.
По результатам изучения курса студент должен знать:
методы измерения технологических параметров (температуры,
давления, расхода, уровня и т.д.);
основные конструкции измерительных преобразователей и из-
мерительные схемы вторичных приборов и дистанционных схем передачи показаний;
номенклатуру измерительных приборов и преобразователей спо-
собы заполнения заказных спецификаций на приборную продукцию.
Студент должен уметь:
4
разрабатывать в соответствии с заданием функциональные
Вариант
Обозначение котельной
Вариант
Обозначение котельной
1
ТКУ – 123В
8
ТКУ – 640БВ
2
ТКУ – 200БВ
9
ТКУ – 640В
3
ТКУ – 160
10
ТКУ – 640
4
ТКУ – 160
11
ТКУ – 300БВ
5
ТКУ – 126В
12
ТКУ – 200
6
ТКУ – 300В
13
ТКУ – 200БВ
7
ТКУ – 320
14
ТКУ – 480БВ
схемы измерения технологических параметров;
осуществлять выбор технических средств измерений;
составлять спецификации средств автоматического управления
и вычислительной техники.
Студент должен приобрести навыки:
решения вопросов выбора приборов и средств измерений по
каталогам ведущих отечественных и западных производителей приборной продукции;
чтения и понимания функциональных схем контроля и измере-
ний, действующих и строящихся АСУ ТП.
Примерная тематика курсового проектирования:
разработка информационной подсистемы АСУ ТП блочно-
модульной котельной. Варианты заданий приведены в Приложении 2
и таблице;
разработка информационной подсистемы АСУ ТП технологи-
ческого объекта по индивидуальному заданию в соответствии с темой
студенческой НИР.
Состав проекта: пояснительная записка с расчетным материалом
и графический материал на одном листе формата А3. Способ выполнения и оформления текстового и графического материала на ПК.
Трудоемкость – 30 часов.
Варианты курсовых проектов
5
Содержание пояснительной записки:
1. Титульный лист.
2. Содержание.
3. Введение.
4. Описание котельной (план котельной, технические характери-
стики, технологическая схема).
5. Расчет расходов прямой и обратной сетевой воды, подпиточной
воды.
6. Перечень контролируемых параметров.
7. Обоснование и выбор приборов контроля и комплектов тепло-
счетчика и корректора природного газа. Описание принципа действия
и конструктивных особенностей.
8. Список использованных источников.
9. Приложения:
задание на курсовое проектирование;
спецификация контрольно-измерительных приборов.
Содержание графического материала: функциональная схема
технологического контроля и сигнализации. Выполняется машинным
способом на ПК. Форма А3. 1 лист.
1. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА КОНТРОЛЯ
И УПРАВЛЕНИЯ
Функциональные схемы контроля и управления являются основными техническими документами, определяющими функциональную
структуру и объем автоматизации технологических установок и отдельных агрегатов промышленного объекта. Функциональная схема представляет собой чертеж, на котором схематически условными обозначениями изображены: технологическое оборудование, коммуникации, органы управления и средства автоматизации (приборы, регуляторы, вычислительные устройства, элементы телемеханики) с указанием связей
между технологическим оборудованием и элементами автоматики, а
также связей между отдельными элементами автоматики. Вспомога-
6
тельные устройства, такие как редукторы и фильтры для воздуха, источники питания, реле, автоматы, выключатели и предохранители в целях
питания, соединительные коробки и т.п., и монтажные элементы на
функциональных схемах не показывают.
Функциональную схему контроля и управления технологической
установки выполняют, как правило, на одном чертеже, на котором
изображают аппаратуру всех систем контроля, регулирования, управления и сигнализации, относящуюся к данной технологической установке. Для сложных технологических процессов с большим объемом
автоматизации функциональные схемы могут быть выполнены раздельно по видам технологического контроля и управления. Например, отдельно выполняются схемы автоматического управления, отдельно – схемы контроля и сигнализации.
Спроектировать функциональную схему – это значит определить:
1) параметры технологического процесса, которые подлежат ав-
томатическому контролю и регулированию;
2) наличие защиты и аварийной сигнализации;
3) функциональную структуру каждого узла контроля, сигнали-
зации, автоматического регулирования и управления;
4) технические средства, с помощью которых разрабатывается
тот или иной функциональный узел контроля, сигнализации, автоматического регулирования и управления.
Чтобы разработать функциональную схему, необходимо знать
принципы построения систем технологического контроля и управления и условные изображения технологического оборудования, трубопроводов, приборов и средств автоматизации, функциональных связей между отдельными приборами и средствами автоматизации и
иметь представление о характере технологического процесса и взаимодействии отдельных установок и агрегатов технологического оборудования.
Функциональные схемы могут быть выполнены двумя способами.
7
Первый способ. Щиты и пульты условно изображают прямоугольниками, в которых с помощью условных изображений показывают устанавливаемые в щитах и пультах приборы и средства автоматизации. От них идут линии связи к элементам схемы, с которыми
они взаимодействуют. Щиты и пульты управления, изображенные в
виде прямоугольников, отображают организацию пунктов контроля и
управления технологическим процессом и располагаются, как правило, в нижней части чертежа.
Прямоугольники щитов и пультов управления располагают в одном или нескольких рядах и в такой последовательности, при которой
достигаются наибольшая простота и ясность схемы.
Приборы и средства автоматизации, устанавливаемые вне щитов
и пультов и не связанные непосредственно с технологическим оборудованием и коммуникациями, условно показывают в прямоугольнике
«Приборы местные». Прямоугольник «Приборы местные» располагают над прямоугольниками щитов и пультов оператора.
При построении сложных функциональных схем во избежание
большого количества изломов и пересечений линии связи обрывают и
нумеруют. Номера линий связи располагают в горизонтальных рядах.
Для нижнего ряда номера следуют в возрастающем порядке, для
верхних рядов они могут располагаться, как угодно.
На участках линий связи над верхним прямоугольником указывают предельные рабочие значения измеряемых или регулируемых
величин при установившемся режиме работы. В отдельных случаях
на линиях связи наносят надписи, поясняющие функциональный характер сигналов, воздействий, защиты, управления, а также ссылки на
другие чертежи, облегчающие понимание функциональной схемы.
При первом способе построения схем принята определенная система нумерации элементов схемы, упрощающая ее чтение. Каждому
элементу схемы присваивается номер, который сохраняется и проставляется в спецификациях и других видах схем без изменения.
8
Наиболее широкое распространение получила система нумера-
ции аппаратуры, когда каждому комплекту аппаратуры в канале измерения или контуре регулирования присваивается порядковый номер, а каждой составной части комплекта (приемнику, измерительному или регулирующему прибору, переключателю и т.д.) – буквенный порядковый индекс (а, б, в, г и т.д.). Полный номер каждого элемента комплекта аппаратуры состоит из двух частей (например, 2а,
7б). Присвоение буквенных индексов в комплекте аппаратуры произ-
водится в следующем порядке: приемник, измерительный или регулирующий прибор, переключатель и т.д. Однотипным приборам, относящимся к одному комплекту (например, несколько одинаковых по
характеристике термопар, присоединяемых к одному прибору, и т.п.),
присваивают одинаковые номера, независимо от места их установки.
Одинаковые номера могут присваиваться и комплектам аппаратуры,
состоящим из набора одинаковых приборов (например, комплекты
приборов для измерения и регулирования температуры в разных зонах печей и т.п.).
Второй способ. Щиты и пульты прямоугольниками не изобра-
жают, а устанавливаемые в щитах и пультах приборы и средства автоматизации показывают на технологической схеме рядом с местом
отбора сигнала в виде условных обозначений. Этот способ применяют при проектировании схем с небольшим количеством простых
приборов (в основном показывающих).
Для объектов с несложным технологическим процессом и про-
стыми системами контроля и управления функциональные схемы не
составляют. Их заменяют перечнями систем контроля, регулирования, управления и сигнализации.
2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЧАСТИ
2.1. ПЛАН РАЗМЕЩЕНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ КОТЕЛЬНОЙ
9
Блочно-модульные газифицированные котельные установки
1
Номинальная теплопроизводительность, МВт,
(Гкал/ч)
0,48; (0,4128)
2
Потребляемая мощность, кВт, не более
4,5
3
Напряжение электрической сети, В
380/220
4
Топливо
Газ природный
5
Давление газа перед горелками, кПа,
1,3
6
Максимальный расход газа, нм3/ч,
при Qн = 8000 Ккал/нм3
56,1
7
Температурный режим теплоснабжения, °С
95-50
8
Температура уходящих газов при номинальной
теплопроизводительности, °С, не менее
160
9
Рабочее давления теплоносителя, МПа, не более
0,4
10
Коэффициент полезного действия, %, не менее
92
предназначены для отопления жилых и административных зданий.
План размещения оборудования котельной установки ТКУ-300БВ
представлен на рис. 2.1. Котельная состоит из трех водогрейных котлов, работающих на природном газе, и вспомогательного оборудования. Номинальная теплопроизводительность – 0,4128 Гкал/ч. Состав
и характеристики применяемого в котельной оборудования представлены в табл. 2.1.
Рис. 2.1. План размещения оборудования
блочно-модульной газифицированной котельной ТКУ-300БВ:
1 – котел водогрейный (3 шт.); 2 – сетевые насосы (2 шт.); 3 – подпиточный насос;
4 – установка химводоподготовки; 5 – фильтр грубой очистки (грязевик);
6 – узел учета газа (счетчик газа, электромагнитный клапан);
7 – электрощит 380/220 В
Таблица 2.1
Технические характеристики оборудования
10
11
Режим работы котельной
Автоматизированный
12
Контроль работы котельной
Дистанционный
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]