- •Введение
- •1 Анализ систем автоматизации технологического процесса
- •1.1 Основные технологические стадии получения технологического пара
- •1.2 Режимы работы оборудования: пуск, остановка, аварийная остановка
- •1.3 Характеристика производства, план расположения оборудования
- •1.4 Особенности существующей системы управления
- •1.5 Литературный и патентный обзор
- •2 Разработка математической модели процесса управления
- •2.1 Анализ технологического процесса как объекта управления
- •2.2 Обоснование выбора метода управления данным объектом
- •2.3 Структурная схема проектируемой системы управления
- •2.4 Математическая модель процесса
- •2.5 Анализ существующих нелинейностей
- •3 Синтез системы автоматического управления технологическим процессом
- •3.1 Расчет коэффициентов передаточной функции модели
- •3.2 Расчет параметров системы регулирования при использовании локальных аср и их моделтрование
- •3.3 Расчет параметров системы регулирования при использовании многоконтурной аср и ее моделирование
- •3.4 Анализ влияния нелинейности и моделирование аср
- •4 Разработка схем автоматизации технологического процесса
- •4.1 Определение категории помещения, где будут установлены тса, по взрыво- и пожароопасности для обоснования классов тса и потребности в искрозащите
- •4.2 Подбор и обоснование технических средств
- •4.3 Комплектация микропроцессорных средств регулирования с распределением параметров контроля и регулирования по модулям
- •4.4 Выбор оборудования для сопряжения локальных (полевых) контуров регулирования с асутп верхнего уровня
- •4.5 Выбор щитов, кросс шкафов, кабельных трасс (способ прокладки, длина линий) и уточнение их места расположения
- •4.6 Расчет теплового баланса шкафа управления
- •Заключение
- •Список использованных источников
4.5 Выбор щитов, кросс шкафов, кабельных трасс (способ прокладки, длина линий) и уточнение их места расположения
Расположение оборудования на плане цеха определяется технологией производства. Для управления производством организовано ЦПУ, в котором располагаются щиты для управления технологическим процессом и осуществления контроля над ним. Часть параметров заводится на ЭВМ с последующей регистрацией.
Провода с датчиков и вторичных приборов заводятся в кросс шкафы, откуда с помощью многожильных кабелей заводятся в ЦПУ для последующего соединения с контроллером. В нашем случае был выбран шкаф малогабаритный для щитов типа ЩПМ. Шкаф типа ЩШМ рассчитан на установку на полу, на специальной подставке (ТКЗ-136-78) и на навесную установку с помощью кронштейнов. При установке на полу используются отверстия в каркасе шкафа, предназначенные для крепления нижней крышки.
Разместим вышеописанные объекты на плане расположения оборудования.
4.6 Расчет теплового баланса шкафа управления
Рассчитаем теплоту выделяемую приборами в шкафу.
1) Процессорный модуль контроллера:
По паспорту потребляемая мощность 5.1 Вт.
Qcpu=5.1*2=10.2 Вт
2) Модули аналогового ввода :
По паспорту: 2.1 Вт.
Qai =2.1 Вт
3) Блоки питания датчиков Карат 22:
Суммарная выходная мощность 14 Вт и 2,4 Вт. Нагрузкой БП являются модули аналогового ввода и вывода, находящиеся в шкафу и датчики вне шкафа. КПД = 85%.
Qбп1=3*(14/0.85-14)+ 2*(2.4/0.85-0.6)=8.5 Вт
4) Блок питания контроллера:
Выходная мощность 14 Вт. КПД = 90%
Qбп2=14/0.9-14=1.55 Вт
5) Модули дискретного вывода:
Выходная мощность 0.4 Вт.
Qбп3=0.4 Вт
Суммарная теплота выделяемая приборами в шкафу:
QΣ=10.2+2.1+8.5+1.55+0.4=23.9 Вт
Максимально разрешенная температура в шкафу 50°C (ограничена диапазоном рабочих температур блоков питания).
Рассчитаем эффективную площадь теплообмена шкафа свободно стоящего ряда:
А=1.8*W*H+1.4*W*D+D*H=1.8*0.7*2.2+1.4*0.7*0.5+0.5*2.2 = 4.362 м2;
Коэффициент теплопередачи для этого шкафа k 5.5 Вт/м2*˚С;
В установившемся режиме тепловой поток от оборудования QΣ равен тепловому потоку из шкафа Qs. Тогда разность температур между шкафом и помещением:
ΔT=Qs/(k*A)= 23.9/(5.5*4.362)= 1°C
Следовательно, при максимальной температуре в помещении 35°C, температура в шкафу будет 35+1=36°C, что меньше допустимой 50°C.
Заключение
В данном курсовом проекте была разработана система автоматизации процесса получения технологического пара.
Для осуществления поставленной задачи был проведен анализ процесса получения пара как объекта управления, определены основные каналы контроля и воздействия.
Данная САУ процесса получения пара полностью соответствует технологической цели ведения процесса. На основании выбранной структуры управления была спроектирована функциональная схема автоматизации. Данная схема явилась основой для проектирования принципиальной электрической схемы, схемы внешних проводок и схемы расположения оборудования. Произведен выбор необходимых технических средств автоматизации и конфигурации контроллера Fanuc.
В связи с тем, что система автоматизации процесса получения технологического пара является частью системы управления промышленным предприятием, то проект автоматизации должен быть увязан с проектом системы управления предприятием в целом.