Курсовая работа - Проектирование системы автоматического регулирования давления топлива

Министерство образования и науки Украины

Одесская национальная морская академия

Кафедра АСПСУ

Курсовая работа

по дисциплине:

Проектирование систем автоматизации

на тему:

Проектирование системы автоматического регулирования давления топлива

Выполнил:

Курсант IV-курса

Группы 2242

ФА

Лисогор П.А.

Одесса 2013

Содеражание

Введение

1.Описание системы автоматического регулирования

1.1Описание свойств объекта регулирования

1.2Описание принципа действия системы автоматического регулирования

2.Проектирование мнемосхемы системы автоматического регулирования

3.Создание программы работы САР

4.Выводы

5.Список литературы

1.Введение

Широкая автоматизация процессов управления судовой энергетической установкой - важнейшее средство не только поддержания высоких технико-экономических показателей ее эксплуатации, но и существенного сокращения числа обслуживающего персонала, создания благоприятных условий для выполнения производственных функции, и, следовательно, повышения эффективности труда персонала.

Работы в области автоматизации процессов управления СЭУ вообще и паротурбинными установками в частности в отечественном судостроении практически были начаты сразу после окончания второй мировой войны и ведутся непрерывно в возрастающем объеме. Первый этап характеризовался разработкой систем автоматического регулирования рабочего процесса в различных элементах установки созданием так называемых локальных автоматических систем. В результате были созданы средства и схемы автоматического регулирования котельных установок, конденсатных систем, деаэрационных установок, систем снабжения греющим паром потребителей, систем всережимного и ограничительного регулирования частоты вращения вала ДВС, ПТУ и ГТУ.

На первом этапе работ по автоматизации судовых котельных установок были разработаны теоретические основы расчета, наладки, испытания и эксплуатации автоматических систем, что нашло отражение в многочисленных публикациях работ по этому вопросу и способствовало существенному сокращению продолжительности проектирования и наладки систем и повышению надежности их действия. Второй этап развития автоматизации судовых технических средств вообще и их энергетических установок в частности характерен комплексным подходом к решению этой проблемы. Этот подход заключается в том, что автоматизация охватывает комплекс функций в сфере управления установкой, включая контроль пара­метров, обработку и представление результатов контроля опера­тору в наиболее удобной для него форме, конечные режимы работы установки, исходя при этом из условия достижения максимальной эффективности ее эксплуатации. Ряд специфических задач автоматизации возник в связи с переходом к централизованному управ­лению установкой из изолированного поста, в том числе и из ру­левой рубки, и к без вахтенному ее обслуживанию.

Локальные системы с развитие автоматики исчерпали себя и поэтому появились сложные системы и для их проектирования ,так называемых SCADA систем , необходимо использовать специальное программное обеспечение в данной работе проектирование системы автоматического регулирования рассматривается на примере программного обеспечения пробной версии пакета TRACE MODE.

1.Описание системы автоматического регулирования

1.1Описание свойств обьекта регулирования

Объектом регулирования является соленоидный клапан

Электромагнитный клапан — эффективное электромеханическое устройство, предназначенное для регулирования потоков всех типов жидкостей и газов. Он состоит из корпуса, соленоида (электромагнита) с сердечником, на котором установлен диск или поршень, регулирующий поток.

Принцип действия

Принцип действия

На электромагнитную катушку клапана подается электрическое напряжение, после чего магнитный сердечник втягивается в соленоид, что приводит к открытию либо закрытию клапана. Сердечник помещен внутри закрытой трубки катушки соленоида — это необходимо для герметичности электромагнитного клапана.

Устройство

Устройство

Устройство электромагнитного клапана подобно устройству обычного запорного клапана, однако открытие либо закрытие электромагнитного клапана осуществляется без механических усилий — посредством электромагнитной катушки (соленоида) путем подачи на неё электрического напряжения.

Применение

Применение

Соленоидный клапан применяется как в сложных технологических процессах, так и в быту. С его помощью можно дистанционно подать требуемый объём жидкости, пара или газа в нужный момент времени (подача воды в поливочных системах, регулирование отопительных процессов, обеспечение работы котельных объектов, в системах дозирования и смешения, а также для слива воды).

Постоянная времени = 5 с

Инерционность = 2 с

Коэффициет усиления = 1.5 с

1.2Описание принципа действия системы автоматического регулирования

В судовых котельных установках наибольшее распространение получили одноимпульсные пропорциональные, одноимпульсные пропорционально-интегральные и двух-импульсные пропорциональные регуляторы.

ПИД- регулятор трех-импульсный (РПТ4) прибор предназначен для контроля и регулирования уровня воды в барабане котла по ПИД-закону.

Основные функции и режимы работы:

• измерение уровня воды по токовому сигналу 4-20 мА от датчика уровня;

• измерение расхода пара от котла по токовому сигналу 4-20мА от датчика;

• измерение расхода питательной воды котлом по токовому сигналу 4-20мА от датчика;

• измерение значения положения исполнительного механизма по сигналу от датчика 0-100 Ом;

• регулирование уровня воды по ПИД-закону по сигналу разности между заданным и измеренным значением при условии, что сумма сигнала расхода пара и сигнала расхода продувочной воды неравна сигналу расхода питательной воды;

• отображение на индикаторе текущего значения уровня воды и положения исполнительного механизма (ИМ);

• изменение задания по параметру „уровень";

• программирование диапазона измерения параметров по всем входам;

• обмен данными с персональным компьютером по интерфейсу RS-485;

• контроль и сигнализация отказа датчика, линии связи или измерительного канала;

• программное изменение параметров характеристики преобразования;

• “безударный” переход ИМ из дистанционного режима в автоматический.

2.Проектирование мнемосхемы системы автоматического регулирования

При проектировании мнемосхемы в среде TRACE MODE , как правило, используют вложенные в него заготовки, такие как кнопки, фигуры (цилиндр), текст ,тренды и т.п.

В начале работы необходимо создать каналы FLOAT с корректным названием переменной. Это является необходимой мерой для того, чтобы было возможно к чему-то привязывать тренды, тексты, кнопки и т.п.

В данной работе были созданы такие переменные FLOAT:

УРОВЕНЬ, ВОЗМУЩЕНИЕ, ЗАДАНИЕ, Tobj, Kobj, N, Ki_reg,Kp_reg,Kd_reg

Далее в работе необходимо создать их сново в панеле привязка и привязать им их соответсвующие каналы FLOAT.

После того как все каналы привязаны можно приводить прямую привязку к объектам на мнемосхеме системы. Например, для того чтобы привязать объект <текст> необходимо выбрать в его свойствах «текст»=> «вид индикации» => «задать значение» => «привязка» и выбрать соответствующую переменную. В случаи с кнопкой действия являются аналогичными за исключением необходимо открыть вторую вкладку её свойств «MousePress» правой кнопкой мышь «задать значение» => «привязка» и выбрать соответствующую переменную как результат ,таким образом будет задаваться значение переменной.

Встроенные графические элементы разбиты на группы. Каждой группе соответствует кнопка на панели инструментов Тренды .Чтобы выбрать ГЭ для размещения, нужно выполнить следующие действия:

• нажать ЛК на кнопке панели инструментов Тренды. При этом выбирается тот элемент, чья иконка выведена на кнопку (элемент, заданный по умолчанию для соответствующей группы, или элемент, выбранный ранее);

• дважды нажать ЛК на кнопке и затем нажать ЛК на иконке требуемого ГЭ в появившемся меню (меню не открывается, если группа содержит только один графический элемент).

3.Создание программы работы САР

Перед созданием программы САР в среде TRACE MOD необходимо создать «Аргументы», которые будут использоваться в FBD диаграммах, и привязать их к советующим каналам таким образом:

Содержание программы на FBD диаграмме

4.Выводы

В наше время проектирование систем автоматического управления ,является важной задачей, поэтому курсантов факультета автоматики Одесской национальной морской академии учат это делать и в процессе выполнения данной работы мы получили навыки работы в среде одной из SCADA систем такой как TRACE MODE , и даже не просто получили а спроектировали простейшую систему регулирования уровня воды в судовом паровом котле. И благодаря этому минимум знаний в SCADA системах в будущем мы сможем на рабочем месте быстрее разобраться с ними для быстрого и качественного выполнений операций по обслуживанию СЭУ.

5.Список литературы

1. Сыромятников В.Ф. Основы автоматики и комплексная автоматизация судовых ПЭУ.

Учебник-М.Транспорт,1983.-312 с.

2. Сыромятников В.Ф. Наладка автоматики судовых энергетических установок: справочник.- Л.: Судостроение,1989.-352 с.

3. Справка в среде TRACE MODE.