
Автоматизация_ВиВ_23.06.2015 / РГЗ_МУ_АВТОМАТИЗ_СИСТ_ВиВ_ЗАОЧНИК_V12.01.2015_V111
.pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации Сибирский федеральный университет
БАКАЛАВРИАТ
АВТОМАТИЗАЦИЯ СИСТЕМ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ.
РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА
Учебное пособие для выполнения самостоятельной работы
Заочная форма обучения
Электронное издание
Красноярск
СФУ
2015

УДК681.5(075.8) ББК38.6-5я73
А863
А863 Автоматизация систем водоснабжения и водоотведения. Расчетно– графическая работа: учебное пособие (заочная форма обучения) [Электронный ресурс] / А.П. Прокопьев, Р.Т. Емельянов, В.И. Иванчура. – Электрон. дан. – Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2015. – Систем. требования:
PC не ниже класса Pentium I; 128 Mb RAM; Windows 98/XP/Vista/7; Adobe Reader V8.0 и выше. – Загл. с экрана.
В учебном пособии изложены материалы необходимые для выполнения самостоятельной работы по дисциплине «Автоматизация систем водоснабжения и водоотведения». Рассматриваются вопросы составления функциональных схем систем автоматического контроля и регулирования, выбора средств измерения и регулирования.
Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлению «Строительство» подготовки бакалавров заочной формы обучения.
УДК681.5(075.8) ББК38.6-5я73 © Сибирский федеральный
университет, 2015
Учебное издание Подготовлено к публикации редакционно-издательским
отделом БИК СФУ
Подписано в свет __.__.2015 г. Заказ ____. Тиражируется на машиночитаемых носителях.
Редакционно-издательский отдел Библиотечно-издательского комплекса Сибирского федерального университета 660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 79
Тел/факс (391) 206-21-49. E-mail rio@sfu-kras.ru http://rio.sfu-kras.ru
2
ВВЕДЕНИЕ
Учебное пособие предназначено для студентов бакалаврской подготовки заочной формы обучения, изучающих дисциплину «Автоматизация систем водоснабжения и водоотведения». Выполнение расчетно–графического задания (РГЗ) предусмотрено учебным планом и является заключительным этапом обучения студентов по дисциплине. Тема РГЗ выдается ведущим преподавателем индивидуально каждому студенту.
Информационными источниками при выполнении работы является литература по технологии и автоматизации систем водоснабжения и водоотведения (ВиВ). Это учебники, учебные пособия, справочники, методические указания, а также каталоги, проспекты отечественных и зарубежных фирм.
Цель самостоятельной работы – систематизация, закрепление и расширение теоретических знаний, получение практических навыков анализа технологического процесса и этапов автоматизации.
При выполнении работы решаются следующие задачи: описание технологического процесса, анализ системы ВиВ как объекта управления, освоение методов инженерного выбора технических приборов средств автоматизации, формирование функциональной схемы автоматизации.
Важным результатом самостоятельной работы является формирование функциональной схемы автоматизации (ФСА) технологического объекта управления (ТОУ) или технологического процесса (ТП) оформленная как плакат на формате А2, выбор необходимых средств автоматизации (в виде спецификации). Оформленная в соответствии с требованиями действующего на момент выполнения работы стандарта организации СТО 4.2–07 «Система менеджмента качества. Общие требования к построению, изложению и оформлению документов учебной деятельности» [1] работа представляется студентом на кафедру. Принятие решения о допуске студента к защите самостоятельной работы осуществляется руководителем.
Расчетно-графическая работа может быть не допущена к защите при невыполнении существенных разделов «Задания», а также при грубых нарушениях правил оформления работы. Защита работы носит публичный характер, включает доклад студента с презентацией полученной средствами Microsoft Office PowerPoint и его обсуждение. В докладе студент освещает цель и задачи работы, раскрывает сущность выполненных этапов, дает обобщающие заключения по итогам работы.
3
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Расчетно–графическая работа по дисциплине «Автоматизация систем водоснабжения и водоотведения» состоит из двух частей:
графической (лист формата А2);
текстовой, объемом 15-20 листов (пояснительная записка). Графическая часть представляется листом формата А2. На листе
изображается функциональная схема автоматизации (ФСА). Функциональная схема автоматизации является основным технологическим документом, определяющим функциональную структуру и объем автоматизации технологических процессов. Она представляет собой чертеж, на котором условными обозначениями совмещены и изображены два «слоя»:
технологический – объекты управления (т. е. технологические установки, аппараты, агрегаты и. т. п.) и связывающие их коммуникационные потоки. Формируется на основе схемы материальных потоков и их информационных переменных;
автоматизации – средства автоматизации (датчики, приборы, вычислительные устройства, промышленные контроллеры и компьютеры
ит.п.) с указанием связей между ними и технологическим оборудованием, а также связей между отдельными элементами автоматики. Формируется на основе структурной схемы САУ.
Текстовая часть самостоятельной работы оформляется в соответствии с требованиями действующего на момент выполнения работы стандарта организации СТО 4.2–07 должна содержать следующие разделы:
содержание;
введение;
анализ технологического процесса как объекта управления;
функциональная схема автоматизации (ФСА);
заключение;
список сокращений;
список использованных источников;
приложение.
4
2. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РАЗДЕЛОВ РАБОТЫ
2.1. Содержание
Содержание текстового документа включает заголовки структурных элементов, порядковые номера и заголовки всех разделов (подразделов, пунктов), обозначения и заголовки приложений. Заголовки записывают строчными буквами, с первой прописной. После каждого заголовка ставят отточие и приводят номер страницы, на которой начинается данный структурный элемент или раздел (подраздел, пункт).
Содержание оформляется в соответствии с требованиями стандарта организации СТО 4.2–07.
2.2. Введение
Во введении кратко характеризуются современные системы управления применяемые в технологических процессах водоснабжения и водоотведения. Рассматриваются основные достоинства автоматизации процессов определяющих актуальность применения их в управлении системами водоснабжения и водоотведения. Формулируются цель и задачи работы, методы и средства решения задач.
2.3. Анализ технологического процесса как объекта управления
По индивидуальному заданию в разделе описывается технологический процесс и аппараты, в которых он происходит. Описание сопровождается поясняющими схемами.
Пример оформления раздела «Анализ технологического процесса как объекта управления» приведен в приложении 1.
Выбор варианта индивидуального задания по описанию технологического процесса осуществляется по табл. 1 в соответствии с номером зачетной книжки студента. Номер варианта должен совпадать с числом, образованным двумя последними цифрами шифра (от 01 до 99). Помимо наименования устройства, системы или технологического процесса в табл. 1 имеется ссылка на номер рисунка и страницы по основным рекомендуемыми учебниками [2, 3]. Пользуясь этой ссылкой, студент находит исходную схему технологического процесса, а также ее описание.
Таблица 1
5
Темы индивидуального задания для анализа технологического процесса
Номер |
Технологический процесс |
Источник, номер |
варианта |
|
рисунка, страница |
01 |
Автоматизация канализационной насосной станции |
[2], рис. 3.18, с. 73 |
02 |
Автоматизация процессов коагулирования воды |
[2], рис. 4.4, с. 78 |
03 |
Автоматизация процессов осветления вод |
[2], рис. 4.8, с. 86 |
04 |
Автоматизация процессов коагуляции природных вод |
[3], рис. 89, с. 157 |
05 |
Автоматизация систем водоподготовки |
[2], рис. 4.13, с. 97 |
06 |
Автоматизация механической очистки сточных вод |
[2], рис. 5.1, с. 99 |
07 |
Автоматизация биохимической очистки сточных вод |
[2], рис. 5.8, с. 107 |
08 |
Автоматизация процессов обработки осадка |
[2], рис. 5.9, с. 109 |
09 |
Автоматизация процессов отстаивания и фильтрации |
[3], рис. 92, с. 160 |
|
воды |
|
10 |
Автоматизация процессов обеззараживания воды |
[3], рис. 96, с. 165 |
11 |
Автоматизация процессов фторирования воды |
[3], рис. 99, с. 168 |
12 |
Автоматизация процессов хлорирования воды |
[2], рис. 4.11, с. 90 |
13 |
Автоматизация процессов отстаивания и фильтрации |
[3], рис. 94, с. 163 |
|
воды |
|
14 |
Автоматизация стабилизационной обработки воды |
[3], рис. 102, с. |
|
|
172 |
15 |
Автоматизация процессов осветления вод |
[2], рис. 4.9, с. 87 |
16 |
Автоматизация механической очистки сточных вод |
[2], рис. 5.2, с. 100 |
17 |
Автоматизация биохимической очистки сточных вод |
[2], рис. 5.7, с. 107 |
18 |
Автоматизация процессов механической очистки |
[3], рис. 103, с. |
|
сточных воды |
174 |
19 |
Автоматизация процессов физико-химической очистки |
[3], рис. 106, с. |
|
сточных воды |
178 |
20 |
Автоматизация процессов коагулирования воды |
[2], рис. 4.5, с. 79 |
21 |
Автоматизация механической очистки сточных вод |
[2], рис. 5.3, с. 101 |
22 |
Автоматизация процессов обработки осадка |
[2], рис. 5.10, с. |
|
|
111 |
23 |
Автоматизация процессов отстаивания и фильтрации |
[3], рис. 95, с. 164 |
|
воды |
|
24 |
Автоматизация процессов реагентного умягчения воды |
[3], рис. 100, с. |
|
|
170 |
25 |
Автоматизация процессов хлорирования воды |
[2], рис. 4.12, с. 93 |
26 |
Автоматизация механической очистки сточных вод |
[2], рис. 5.4, с. 102 |
27 |
Автоматизация биохимической очистки сточных вод |
[2], рис. 5.6, с. 105 |
28 |
Автоматизация процессов биологической очистки |
[3], рис. 107, с. |
|
сточных воды |
180 |
29 |
Автоматизация процессов фторирования воды |
[3], рис. 97, с. 167 |
30 |
Автоматизация процессов коагулирования воды |
[2], рис. 4.6, с. 80 |
31 |
Автоматизация процессов сбраживания осадков |
[3], рис. 108, с. |
|
сточных воды |
181 |
32 |
Автоматизация процессов коагуляции природных вод |
[3], рис. 91, с. 159 |
33 |
Автоматизация процессов механического |
[3], рис. 110, с. |
|
обезвоживания осадков |
184 |
34 |
Автоматизация процессов осветления вод |
[2], рис. 4.10, с. 89 |
35 |
Автоматизация биохимической очистки сточных вод |
[2], рис. 5.5, с. 104 |
6
Номер |
Технологический процесс |
Источник, номер |
варианта |
|
рисунка, страница |
36 |
Автоматизация очистки производственных сточных вод |
[2], рис. 5.11, с. |
|
|
115 |
37 |
Автоматизация процессов механического |
[3], рис. 111, с. |
|
обезвоживания осадков |
186 |
38 |
Автоматизация процессов отстаивания и фильтрации |
[3], рис. 93, с. 162 |
|
воды |
|
39 |
Автоматизация стабилизационной обработки воды |
[3], рис. 101, с. |
|
|
171 |
40 |
Автоматизация процессов коагулирования воды |
[2], рис. 4.7, с. 82 |
41 |
Автоматизация процессов коагулирования воды |
[2], рис. 4.5, с. 79 |
42 |
Автоматизация механической очистки сточных вод |
[2], рис. 5.3, с. 101 |
43 |
Автоматизация процессов обработки осадка |
[2], рис. 5.10, с. |
|
|
111 |
44 |
Автоматизация процессов отстаивания и фильтрации |
[3], рис. 95, с. 164 |
|
воды |
|
45 |
Автоматизация процессов реагентного умягчения воды |
[3], рис. 100, с. |
|
|
170 |
46 |
Автоматизация процессов хлорирования воды |
[2], рис. 4.12, с. 93 |
47 |
Автоматизация механической очистки сточных вод |
[2], рис. 5.4, с. 102 |
48 |
Автоматизация биохимической очистки сточных вод |
[2], рис. 5.6, с. 105 |
49 |
Автоматизация процессов биологической очистки |
[3], рис. 107, с. |
|
сточных воды |
180 |
50 |
Автоматизация процессов фторирования воды |
[3], рис. 97, с. 167 |
51 |
Автоматизация процессов коагулирования воды |
[2], рис. 4.5, с. 79 |
52 |
Автоматизация механической очистки сточных вод |
[2], рис. 5.3, с. 101 |
53 |
Автоматизация процессов обработки осадка |
[2], рис. 5.10, с. |
|
|
111 |
54 |
Автоматизация процессов отстаивания и фильтрации |
[3], рис. 95, с. 164 |
|
воды |
|
55 |
Автоматизация процессов реагентного умягчения воды |
[3], рис. 100, с. |
|
|
170 |
56 |
Автоматизация процессов хлорирования воды |
[2], рис. 4.12, с. 93 |
57 |
Автоматизация механической очистки сточных вод |
[2], рис. 5.4, с. 102 |
58 |
Автоматизация биохимической очистки сточных вод |
[2], рис. 5.6, с. 105 |
59 |
Автоматизация процессов биологической очистки |
[3], рис. 107, с. |
|
сточных воды |
180 |
60 |
Автоматизация процессов фторирования воды |
[3], рис. 97, с. 167 |
61 |
Автоматизация канализационной насосной станции |
[2], рис. 3.18, с. 73 |
62 |
Автоматизация процессов коагулирования воды |
[2], рис. 4.4, с. 78 |
63 |
Автоматизация процессов осветления вод |
[2], рис. 4.8, с. 86 |
64 |
Автоматизация процессов коагуляции природных вод |
[3], рис. 89, с. 157 |
65 |
Автоматизация систем водоподготовки |
[2], рис. 4.13, с. 97 |
66 |
Автоматизация механической очистки сточных вод |
[2], рис. 5.1, с. 99 |
67 |
Автоматизация биохимической очистки сточных вод |
[2], рис. 5.8, с. 107 |
68 |
Автоматизация процессов обработки осадка |
[2], рис. 5.9, с. 109 |
69 |
Автоматизация процессов отстаивания и фильтрации |
[3], рис. 92, с. 160 |
|
воды |
|
70 |
Автоматизация процессов обеззараживания воды |
[3], рис. 96, с. 165 |
7
Номер |
Технологический процесс |
Источник, номер |
варианта |
|
рисунка, страница |
71 |
Автоматизация процессов фторирования воды |
[3], рис. 99, с. 168 |
72 |
Автоматизация процессов хлорирования воды |
[2], рис. 4.11, с. 90 |
73 |
Автоматизация процессов отстаивания и фильтрации |
[3], рис. 94, с. 163 |
|
воды |
|
74 |
Автоматизация стабилизационной обработки воды |
[3], рис. 102, с. |
|
|
172 |
75 |
Автоматизация процессов осветления вод |
[2], рис. 4.9, с. 87 |
76 |
Автоматизация механической очистки сточных вод |
[2], рис. 5.2, с. 100 |
77 |
Автоматизация биохимической очистки сточных вод |
[2], рис. 5.7, с. 107 |
78 |
Автоматизация процессов механической очистки |
[3], рис. 103, с. |
|
сточных воды |
174 |
79 |
Автоматизация процессов коагулирования воды |
[2], рис. 4.6, с. 80 |
80 |
Автоматизация процессов физико-химической очистки |
[3], рис. 106, с. |
|
сточных воды |
178 |
81 |
Автоматизация процессов сбраживания осадков |
[3], рис. 108, с. |
|
сточных воды |
181 |
82 |
Автоматизация процессов коагуляции природных вод |
[3], рис. 91, с. 159 |
83 |
Автоматизация процессов механического |
[3], рис. 110, с. |
|
обезвоживания осадков |
184 |
84 |
Автоматизация процессов осветления вод |
[2], рис. 4.10, с. 89 |
85 |
Автоматизация биохимической очистки сточных вод |
[2], рис. 5.5, с. 104 |
86 |
Автоматизация очистки производственных сточных вод |
[2], рис. 5.11, с. |
|
|
115 |
87 |
Автоматизация процессов механического |
[3], рис. 111, с. |
|
обезвоживания осадков |
186 |
88 |
Автоматизация процессов отстаивания и фильтрации |
[3], рис. 93, с. 162 |
|
воды |
|
89 |
Автоматизация стабилизационной обработки воды |
[3], рис. 101, с. |
|
|
171 |
90 |
Автоматизация процессов обеззараживания воды |
[3], рис. 96, с. 165 |
91 |
Автоматизация процессов фторирования воды |
[3], рис. 99, с. 168 |
92 |
Автоматизация процессов хлорирования воды |
[2], рис. 4.11, с. 90 |
93 |
Автоматизация процессов отстаивания и фильтрации |
[3], рис. 94, с. 163 |
|
воды |
|
94 |
Автоматизация стабилизационной обработки воды |
[3], рис. 102, с. |
|
|
172 |
95 |
Автоматизация процессов осветления вод |
[2], рис. 4.9, с. 87 |
96 |
Автоматизация механической очистки сточных вод |
[2], рис. 5.2, с. 100 |
97 |
Автоматизация биохимической очистки сточных вод |
[2], рис. 5.7, с. 107 |
98 |
Автоматизация процессов механической очистки |
[3], рис. 103, с. |
|
сточных воды |
174 |
99 |
Автоматизация процессов физико-химической очистки |
[3], рис. 106, с. |
|
сточных воды |
178 |
2.4. Функциональная схема автоматизации
8
Функциональная схема по индивидуальному варианту задания (приложение 3) выполняется на листе формата А1 в условных обозначениях согласно ГОСТ 21.404-85. В пояснительной записке дается описание первичных преобразователей, регуляторов и исполнительных механизмов показанных на ФСА используя терминологию по ГОСТ
21.404-85.
В верхней части чертежей функциональных схем показываются технологические объекты, выполненные в условных обозначениях, первичные преобразователи измеряемых технологических параметров и запорная арматура. В нижней части чертежей функциональных схем располагаются преобразователи, устанавливаемые по месту, приборы, средства автоматизации и вычислительной техники, установленные на различных щитах.
9
Библиографический список
1.Стандарт организации СТО 4.2–07–2014 Система менеджмента качества. Общие требования к построению, изложению и оформлению документов учебной деятельности. – Введ. 09.01.2014. – Красноярск : ИПК СФУ, 2014. – 60 с.
2.Паршин, Д.Я. Автоматизация процессов очистки природных и сточных вод / Д.Я. Паршин, В.В. Муханов. – Ростов-на-Дону: Рос. гос.
строит. ун-т, 2008. – 115 с.
3.Рульнов, А. А. Автоматизация систем водоснабжения и водоотведения: учебник / А. А. Рульнов, К. Ю. Евстафьев. – М.: ИНФРА-
М, 2007. – 205 с.
4.ГОСТ 19.701-90 (ИСО 5807-85) Схемы алгоритмов, программ, данных и систем. Условные обозначения и правила выполнения.
5.Федотов, А.В. Автоматизация управления в производственных системах: учеб. пособие / А.В. Федотов. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2001. – 354 с. ISBN 5-8149-0108-Х. (с. 274)
6.Громаков, Е.И. Автоматизация нефтегазовыми технологическими процессами. Учебно-методическое пособие / Е.И. Громаков. - Томск: Издво Томского политехн. университета, 2010. - 173 с.
7.Автоматизация приточных венткамер: учеб.-метод. пособие [Электронный ресурс] / сост. Р.Т.Емельянов, В.И. Иванчура, А.П. Прокопьев. – Электрон. дан. – Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2012.
8.Автоматизация систем теплогазоснабжения и вентиляции. Автоматизация приточных венткамер: учебно-методическое пособие для практических занятий [Электронный ресурс] / сост. Р. Т. Емельянов, В. И. Иванчура, А. П. Прокопьев, А. С. Климов. – Электрон. дан. – Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2013.
9.Автоматизация систем водоснабжения и водоотведения: учебнометодическое пособие для практических занятий / сост. Р.Т. Емельянов, В.И. Иванчура, А П. Прокопьев, А.С. Климов. – Красноярск: Сиб. федер.
ун-т, 2014. – 56 с.
10.Якубовская, Е.С. Проектирование и САПР систем автоматизации: учебно-методический комплекс. В 2 ч. Ч. 2 / Е. С. Якубовская. – Минск:
БГАТУ, 2012. – 280 с. ISBN 978-985-519-450-8.
11.Автоматизация систем водоснабжения и водоотведения: учебнометодическое пособие для практических занятий [Электронный ресурс] / сост. Р.Т. Емельянов, В.И. Иванчура, А.П. Прокопьев, А.С. Климов. – Электрон. дан. – Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2014.
12.Андреев, С.А. Автоматика. Задания и методические указания к выполнению контрольной работы для студентов факультета заочного образования / С.А. Андреев, Ю.А. Судник. – М.: ФГОУ ВПО МГАУ, 2008.
–48 с.
10