Методические указания |
| Форма Ф СО ПГУ 7.18.2/05 |
Министерство образования и науки Республики Казахстан
Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова
Кафедра Автоматизации и управления
Методические указания
к выполнению курсовой работы
по дисциплине Элементы и устройства автоматики
для студентов специальности 5В070200 – Автоматизация и управление
Павлодар
1 Цель работы
Курсовая работа способствует углублению и закреплению знаний студентов по курсу "Элементы и устройства автоматики", обучение их современным методам и процедурам инженерного проектирования систем автоматического регулирования технологическими процессами, широкого использования стандартных алгоритмов управления, предлагаемых в библиотечных алгоритмах современных регулирующих микропроцессорных контроллеров.
Курсовая работа предусматривает изучение автоматизируемого объекта управления, анализа существующих решении по автоматизации, обоснование предлагаемого уровня автоматизации. Разработку алгоритмов и принципиальных электрических схем управления необходимо выполнять применительно к регулирующему микропроцессорному контроллеру Ремиконт Р-130, чтобы обеспечить возможность проверки правильной работы отдельных контуров регулирования на практике с вводом алгоритмов в контроллер.
2 Содержание работы
Рекомендуется выполнение курсового проекта в следующей последовательности:
1.Задание на курсовую работу.
2.Введение, в котором приводятся основные данные по выбранному объекту управления, существующих решениях по автоматизации и характеристики используемых технических средств.
3.Техническое задание на автоматизацию.
4. Обоснование предлагаемого уровня автоматизации, описание состава предлагаемых технических средств их основные характеристики.
5.Обоснование выбора состава контроллера и алгоритмов управления, описание принципа работы систем автоматического регулирования согласно функциональной схемы, реализованной на алгоблоках регулирующего микропроцессорного контроллера Ремиконт Р-130.
6.Выполнение принципиальной электрической схемы управления для одного контура регулирования.
7.Приведение развернутой спецификации, на применяемые средства автоматизации, с указанием характеристик, типов и необходимого количества.
8. Выполнение расчетов по выбору датчиков, средств и систем автоматизации
- расчет сужающих устройств расходомеров переменного перепада давления;
- определение перепада давления дифманометров для датчиков измерения уровней гидростатическим способом;
- расчет регулирующего органа;
- расчет и выбор исполнительного механизма по усилию, развиваемую на регулирующем органе;
- оценить выполнением расчетов погрешность измерения по каналу управления, при изменении параметров окружающей или регулируемой среды (температура, плотность и т. д.) применительно к выбранному объекту автоматизации.
3 Рекомендации по выполнению работы
1. Выбор объекта автоматизации.
Выбор объекта автоматизации может быть осуществлен:
- из литературных источников, в которых из описания технологических процессов или установок можно понять какие параметры процесса необходимо выдерживать в автоматическом режиме и по какому алгоритму;
- из рекомендуемого списка объектов автоматизации.
Выбор объекта автоматизации желательно осуществлять таким образом, чтобы материалы курсового проекта в последующем можно было использовать для выполнения курсового проекта по дисциплине «Проектирование, монтаж и наладка систем автоматизации» и дипломного проекта.
В любом случае после выбора объекта автоматизации необходимо из литературных источников или по материалам производственной практики привести:
- подробное описание выбранного объекта автоматизации: описание технологического процесса (исходные и конечные продукты, аппаратурно-технологическая схема, описание технологического процесса на каждой стадии в последовательной технологической цепи), принципа и последовательности работы автоматизируемой технологической установки;
- перечень существующих контуров измерения технологических параметров, количество точек контроля и сигнализации состояния оборудования, схем дистанционного управления и автоматического регулирования;
- описание и характеристики технических средств и алгоритмов управления, на которых реализованы приведенные выше схемы контроля и автоматического регулирования.
2. Техническое задание на автоматизацию.
В техническом задании на автоматизацию необходимо на основе анализа данных по выбранному объекту автоматизации:
- конкретизировать количество контуров измерения технологических параметров, количество точек контроля и сигнализации состояния оборудования, схем дистанционного управления и автоматического регулирования;
- указать в каком виде должна предоставляться информация для контроля за технологическим процессом, автоматизируемой технологической установкой;
- определиться с помощью каких средств и с каких мест будет осуществляться управление технологическим процессом, автоматизируемой технологической установкой;
- свести данные по количеству контуров измерения, контроля и сигнализации, схем дистанционного управления и автоматического регулирования, типу выбранных средств автоматики в таблицу стандартной формы (Приложение А).
3. Обоснование предлагаемого уровня автоматизации.
В данном разделе необходимо дать обоснование выбора технических средств автоматики, приведенных в задании на автоматизацию, по сравнению с существующими на выбранном объекте автоматизации.
Если в выбранном объекте автоматизации использованы самые современные средства автоматики (ввод или модернизация объекта автоматизации осуществлен в последние 2-3 года), то дать сравнительный анализ средств автоматики до и после модернизации.
4. Обоснование выбора алгоритмов управления.
Обосновать выбор алгоритмов управления по контурам автоматического регулирования:
- описать принципы работы существующих систем измерения, контроля и сигнализации состояния оборудования, дистанционного управления и автоматического регулирования;
- описать принципы работы предлагаемых алгоритмов систем измерения, контроля и сигнализации состояния оборудования, автоматического регулирования, указать их преимущества относительно существующих;
По одному, основному контуру регулирования, привести подробное описание принципа работы системы автоматического регулирования, разработать и привести функциональную схему, реализованной на алгоблоках регулирующего микропроцессорного контроллера Ремиконт Р-130.
Представить функционциональную схему алгоритма управления, реализованного на алгоблоках регулирующего микропроцессорного контроллера Ремиконт Р-130, в табличном виде для ввода в контроллер технологического программирования.
5. Выполнение принципиальной электрической схемы управления для одного контура регулирования.
Для основного контура регулирования составить принципиальную электрическую схему управления с указанием маркировки проводников. В состав основного контура регулирования должны входить датчик, преобразователь, регулирующий микропроцессорный контроллер Ремиконт Р-130 (регулятор, задатчик), блоки переключения и ручного управления, усилитель мощности, исполнительный механизм, датчик сигнализации положения исполнительного механизма.
6. Спецификация на средства автоматизации.
Составить спецификацию на оборудования по выбранным техническим средствам автоматики по каждому контуру измерения и регулирования в соответствии с
7. Выполнение расчетов по выбору датчиков, средств и систем автоматизации.
Для выполнения расчетов по выбору датчиков, средств и систем автоматизации согласовать исходные данные с преподавателем.
8. Оформление курсового проекта
Курсовая работа предоставляется к защите в виде в виде пояснительной записки на 15-20 страниц текста со всеми необходимыми рисунками. Пояснительная записка оформляется в соответствии с правилами оформления учебных документов.
Графическая часть выполняется на 2х листах формата АI и содержит:
- функциональную схему автоматизации, реализованную на алгоритмических блоках;
- принципиальную электрическую схему управления.
4 Перечень заданий на курсовое проектирование
1.САР уровня в барабане котлоагрегата.
2.САР расхода топлива на пылеугольный котлоагрегат.
3.САР температуры перегретого пара, впрыском конденсата.
4. САР расхода общего воздуха на сжигание топлива в топке барабанного пылеугольного котлоагрегата.
5.САР разрежения в топке котлоагрегата.
6.САР непрерывной продувки барабана котлоагрегата.
7.Регулирование режима работы деаэраторов.
8.САР редукционно-охладительных установок.
9.Автоматизация турбоагрегата.
10. Регулирование уровня конденсата в регенеративных подогревателях высокого и низкого давления.
11.Автоматизация процесса размола боксита.
12.Автоматизация процесса выщелачивания бокситовой пульпы.
13.Автоматизация процесса сгущения пульпы выщелачивания.
14. Автоматизация процесса промывки шламов в производстве глинозема.
15.Автоматизация процесса фильтрации алюминатных растворов.
16.Автоматизация процесса разложения алюминатных растворов.
17. Автоматизация процесса разделения гидратной пульпы в производстве глинозема.
18. Автоматизация процесса прокаливания гидроокиси алюминия.
19. Автоматизация процесса упаривания щелочных растворов
глиноземного производства.
20. Автоматизация процесса приготовления спекательной шихты в
производстве глинозема.
21. Автоматизация процесса спекания шихты в производстве
глинозема.
22. Автоматизация процесса выщелачивания, алюминатных спеков в
производстве глинозема.
23.Автоматизация процесса обескремнивания алюминатных растворов спекательной ветви в производстве глинозема.
24.Автоматизация процессов промывки шламов спекательной ветви глиноземного производства.
25.Автоматизация процесса сгущения белого шлама из алюминатного раствора спекательной ветви.
5 Литература
1.Под редакцией " Наладка средств измерения и систем технологического контроля", М. Энергоатомиздат, 1990.
2.Под редакцией " Наладка средств автоматизации и автоматических систем регулирования", М. Энергоатомиздат, 1989.
3. , "Исполнительные устройства промышленных регуляторов", М. Машиностроение, 1975.
4. , , 'Теплотехнические измерения и приборы", М. Энергоатомиздат, 1989.
5. , "Сборник задач и вопросов по теплотехническим измерениям и приборам", М., Энергоатомиздат, 1985.
6. Под редакцией , "Справочник по средствам
автоматики", М., Энергоатомиздат, 1983.
7. НИИ " Теплоприбор" "РемиконтР- 130", М., 1990.
8. ВНИИ Информации и Экономики Минприбора "Регулирующие микропроцессорные контроллеры Ремиконт Р - 110, Р - 112, Р - 120, Р -122", М., 1987.
9. Корытин A.M., , Шапарев типовых технологических прцессов и установок. - М.: Энергоатомиздат, 1988.
/10. Стефани расчета настройки регуляторов теплоэнергетических процессов. - М.: Энергия, 1972.
11. Справочник проектировщика АСУ ТП. / под редакцией
. - М.: Машиностроение, 1983.
12. Проектирование систем автоматизации технологических
процессов. / под редакцией . - М.: Энергоатомиздат, 1990.
13. Архипов регулирование поверхностных
теплообменников. - М.: Энергия, 1971.
14. , , Новиков СИ. Наладка систем автоматического регулирования барабанных паровых котлов. - М.: Энергоатомиздат, 1985
Приложение А
Техническое задание на автоматизацию
№ п/п | Наименование контура автоматического регулирования. измерения | Кол-во схем | Шкала параметра измерения | Тип прибора | Место установки датчика. исп. мех- ма | Место установки вторичных приборов. блоков | Примечание (вид представлен ия информации, управления) |
Примечание:
1.В графе "Наименование контура автоматического регулирования, измерения" записывается наименование контура регулирования, ниже все схемы измерения, относящиеся к данному контуру регулирования.
2.В графе "Тип прибора" записываются все приборы, относящиеся к данному контуру автоматического регулирования. Каждый прибор должен записываться в отдельной строке, чтобы в последующих столбцах по каждому прибору можно было указать место его установки: на технологическом агрегате, на оперативной панели, на панелях пускателей или щите питания.
Приложение Б
Спецификация на оборудование
Позиция | Наименование и техническая характеристика оборудования, завод - изготовитель (для импортного оборудования-страна, фирма) | Тип, марка оборудования | Единица измерения | Цена единицы, тыс. тенге | Количество | Суммарная стоимость, тыс. тенге |
Примечание:
1. Приборы и средства автоматизации записываются в подразделе группами: для измерения и регулирования температуры, давления и разрежения, расхода, количества, уровня, состава и качества веществ, прочие приборы, регуляторы и комплектные устройства.
2. Приборы в каждой группе записывают комплектами по каналам контроля и контурам автоматического регулирования в следующем порядке: местные приборы (сначала - показывающие, затем-регистрирующие); местные приборы с сигнализирующими устройствами; комплекты систем автоматического регулирования.
Методические указания |
| Форма Ф СО ПГУ 7.18.2/05 |
Министерство образования и науки Республики Казахстан
Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова
Кафедра Автоматизации и управления
Методические указания
к выполнению контрольной работы
по дисциплине Элементы и устройства автоматики
для студентов специальности 050702 – Автоматизация и управление
Павлодар
Лист утверждения к методическим указаниям |
| Форма Ф СО ПГУ 7.18.1/05 |
УТВЕРЖДАЮ
Декан энергетического факультета
____________
« » сентября 2007 г.
Составитель: ст. преподаватель _____________
Кафедра Автоматизации и управления
Методические указания
к выполнению контрольной работы
по дисциплине " Элементы и устройства автоматики "
для студентов специальности 050702 "Автоматизация и управление"
Рекомендовано на заседании кафедры
29.08.2007 г., протокол
Заведующий кафедрой _________
Одобрено МС энергетического факультета
01.09.2007 г., протокол
Председатель МС _________
1 Цель работы
Закрепление теоретических сведений о принципах построения и работы типовых элементов и средств автоматических и автоматизированных систем управления технологическими процессами.
2 Задание
Тема 1. Расчет параметров датчиков.
В соответствии с вариантом задания произвести расчет основных характеристик первичного преобразователя: коэффициент чувствительности, абсолютная и относительная погрешности измерения.
Тема 2. Синтез логических управляющих устройств.
Составить логическую схему управления исполнительным реверсивным или нереверсивным электродвигателем в соответствии с вариантом задания. Разрабатываются следующие схемы: управление с одного поста, управление с двух постов, тельферные, управление двумя сблокированными исполнительными электродвигателями.
Тема 3. Выбор технических средств автоматизации, реализующих заданный алгоритм функционирования системы управления.
Для заданной схемы автоматизации произвести выбор приборов и средств.
При выборе средств автоматизации следует использовать преимущественно приборы и средства автоматизации серийные, например системы ГСП.
При выборе автоматических устройств и приборов необходимо учитывать следующее: свойства среды; требования к быстродействию и точности систем автоматического контроля и регулирования; пределы измерения параметра; количество измеряемых величин; экономические соображения.
Каждому выбранному средству автоматизации необходимо дать краткую техническую характеристику.
Тема 4. Составление спецификации на средства автоматизации.
1)В спецификацию должны включаться: приборы, средства автоматизации и электроаппаратура, занятые в схемах контроля и регулирования.
2)Спецификация выполняется по форме приведенной в таблице 1.
3)В подразделе «Приборы и средства автоматизации» запись приводят по параметрическим группам в следующей последовательности: измерение и регулирование температуры; измерение и регулирование давления и разрежения; измерение и регулирование расхода и количества; измерение и регулирование уровня; измерение и регулирование состава и качества вещества; прочие приборы и комплектные устройства.
4) Приборы в каждой группе записываются комплектами по системам
контроля и регулирования.
Таблица 1.
Позиция | Наименование и техническая характеристика оборудования, материалов | Тип, марка оборудования | Ед. изм. | Коли чество |
Температура плитпресса - 200°С | ||||
1а-3а | Преобразователь термоэлектрический. Градуировка ХК68 ГОСТ 3044-84. Условное давление 64 кгс/см2. Монтажная длина – 120мм | ТХК1 | шт. | 3 |
2б-3б | Потенциометр самопишущий в искробезопасном исполнении. Пределы измерений 0-300 °С градуировка ХК68 ГОСТ 9895-78 кл. точности 0,5 | 2111 | шт | 3 |
Давление пара в плитах - 2кг\см2 | ||||
4а | Манометр сильфонный Пределы измерения 0-2,5 кгс\см2 Класс точности 1.0 | МС--П1 | шт | 1 |
4б | Прибор вторичный пневматический самопишущий ПВ10. 1Э Пределы измерения 0 - 2,5 кгс\см2. Класс точности 1,0 | ПВ10. 1Э | шт | 1 |
Тема 5. Определение динамических параметров объекта.
Для определения динамических параметров объекта используется наиболее распространенный метод переходных характеристик (кривых разгона). Производится выбор структуры и настроек регулятора методом кривой разгона.
По заданной кривой разгона объекта определяют: постоянную времени объекта Т, время запаздывания т и коэффициент передачи объекта Ко6.
Тема 6. Определение динамических характеристик регулирующего устройства.
Для различных типов регуляторов формулы расчета оптимальных значений параметров настройки приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Формулы для определения параметров настройки регуляторов | ||
Тип регулятора | Типовой процесс регулирования | |
Апериодический | 20% - перерегулирование | |
П-регулятор | кр=0,3Т/( коб τ) | кр=0,7Т/( коб τ) |
И-регулятор | кр=1/( 4,5коб Т) | кр=1/( 1,7коб Т) |
ПИ-регулятор | кр=0,6Т/( коб Т); Ти=0,6 τ | кр=0,7Т/( коб Т); Ти=0,7 τ |
ПИД-регулятор | кр=0,95Т/( коб Т); Ти=2,4 τ; Тп=0,4 τ | кр=1,2Т/( коб Т); Ти=2 τ; Тп=0,4 τ |
3 Литература
1.ГОСТ 21.404-85. «Автоматизация технологических процессов».
2.Емельянов О. В. «Проектирование систем автоматизации технологических процессов». М, «Энергоатомиздат», 1983.
З. и др. «Проектирование систем автоматизации
технологических процессов» Справочное пособие, М., «Энергоатомиздат» 1990.
4., , «Автоматизация производственных процессов в химической промышленности» М., «Химия» 1991.
5., , Яковлев средства АСУТП. - М: Высшая школа, 1989.
6.Шалыто управление. Методы аппаратной и программной реализации алгоритмов. - Пб.: Наука, 2000.
7.Наладка средств автоматизации и автоматических систем регулирования: Справ, пособие / Под ред. , 2-е изд. Перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989.
