Курсовая работа (т): Автоматизация артезианской скважины

Разработанная экранная форма представлена на рисунке 3.

Рис. 3. Разработанная экранная форма

Для построения регулирующего и информационных контуров были введены следующие переменные (рис.4.):

Рис. 4. Переменные программы

3.3 Проектирование контура регулирования давления водопровода

Функцию регулирования будет выполнять программный ПИ-регулятор, который настроила для работы с нашими данными. Схема регулирования представлена на рисунке 5.

Рис.5.Структура АСР

·        Функция объекта для водопровода дома имеет следующий вид:

В соответствии с коэффициентами функции объекта подобраны оптимальные настройки ПИД-регулятора (по графикам А.П. Копеловича,  см.рис. 3.3.1):

τ / T = 3 / 7 = 0,43,

Рис.3.3.1. График Копеловича для апериодического процесса

·        Функция объекта для водопровода полива имеет следующий вид:

В соответствии с коэффициентами функции объекта подобраны оптимальные настройки ПИ-регулятора (см.рис. 3.3.2):

Рис.3.3.2. График Копеловича для апериодического процесса

Учитывая полученные значения, разработала FBD-диаграммы. Они представлены на рисунке 6 и 7:

Рис.6. Структура FBD-диаграммы для контура регулирования_1

Рис.7. Структура FBD-диаграммы для контура регулирования_2

Значения заданного давления можно указать в ползунке (см. рис. 8). Так как давление для водопровода при уровне артезианской скважины в 150 метров не должно превышать 16 баров, то и максимальное значение было установлено в соответствующее давление. Информацию о реальном давлении воды можно посмотреть через объект «Стрелочный прибор» (см. рис. 9).

Рис.8. Ползунок задания давления воды и его свойства

Рис.9. «Стрелочный прибор» и его свойства

Значение давления воды в реальном времени отображаются на тренде вместе со своими заданными значениями (см. рис.10):

Рис.10. Трендер давления на водопроводе

.4. Проектирование информационных контуров

Проектирование было выполнено на языке Техно FBD. Для выполнения поставленной задачи были созданы переменные (рисунок 11):

Рис.11. Переменные в основной программе

Для контроля расхода воды, количества воды в емкости, которая должна находиться в рамках ВАУ и НАУ были использованы FBD-блоки следующих типов: Арифметические, Регулирование, Сравнение. Структура разработанной FBD-диаграммы представлена на рисунке 12:

Для того чтобы более наглядно представить работу при превышении ВАУ были добавлены логические переменные и соответсвтвующая им разработанной FBD-диаграмм (см. рис. 13):

Рис.13. Структура FBD-диаграммы

Таким образом, проектируемая экранная форма в SCADA-системе TRACE MODE выглядит как на рисунке:

Рис.14. Итоговая экранная форма

4. Расчет пропускной способности клапана

Необходимо рассчитать пропускную способность клапана в водопроводе.

Работа регулирующего клапана характеризуется величиной пропускной способности Kv, м3/час, и пропускной характеристикой. Коэффициент условной пропускной способности равен расходу жидкости через клапан в м3/час с плотностью 1000 кг/м3, при перепаде давлений на нем 0,1 МПа (1 бар). Условный коэффициент пропускной способности определяется по формуле:

 ,

где Q - расход жидкости, м³/час;

ρ - плотность жидкости, кг/м³;

∆Р - перепад давления на клапане, бар;

Исходные данные: = 340 м³/час,

∆P = 5 бар,

ρ = 1000 кг/м3.

Подставляя значения в формулу, получим:

Заключение

Автоматизация на объектах, обеспечивающих водоснабжение, необходима для повышения эффективности технологического процесса добычи и транспортировки воды, снижения затрат электроэнергии, повышения качества и надежности подачи воды потребителям.

Разработанная с помощью SCADA-системы Trace Mode 6 система осуществляет контроль необходимых параметров, позволяет управлять параметрами.

Внедрение такой системы позволяет уменьшить влияние человека на систему и сократить количество ошибок и аварийных ситуаций. На предприятии после внедрения такой системы управления может быть сокращена численность персонала, появляется возможность контролировать режимы насоса и параметры всех датчиков в реальном времени, производительность скважины, производить учет воды.

В ходе выполнения курсовой работы были получены навыки проектирования информационно-измерительных каналов (ИИК) технологических величин процесса и автоматических систем регулирования (АСР) с использованием SCADA систем на примере автоматизации артезианской скважины. Закрепила навыки работы в SCADA-системе Trace Mode 6 по созданию экранной формы и программы на языке FBD.

Список используемой литературы

1.      Лопатин А.Г. Методика разработки систем управления на базе SCADA системы Trace Mode: Учебно-методическое пособие / А.Г. Лопатин.-М.: «Вильямс», 2008. - 341 с.

.        ГОСТ 21.404 - 85. Автоматизация технологических процессов. Обозначения условные приборов и средств автоматизации в схемах. - М.: Госстандарт СССР, 1984. - 37 с.

.        Букреев А. В. Основы инструментальной системы разработки АСУ TraceMode / А. В. Букреев. - М.: «Юрайт», 2004. - 742 с.

.        Статья «Артезианская скважина», свободная энциклопедия Википедия [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/ (дата обращения: 20.12.2013)

.        Сайт некоммерческого партнерства инженеров по отоплению, вентиляции, кондиционированию воздуха, теплоснабжению и строительной теплофизики АВОК [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.abok.ru/ (дата обращения: 20.12.2013)

.        Сайт AdAstra [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.adastra.ru/ (дата обращения: 20.12.2013)

Приложение

Спецификация на приборы и средства автоматизации