Курсовая работа (т): Моделирование локальной системы автоматического регулирования. Объект управления - осевой насос

Передаточная функция замкнутой системы определяется по формуле:

.

С помощью программы MatLab строится график переходной характеристики замкнутой системы с найденными параметрами. График представлен на рисунке 4.

Рисунок 4. Оценка качества регулирования

По графику переходной характеристики САР находятся прямые показатели качества регулирования.

Перерегулирование - это максимальное отклонение регулируемой величины от установившегося значения, выраженное в процентах.

Время регулирования - минимальное время по истечению, которого регулируемая величина будет оставаться близкой к установившемуся значению с погрешностью ±5%.

Найденные показатели качества: перерегулирование s =2%, время регулирования t_рег =4с.

Так как показатели качества процесса регулирования удовлетворяют заданным пределам, найденные параметры Кр и Ти можно считать оптимальными.

13. ВЫБОР ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

Для реализации идеи распределенного управления необходимо создание для каждого уровня управления и каждой предметной области автоматизированных рабочих мест (АРМ) на базе персональных ЭВМ.

Персональный компьютер на диспетчерском пункте должен быть защищен от воздействия вредных веществ, перепада температур, пыли и влажности. Для подключения в сеть ПК оператора встроена плата связи 1784-KTX, физическая среда передачи данных - экранированная витая пара. Для печати сводок, отчетов и другой документации, в операторской имеется принтер. Оператор должен видеть отображение технологического процесса при помощи мнемосхем, показываемых на экране.

Пакет должен представлять собой программный пакет операторского интерфейса для представления оператору данных о состоянии технологического процесса в виде мнемосхем, численных значений, временных графиков, аварийных сигнализаций и так далее.

Програмное обеспечение должно использрвть прямое соединение с драйверами в RSLinx и WINtelligent LINXв.

14. ВЫБОР СРЕДЫ РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

TRACE MODE - инструментальный программный комплекс класса SCADA <https://ru.wikipedia.org/wiki/SCADA> HMI <https://ru.wikipedia.org/wiki/HMI>, разработан компанией AdAstra Research Group <https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=AdAstra_Research_Group&action=edit&redlink=1>, Москва <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%BE%D1%81%D0%BA%D0%B2%D0%B0> в 1992 году. Предназначен для разработки программного обеспечения АСУТП <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%A1%D0%A3%D0%A2%D0%9F>, систем телемеханики, автоматизации зданий, систем учёта электроэнергии (АСКУЭ <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%A1%D0%9A%D0%A3%D0%AD>, АИИС КУЭ <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%98%D0%98%D0%A1_%D0%9A%D0%A3%D0%AD>), воды, газа, тепла, а также для обеспечения их функционирования в реальном времени. Начиная с версии 4.20 (1995) TRACE MODE обладает функциями программирования промышленных контроллеров <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%BE%D0%BC%D1%8B%D1%88%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BA%D0%BE%D0%BD%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BB%D0%BB%D0%B5%D1%80>. TRACE MODE состоит из инструментальной системы и из набора исполнительных модулей (рантаймов). В Инструментальной системе создается набор файлов, который называется «проектом TRACE MODE». С помощью исполнительных модулей TRACE MODE проект АСУ запускается на исполнение в реальном времени на рабочем месте диспетчера или оператора.

Особенностью TRACE MODE является «технология единой линии программирования», то есть возможность разработки всех модулей АСУ при помощи одного инструмента. Технология единой линии программирования позволяет в рамках одного проекта создавать средства человеко-машинного интерфейса <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A7%D0%B5%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%B5%D0%BA%D0%BE-%D0%BC%D0%B0%D1%88%D0%B8%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B8%D0%BD%D1%82%D0%B5%D1%80%D1%84%D0%B5%D0%B9%D1%81>, системы учёта ресурсов, программировать промышленные контроллеры и разрабатывать web-интерфейс. Для этого в инструментальную систему TRACE MODE встроены специализированные редакторы. Среди них:

·  Редактор графических мнемосхем;

·              Редактор экранных панелей;

·              Редактор программ на визуальном языке FBD <https://ru.wikipedia.org/wiki/FBD> (стандарт МЭК 6-1131/3 <https://ru.wikipedia.org/wiki/IEC_61131-3>);

·              Редактор программ на визуальном языке SFC <https://ru.wikipedia.org/wiki/SFC> (стандарт МЭК 6-1131/3 <https://ru.wikipedia.org/wiki/IEC_61131-3>);

·              Редактор программ на визуальном языке LD <https://ru.wikipedia.org/wiki/LD> (стандарт МЭК 6-1131/3 <https://ru.wikipedia.org/wiki/IEC_61131-3>);

·              Редактор программ на процедурном языке ST <https://ru.wikipedia.org/wiki/ST> (стандарт МЭК 6-1131/3 <https://ru.wikipedia.org/wiki/IEC_61131-3>);

·              Редактор программ на процедурном языке IL <https://ru.wikipedia.org/wiki/IL> (стандарт МЭК 6-1131/3 <https://ru.wikipedia.org/wiki/IEC_61131-3>);

·              Редактор шаблонов документов;

·              Построитель связей с СУБД;

·              Редактор паспортов оборудования (EAM);

·              Редактор персонала (HRM);

·              Редактор материальных ресурсов (MES);

15. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЛСАР

Для связи контроллера с верхним уровнем АСУ ТП используется промышленная локальная сеть DH-485. Сеть DH-485 служит для передачи информации между устройствами на предприятии. Сеть контролирует параметры процесса, параметры устройства, состояние устройства, состояние процесса и прикладных программ для поддержки сбора данных, текущего контроля данных, загрузки/выгрузки программ и супервизорного контроля.

Сеть DH-485 предлагает:

· объединение в сеть до 32 устройств: контроллеров, персональных компьютеров, панелей оператора, программаторов;

·        возможность нескольких мастеров;

·        максимальная длина сети 1219 м;

·        управление доступом с передачей маркера;

·        возможность добавлять или удалять узлы без прерывания сети;

·        максимальная скорость передачи данных 19200 Бод.

Протокол DH-485 поддерживает два класса устройств инициаторы и ответчики. Все инициаторы в сети получают возможность инициализировать передачи сообщения. Чтобы определить, какой инициатор имеет право передавать, используется алгоритм эстафетной передачи.

Узел, удерживающий маркер, может посылать любой допустимый пакет в сеть. Каждому узлу позволяется только одна передача (плюс два повтора) каждый раз, когда он получает маркер. После того как узел посылает один пакет сообщения, он пытается передать маркер преемнику, посылая ему пакет ''передачи маркера''.

Если активности сети не происходит, инициатор снова посылает пакет "передачи маркера". После двух повторов (всего три попытки), инициатор пытается найти нового преемника. Допустимый диапазон адреса узла инициатора - от 0 до 31. Допустимый интервал адресов для всех ответчиков - от 1 до 31. В сети должен иметься, по крайней мере, один инициатор.

Для установки сети используется кабель Belden #9842 и разветвители. Кабель имеет оболочку и экранирован, с двумя скрученными парами провода и проводом экрана. Одна пара обеспечивает сбалансированную сигнальную линию, а один провод другой пары используется как общая опорная линия между всеми узлами сети. Экран уменьшает воздействие электростатического шума от промышленной среды на сетевую связь. Разветвитель сети обеспечивает подключение для каждого узла. Изолированный разветвитель сети электрически изолирует интерфейс связи DH-485 от процессора и периферийных подключений. Электрооптическая изоляция обеспечивается до 1500 V.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Разработана система автоматического управления и регулировки системой Насосной станции хозпитьевого водоснабжения.

Дана характеристика технологического оборудования и описание технологического процесса.

Для эффективного управления технологическим процессом использован современный программируемый логический контроллера 750-873 фирмы Wago. Выбрана модель контроллера, который производит обработку входных сигналов и формирование управляющих воздействий и его модулей.

Применение данного контроллера позволило выполнять следующие функции: сбор и обработку аналоговых и цифровых сигналов датчиков, сигнализацию, выдачу управляющих воздействий на различные механизмы, автоматическое регулирование, обмен информацией с верхним уровнем управления. Использованы современные преобразователи и датчики нижнего уровня отечественного производства, отвечающие требованиям автоматизации, приведена схема их соединения. Программирование контроллера выполнено на языке лестничной логики Ladder Logic.

Был произведён расчет системы автоматического регулирования давления в основном магистральном трубопроводе. Полученные данные соответствуют качественной работе системы.

Разработанная система позволит обеспечить более надежное и качественное управление технологическим процессом основного насосного агрегата, решать задачи по автоматизации и оптимизации ведения технологического режима, увеличить экологическую безопасность и защиту труда за счет мониторинга технологического процесса и, как следствие, раннего предупреждения и локализации возможных аварий.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Технологический регламент ЛПДС «Исетское» нефтепровода Усть - Балык - Курган - Уфа - Альметьевск. 2012 г.

Зубарев В.Г. Магистральные газонефтепроводы: Учебное пособие.- Тюмень: ТюмГНГУ,2008.-80 с.

.   Нормативная и оперативная документация по техническим средствам АСУТП НПС ЛПДС «Исетское».2008 г.

ГОСТ 26.011-80. Средства измерений и автоматизации. Постановление Госстандарта СССР от 05.06.1980 №2582; ГОСТ от 05.06.1980 №26.011-80.

.   Приборы и средства автоматизации. Каталог. Т.2. Приборы для измерения давления, перепада давления и разряжения. - М.: ООО Издательство «Научтехлитиздат», 2010. 168 с.

4.      Техническое описание. Прибор контроля вибраций АРГУС-М. ООО “Пермь ”,2012 г.

.        Радкевич В.П. АСУ для промышленных предприятий. Промышленные АСУ и контроллеры. 2012 г.

.        Андреев Е.Б., Попадько В.Е. Технические средства систем управления технологическими процессами нефтегазовой промышленности.

.        Обзор и характеристики программной среды Trace mode,

Характеристика Wonderware InTouch HMI

8. RSView-32. Руководство пользователя.-Milwaukee: Rockwell Software Inc. 2011-532 с.

9.      Ротач В.Я. Теория автоматического управления. - М.: Энергоатомиздат, 2013. - 344 с.: ил.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Рисунок 5. Схема автоматизации

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Таблица 3

Таблица КИПиА

ПРИЛОЖЕНИЕ в

Таблица 4

Сигнальный лист

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

Рисунок 6. Структурная схема