1Модернизация автоматизированной системы производством тепла на газовой котельной предприятия пищевой промышленности

ВВЕДЕНИЕ 5
1. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ КОТЕЛЬНОЙ 7
1.1. Описание технологического процесса котельной 7
1.2. Комплекс технических средств автоматического управления котельным агрегатом 14
1.3. Недостатки действующей автоматизированной системы управления 33
1.4. Необходимость автоматизации процесса технологическими параметрами 34
2. МОДЕРНИЗАЦИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ПРОИЗВОДСТВОМ ТЕПЛА 38
2.1. Выбор технических средств нижнего уровня 38
2.2. Проектирование среднего уровня 51
2.3. Выбор конфигурации контроллера 61
2.3.1. Расчет энергопотребления контроллера 63
2.3.2. Анализ и выбор средств разработки 64
2.3.4. Расчеты показателей надежности 86
2.3.5. Расчет показателей надежности проектируемой системы 88
3. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ НА ПРОИЗВОДСТВЕ 92
3.1 Характеристика условий труда 92
3.2 Электробезопасность и молниезащита 98
3.3 Средства защиты от поражения электрическим током 101
3.4 Методы обеспечения пожарной безопасности 101
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 104
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 105
ПРИЛОЖЕНИЕ 110

Весь текст будет доступен после покупки

Производство тепловой энергии является ключевым процессом на предприятиях пищевой промышленности, где стабильность теплоснабжения напрямую влияет на качество продукции и эффективность производства. Газовые котельные, как основной источник тепла, требуют постоянного контроля и оптимизации для снижения затрат на энергоресурсы и соблюдения экологических норм. Современные автоматизированные системы управления позволяют повысить точность регулирования параметров работы котельной, снизить энергопотребление и минимизировать влияние человеческого фактора на процесс.
Актуальность модернизации автоматизированной системы производства тепла на газовой котельной пищевого предприятия обусловлена следующими факторами:
Повышение энергоэффективности – автоматизация позволяет оптимизировать режимы работы котлов, снижая расход газа и электроэнергии.
Снижение эксплуатационных затрат – минимизация потерь тепла и сокращение ручного труда уменьшают себестоимость производства тепла.
Соблюдение экологических норм – автоматизированный контроль выбросов вредных веществ позволяет соответствовать требованиям законодательства.
Стабильность теплоснабжения – точное управление параметрами работы котельной обеспечивает непрерывное и надежное обеспечение предприятия теплом.
Интеграция современных технологий – использование SCADA-систем, IoT и предиктивной аналитики повышает гибкость управления и контроль за процессом.
Конкурентоспособность предприятия – внедрение передовых технологий позволяет повысить эффективность производства и снизить затраты.
Таким образом, модернизация автоматизированной системы производства тепла на газовой котельной является актуальной задачей, направленной на повышение энергоэффективности, снижение затрат и обеспечение стабильности теплоснабжения предприятия пищевой промышленности.
Гипотеза – при внедрении адаптивной системы управления котельной на базе контроллеров ОВЕН и системы ПО MasterSCADA (версии 3 и 4D) повыситься безаварийность и надежность системы контроля основных параметров.
Объектом исследования является – процесс производства тепловой энергии на газовой котельной предприятия пищевой промышленности
Предметом исследование – автоматизированная система управления производством тепла на газовой котельной.
Целью нашей работы является модернизация автоматизированной системы производством тепла на газовой котельной предприятия пищевой промышленности.
Для достижения цели исследования необходимо решить следующие задачи:
- анализ технологического процесса котельной;
- анализ существующего комплекса технических средств автоматизации;
- исследование недостатков существующей системы автоматизации котельной;
- рассмотреть необходимость модернизации автоматизированной системы котельной современными средствами автоматизации;
- рассмотрение вопросов безопасности на производстве.
Методы исследования:
- аналитические;
- расчетные;
- проектирования систем автоматизации
- эмпирические

Весь текст будет доступен после покупки

1. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ КОТЕЛЬНОЙ


1.1. Описание технологического процесса котельной
Теплообменные и другие термодинамические процессы находят весьма широкое распространение в различных областях народного хозяйства, в том числе в теплоснабжении, легкой, пищевой, целлюлозно-бумажной, деревообрабатывающей и других отраслях промышленности. Основой тепловых процессов является передача тепловой энергии, которая происходит между телами с разной температурой. Движущей силой теплообмена является разность температуры между различно нагретыми теплоносителями, находящимися в теплообменных аппаратах. Передача теплоты происходит посредством теплопроводности, конвекции и теплового излучения. Практически же этот процесс осуществляется комбинированным путем, т. е. в нем участвует несколько видов передачи теплоты.
В зависимости от способа передачи теплоты теплообменные аппараты подразделяются на две большие группы:
а) аппараты, в которых происходит непосредственный контакт горячего и холодного теплоносителей;
б) аппараты, в которых теплопередача происходит через стенки, разделяющие теплоносители.
К аппаратам первой группы относятся большинство сушильных установок, хлебопекарные печи и т. п., к аппаратам второй группы — котельные отопительные установки, холодильники, калориферы, испарители и др.
Основными параметрами тепловых процессов, подлежащих автоматизации, являются вытекающие из уравнений тепловых балансов процессов и теплопередачи значения расходов горячего и холодного теплоносителей, их температуры, давления, потери теплоты и др.
Отопительные установки с паровым котлом применяются для выработки заданного количества пара необходимых параметров, предусмотренных различными технологическими процессами (варка, выпаривание, сушка, подогрев). Кроме того, отопительные установки вырабатывают для технологических и отопительных нужд горячую воду с определенными параметрами, для чего предназначены водогрейные котельные установки.

Рисунок 1 - Схема котла МЗК
1 – крышка, 2 – поворотная заслонка, 3 – горелка, 4, 5, 7 – электроды верхнего, нижнего, аварийного уровня воды, 6 – уровнемерная колонка, 8 – воздушный регистр, 9 – вентиль продувки котла, 10, 13 – нижний и верхний кольцевые коллекторы, 11 – трубы, 12 - топочная камера.

Для повышения надежности функционирования котельного агрегата необходимо обеспечить работу котла при пониженном водяном уровне в верхней емкости, поэтому вода поступает в котел одновременно из двух емкостей. Для повышения интенсивности отвода отработанных газов котел имеет два газохода. Для проведения профилактических работ днища котла оснащены люками. Кроме того, для удаления шлама из котла имеются люки на торцах нижней части топочных экранов.
Рисунок 2 Паровой котел ДКВР

Весь текст будет доступен после покупки

1. ГОСТ 24.104-85 Единая система стандартов автоматизированных систем управления. Автоматизированные системы управления. Общие требования.
2. ОСТ 34.201-2020. Информационные технологии. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Виды, комплектность и обозначение документов при создании автоматизированных систем.
3. Сажин, С. Г. Средства автоматического контроля технологических параметров: учебник / С. Г. Сажин. - Санкт-Петербург: Лань, 2022. - 368 с. - ISBN 978-5-8114-1644-8. - Текст: электронный // Лань: электронно-библиотечная система. - URL: https://e.lanbook.com/book/211673
4. Гаштова, М. Е. Теоретические основы контроля и анализа функционирования систем автоматического управления: учебное пособие/ М. Е. Гаштова, М. А. Зулькайдарова, Е. И. Мананкина. - 2-е изд., стер. - Санкт-Петербург: Лань, 2021. - 108 с. - ISBN 978-5-8114-8398-3. - Текст: электронный // Лань: электронно-библиотечная система. - URL: https://e.lanbook.com/book/175491
5. Шишов, О. В. Технические средства автоматизации и управления: учебное пособие / О. В. Шишов. - Москва: ИНФРА-М, 2021. - 396 с. + Доп. материалы [Электронный ресурс]. - (Высшее образование: Бакалавриат). - ISBN 978-5-16-010325-9. - Текст: электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1157118.
6. Смирнов, Ю. А. Технические средства автоматизации и управления : учебное пособие для вузов / Ю. А. Смирнов. — 4-е изд. стер. — Санкт-Петербург: Лань, 2021. — 456 с. — ISBN 978-5-8114-8290-0. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/174286
7. Смирнов, Ю. А. Технические средства автоматизации и управления : учебное пособие / Ю. А. Смирнов. — 3-е изд., стер. — Санкт-Петербург: Лань, 2020. — 456 с. — ISBN 978-5-8114-5413-6. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/140779.
8. Юрчик, П. Ф. Применение CALS-технологий на предприятии : учебное пособие / П. Ф. Юрчик, В. Б. Голубкова. — Санкт-Петербург : Лань, 2020. — 92 с. — ISBN 978-5-8114-4629-2. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/140777
9. Юрчик, П. Ф. Проектирование и эксплуатация интегрированных автоматизированных систем управления: учебное пособие / П. Ф. Юрчик, В. Б. Голубкова. — Санкт-Петербург: Лань, 2020. — 140 с. — ISBN 978-5-8114-3811-2. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/139327

Весь текст будет доступен после покупки