Модернизация АСУ ТП электрокотельной на базе контроллера

ВВЕДЕНИЕ 3
1. ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О КОТЛАХ, ЭЛЕКТРОКОТЕЛЬНЫХ И ОБЪЕКТЕ АВТОМАТИЗАЦИИ 5
1.1 Классификация котлов и их ключевые характеристики 5
1.2 Общее описание электрокотельных 18
1.3 Типы электрокотельных 25
1.4 Характеристика объекта автоматизации 30
2. ФОРМУЛИРОВКА ЗАДАЧИ УПРАВЛЕНИЯ ПАРАМЕТРАМИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА 36
2.1 Идентификация объекта управления 36
2.2. Подбор регулятора 42
2.3 Определение закона регулирования 43
2.4 Оценка качества регулирования 53
3. ПОДБОР ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ 59
3.1 Выбор микропроцессорного контроллера 59
3.2. Подбор термопреобразователя 62
3.3 Описание выбранных технических средств и их функции в системе автоматического регулирования 63
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 68
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 71
ПРИЛОЖЕНИЕ А 73
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 74
ПРИЛОЖЕНИЕ В 75
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 76

Весь текст будет доступен после покупки

Современные требования к энергоэффективности, надёжности и безопасности объектов теплоэнергетики делают задачу модернизации устаревших систем автоматизации особенно актуальной. Многие действующие электрокотельные до сих пор эксплуатируются с морально и физически изношенными средствами автоматического управления, что приводит к нестабильной работе, перерасходу электроэнергии и снижению качества теплоснабжения. Внедрение современных микропроцессорных контроллеров позволяет кардинально улучшить управление технологическим процессом, повысить гибкость системы и обеспечить её соответствие современным стандартам.
Целью данной выпускной квалификационной работы является разработка проекта модернизации автоматизированной системы управления технологическим процессом (АСУ ТП) электрокотельной на базе программируемого логического контроллера.
Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:
– провести анализ конструкции, принципов работы и типов электрокотельных, а также дать характеристику конкретного объекта автоматизации;
– сформулировать задачу управления основными параметрами технологического процесса, выполнить идентификацию объекта регулирования, обосновать выбор типа регулятора и закона регулирования, а также оценить ожидаемое качество управления;
– осуществить подбор и обоснование выбора технических средств автоматизации, включая микропроцессорный контроллер и датчики (на примере термопреобразователя), и описать их функциональное назначение в проектируемой системе.
Объектом исследования выступает технологический процесс получения и распределения теплоносителя в электрокотельной. Субъектом исследования является система автоматического регулирования этого процесса, построенная на базе современного контроллера.
В работе используются методы теории автоматического управления, системного анализа и инженерного проектирования.
Практическая значимость результатов работы заключается в возможности их применения при реальной реконструкции АСУ ТП электрокотельных. Предложенное решение способствует повышению точности поддержания заданных параметров, снижению энергозатрат, улучшению надёжности работы оборудования и созданию условий для дальнейшего развития цифровой инфраструктуры на предприятии.

Весь текст будет доступен после покупки

1. ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О КОТЛАХ, ЭЛЕКТРОКОТЕЛЬНЫХ И ОБЪЕКТЕ АВТОМАТИЗАЦИИ
1.1 Классификация котлов и их ключевые характеристики
Котлы классифицируются по следующим критериям:
По назначению:
– Энергетические – предназначены для выработки пара, используемого в паровых турбинах; характеризуются высокой мощностью и повышенными параметрами пара (давлением и температурой).
– Промышленные – обеспечивают пар как для привода турбин, так и для технологических процессов на производстве.
– Отопительные – служат для теплоснабжения жилых, общественных и промышленных зданий. В эту группу также входят водогрейные котлы, которые представляют собой установки, нагревающие воду до температур выше атмосферной при избыточном давлении.
– Котлы-утилизаторы – используют тепло вторичных энергетических ресурсов (ВЭР), образующихся при утилизации отходов химических производств, бытового мусора и других материалов, для получения пара или горячей воды.
– Энерготехнологические – генерируют пар за счёт ВЭР и одновременно являются неотъемлемым элементом самого технологического цикла (например, содорегенерационные установки в целлюлозно-бумажной промышленности).
По конструкции топочного устройства (рисунок 1):
Выделяют два основных типа топок:
– Слоевые – применяются для сжигания твёрдого топлива в кусковой форме;
– Камерные – предназначены для сжигания газообразного, жидкого топлива, а также твёрдого топлива в виде пыли или мелкого дроблёного материала.
Слоевые топки, в свою очередь, подразделяются на устройства с плотным слоем и с кипящим («флюидизированным») слоем. Камерные топки классифицируются на факельные прямоточные и циклонные (вихревые).
Для сжигания пылевидного топлива камерные топки могут быть выполнены с твердым или жидким шлакоудалением. Кроме того, по конструктивному исполнению они бывают однокамерными и многокамерными, а по аэродинамическому режиму работы – функционирующими под разрежением или под наддувом.

Рисунок 1 – Общая классификация топочных устройств
Наиболее распространённой является схема работы котла под разрежением, при которой в газоходах создаётся давление ниже атмосферного за счёт действия дымососа. Однако в отдельных случаях – например, при сжигании газа, мазута или твёрдого топлива с жидким шлакоудалением – применяется схема под наддувом.
Схема котла под наддувом. В таких установках высоконапорная дутьевая система формирует избыточное давление в топочной камере на уровне 4–5 кПа. Этого давления достаточно для преодоления аэродинамического сопротивления всего газового тракта, что делает использование дымососа излишним. Герметичность газового тракта обеспечивается за счёт монтажа мембранных экранов как в самой топке, так и на внутренних поверхностях газоходов.
Преимущества данной схемы:

Весь текст будет доступен после покупки

1. Cоколов, Е.Я. Теплофикация и тепловые сети: учебник 7-е изд. стереот. / Е. Я. Cоколов. – Москва: Издательство МЭИ, 2001. – 472 с.
2. Cправочная система ГазCинтез [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://sargs.ru/ Фарзане, Н.Г. Технологические измерения и приборы / Н.Г. Франзе. - Москва: Высшая школа, 2010. – 456 с.
3. Бородин, И. Ф. Автоматизация технологических процессов и системы автоматического управления : учебник для среднего профессионального образования / И. Ф. Бородин, С. А. Андреев. – 2-е изд., испр. и доп. – Москва : Издательство Юрайт, 2024. – 377 с.
4. Воронов, М. В. Автоматическое управление. Управление организационными системами. Цифровые платформы : учебник для вузов / М. В. Воронов, В. И. Пименов, И. А. Небаев. – Москва : Издательство Юрайт, 2024. – 475 с.
5. Гутгарц, Р. Д. Проектирование автоматизированных систем обработки информации и управления : учебное пособие для вузов / Р. Д. Гутгарц. – 2-е изд., перераб. и доп. – Москва : Издательство Юрайт, 2024. – 351 с.
6. Дегтяренко, А.В. Теплоснабхение: учебное пособие / А.В. Дегтяренко. – Томск : ТГАСУ, 2010. – 185 с.
7. Ицкович, А.М. Котельные установки. - Москва: Нашиц, 1958. – 226 с.
8. Карташов, Б.А. Cреда динамического моделирования технических систем SimInTech / Б.А. Карташов, О.C. Козлов, Е.А. Шабаев, А.Д. Щекатуров, Д.А. Мовчан. – Москва: ДМК-Пресс, 2017. – 424 с.
9. Клюев, А.C. Автоматическое регулирование / А.C. Клюев. – Москва: Высшая школа, 2008. – 351с.
10. Ктоев, А.C. Проектирование систем автоматизации технологических процессов: справочное пособие / А.C. Ктоев. - Москва: Энергоиздат, 1990. – 464 с.

Весь текст будет доступен после покупки