Разработка и исследование системы технического перевооружения очистных сооружений

Введение 10
Актуальность ВКР 10
Проблематика исследования 12
Цель ВКР 13
В рамках работы должны быть выполнены следующие задачи: 13
Гипотезы исследования. 14
Научная новизна ВКР 14
Основная часть 16
Глава 1 16
1. Сведение о технологическом процессе канализационного очистного сооружения и объекте автоматизации 16
1.1.1 Состав сточных вод 16
1.1.2 Процесс деградации – процесс очистки 17
1.1.3 Органическое вещество 19
1.1.4 Азот 20
1.1.5 Нитрификация 21
1.1.6 Денитрификация 22
1.1.7 Фосфор 22
1.1.8 Биологическое удаление 23
1.1.9 Химическое удаление фосфора 24
1.1.10 Торможение 25
1.1.11 Дальнейшая очистка: Дезинфекция 26
1.2 Основные параметры технологического процесса 27
1.2.1 Температура 27
1.2.2 РН / Кислотная емкость 27
1.2.3 Кислород 28
1.2.4 Смешенные взвешенные вещества (MLSS) 28
1.2.4 Значение параметров 28
1.2.5 Шламовая нагрузка 29
1.3 Работа установок канализационного очистного сооружения 30
1.3.1 Механический экран и установка удаления песка 30
1.3.2 Биологическое P-удаление 31
1.3.3 Бассейн с активированным илом (ASB) и воздуходувкой 31
1.3.4 Осветлительный бассейн с удалением избыточного шлама 33
1.3.5 Дозирующая химическая установка 33
1.3.6 Установка фильтрации песка 33
1.3.7 Оборудование объекта автоматизации «Скребковый мост» 34
2. Ключевые понятия, теоретические концепции и методы автоматизации скребкового моста осветлительного бассейна канализационных очистных сооружений 36
2.1 Ключевые понятия 36
2.2 Теоретические концепции 37
2.3 Методы автоматизации скребкового моста осветлительного бассейна канализационных очистных сооружений 38
2.3.1 Использование автоматических систем контроля и управления. 38
2.3.2 Установка датчиков уровня шлама, которые могут передавать данные о его уровне в систему управления. 39
2.3.3 Использование программного обеспечения для мониторинга работы шламовых насосов и регулировки их работы, а также для оптимизации работы моста со шламовыми насосами. 40
2.3.4 Установка системы дистанционного управления. 41
2.3.5 Введение системы расписания работы моста, которая позволяет оптимизировать работу шламовых насосов и прогнозировать процесс работы осветлительного бассейна. 42
2.3.6 Введение системы мониторинга и диагностики, которая позволяет выявлять и устранять неисправности в работе шламовых насосов и других устройств. 43
3. Технические и программные средства автоматизации и управления 44
3.1 Сведения о ПЛК, подходящих под автоматизацию технологического процесса канализационного очистного сооружения. 44
3.1.1 ПЛК от производителя Schneider Electric - PLC Modicon M221 44
3.1.2 ПЛК от производителя WAGO - PLC WAGO-I/O-SYSTEM 750 46
3.1.3 ПЛК от производителя ОВЕН - ПЛК200 47
3.1.4 ПЛК от производителя SIEMENS - SIPLUS CSM 1277 48
3.2 Сведения о SCADA-системах, подходящих для автоматизации скребкового моста осветлительного бассейна канализационного очистного сооружения 50
3.2.1 CitectSCADA от Schneider Electric 51
3.2.2 TRACE MODE от Adastra 52
3.2.3 Master SCADA от МПС Софт 53
3.2.4 WinCC от Siemens 55
Глава 1 вывод 56
Глава 2 58
4. Выбор программных и технический средств автоматизации 58
4.1 Сравнение ПЛК SIPLUS CSM 1277 и ПЛК200 58
4.2 Сравнение ПЛК Modicon M221 и ПЛК SIPLUS CSM 1277. 59
4.3 Сравнение ПЛК SIPLUS CSM 1277 и ПЛК WAGO-I/O-SYSTEM 750 59
4.4 Итоги анализа и сравнения ПЛК различных производителей 60
4.5 Сравнение SCADA WinCC и SCADA Master SCADA 61
4.6 Сравнение SCADA WinCC и TRACE MODE 62
4.7 Сравнение SCADA WinCC и CitectSCADA 63
4.8 Итоги анализа и сравнения SCADA-систем различных компаний 63
5 Шкаф управления 64
5.1 Оборудование для автоматизации скребкового моста (приводы, насосы, датчики) 65
5.2 Оборудование шкафа управления 72
6. Языки программирования, программные блоки ПЛК, описание программы АСУ для скребкового моста 92
6.1 Языки программирования, выбор языка программирования 92
6.2 Сигналы оборудования для программируемого логического контроллера 94
6.3 Среда программирования ПЛК Siemens SIPLUS CSM 1277, описание программных блоков и программы 97
6.4 Мнемосхемы SCADA системы. 107
7 Экономические показатели эффективности автоматизации 108
7.1 Сравнительная характеристика вариантов 108
7.2 Смета затрат на автоматизацию 112
7.3 Экономическая эффективность и срок окупаемости 113
7.4 Определение годовой экономической эффективности автоматизированной системы управления скребковым мостом осветлительного бассейна 115
7.5 Определение срока окупаемости 116
7.6 Расчет коэффициента эффективности капитальных вложений 116
Выводы 117
СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 119
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. 121

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность ВКР
Канализационные очистные сооружения (КОС) играют ключевую роль в обеспечении экологической безопасности современных городов и населённых пунктов. В условиях быстрого роста населения, интенсивной урбанизации и увеличения объёмов промышленных стоков необходимость их модернизации и повышения эффективности становится всё более актуальной. Системы очистки сточных вод должны быть не только эффективными, но и надёжными, чтобы предотвращать загрязнение окружающей среды, в том числе водоёмов и почвенных слоёв. Отсутствие надлежащих очистных сооружений или их недостаточная производительность могут привести к серьёзным экологическим последствиям, загрязнению водных ресурсов, ухудшению здоровья населения и распространению инфекционных заболеваний.
Особенно остро эта проблема проявляется в регионах с неблагоприятными санитарно-эпидемиологическими условиями, а также в сельской местности, где очистные сооружения необходимы для обработки бытовых и сельскохозяйственных сточных вод. КОС являются неотъемлемой частью инфраструктуры, обеспечивающей безопасность питьевой воды, поддержание гигиенических стандартов и экологического равновесия.

Весь текст будет доступен после покупки

Основная часть
Глава 1
1. Сведение о технологическом процессе канализационного очистного сооружения и объекте автоматизации
1.1.1 Состав сточных вод
Функция станции очистки сточных вод заключается в очистке и дезинфекции поступающей воды, прежде чем она может быть сброшена в реку или море.
Сточные воды — это сумма воды, характеристики которой изменяются в результате бытового, промышленного, сельскохозяйственного или иного использования, а также поверхностных или ливневых вод (осадков). Сточные воды содержат твердые вещества и растворимые вещества. Ингредиенты из минеральных и органических веществ.
Поток и состав, поступающие в станцию очистки, могут варьироваться от часа к часу, изо дня в день, от недели к неделе и от сезона к сезону. В зависимости от нескольких промышленных воздействий сточные воды могут содержать тяжелые металлы или высокую долю органических веществ. Вода может быть необычной кислотной и щелочной соответственно, или соотношение питательных веществ может время от времени уменьшаться. Тип сточных вод должен быть точно исследован, и все источники должны быть проанализированы, чтобы избежать неисправности станции очистки, вызванной несколькими вредными веществами.

Весь текст будет доступен после покупки

Список основной литературы
1. Виноградов, В.М. Автоматизация технологических процессов и производств. Введение в специальность: Учебное пособие / В.М. Виноградов, А.А. Черепахин. - М.: Форум, 2018. - 305 c
2. Гончаров А.В., Гданский Н.И. - Адаптивные системы в промышленной автоматике/ Учебно-методический комплекс для студентов специальности 15.04.04 - «Управление в технических системах» – М.: МГУТУ им. К.Г. Разумовского (ПКУ), 2018
3. Гончаров А.В., Гданский Н.И. - Робастные системы в промышленной автоматике/ Учебно-методический комплекс для студентов специальности 15.04.04 - «Автоматизация технологических процессов и производств» – М.: МГУТУ им. К.Г. Разумовского (ПКУ), 2018
4. Клепиков, В.В. Автоматизация производственных процессов: Учебное пособие / В.В. Клепиков, Н.М. Султан-заде, А.Г. Схиртладзе. - М.: Инфра-М, 2018. - 224 c.
5. Иванов, А.А. Автоматизация технол. проц. и произв.: Учебное пособие / А.А. Иванов. - М.: Форум, 2018. - 272 c.

Список дополнительной литературы
1. Бородин, И.Ф. Автоматизация технологических процессов и системы автоматического управления (ССУЗ) / И.Ф. Бородин. — М.: КолосС, 2006. — 352 c.
2. ООО «Aplisens» каталог продукции 2022.— 161 c.
3. Каталог Siemens 09 SIPLUS 2020. – 10 c.
4. Латышенко, К.П. Автоматизация измерений, контроля и испытаний / К.П. Латышенко. - М.: Academia, 2018. - 160 c.
5. ГОСТ Р МЭК 61131-3-2016.

Весь текст будет доступен после покупки