Монтаж и наладка щита управления системы автоматики

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное  автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения

Факультет среднего профессионального образования

 

 

 

Монтаж и  наладка щита управления системы автоматики

 

 

 

 

Пояснительная записка

 

 

 

ФСПО.МН0205.916ПЗ

 

 

 

 

Работу выполнила

студентка группы 916                                                       А.Б. Каруева

 

 

Руководитель

курсового проекта                                                           Т.С. Бородкина

 

 

 

 

 

Курсовой проект выполнен и  защищен 

с оценкой  “                    “             _____________________________   

 

 

Санкт - Петербург

2013

Содержание.

Содержание…………………………………………………………………

Введение……………………………………………………………….……

1. Краткое описание работы АСУТП…………………………………….
2. Исходные данные ………………………………………………...…….
3. Структурные преобразования………………………………….……….
4. Исследование автоматической системы на устойчивость……….…...
5. Синтез промышленного регулятора…………………………...………
6. Оценка качества работы системы……………………………..………
7. Эскизное проектирование пульта автоматики………………………...
8. Монтаж элемента системы автоматики………………………………..
9. Схема автоматизации……………………………………..……………

Заключение……………………………………………………...................

Список литературы…….……….................................................................

Приложение 1: «Щит управления системы автоматики», схема  электрокинематическая структурная. ФСПО.МН0205.916С1.

Приложение 2: «Щит управления», сборочный чертёж. ФСПО.МН0205.916СБ.

Приложение 3: Маршрутные карты сборки.

Приложение 4: Панель управления.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

 

На основе последних  достижений фундаментальных и прикладных наук, теории автоматического регулирования и управления на базе разрабатываемых приборов и регуляторов стали создаваться системы автоматизации. Такие системы позволяют выполнять следующие функции: контроль параметров технологических процессов, обработку информации, автоматическое регулирование параметров, дистанционное и автоматическое управление машинами и агрегатами и сигнализацию их состояния, обеспечение безопасной эксплуатации технологического оборудования. Монтаж приборов и систем автоматизации представляет собой сложный комплекс, который должен быть выполнен в соответствии с проектом. Все подготовительное производство монтажных работ делится на три этапа:

-Инженерно-техническая  подготовка. Включает в себя рассмотрение  и анализ автоматизации и разработку  правил проведения работ.

-Материально – техническая подготовка. Обеспечение подготовки материала.

-Организационная  подготовка производства. Включает  в себя оборудование помещений,  комплектование рабочих бригад, контроль и участие в установках  монтажных конструкций.

Монтаж так  же включает в себя монтаж щитов, пультов, электропроводок, датчиков, трубопроводов, исполнительных датчиков и пусконаладочные работы.

Наладка - совокупность операций по подготовке, оснастке, регулированию  и настройке машины/привода/аппарата, направленных на обеспечение ее работы в заданных условиях на протяжении определенного времени (секунд, часов, дней или количество партий).

Наладочные  работы обычно осуществляются после  сборки машин (после монтажа) или  после временной остановки, вызванной  выходом машины из рабочего состояния(поломка, износ, уменьшение жесткости, точности и т.д.)

Основной целью  наладки является обеспечение установленных  показателей функционирования комплекса  смонтированных и исправленных технологических  средств, в составе автоматических и автоматизированных систем управления автоматизированного  процесса.

 

 

 

 

 

 

 

1. Краткое описание работы АСУТП.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1. Структурная схема АСУТП

 

Современные АСУТП  разнообразны и могут отличаться друг от друга по функциональному  составу, степени автоматизации управления объектом, применяемым техническим средствам, а так же многими другими признаками и характеристиками. В общем случае АСУТП – это многоуровневая система управления, построенная по иерархическому типу. По функциональному типу различают два типа подсистем АСУТП:

• Тип общего назначения;
• Тип специального назначения.

К подсистемам  общего назначения относятся такие, как: подсистемы информационного поиска, кодирования информации, контроля и  преобразования информации, и формирование исходных данных для АСУТП различных уровней. К подсистемам специального назначения относятся: подсистемы обеспечения технологических конструкций, проектирование технологических процессов и конструирование средств технологической оснастки. Некоторые АСУТП имеют возможность работать без вычислительного комплекса. Такая система применяется для управления отдельными, относительно простыми

 

 

 установками.

В общей структуре  управления производством такие  системы занимают самую низшую ступень  иерархии, поэтому характеризуются тесной связью с объектом управления, некоторой автономностью поведения, а так же наибольшей оперативностью контроля и управления функциями АСУТП. Эти функции, в свою очередь, разделяются на управляющие и информационные.

Информационные  функции – это функции, результатом выполнения которых, является представление оператору или другому внешнему получателю информацию о ходе выполняемого процесса. В частности, это контроль основных параметров, то есть, непрерывная проверка соответствия параметров процесса допустимым значениям, а так же:

• Изменение или регистрация по запросу оператора технических параметров процесса
• Информирование персонала при возникновении несоответствия контролируемых параметров нормальным
• Информирование оператора о производственной ситуации
• Сигнализация при опасных ситуациях

Управляющие функции  АСУТП – это действие по выработке  и реализации управляющих воздействий  на объект управления.

 

Основные управляющие  функции:

• Стабилизация переменных технологического процесса;
• Программное изменение режима процесса по заранее заданному закону
• Защита оборудования от аварий
• Формирование и реализация управляющих воздействий обеспечивающих достижение оптимального значения по любому заданному показателю качества
• Распределение материальных потоков и нагрузок между агрегатами технологического процесса.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Исходные данные.

 

К_y = 200

Т_эму = 0.15с  

Т_му = 0.3с   

К_эму = 10

К_эму =4

К_ос = 3

К_дв = 0.8         

Т_дв = 0.15с

К_ред =1/500             

К_пос =10

Передаточные  функции:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На щите установлено:

1. Тахометр
2. Вольтметр
3. Ваттметр, гнезда контроля
4. Переключатель режимов
5. Включатель «Сеть», лампа
6. Амперметр;

 

 

 

 

1. Структурные преобразования.

Для упрощения  структурных схем, получения передаточных функций всей разомкнутой системы, передаточных функций замкнутой  системы по ошибке и выходному  сигналу применяют структурные  преобразования. Структурные преобразования основаны на принципе суперпозиции и поэтому применимы только к линейным системам.

Довольно часто  структурные преобразования позволяют  привести исходную многоконтурную систему  к простейшей объединенной одноконтурной  системе.

На основании структурной кинематической схемы системы автоматического управления, представленной на рисунке 1 и передаточных функций входящих в неё звеньев, упростим структурную схему САУ.

Подставив значения «К» и  «Т» в передаточные функции вычислим эквивалентную функцию W_экв1(Р):

Рисунок 3. Структурное преобразование

 

 

Рисунок 4. Структурное преобразование

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  Рисунок 5. Структурное преобразование

 

 

 

Рисунок 6. Структурное  преобразование

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Исследование автоматической системы на устойчивость.

Одной из основных задач теории автоматического регулирования является изучение динамических процессов, происходящих в автоматических системах. Автоматические системы при нормальной эксплуатации должны поддерживать определённый режим работы объекта регулирования при воздействии на него многих возмущающих факторов. Устойчивость системы означает, что малые изменения входного сигнала или какого-нибудь возмущения, начальных условий или параметров не приведут к значительным отклонениям выходного сигнала.

   Чтобы  исследовать систему на устойчивость  необходимо построить АЧХ и ФЧХ, используя при этом программу «Динамика».

 

                Рисунок 7. АЧХ и ФЧХ автоматической системы.

Данная система не выполняет условия устойчивости

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Синтез промышленного регулятора.

Устройство, осуществляющее автоматическое регулирование, т.е. автоматически поддерживающее значение заданного параметра, называется регулятором. Задача регулирования состоит в том, чтобы автоматически с помощью регулятора поддерживать в объекте регулирования требуемые условия протекания процесса, восстанавливать их каждый раз, когда они бывают нарушены.

 В соответствии с применяемым законом регулирования существуют: пропорциональные, интегральные, пропорционально-интегральные (ПИ), пропорционально-дифференциальные (ПД) и пропорционально – интегро-дифференциальные (ПИД) регуляторы непрерывного действия.

Промышленный регулятор, реализующий ПД – закон представляет собой операционный усилитель.

 

 

                                                       

 

                                                                       

 

Т1= R1*C

                                                                                  

 

                                                                                     К=10

 

 

 

 

 

 

 

Расчёт передаточной функции  скорректированной системы

 

 

Используя программу «Динамика» проверяем систему на устойчивость.

Получаем АЧХ и ФЧХ скорректированной автоматической системы:

Рисунок 9. АЧХ и ФЧХ скорректированной автоматической системы.

 

По графику (рисунок 9) определяем запасы устойчивости системы по:

- амплитуде (w) = -11 дб;

- фазе  (w)= -41^о, что соответствует достаточности запаса устойчивости и                 заданию.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Оценка качества работы системы.

Устойчивость  является необходимым, но недостаточным  условием работоспособности систем автоматического регулирования. Устойчивость системы регулирования озночает лишь то, что в системе происходит затухание переходного процесса под влиянием управляющего или возмущающего внешнего воздействия. Время затухания процесса, максимальное отклонение регулируемой величины и число колебаний в системе при этом не определяются, однако эти величины являются очень важными показателями качества процессов регулирования.