WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 11 |
Министерство общего и профессионального обучения РФ Ангарская Государственная Техническая Академия Кафедра Автоматизации Технологических Процессов Автоматизация участка технологического процесса на базе микропроцессорной техники Методические указания по выполнению курсовой работы для студентов специальности 2102 Ангарск-2000 Автоматизация участка технологического процесса на базе микропроцессорной техники Методические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине «Технические средства автоматизации» для специальности 21.02 «Автоматизация технологических процессов» дневного и заочного отделения.

Составители: доцент Голубцова Т.В., ассистент Новиков И.А.

В процессе выполнения курсовой работы студенты должны ознакомиться с микропроцессорными контроллерами и овладеть методикой привязки конкретного технологического объекта к устройствам микропроцессорной техники, включая этапы выбора типов и модификаций контроллеров, размещения информационных сигналов на клеммно-блочных устройствах и выполнение алгоритмической части проекта. В качестве базовых систем выбраны системы, построенные на отечественных контроллерах Ремиконт-130 (КР-300) и программно-технический комплекс АРС на базе PC-совместимых контроллеров фирмы Ogtagon System. Выбор микропроцессорной техники, предлагаемой студентам, обусловлен достаточно широким её применением на промышленных предприятиях нашего региона, наличием подробной документации, позволяющей учесть потребности конкретного технологического процесса, и опытом разработки типовых проектов систем автоматизации.

2 Содержание Стр.

Введение 3 Целью курсовой работы 3 Содержание курсовой работы 4 1. Описание технологического процесса 4 2. Информационное обеспечение 5 3. Выбор микропроцессорных средств 7 4. Автоматизация участка технологического процесса на базе регулирующих микроконтроллеров Ремиконт Р-130 8 Основные технические характеристики Р-130 10 4.1. Выбор количества и модификации Р-130 4.2. Построение сети «Транзит» Пример построения сети «Транзит» 4.3. Распределение информации на клеммно-блочных соединениях Р-130 4.4. Построение структурной схемы АСУ ТП 4.5. Алгоритмическая часть 5. Автоматизация участка ТП на базе программно-технического комплекса АРС (технические средства MicroPC Octagon System) 5.1. Краткое описание комплекса АРС Состав комплекса АРC 5.2. Устройство и работа комплекса Назначение плат УСО Терминальные панели Мультиплексоры аналоговых входов Преобразователи входных/выходных сигналов фирмы GrayHill Преобразователи аналоговых входов Преобразователи аналоговых выходов Дискретные модули УСО Преобразователи дискретных входов Преобразователи дискретных выходов Преобразователи и нормализаторы фирмы Analog Device Модули серии 5В (система сбора данных на базе PC) Модули ввода Модули вывода 5.3. Размещение информации на клеммниках терминальных панелей 5.4. Построение структурной схемы АСУ ТП на базе АРС 5.5. Алгоритмическая часть 6. Применение барьеров безопасности Достоинства активных барьеров Недостатки гальванически изолированных барьеров Применение пассивных барьеров безопасности серии MTL700 Применение активных барьеров безопасности серии MTL4000 Барьеры для различных типов датчиков и исполнительных механизмов 7. Заключение Приложения Приложение 1 «Формы для размещения информации» Приложение 1а Формы для размещения информации (контроллер КР-300) Приложение 1б Схема подключения внешних сигналов к клеммникам Р-130 Приложение 2 Энергоблок 7 на ТЭЦ-10 Приложение 2а Приложение 3 «Библиотека алгоритмов ПО Р-130» Алгоритмы лицевой панели Алгоритмы ввода-вывода Алгоритмы регулирования Статические алгоритмы Приложение 3 (пример реализации алгоритмических блоков Р-130) Приложение 4 Структурная схема процессной станции ПС-1 Структурная схема процессной станции ПС-2 Приложение Распределение информации на клеммах мультиплексора MUX-16 Приложение 6 Блок-схема процессной станции Приложение 7 Энергоблок 6 на Иркутской ТЭЦ-10 Приложение 8 Комплекс программ КП ПС Приложение Функциональная схема операции ПС-3 «Включение насоса» Функциональная схема операции ПС-3 «Отключение насоса» Приложение 10 Применение активных барьеров безопасности Применение пассивных барьеров безопасности Приложение 11 Контроллеры отечественного производства Приложение 12 Контроллеры зарубежного производства Введение.

Использование микропроцессоров и микро – ЭВМ существенно повышает уровень автоматизации процессов управления. Эти устройства позволяют решать комплексные задачи автоматизации гораздо более эффективно, чем традиционные средства. Более того, многие задачи этого класса стало возможно решать только на основе современной микропроцессорной техники, соединяющей в себя жёстко запрограммированные функциональные звенья и переменные программные модули.

Наибольший эффект от внедрения микропроцессоров и микро – ЭВМ достигается в устройствах и системах локальной автоматики, а так же в тех областях, в которых применение средств и методов цифровой обработки данных до появления микропроцессоров было нерентабельным.

Существует и другая сторона использования микропроцессоров и микро - ЭВМ, позволяющая осуществить переход от центральной обработки информации на больших ЭВМ к локальной на управляющих вычислительных микроЭВМ. Такие интегрированные структуры, которые могут иметь в своём составе и традиционные устройства автоматизации, обладают большими КПД, надёжностью и требуют относительно малых затрат на обработку информации, образуя информационные и вычислительные структуры.

В последнее время многие фирмы предлагают микропроцессорные системы и средства автоматизации. При разработке систем и средств автоматизации наметилось две основных тенденции:



разработка программно – технических комплексов, позволяющих реализовать практически весь спектр задач контроля регулирования, логического управления, архивирования, представления и передачи информации. Такие комплексы как правило обладают открытой архитектурой и позволяют большими возможностями конфигурирования в рамках структурных единиц.

Разработка различного рода контроллеров малой, средней и большой мощности, средств связи и коммуникаций, позволяющих пользователю строить системы управления из набора технических средств, как из кубиков.

Контроллеры могут обладать как встроенным программным обеспечением, так и иметь средства для загрузки универсальных либо специализированных программных пакетов.

Целью курсовой работы является:

Ознакомление с микропроцессорными системами и средствами автоматизации и привязка их к реальному технологическому процессу.

Содержание курсовой работы Курсовая работа должна включать следующие разделы:

1. Описание технологического процесса выполненное на основании технической схемы и технологического регламента;

2. Информационное обеспечение объекта автоматизации, в котором в табличной форме должны быть представлены все входные и выходные аналоговые и дискретные сигналы процесса;

3. Выбор микропроцессорных средств автоматизации с обоснованием выбора;

4. Привязка микропроцессорных средств к технологическому объекту. В данном разделе должны быть выполнены следующие этапы:

4.1. Выбор типов и модификаций контроллеров;

4.2. Выбор конфигурации контроллера, структуры сети и структуры АСУТП;

4.3. Размещение информационных сигналов на клеммниках входных и выходных устройств.

4.4. Построение алгоритмических структур регулирования и логического управления;

5. Анализ необходимости применения барьеров взрывобезопасности и выбор типа барьера;

6. Составление карты заказа в которой должны быть перечислены все применяемые устройства и блоки, прикладные программные средства;

7. Анализ применения микропроцессорной техники;

1. Описание технологического процесса.

В этом разделе должно быть дано описание технологического процесса, в котором должны быть выделены основные задачи автоматизации:

- контроль необходимых технологических параметров;

- стабилизация и регулирование технологических параметров в соответствии с требованиям оптимального ведения технологического процесса;

- формирование алгоритмов логического управления (словесное описание логических операций, которые должны быть выполнены при определенных условиях и в функции времени);

2. Информационное обеспечение.

На основание анализа технологической схемы и технологического регламента составляются информационные таблицы 1, 2, 3.

Таблица 1 представляет собой перечень аналоговых параметров (входных переменных процесса: температура, давление, уровень и т. д.) с обязательным указанием их технологических характеристик.

Таблица Технологические Назначение № показатели параметра 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 ВТГ НТ ТЭП 1 0-60 50 10 + + В столбце 1 заносятся наименования всех аналоговых параметров процесса. В столбце 2 указывается обозначение этого параметра на технологической схеме. В столбцах 6-9 заносятся технологические показатели параметров: верхняя (ВТГ) и нижняя (НТГ) технологические границы, допустимое отклонение (доп. откл.) и допустимая скорость изменения параметра (доп. скор.). В столбцах 10 - 13 указывается назначение параметра: регулирование, контроль (отображение значений параметра на цифровых индикаторах стойки управления и на экране монитора станции оператора), блокировка (формирование сигнала блокировки при достижении параметром предельных значений), технико-экономические показатели (ТЭП). В столбце 14 указывается тип датчика (термопары, термосопротивления и др.). В столбце 15 указывается тип и диапазон изменения сигнала, в столбце 16 указывается тип преобразователя, который применяется для ввода данного параметра в контроллер.

Тип раметра Единица Диапазон (позиция) измерения измерения параметра Тип сигнала Тип датчика Обозначение преобразователя Наименование паДоп.

Доп.

откл.

скор.

Блок.

Регул.

Контр.

после м /час насоса 0..5 мА (F NH ) FIC Расход NH Таблица 2 – содержит перечень дискретных сигналов, которые представляют собой сигналы двухпозиционных датчиков, срабатывающих по превышению установленного значения и датчиков состояния оборудования (двигатель включен/выключен, задвижка открыта/закрыта).

Таблица № Наименование Состояние Тип сигнала n/n сигнала Превышение установ1. Давление Р24 ''сухой контакт'' ленного значения Таблица 3 – представляет собой перечень дискретных выходных сигналов.

Таблица № Наименование Коммутируемые Тип сигнала n/n сигнала параметры 1. Насос H1 включить Импульсный ~220B, 2A Таблица 4 – представляет собой перечень выходных аналоговых сигналов предназначенных для управления исполнительными механизмами пропорционального типа.

Таблица № Наименование Позиция Тип сигнала n/n 1. Управление К1.... 4...20 мА.

Таблица 5 – представляет собой сводную таблицу, которая заполняется на основании таблиц 1, 2, 3, 4 и содержит полную информацию по процессу: входные и выходные аналоговые сигналы, входные и выходные дискретные сигналы.

Таблица Тип сигнала Количество Аналоговые входные сигналы ХХ Аналоговые выходные сигналы ХХ Дискретные входные сигналы ХХ Дискретные выходные сигналы ХХ 3. Выбор микропроцессорных средств.





В настоящее время существует большое множество различных контроллеров, выпускаемых отечественными и зарубежными производителями. Рекламные материалы представляют эту продукцию, как лучшую и единственную, которая может быть применена для автоматизации любого технологического процесса. Все это делает проблему выбора контроллеров сложной и ответственной.

Выбор контроллеров должен определяться следующими критериями:

• функциональные возможности контроллера должны полностью покрывать круг задач, решаемых при автоматизации данного технологического процесса;

• характеристики контроллера, определяющие его быстродействие должны удовлетворять потребностям автоматического управления, т.е.

время ответа системы автоматического управления должны быть меньше временных постоянных процесса;

• количественные характеристики контроллера определяющие число и типы входов и выходов должны быть оптимально соотнесены с информационными характеристиками процесса;

• коммуникационные характеристики контроллеров, тип сети, используемые протоколы и возможность сопряжения с имеющимися и предполагаемыми микропроцессорными устройствами должны оптимальным образом соответствовать условиям производства (расстояние между устройствами, помехи, место установки оборудование, сопряжение с локальными сетями и системами управления и т.д.) • объем постоянной и оперативной памяти контроллера должен быть достаточным для размещения и оптимального функционирования прилагаемого программного обеспечения. При этом должны учитываться цены контроллеров и дополнительного оборудования: (клеммно-блочных соединителей и коммуникационных устройств). Важнейшим критерием при выборе микропроцессорных средств является соотношение стоимости на канал (измерительный или регулируемый).

Технические характеристики контроллеров отечественного и зарубежного производства приведены в приложении 11 и 12.

В настоящих методических указаниях рассматривается автоматизация технологического процесса на базе микроконтроллеров РЕМИКОНТ Р-130 и программно-технического комплекса АРС.

Возможно использование любых микропроцессорных контроллеров при наличии технической документации, позволяющей выполнить все этапы проектирования.

4. Автоматизация участка технологического процесса на базе регулирующих микроконтроллеров Ремиконт Р-Рис.4.1. Ремиконт Р-130 (внешний вид).

Ремиконт Р-130 (Рис.4.1.) это компактный, малоканальный, многофункциональный регулирующий микроконтроллер, предназначен-ный для регулирования непрерывных процессов и логического управления технологическими объектами и процессами.

Стандартные аналоговые и дискретные датчики и исполнительные устройства подключаются к Ремиконту с помощью индивидуальных кабельных связей. Внутри Ремиконта сигналы обрабатываются в цифровой форме.

Ремиконты могут объединяться в локальную сеть «Транзит» кольцевой конфигурации, через сеть контроллёры могут обмениваться информацией в цифровой форме по витой паре проводов. С помощью шлюза, входящего в состав Ремиконта, сеть «Транзит» может взаимодействовать с любым внешним абонентом (например, с ЭВМ), имеющим интерфейс ИРПС (RS-232, RS-485).

Ремиконт представляет собой комплекс технических средств. В его состав входят микропроцессорный блок контроллера БК-1 (21) и ряд дополнительных блоков. Центральный блок преобразует аналоговую и дискретную информацию в цифровую форму, ведет обработку цифровой информации и вырабатывает управляющие воздействия. Дополнительные блоки используются для предварительного усиления сигналов термопар и термометров сопротивления, формирования дискретных выходных сигналов на напряжение 220 V, организации внешних переключений и блокировок. Состав изделия представлен в таблице 2.1.

Таблица 2.Обозначе- Наименование ние БК-1 (21) Блок контроллера ПН-1 (21) Пульт настройки РН-1 Резисторы нормирующие МБС Межблочный соединитель для приборных цепей КБС-0 Клеммно-блочный соединитель для размножения общих точек КБС-1 Клеммно-блочный соединитель для БП-1, БУТ-10, БУС-10, БУМ-КБС-2 Клеммно-блочный соединитель для дискретных цепей ввода-вывода КБС-3 Клеммно-блочный соединитель для аналоговых цепей ввода-вывода БП-1 (21) Блок питания БУТ-10 Блок усилителей сигналов низкого уровня БУС-10 Блок усилителей сигналов резистивных датчиков БУМ-10 Блок усилителя мощности БПР-10 Блок переключения БШ-1 (21) Блок шлюза БСТ Блок стирания Микропроцессорный блок контроллера является обязательной составной частью поставки Ремиконтов Р-130. Конкретный состав остальных изделий оговаривается в заказе.

Основные технические характеристики.

Аналоговые входные сигналы:

Унифицированные 0 - 5 мА, Rвх = 400 Ом 0 - 20 мА RВХ = 100 Ом 4 - 20 мА RВХ = 100 Ом 0 - 10 V RВХ = 27 кОм Термопары ХА, ХК, ПП, ВР по ГОСТ 3044 - Термометры сопротивления ТСП, ТСМ по ГОСТ-6651-Гальваническая развязка каждый вход гальванически изолирован от других входов и остальных цепей Разрешающая способность АЦП 0,025 % (12 разрядов) Аналоговые выходные сигналы:

Унифицированные 0 - 5 мА (Rн =2 кОм) 0 - 20 мА (Rн = 5 кОм) 4 - 20 мА (Rн = 5 кОм) Дискретные входные сигналы:

Сигнал логического нуля 0 - 7 v Сигнал логической единицы 18 - 30 v Входной ток 7 мА Гальваническая развязка входы связаны в группы по входов, каждая группа изолирована Дискретные выходные сигналы:

Транзисторный выход:

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 11 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.