ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ПЕНЗЕНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ
Кафедра «Автоматизация и управление»
КУРСОВАЯ РАБОТА
На тему:«Контроль температуры пара на входе в регенеративные подогреватели»
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
ПГТА 220301.23. ПЗ
Пенза 2009 год
ЛИСТ ЗАДАНИЯ
1. Ведение
Анализ существующих АСУ, их структура, недостатки в управлении, тенденции развития, обоснование необходимости модернизации.
2. ИАСУ - решение проблемы комплексной автоматизации систем управления. Общие сведения о ИАСУ.
Определение ИАСУ, назначение, функции, преймущество перед существующими системами.
Структура ИАСУ (общая схема, назначение модулей, иерархия управления. Перспективы развития ИАСУ.
3. Разработка структуры автоматизированной системы управления ТЭС.
Разработать предполагаемую структуру автоматизированной системы управления ТЭС (ИАСУ). Изобразить схему, с указанием уровней управления по иерархии (АСУП, АСУТП и др.). На каждом уровне указать составляющие модули, их назначение, их соединения между собой. Описать уровень SCADA (назначение SCADA систем, выполняемые функции, основные элементы).
4. Анализ и выбор современных средств контроля и обработки информации. Разработка функциональной схемы применительнодля контроля температуры пара на входе в регенеративные подогреватели высокого давления.
Разработать функциональную и структурную схемы системы управления за контролируемым параметром, указав назначение всех элементов, входящих в схему; выбрать не менее 2-х элементов сбора или контроля за управляемыми параметрами и исполнительных органов из числа наиболее современных, провести их анализ и выбрать наиболее подходящий с точки зрения надежности, экономичности, быстродействия и т.п. (Датчики, контроллеры, исполнительные механизмы и т.п.). Обосновать свой выбор. Провести синтез регуляторов.
РЕФЕРАТ
Пояснительная записка: 45 с., ил. 7, библиогр. 6.
ИНТЕГРИРОВАННАЯ АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ, СТРУКТУРНАЯ СХЕМА, АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ, МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ, РЕГУЛЯТОР, SCADAСИСТЕМА, РЕГЕНЕРАТИВНЫЕ ОТБОРЫ ТУРБИНЫ, ПОВЕРХНОСТНЫЕ ПОДОГРЕВАТЕЛИ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ.
Объект разработки – интегрированная автоматизированная система управления.
Цель работы: разработать ИАСУ, выбрать компоненты всех уровней ИАСУ, применить SCADA систему, провести анализ и выбор современных средств контроля и обработки информации.
В процессе работы произведена разработка структурной схемы ИАСУ, описание ее компонентов. Выполнен анализ технологических процессов на нижнем уровне управления и выбраны современные средства контроля и обработки информации. Произведена сравнительная характеристика датчиков температуры. Синтезирован регулятор для ИАСУ на основе оптимизационных методов.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ИАСУ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА СУЩЕСТВУЮЩИХ ИАСУ ТЭС
1.1 Структурная схема ИАСУ ТЭС
1.2 Обоснования необходимости модернизации
2 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ИАСУ ТЭС
2.1 Назначение, функции ИАСУ
2.2 Описание компонентов структурной схемы ИАСУ ТЭС
2.3 Перспективы развития ИАСУ
3 РАЗРАБОТКА СТРУКТУРЫ ИАСУ ТЭС
3.1 Разработка структурная схема ИАСУ
3.2 Разработка функциональных узлов схемы ИАСУ
3.3 Функции и структура автоматизированной системы управления технологическими процессами по уровням
3.4 Функции и структура автоматизированной системы управления предприятием
4 ПРИМЕНЕНИЕ SCADA СИСТЕМЫ ДЛЯ ИАСУ
4.1 Выполняемые функции SCADA
4.2 Основные структурные компоненты ПО SCADA
4.3 Этапы разработки SCADA системы для ИАСУ ТЭС
4.4 Способы и средства обмена данными
5 АНАЛИЗ И ВЫБОР СОВРЕМЕННЫХ СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ И ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ
5.1 Конструкции регенеративных подогревателей. Общие сведения
5.2 Анализ датчиков температуры пара и котроллеров
5.3 Необходимые характеристики контроллеров
5.4 Предлагаемая конфигурация ИАСУ
6. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММ ПО СИНТЕЗУ РЕГУЛЯТОРОВ
6.1 Расчет погрешности измерения тепловой энергии по трубопроводу
6.2 Синтез регулятора методом последовательной коррекции с подчиненным регулированием координат
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
Для увеличения качества вырабатываемой электроэнергии и снижения потерь при выработке энергии на ТЭС, создание и разработка АСУ ТЭС является наиболее приоритетным направлением. Создание интегрированных АСУ, которая предусматривает переход от первоначально разрабатываемых в отрасли локальных АСУ различного класса и назначения к интегрированным системам на всех уровнях управления с целью обеспечения совместимости функциональной, информационной, программно – технической и организационной основ интегрируемых АСУ.
Разработанная подробная структурная схема ИАСУ представлена на рисунке 1. На ней функциональными связями определяются направления основных информационных потоков, необходимых для выполнения типовых управляющих и информационных функций АСУ. Объем и интенсивность информационного обмена между компонентами ИАСУ ТЭС устанавливаются в рамках конкретного технического задания на АСУТП и АСУП, разрабатываемого заказчиком применительно к особенностям станции с учетом этапности внедрения компонентов ИАСУ и ее открытости.
Согласно функциональной типовой структуре ИАСУ ТЭС содержит четыре основных уровня управления:
· общестанционный уровень;
· уровень локальных АСУ;
· АСУТП энергоблоков, общестанционных технологических установок, РУ высокого напряжения;
· АСУ управленческих и структурных производственных подразделений.
Локальные АСУТП создаются для управления комплексами технологически специализированного оборудования ТЭС независимо от наличия или отсутствия на этих комплексах индивидуальных щитов оперативного управления.
Локальные АСУ имеют свою иерархию управления по их назначению.
Технической основой ИАСУ ТЭС является программно-технический комплекс (ПТК), реализованный на базе промышленных микропроцессорных устройств с использованием минимально возможного числа типов и конструктивов оборудования и обеспечивающий взаимодействие с телекомплексами связи с ИОАСУ-Энергия, ИАСУ «Теплосеть» и зарубежными информационными сетями.
Методической основой разрабатываемой ИАСУ ТЭС являются положения, концепции создания и развития ИОАСУ-Энергия, отраслевых и межотраслевых нормативных документов единой системы стандартов АСУ и материалов межотраслевой программы «Развитие и применение открытых систем».
ИАСУ «Теплосеть»
В полном объеме ИАСУ «Теплосеть» представляет собой интегрированную многоуровневую систему, сочетающую функции диспетчерского, технологического, производственно-технологического и организационно-экономического управления, включая коммерческий учет энергии, и обеспечивающую совместное функционирование всех автоматизированных систем управления предприятий централизованного теплоснабжения.
ИАСУ «Теплосеть» создаётся на базе функционирующих и вновь создаваемых локальных АСУ предприятий как интегрированная автоматизированная система управления единым производственно-техническим комплексом.
Наибольший экономический эффект интегрирования АСУ даёт в крупных системах централизованного теплоснабжения, вопросы создания которых и рассматривается в данной работе, как включающей все составляющие элементы ИАСУ.
ИАСУ «Теплосеть» является составной частью ИАСУ.
При анализе существующих аналогов выяснилось, что в них присутствует ряд недостатков, устранение которых и вызывает разработку новых ИАСУ ТЭС.
Изменяющиеся требования к диспетчерскому управлению процессов в сторону усовершенствования автоматизации процессов на ТЭС.
Корпоративная политика ведения производства требуют использование территориально распределенных АСУ. (Территориально распределенная корпорация ТГК-6, г. Пенза).
Применение WEB технологий актуально, в условиях динамично изменяющей экономической ситуации в стране.
Интегрирование с метео информационными сетями в части получения метеоданных и с последующей корректировкой параметров локальных АСУ.
Применения ERP и Smart технологий.
Первичные преобразователи ИАСУ морально устаревают, принимаемые приборы необходимо заменять на более новые современные.
Применение новых датчиков и микроэлектронной базы влечет за собой использование новых типов интерфейсов и сетевых протоколов. Рекомендовано при разработке каналов связи использование сетей Ethernet 10/100/1000 МБ/с протоколом IEEE.
ИАСУ ТЭС выполняет управляющие, информационные и вспомогательные (сервисные) функции.
Состав управляющих и информационных функций для АСУТП и АСУП специфичен, а вспомогательные функции для обеих систем имеют общий характер. Вспомогательные функции обеспечивают:
· метрологический контроль, аттестацию, тестирование и самодиагностику устройств ПТК;
· резервирование технических средств;
· ведение нормативно-справочной информационной базы.
АСУТП ТЭСв составе ИАСУ ТЭС — человеко-машинная многоуровневая иерархическая функционально и территориально распределенная открытая система реального времени.
АСУТП ТЭС на обоих основных уровнях управления: общестанционном и уровне локальных АСУТП выполняет управляющие, информационные и вспомогательные функции.