Разработка системы автоматического управления
МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Направление - 220201 «Автоматизация и управление»
КУРСОВАЯ РАБОТА
на тему: Разработка системы автоматического управления
трансформаторной подстанцией
Выполнил: ст. гр. УиТСз-05-1, Зайцев Н.Н. (подпись)
Проверил к.т.н: д-нт ККС Фомин В.В. (подпись)
Тюмень 2011
Содержание
Постановка задачи
Введение
1.Описание технологического процесса. Объект и его алгоритмы.
2.Выбор технических средств автоматизации
2.1 Выбор измерительных приборов и исполнительных механизмов.
2.2 Выбор модулей Вх/Вых 1746, контроллера, шасси, блока питания.
Заключение
Приложение№1
Приложение№2
Приложение№3
Приложение№4
Список использованных источников
Постановка задачи
Разработать автоматизированную систему управления трансформаторной подстанции. Система должна позволять вести мониторинг в реальном времени таких параметров как: токи, напряжения, мощности вводных и отходящих фидеров, положение двери, температуры, положение автоматических выключателей. Так же позволяла дистанционно включать и отключать автоматические выключатели.
Введение
Автоматизированная система — система, состоящая из персонала и комплекса средств автоматизации его деятельности, реализующая информационную технологию выполнения установленных функций. Автоматизированная система — это организованная совокупность средств, методов и мероприятий, используемых для регулярной обработки информации для решения задачи.
Главной целью создания АС является не упрощение, но категоризация и стандартизация автоматизируемого процесса, что позволяет обеспечивать стабильность работы системы, прозрачность её контроля и анализа слабых мест и основания для её развития либо свёртывания (списания, замены).
В случае правильной автоматизации деятельности организаций, она упрощает принятие решений и уменьшает требуемое время для решения проблем для руководителей любого уровня.
1.Описание технологического процесса. Объект и его алгоритмы.
Структурная схема автоматизированной системы контроля в системе трансформаторных подстанций
Трансформаторная подстанция - это электроустановка, предназначенная для преобразования (повышения или понижения) напряжения в сети переменного тока и распределения электроэнергии. Обычно она состоит из силовых трансформаторов, распределительного устройства, устройства автоматического управления и защиты, а так же вспомогательные сооружений. Однолинейную схему энергоснабжения ТП см. в приложении №1
Диспетчерский пункт (ДП), центр системы диспетчерского управления, где сосредоточивается информация о состоянии производства. Размеры и оснащённость ДП зависят от вида и характера контролируемых процессов и объектов управления. На ДП энергосистемы основное значение имеют автоматическая сигнализация и измерения, требующие непрерывного наблюдения.
Диспетчеризация направлена на обеспечение равномерности загрузки всех звеньев предприятия, непрерывности, ритмичности и экономичности выполнения всех процессов основного производственного цикла, бесперебойной работы вспомогательных и обслуживающих участков. В задачу ДП входит регулирование процесса производства с целью восстановления действующих или установления новых пропорций и ритма работы предприятия. ДП охватывает контроль и управление технологическими процессами, контроль и оперативное распределение энергетических ресурсов. ДП в энергетике осуществляет оперативное управление электростанциями, подстанциями, линиями электропередачи и отдельными крупными установками потребителей. Диспетчерская служба призвана обеспечить бесперебойность и надёжность работы энергосистемы, распределение электроэнергии в соответствии с графиком нагрузки, поддержание установленных для энергосистемы параметров (ток, напряжение, частота в электросети, температура внутри ТП). Алгоритм работы АСУ ТП см. в приложении 2. Функциональную схему см. в приложении №4
2.Выбор технических средств автоматизации
2.1 Выбор измерительных приборов и исполнительных механизмов.
Для измерения напряжения вводных и отходящих фидеров выбираем преобразователь измерительный типа Е4855В. Преобразователь предназначен для линейного преобразования междуфазных напряжений в трех проводных , четырех проводных электрических сетях трехфазного тока частотой 50 Гц в три унифицированных выходных сигнала постоянного тока с диапазоном изменения от 4 до 20 мА.
Преобразователь может применяться в системах диспетчерского управления объектов электроэнергетики и различных отраслей промышленности.
Для измерения токов отходящих фидеров выбираем преобразователь измерительный типа Е854/6 ЭС . ПИ имеет три выхода и предназначен для преобразования переменного тока в унифицированный выходной сигнал постоянного тока с диапазоном изменения от 4 до 20 мА.
Для измерения температуры в помещении трансформаторной подстанции выбираем датчик температуры типа ТСПУ 055. Датчик измеряет температуру в диапазоне от -50 до +50 градусов по Цельсию и имеет выход с унифицированным токовым сигналом постоянного тока от 4 до 20мА.
На вводах №1 и №2 установим датчики тока короткого замыкания и датчики мощности. ДМ типа Е849/10ЭС-Ц предназначенный для линейного преобразования входного сигнала активной и реактивной мощности в два унифицированных токовых сигнала с диапазоном от 4 до 20 мА.
ДТ к.з типа Е854 М/2С с диапазоном выходного сигнала от 4 до 20 мА.
В качестве исполнительных механизмов установлены автоматические выключатели типа Э06С и Э06В с функцией дистанционного управления (выбираем тип в зависимости от номинального тока отходящего фидера).
Таблицу КИПиА см. в приложении №3.
2.2 Выбор модулей Вх/Вых 1746, контроллера, шасси, блока питания.
Выбираем процессор SLC 5/05 (1747-L553) с потребляемой мощностью 1А по шине 5В. Для получения данных телеметрии и управления нам понадобиться:
-28 дискретных входов;
-92 аналоговый вход;
- 27 дискретных выходов.
Дискретные входы нам понадобятся для мониторинга состояния положения автоматических выключателей и контроля состояния входной двери.
Аналоговые входы нам понадобятся для мониторинга текущих величин токов, напряжений, мощностей по всем отходящим фидерам, а так же для контроля температуры внутри трансформаторной подстанции.
Дискретные выходы нам понадобятся для включения и отключения автоматических выключателей.
Таблица адресации ввода-вывода см. в приложении №5.
Для обеспечения кол-во дискретных входов выбираем модуль 1746 IM16 в кол-ве 2 штук.
Для обеспечения кол-ва аналоговых входов выбираем модуль 1746-NI16I в кол-ве 7 штук.
Для обеспечения кол-ва дискретных выходов выбираем модуль 1746 OA16 в кол-ве 2 штук.
Для обеспечения кол-ва разъемов под модули ввода-вывода выбираем шасси 1746-А13, с 13 разъемами под входные- выходные модули.
Для обеспечения бесперебойного питания процессора и модулей необходимо выбрать блок питания с номинальным входным напряжением питания 120-220 В переменного напряжения.
Общий потребляемый всеми модулями ток по шине 5В и 24В составляет:
| Номер модуля по каталоу | Кол-во | Потребляемый ток по шине 5В | Потребляемый ток по шине 24В |
| SLC 5/05 (1747-L553) | 1 | 1000 мА | 0 мА |
| 1746 IM16 | 2 | 170 мА | 0 мА |
| 1746-NI16I | 7 | 875 мА | 525 мА |
| 1746 OA16 | 2 | 370 мА | 0 мА |
| Итого | 2415 мА | 525 мА |
По каталогу нам подходит номер 1746-Р2
Заключение
В процессе выполнения работы были выбраны технические средства автоматизации. Преобразователи измерительные были выбраны с выходным унифицированным сигналом 4-20 мА. Выбран контроллер и модули ввода-вывода, а так же шасси. Рассчитаны суммарные токи потребляемые модулями и выбран блок питания
Список использованных источников
1. Справочник инженера по АСУТП. Проектирование и разработка. Ю. Н. Федоров. Инфра-Инженерия, 2008 г.
2. Современные датчики. Фрайден Дж. Техносфера, 2006 г.
3. Инжиниринг электроприводов и систем автоматизации. Новиков В.А., Чернигов Л.М. Академия, 2006 г.
4. Электронные элементы устройств автоматического управления. Схемы, расчет, справочные данные. Академкнига, 2006 г.
5. Конспект лекций
6. Описание контроллеров и модулей ввода- вывода
7. www.mir-omsk.ru
8. www.gosan.ru