Здесь можно найти учебные материалы, которые помогут вам в написании курсовых работ, дипломов, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение оригинальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение оригинальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения оригинальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, РУКОНТЕКСТ, etxt.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии так, что на внешний вид, файл с повышенной оригинальностью не отличается от исходного.

Работа № 116461


Наименование:


Диплом Тема ВКР«Модернизация автоматизированной системы управления тепловым узлом административного здания»

Информация:

Тип работы: Диплом. Добавлен: 05.06.2019. Год: 2018. Страниц: 59. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Министерство образования и науки РФ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕУЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра «Автоматизация и робототехника»


«___»_________2018г.


ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
(бакалавр)
на тему:
«Модернизация автоматизированной системы управления
тепловым узлом административного здания»

группы ЗАТП-131


Пояснительная записка
Шифр ВКР-02068998-26-17-00.00.000.ПЗ
Специальность (направление)
15.03.04 «Автоматизация технологических процессов и производств»

_________________

Омск 2018?
Министерство образования и науки Российской Федерации
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕУЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
на выполнение выпускной квалификационной работы
(бакалавра)
Студенту
Группа факультет/институт ЗАТП-131, институт заочного
образования
Направление 15.03.04 «Автоматизация технологических процессов и
производств»
Код квалификации Степень или квалификация бакалавр
Тема ВКР «Модернизация автоматизированной системы управления
тепловым узлом административного здания»
Руководитель
Ученое звание, ученая степень руководителя к.т.н, доцент
Место работы, должность руководителя каф. АРТ, ФИТиКС
Срок сдачи полностью оформленного задания на кафедру 22.05.2018
Задание на ВКР (перечень подлежащих разработке разделов):
1. Аналитический обзор;
2. Разработка функциональной схемы системы управления;
3. Выбор средств управления и разработка структурной схемы;
4. Разработка алгоритмов управления;
5. Разработка схемы электрической принципиальной;
6. Разработка схемы электрической соединений;
7. Расчетная часть
Перечень графического материала с указанием основных чертежей и (или)
иллюстративного материала
Функциональная схема автоматизации; Структурная схема автоматизации;
Алгоритм управления; Принципиальная электрическая схема;
Лист расчетов.
?
Аннотация
Выпускная квалификационная работа выполнена на 52 страницах и содержит 15 рисунков, литературных источников 21, техническое задание, графическая часть отутсвует
Целью работы является повысить эффективность работы теплового узла административного здания, подбор полевого КИПиА, подбор системы управления тепловым узлом, а также расчет регулятора в соответствии с техническим заданием.
Для достижения цели работы были разработаны функциональная и структурная схемы системы управления, схема соединений, разработаны алгоритмы управления, приведены все необходимые расчеты. В работе обосновываются принятые технические и организационные решения при разработке системы управления и выбора типа датчиков, исполнительных механизмов, элементов управления.
Автоматизированная система управления должна обеспечить:
- автоматическое регулирование температуры ИТП, аварийное отключение;
- обеспечение управления при помощи команд, поступающих с панели оператора или с ЭВМ;
- вывод диагностических сообщений;
- формирование отчетов по расходу ;
- прием и обработка информации с аналоговых датчиков, и вывод управляющего воздействия на исполнительные механизмы.
Ключевые слова: тепловой пункт, система управления, технологический процесс.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 5
1. Обзор и анализ состояния вопроса 6
1.1. Функциональные уровни системы автоматизации зданий 8
2. Разработка функциональной схемы системы управления 16
3. Разработка структурной схемы управления 18
3.1 Датчики и исполнительные механизмы 18
3.2 Конфигурация контроллера 24
4. Разработка алгоритмов управления 38
5. Расчет контура регулирования температуры 41
5.1. Математическая модель системы автоматического регулирования температуры 42
5.2. Анализ системы автоматического регулирования температуры 44
6. Разработка схемы электрических подключений 49
Заключение 50
Библиографический список 51
Приложение А
Приложение Б


Введение

Автоматизация зданий — одно из важнейших направлений в области строительства и управления инженерными системами. Применение системы автоматизации зданий позволяет повысить эффективность работы осветительного и обогревательного оборудования, вентиляции и кондиционирования, водоснабжения. Два основных аспекта предопределили рост популярности комплексных решений для обеспечения автоматизированного управления инженерными системами жилых и административных зданий: ужесточение требований к энергоэффективности зданий, и повышение уровня индивидуального комфорта.
Автоматизация зданийи автоматизация инженерных систем зданий начинаются уже на этапе проектирования любого современного комплекса. При разработке проектов систем автоматизации зданий решаются задачи по управлению системами отопления, электроснабжения, водоснабжения и канализации, освещения, ИКТ и др. Чем выше функциональная нагрузка, тем сложнее автоматизация инженерных систем зданий. Автоматизация зданий предполагает, что все элементы инженерных систем, имея свои локальные пункты управления, объединяются в общую диспетчерскую систему интеллектуального здания - автоматизированную систему управления.
В процессе выполнения выпускной квалификационной работы решаются следующие задачи:
- разработка функциональной схемы автоматизации технологического процесса;
- разработка структурной схемы;
- разработка схемы алгоритма управления;
- разработка схемы электрических соединений;
- расчет настроек регулятора, одного из контура регулирования.
?
1. Обзор и анализ состояния вопроса

Система автоматизации и управления зданиями позволяет автоматизировать управление всеми инженерными системами одного или нескольких зданий выбрать оптимальные режимы эксплуатации и экономичное потребление внешних ресурсов. Современное здание содержат от 25 до 50 и более разнородных систем жизнеобеспечения, которые отличаются не только назначением и выполняемыми функциями, но и принципами работы: электрические, механические, транспортные, электронные, гидравлические и т.д. Для того чтобы все эти разрозненные инженерные системы работали в едином комплексе, осуществляли между собой обмен данными и контролировались, и управлялись из единой диспетчерской, главным звеном интеллектуального здания является система управления зданием. Система управления зданием, которую в России называют еще и системой автоматизации и диспетчеризации инженерного оборудования, является ядром интеллектуального здания и представляет собой аппаратно-программный комплекс, осуществляющий сбор, хранение и анализ данных от различных систем здания, а также управление работой этих систем через сетевые контроллеры (процессоры).
Применение систем автоматизации и управления зданиями и ресурсосберегающего оборудования позволяет:
- вписаться в ограниченные энергомощности и исключить расходы на строительство дополнительной подстанции и прокладку силовых кабелей, особенно в центральных частях города, где муниципальные власти ограничивают владельцев зданий в объемах энергопотребления;
- сократить расходы на дорогостоящие ремонт и замену вышедшего из строя оборудования, продлить срок его службы за счет постоянного мониторинга параметров инженерных систем и своевременного проведения наладочных работ при выявлении отклонений параметров систем от нормы.
Помимо значительного снижения численности персонала, обслуживающего инженерные системы здания, за счет максимальной автоматизации процессов управления и контроля работы систем жизнеобеспечения, владелец интеллектуального здания может рассчитывать на получение следующих выгод:
- увеличится в два раза срок бесперебойной работы инженерных систем за счет автоматического поддержания оптимальных условий работы оборудования;
- при возникновении аварийных ситуаций операторы, осуществляющие контроль работы оборудования, будут иметь полную информацию о работе каждой системы и рекомендации системы автоматизации и управления зданиями по выбору оптимального и наиболее безопасного выхода из ситуации. При этом большая часть задач будет решать автоматика здания;
- расходы на техническое обслуживание оборудования и инженерных систем будут минимальными; поскольку мониторинг параметров всех систем осуществляется круглосуточно и при своевременном вызове сервисных бригад, случаи серьезного ремонта оборудования будут исключены
- все действия автоматики и операторов систем протоколируются системой автоматизации и управления зданиями, поэтому вероятность возникновения ситуаций коллективной безответственности за остановку или сбой в работе оборудования близка к нулю.


?
1.1. Функциональные уровни системы автоматизации зданий
Нижний уровень
Представляет собой сеть контроллеров, распределенных по этажам, группам помещений. Все контроллеры объединены одним кабелем. Данные с контроллеров передаются на верхний уровень.
- сбор и первичная обработка информации с подключенных датчиков, счетчиков и других приборов;
- формирование управляющих воздействий на оборудование (автоматическое и по команде оператора);
- автоматическое регулирование по заданным алгоритмам;
- функционально-групповое управление;
- реализация защит и блокировок;
- диагностика оборудования.

Верхний уровень
В состав верхнего уровня входят сервера и АРМы (автоматизированные рабочие места):
- предоставление оператору оперативной и архивной информации;
- архивирование информации;
- анализ и обработка информации;
- протоколирование и документирование;
- настройка оборудования;
- управление системами;
- удаленный контроль и управление системой.
На сервере осуществляется прием данных с контроллеров, их обработка, анализ и архивирование, а АРМ осуществляет отображение всех параметров системы в разных формах.
Особенности систем управления оперативного контроля и управления технологическими процессами административных зданий:

Рисунок 1 – схема организации АРМ оператора

- Электроснабжение зданий;
- Контроль над состоянием инженерных систем зданий;
- Охранная, пожарная сигнализации и пожаротушения;
- Информация и связь;
- Видеонаблюдение;
- Управление вспомогательными службами;
- Регулирование систем отопления, ГВС, ХВС, вентиляции и кондиционирования
Управление отоплением и горячим водоснабжением:
- автоматическое поддержание температуры в помещениях здания путем автоматического регулирования системой отопления (водяное отопление, электрические или масляные радиаторы, теплый пол), в том числе по заданной Пользователем программе-сценарию;
- контроль состояния системы отопления, ИТП, ЦТП (температура, давление в прямом и обратном трубопроводе, удержание температуры обратной воды в заданном диапазоне);
- контроль и автоматическое управление подпиткой контуров;
- установка экономичных режимов (день/ночь/выходные)...
?
Заключение

В выпускной квалификационной работе , в соответствии с требованиями, указанными в техническом задании. разработана функциональная схема автоматизации тепловым узлом административного здания. Произведен подбор средств автоматизации и разработана структурная схема трехуровневой системы управления (подобран программируемый контроллер на базе фирмы Honeywell, полевой КИПиА, а также исполнительные механизмы). Разработана схема алгоритма управленя, и произведены расчет контура регулирования температуры. Была разработана электрическая принципиальная схема, для выполнения электромонтажных работ.
В ходе работы было достигнуто, что АСУ тепловым узлом выполняет следующие основные функции:
1. Автоматическое регулирование параметров (температура на различных участках трубопровода, контроль расхода, а также давления) технологического процесса во всех режимах работы: ручной, автоматический.
2. Визуализация технологического процесса выполняемого режима с отображением информации в графическом виде на дисплее компьютера оператора.
3. Контроль работы установки и диагностика состояния системы управления с отображением информации на мониторах.
?
Библиографический список
1. Александров К.К., Кузьмина Е.Г. Электротехнические чертежи и схемы. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: Издательство МЭИ, 2004. – 300[4] с., ил.
2. Анашкин А. С., Кадыров Э. Д., Харазов В. Г. Техническое и программное обеспечение распределенных систем управления. Учебное пособие для вузов.- СПб.: «Р-2», 2004.
3. Андреев Н.П. «Синтез цикловых систем логико-программного управления технологическим оборудованием с применением ЭВМ», учебное пособие, Омск 1995.
4. Краткий каталог продукции «Прософт» 2004/2005, 288с.
5. Оливер В. Г., Оливер Н. А. Компьютерные сети.- СПб.: Питер, 2005.
6. Ицкович Э.Л. Современные интеллектуальные датчики общепромышленного назначения, их особенности и достоинства // Датчики и системы. 2002. № 2.
7. ГОСТ 21.408-2013 Единая система проектной документации для строительства. Правила выполнения рабочей документации автоматизации технологических процессов
8. ГОСТ 2.710-81 Единая система конструкторской документации. Обозначения условные графические. Обозначения буквенно – цифровые в электрических схемах
9. ГОСТ 2.782-96. Единая система конструкторской документации. Обозначения условные графические. Машины гидравлические и пневматические. Правила выполнения. – М.: Изд. Стандартов, 1996. – 16с.
10. ГОСТ 21.208-2013. Межгосударственный стандарт. Правила выполнения рабочей документации автоматизации технологических процессов. Правила выполнения. – М.: Изд. Стандартов, 2013
11. Журнал «ИСУП» [электронный ресурс] – Режим доступа:
12. Honeywell автоматизация инженерных зданий каталог [электронный ресурс] – Режим доступа: catalog/81/
13. ОАО НПП «Элемер» [электронный ресурс] / Электронный каталог продукции Режим доступа: production/pressure
14. ОАО НПП «Эталон» [электронный ресурс] / Электронный каталог продукции – Режим доступа: ?action=thau9310
15. Федотов А.В. Автоматизация технологических процессов и производств: сборник заданий для практических занятий и самостоятельной работы / А. В. Федотов – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2007. – 34 с.
16. Федотов А.В. Теория автоматического управления: Конспект лекций. -Омск: Издательство ОмГТУ, 2007. 176 с.
17. Федотов А.В. «Автоматизация управления в производственных системах», Уч.пособие, Омск 2001, ОмГТУ, 368 стр.
18. Федоров Ю.Н. «Справочник инженера по АСУ ТП: проектирование и разработка. Учебно-практическое пособие»,- М.: Инфа-Инженерия, 2008. - 928 стр., 12 ил.
19. Федоров Ю.Н. «Порядок создания, модернизация и сопровождения АСУ ТП»,- М.: Инфа-Инженерия, 2011. - 576 стр.
20. Хомченко В. Г. Проектирование автоматизированных систем: конспект лекций / В. Г. Хомченко, А. В. Федотов – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2007, 175 стр.
21. SchneiderElectricLexium [электронный ресурс]
Электронный каталог продукции Режим доступа: brends/SchneiderElectric/catalog/servo/
?

Приложение А
Техническое задание
1. Наименование и область применения
Модернизация автоматизированной системы управления тепловым узлом административного здания г. Ханты-Мансийского автономного округа.
2. Основание для разработки
Основанием для разработки является тема, выданная кафедрой от 21.01.2018.
3. Цель и назначение разработки
Целью данной разработки является Модернизация автоматизированной системы управлениятепловым узлом административного здания, создание АСУ для управления и визуализации этих процессов на базе ЭВМ (интерфейс оператора).
Применение АСУ ТП позволяет в режиме реального времени отслеживать весь технологический процесс с помощью визуализации результатов измерений в графической и табличной форме на АРМ оператора, в автоматическом режиме производить аварийную остановку всей системы.
4. Источники разработки
ПУЭ «Правила устройств электроустановок»;
ГОСТ 21.1101-2013 «Система проектной документации для строительства. Основные требования к проектной и рабочей документации»;
ГОСТ 21.408-2013 «Система проектной документации для строительства. Правила выполнения рабочей документации автоматизации технологических процессов»;
РД 153-34.1-35.137-00 «Технические требования к подсистеме технологических защит, выполненных на базе микропроцессорной техники»;
СО 34.35.101-2003 «Методические указания по объему технологических измерений, сигнализации, автоматического регулирования на тепловых электростанциях».
5. Технические требования
5.1 Общие технические требования
5.1.1 Конструктивные требования к продукции и составным частям
Общий вид и установочные размеры должны соответствовать чертежам, приведенным в стандартах или технических условиях на конкретные типы оборудования.
Внешний вид оборудования должен соответствовать образцам внешнего вида и их описаниям, утвержденным в установленном порядке.
5.1.2 Требования к монтажной пригодности продукции
Не допускается поступления на сборку деталей, сборочных единиц и изделий, не имеющих маркировки, клейма отдела технического контроля или документа, удостоверяющего их качество.
Разборочные сборные единицы при сборке и монтаже должны иметь маркировку согласно сборочным монтажным чертежам и спецификациям, а при электрическом монтаже - согласно сборочным электромонтажным чертежам и электрическим схемам соединений или принципиальным схемам.
5.2. Показатели назначения
АСУ ТП должна обеспечивать:
- автоматическую подачу;
- аварийное отключение регулирующих клапанов, наосов;
- обеспечение управления при помощи команд, поступающих с панели оператора или с ЭВМ;
- вывод диагностических сообщений;
- формирование отчётов по приходу и расходу воды;
- прием и обработка информации с аналоговых датчиков.
Система управления обеспечивает ввод аналоговых сигналов, вывод дискретных и аналоговых.
Параметры входных аналоговых сигналов:
- допустимое значение входного напряжения до 24В;
- допустимое значение входного тока до 40 мА.
Параметры выходных дискретных сигналов:
выходное напряжение логической единицы не менее 0.8 В
выходной ток высокого уровня:
- номинальное значение 2 А;
-допустимый диапазон изменений 5 мА…2,4 А;
выходной ток низкого уровня, не более 0,5 мА;
сопротивление нагрузки 12 Ом…4 кОм.
5.3 Показатели надежности
- наработка на отказ, не менее………………………………..….87600ч;
- средний срок службы, не менее…………………………………30 лет.
5.4. Требования к технологичности и метрологическому обеспечению разработки, производства и эксплуатации
Система управления автоматическим комплексом должна состоять из модулей. Модульная организация должна обеспечить:
- быструю замену составных частей системы управления в случае выхода их из строя;
- удобство технического обслуживания системы;
- возможность наращивания количества обслуживаемых входов-выходов за счет подключения модулей расширения.
Интерфейсы модулей должны быть совместимы для подключения к контролеру. Контроллер должен иметь возможность подключения к ЭВМ верхнего уровня.
На различных этапах изготовления системы управления должен осуществляться контроль выполненных работ.
При эксплуатации должен производиться:
- тщательный автоматизированный выходной контроль;
- контроль важнейших элементов аппаратуры в режиме реального времени.
Метрологические требования обеспечить в соответствии с ГОСТ 8032-84.
5.5 Требованияк уровню унификации и стандартизации
При разработке системы управления необходимо обеспечить максимальную унификацию применяемых узлов и деталей; использование стандартных крепежных изделий.
Использование серийно выпускаемых комплектующих изделий не менее 95%.
Все приобретаемые изделия и узлы, входящие в комплект должны быть общего назначения и не подлежать согласованию.
5.6 Требования к безопасности и влияния на окружающую среду
Требования к безопасности и влияния на окружающую среду обеспечить для взрывоопасной зоны категории IIВ по ГОСТ 12.1.011-91.
Правила технической безопасности обеспечить по ГОСТ 12.2.003.-91. ССБТ. Оборудование производственное. Общие требования безопасности.
Электробезопасность обеспечить по ГОСТ 12.2.007.0-75. ССБТ. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности.
ГОСТ ИСО/ТО 12100-1-2001. Безопасность оборудования. Основные понятия общие принципы конструирования. Часть 1. Основные термины, методика.
ГОСТ ИСО/ТО 12100-1-2002. Безопасность оборудования. Основные понятия общие принципы конструирования. Часть 2. Технические правила и технические требования.
Основные требования по производству работ под напряжением в электроустановках по ГОСТ 28259 – 89.
Руководство для пользователей электротехнических изделий по защите от поражений электрическим током по ГОСТ Р МЭК 60536 – 2 – 2001 и по ГОСТ Р 61.140 – 2000.
5.7.Эстетические и эргономические требования
Конструктивное исполнение АСУ должно соответствовать основному назначению и удовлетворять эстетическим и эргономическим требованиям в соответствии ГОСТ 12.2.049-80.
5.8. Условия эксплуатации. Требования к техническому обслуживанию и ремонту
Эксплуатация блоков верхнего и среднего уровней системы управления должна производиться в закрытом, отапливаемом помещении, не содержащем агрессивных паров и газов в концентрациях, повреждающих металл и изоляцию.
Условия эксплуатации по ГОСТ 18725-83:
- относительная влажность воздуха от 5 до 80 %;
- атмосферное давление от 84 до 107 кПа.
Допустимые воздействия механических нагрузок:
-вибрация с частотой до 25 Гц и амплитудой до 0,1 мм;
-ударные ускорения до 30 м/с2;
Все работы по монтажу, техническому обслуживанию и ремонту комплекса должны производиться специалистами высокой квалификации, изучившими устройство и работу комплекса, допущенными к самостоятельной работе в действующих электроустановках напряжением до 1000 Вольт и имеющими квалификационную группу по электробезопасности не ниже третьей.
Обслуживание комплекса производить ежеквартально.
?
5.9 Требования к транспортированию и хранению
Хранение блоков системы производить в таре в закрытом помещении при температуре от +5 ?С до +35 ?С и относительной влажности не более 85%. Не допускается хранение вместе с испаряющимися жидкостями, кислотами, растворителями и другими веществами, которые могут вызвать коррозию и нарушение покрытий составных частей системы управления.
Составные части СУ должны транспортироваться в упаковке предприятия-изготовителя в закрытом транспорте (автомобильном, железнодорожном, воздушном в отапливаемых отсеках) в условиях хранения 5 по ГОСТ 15150-80.
Транспортирование упакованной системы управления должно производиться в соответствии с правилами перевозок грузов, действующими на данном виде транспорта. Во время погрузочно-разгрузочных работ и транспортирования упакованные блоки СУ не должны подвергаться резким ударам и воздействию атмосферных осадков. Способ укладки на транспортное средство должен исключать свободное перемещение упаковок.
Стадии разработки
Техническое задание. 10.02.18 г.
Разработка функциональной схемы автоматизации ТП, оформление соответствующего раздела пояснительной записки. 15.03.18 г.
Разработка структурной схемы СУ, оформление соответствующего раздела пояснительной записки. 25.03.18 г.
Расчет. Разработка схемы алгоритма. Завершение оформления пояснительной записки. 29.04.18
7 Порядок контроля и приемки
Выпускная квалификационная работа защищается на технической комиссии кафедры АРТ.
?


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru


Смотреть похожие работы

* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.