Разработка АСР давления пара на выходе котла утилизатора

7 КОНФИГУРИРОВАНИЕ КОНТРОЛЛЕРА
ОКО (01) – Оперативный контроль контуров регулирования.
Алгоритм применяется в том случае, если оперативное управление контуром регулирования должно вестись с помощью лицевой панели контроллера. Каждый контур (от 1 до 4) обслуживается своим алгоритмом ОКО.
Алгоритм позволяет с помощью клавиш лицевой панели изменять режим управления, режим задания, управлять программным задатчиком, изменять выходной сигнал регулятора (в режиме ручного управления), изменять сигнал задания (в режиме ручного задатчика), а также контролировать сигналы задания и рассогласования, входной и выходной сигналы, параметры программы (при программном регулировании) и т.п. На рис 17 изображена функциональная схема оперативного контроля регулирования «ОКО», а в табл. 10 изображены входы алгоритма «ОКО».

Рис. 17 Функциональная схема «ОКО»


Таблица 11
Входы алгоритма «ОКО»
Входы Назначение N Обозначение Вид 01 Хздн Входы Сигнал задания 02 Хвх Входной сигнал (регулируемый параметр) 03 W0 0% в технических единицах 04 W100 100% в технических единицах 05 Xε Сигнал рассогласования 06 ХРУЧ Сигнал ручного управления 07 ХВР Выходной сигнал регулятора 08 Z Любой выбранный сигнал 09 NZ Тип сигнала на входе Z 10 NOK Ошибка контура 11 Хздл Сигнал задания ведомого регулятора в локальном режиме 12 Хвхл Входной сигнал (регулируемый параметр) ведомого регулятора в локальном режиме 13 W0,Л 0% в технических единицах для ведомого регулятора в локальном режиме 14 W100,Л 100% в технических единицах для ведомого регулятора в локальном режиме 15 Xε,Л Сигнал рассогласования ведомого регулятора в локальном режиме
ВАА (07) – Ввод аналоговой группы А.
Алгоритм применяется для связи функциональных алгоритмов с аппаратными средствами аналогового входа (с АЦП). Для связи с аналоговыми входами группы А и Б используются соответственно алгоритмы ВАА и ВАБ. Каждый алгоритм обслуживает до 8 аналоговых входов.
Помимо связи с АЦП алгоритмы ВАА и ВАБ позволяют корректировать диапазон входного аналогового сигнала в двух точках, соответствующих 0% и 100% диапазона.

Рис. 18 Функциональная схема алгоритма «ВАА»

Таблица 12
Входы-выходы алгоритма «ВАА»
Входы Назначение N Обозначение Вид 01 XCM,1 Входы Смещение канала 1 02 КM,1 Диапазон канала 1 03 XCM,2 Смещение канала 2 04 КM,2 Диапазон канала 2 .
. .
. .
. 2m-1 XCM,m Смещение канала m m+1 KM,m Диапазон канала m 01 Y1 Выходы Выход канала 1 02 Y2 Выход канала 2 .
. .
. .
. m Ym Выход канала m

ЗДН (24) – Задание.
Алгоритм применяется для формирования сигнала ручного задания в контуре регулирования. Через этот алгоритм к регулятору подключаются также программные задатчики и сигнал внешнего задания. Алгоритм применяется в сочетании с алгоритмом ОКО.
Содержит узел ручного задания, узел динамической балансировки, переключатель вида задания и переключатель программ.
Алгоритм имеет модификатор, который определяет число независимых программ задатчиков, подключаемых к регулятору.
С помощью переключателя вида задания выбирается один и трех видов задания: ручное задание («РЗ»), программное задание («ПЗ») или внешнее задание («ВЗ»).
В режиме ручного задания сигнал задания изменяется вручную. В режиме программного задания сигнал задания поступает через соответствующий вход Хпр,i (обычно к этим входам подключаются программные задатчики). В режиме внешнего задания сигнал задания поступает с входа Хвн.
Алгоритм ЗДН содержит встроенный механизм статической и динамической балансировки.
На рис. 19 изображена функциональная схема алгоритма «ЗДН», а в табл. 12 изображены входы-выходы алгоритма «ЗДН».

Рис. 19 Функциональная схема алгоритма «ЗДН»
Алгоритм является инициатором команды отключения. Эта команда формируется в каскадном входе Хвн, если установлен ручной или программный вид задания. Команда отключения вместе с текущим значением сигнала задания транслируется предвключенному алгоритму.
Таблица 13
Входы-выходы алгоритма «ЗДН»
Входы Назначение № Обозначение Вид 01 Ссб

Входы Включение статической балансировки 02 СДБ Включение динамической балансировки 03 VДБ Скорость динамической балансировки 04 Хвн Сигнал внешнего задания 05 ХПР.1 Вход для 1-го программного задатчика 06 ХПР.2 Вход для 2-го программного задатчика … … … m ХПР.m Вход для m-го программного задатчика 01 YЗДН
Выходы Основной выход (каскадный) 02 Dруз Режим ручного задания 03 Dвнш Режим внешнего задания 04 Dпрг


Выходы Режим программного задания 05 NП Номер текущей программы 06 Nуч Номер текущего участка 07 ТП Время, оставшееся до окончания текущего участка 08 Dкпв Конец очередного повторения программы 09 Nост Оставшееся число повторений 10 Dпс Программа в состоянии «пуск» 11 Dст Программа в состоянии «стоп» 12 Dсбр Программа в состоянии «сброс» 13 Dкп Конец программы

РАН (20) – Регулирование аналоговое.
Алгоритм используется при построении ПИ-регулятора, имеющего аналоговый выход. Алгоритм, как правило, сочетается с пропорциональным исполнительным механизмом (позиционером) либо используется в качестве ведущего в схеме каскадного регулирования.
Помимо формирования ПИ закона в алгоритме вычисляется сигнал рассогласования, этот сигнал фильтруется, вводится зона нечувствительности. Выходной сигнал алгоритма ограничивается по максимуму и минимуму. На рис 20 представлена функциональная схема алгоритма «РАН», а на рис 21 изображены входы-выходы алгоритма «РАН».



Рис. 20 Функциональная схема алгоритма «РАН»



Рис. 21 Входы-выходы алгоритма РАН



РУЧ (26) – Ручное управление.
Алгоритм предназначен для изменения режимов управления регулятора. С его помощью регулятор переключается в дистанционный или ручной режим работы. В ручном режиме выходной сигнал изменяется вручную. Алгоритм РУЧ применяется в составе как аналогового, так и импульсивного регулятора и используется в сочетании с алгоритмом ОКО. Алгоритм содержит переключатель режимов работы и узел ручного управления. На рис 22 изображена функциональная схема алгоритма «РУЧ», а в табл. 13 изображены входы-выходы алгоритма «РУЧ».

Рис. 22 Функциональная схема алгоритма «РУЧ»
Таблица 14
Входы-выходы алгоритма «РУЧ»
Входы Назначение № Обозначение Вид 01 Сруч
Входы Переход на ручной режим 02 Х(к) Сигнал локального или каскадного регулятора (каскадный) 03 ХДСТ(к) Сигнал дистанционного управления (каскадный) 01 Y(к)
Выходы Основной выход (каскадный) 02 Dруч Ручной режим 03 Dдст Дистанционный режим АВА – аналоговый вывод группы А.
Алгоритм применяется для связи функциональных алгоритмов с аппаратными средствами аналоговых выходов (с ЦАП). Каждый алгоритм обслуживает до 2 аналоговых выходов. Помимо связи с ЦАП алгоритмы АВА позволяют корректировать диапазон выходного аналогового сигнала в двух точках, соответствующих 0 и 100% диапазона.

Рис. 23 Функциональная схема алгоритма «Аналоговый вывод АВА»

Алгоритм содержит до 2 идентичных независимых каналов. Число этих каналов 0<=m<=2 задается модификатором (рис. 9). Каждый канал связан с соответствующим (по номеру) аналоговым выходом контроллера. Эта связь образуется «автоматически», как только алгоритм АВА (АВБ) вводится в один из алгоблоков контроллера. Прежде чем поступить на аналоговый выход, входной сигнал умножается на коэффициент и к полученному произведению добавляется сигнал смещения. Эти операции позволяют компенсировать смещение диапазона и нуля ЦАП. Обозначение и назначение входов алгоритма АВА приведены в таблице 14.
Таблица 15
Входы алгоритма АВА
Входы Назначение № Обозначение Вид 01 Xi Входы Вход канала 1 02 Хсм,1 Смещение канала 1 03 Км,] Диапазон канала 1 04 Х2 Вход канала 2 05 Хсм,2 Смещение канала 2 06 Км,2 Диапазон канала 2

















8 РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ РЕГУЛЯТОРА
Функциональная схема регулятора КР-500М приведена в графическом материале.

Сигнал задания поступает на вход алгоритма РАН, на второй вход этого алгоритма поступает сигнал давления пара от датчика Метран 55 (через алгоритм ВАА).
Выходной сигнал РАН через алгоритм РУЧ и алгоритм АВА поступает на блок ручного управления, далее на исполнительный механизм, который в свою очередь производит перемещение регулирующего органа на заданное значение, тем самым регулируя давление пара.
С помощью алгоритма оперативный контроль регулирования «ОКР» организуется оперативное управление. Функции, выполняемые при оперативном управлении, задаются путём конфигурирования входов алгоритма «ОКР». Вход «Xвх» подключается к сигналу, представляющему регулируемый параметр. Вход «Хε» связывается с выходом «Ypac» алгоритма «РАН», на котором формируется сигнал рассогласования. Вход «Хруч» и «Хвр» (выход регулятора) подключается к первому выходу алгоритма «РУЧ».



















9 РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ВНЕШНИХ СОЕДИНЕНИЙ АСР
Схема внешних соединений приведена в графическом материале.
В состав этой схемы входят: один блок контроллера БК-500, блок питания БП-Г-00, модуль питания МП-Б-03, клеммно-блочный соединитель КБС-3.
В схеме задействованы 2 аналоговых входных сигнала с диапазоном изменения 4-20 мА и один дискретный выходной сигнал 24 В. Питается контроллер от сети переменного тока ~220В частотой 50Гц. Сеть переменного тока ~220Вподключается непосредственно к клеммам блока БП-Г-00. Входной и выходной сигналы распределяются по входам-выходам контроллера БК-500 следующим образом. Входной и выходной аналоговые сигналы поступает на колодку соединителя КБС-3.
МАС - модуль аналогового сигнала;
КБС-3 - клеммно-блочное соединение для аналоговых сигналов;
МСТ – интеллектуальный пускатель;
Метран-55 - измерительный преобразователь давления;
БРУ - блок ручного управления;
ВЭП - интеллектуальный исполнительный механизм








ВЫВОДЫ
В ходе курсового проектирования была разработана АСР котла-утилизатора К-40/1,4-310-435. В результате была предложена структура АСР, выбраны технические средства, входящие в систему. Разработана структура и состав контроллеров АСР, произведен выбор и изучены возможности инструментальных средств для реализации АСР, а также выполнена реализация АСР котла на современных контроллерах КР-500М.
Внедрение системы приведет к повышению производительности по пару, экономии электроэнергии, увеличению КПД котлоагрегата, а также к уменьшению загрязнения окружающей среды и улучшению экологической обстановки близлежащих районов.













Перечень сокращений, условных обозначений, символов, единиц и терминов

АРМ – автоматизированное рабочее место
АСР – автоматическая система регулирования
КТС – комплекс технических средств
ОЗУ – оперативное запоминающее устройство
ПЛК – программируемый логический контроллер
УСО – устройства связи с объектом
ХВО – химическая водоочистка

















Список использованных источников
1. Клюев А.С., Таланов В.Д., Демин А.М. Проектирование систем автоматизации/ под ред. А.С. Клюева - М.: «Испо-Сервис», 2002.-148 с.
Клюев А.С., и др. Проектирование систем автоматизации технологических процессов: справочное пособие/ под ред. А.С. Клюева - М.: «Альянс», 2008.- 464 с.
Буйлов Т.П., Доронин В.А., Серебряков Н.П. Автоматика и автоматизация производственных процессов ЦБП: учебное пособие. - М.: Экология, 1995.- 320 с.
Серебряков Н.П., Буйлов Г.П. Основы автоматизированного проектирования систем автоматизации в ЦБП/ ЛТИЦБП.- Л., 1990.- 35 с.
Суриков В.Н., Серебряков Н.П. Автоматизированные системы управления технологическими процессами: учебно-методическое пособие по курсовому проектированию/ ВШТЭ СПБГУТД. СПБ., 2017 -46 с.
О составе разделов проектной документации и требования к их содержанию. Постановление Правительства РФ от 16 февраля 2008 г. № 87.
Буйлов Г.П. Автоматизация оборудования ЦБП: учебное пособие/ СПбГТУРП.- СПб., 2009.- 167 с.
Учебные материалы по оформлению курсовых проектов. -http://sampo.ru/~olle/Docs/forma%20kurs.doc
Выбор и обоснование КТС. -http://www.dissercat.com/content/metodika-razrabotki-programmno-tekhnicheskikh-kompleksov-sm-evm-dlya-asutp




Приложение 1
Заказная спецификация САиУ
Пози-ция Наименование и техническая характеристика оборудования Тип, марка оборудования Завод изготовитель Коли-чество Приме-чание 1 2 3 4 5 6 АСР давления пара после котла 1 Преобразователь измерительный избыточного давления с выходным сигналом 4 ... 20 мА 4212-009-12580824-2002 (МП) Метран 55-ДИ-515-1,6 0-1,6 МПа Концерн Метран г.Челябинск
1 - 2 Блок ручного управления БРУ-7 ООО Микрол, г. Санкт-Петербург 1 - 3 Исполнительный механизм пневматический с МИМ КПСР-Б серия 210, 25с47нж. OOO Теплофизика
г. Санкт-Петербург 1 - 4 Многоканальный промышленный регулирующий контроллер КР-500М ЗАО «ВОЛМАГ»
г.Чебоксары 1 -













2




2