Разработка АСР подогрева воздуха, подаваемого в топку котла

Рис. Функциональная схема алгоритма «ВАА» Таблица Входы-выходы алгоритма «ВАА»ВходыНазначениеNОбозначениеВид01XCM,1ВходыСмещение канала 102КM,1Диапазон канала 103XCM,2Смещение канала 204КM,2Диапазон канала 2......2m-1XCM,mСмещение канала mm+1KM,mДиапазон канала m01Y1ВыходыВыход канала 102Y2Выход канала 2......mYmВыход канала mЗДН (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.22 изображена функциональная схема алгоритма «ЗДН», а втабл.8 изображены входы-выходы алгоритма «ЗДН».Рис. 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 Входы-выходы алгоритма «ЗДН»ВходыНазначение№ОбозначениеВид01СсбВходыВключение статической балансировки02СДБВключение динамической балансировки03VДБСкорость динамической балансировки04ХвнСигнал внешнего задания05ХПР.1Вход для 1-го программного задатчика06ХПР.2Вход для 2-го программного задатчика………mХПР.mВход для m-го программного задатчика01YЗДНВыходыОсновной выход (каскадный)02DрузРежим ручного задания03DвншРежим внешнего задания04DпргВыходы Режим программного задания05NПНомер текущей программы06NучНомер текущего участка07ТПВремя, оставшееся до окончания текущего участка08DкпвКонец очередного повторения программы09NостОставшееся число повторений10DпсПрограмма в состоянии «пуск»11DстПрограмма в состоянии «стоп»12DсбрПрограмма в состоянии «сброс»13DкпКонец программыРИМ (21) – Регулирование импульсное. Алгоритм используется при построении ПИД регулятора, работающего в комплекте с исполнительным механизмом постоянной скорости. Алгоритм, как правило, применяется в сочетании с алгоритмом импульсного вывода ИВА, который преобразует выходной аналоговый сигнал алгоритма РИМ в последовательность импульсов, управляющих исполнительным механизмом. Помимо формирования закона регулирования в алгоритме вычисляется сигнал рассогласования, этот сигнал фильтруется, вводится зона нечувствительности. Алгоритм содержит узел настройки, позволяющий автоматизировать процесс настройки регулятора. На рис.23 представлена функциональная схема алгоритма «РИМ», а втабл.9 изображены входы-выходы алгоритма «РИМ».Рис. Функциональная схема алгоритма «РИМ»Таблица Входы-выходы алгоритма «РИМ»ВходыНазначение№ОбозначениеВид 01Х1ВходыНемасштабируемый вход (каскадный)02Х2Масштабируемый вход03КММасштабный коэффициент04ТфПостоянная времени фильтра05ХΔЗона нечувствительности06КПКоэффициент пропорциональности07ТИПостоянная времени интегрирования08КДКоэффициент дифференцирования09ТМВремя исполнительного механизма10- Не используется11СнасКоманда перехода в режим настройки12ХНОУровень сигнала на выходе нуль-органа13КiКоэффициент, устанавливаемый в зависимости от свойств объекта01YВыходыОсновной выход алгоритма (каскадный)02YεСигнал рассогласованияРУЧ (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 24 изображена функциональная схема алгоритма «РУЧ», а втабл.10 изображены входы-выходы алгоритма «РУЧ».Рис. Функциональная схема алгоритма «РУЧ»Таблица Входы-выходы алгоритма «РУЧ»ВходыНазначение№Обозначение Вид 01СручВходы Переход на ручной режим02Х(к)Сигнал локального или каскадного регулятора (каскадный)03ХДСТ(к)Сигнал дистанционного управления (каскадный)01Y(к)Выходы Основной выход (каскадный)02DручРучной режим03DдстДистанционный режимИВА (15) – Импульсный вывод группы А. Алгоритм применяется в тех случаях, когда контроллер должен управлять исполнительным механизмом постоянной скорости. Алгоритм преобразует сигнал, сформированный алгоблоками контроллера (в частности, алгоритмом импульсного регулирования), в последовательности импульсов переменной скважности.Алгоритм выдает последовательность указанных импульсов на средства дискретного выхода контроллера.Рис. Функциональная схема алгоритма «ИВА»Таблица Входы алгоритма ИВАВходыНазначение№Обозначение01Х1Сигнал 1-го выхода02Т1Длительность импульса 1-го выхода03N1Номер контура, с которым связан 1-й выход04Х2Сигнал 2-го выхода05Т2Длительность импульса 2-го выхода06N2Номер контура, с которым связан 2-й выход07Х3Сигнал 3-го выхода08Т3Длительность импульса 3-го выхода09N3Номер контура, с которым связан 3-й выход10Х4Сигнал 4-го выхода11Т4Длительность импульса 4-го выхода12N4Номер контура, с которым связан 4-й выход7 РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ РЕГУЛЯТОРАФункциональная схема регулятора SIEMENS SIMATIC S7-1200 приведена в графическом материале. Сигнал задания поступает на вход алгоритма РИМ, на второй вход этого алгоритма поступает сигнал давления пара от датчика ТСМУ-205-Ех (через алгоритм ВАА). Выходной сигнал РИМ через алгоритм РУЧ и алгоритм ИВА поступает на блокручного 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 контуров регулирования «ОКО» организуется оперативное управление. Функции, выполняемые при оперативном управлении, задаются путём конфигурирования входов алгоритма «ОКО». Вход «Xвх» подключается к сигналу, представляющему регулируемый параметр. Вход «Хε» связывается с выходом «Yε» алгоритма «РИМ», на котором формируется сигнал рассогласования. Вход «Хруч» подключается к первому выходу алгоритма «РУЧ». 8 РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ВНЕШНИХ СОЕДИНЕНИЙ АСРСхема внешних соединений приведена в графическом материале., в состав которого входят: один блок контроллера CP 1243-1, один блок питания PM 1207, один клеммно-блочный соединитель КБС-1 и один клеммно-блочный соединитель КБС-2. Контроллер имеет розетки штепсельных разъёмов для выполнения соединения между собой и другими устройствами. Потребитель может все внешние цепи подключать непосредственно к этим разъёмам.Клеммно-блочный соединитель КБС-1 представляет собой отрезок кабеля, с одной стороны которого смонтирована вилка разъёма РП-15-9, а на другой - одноразрядная клеммная колодка на 8 клемм. КБС-1 используется для подключения цепей "под винт" к блокам, имеющим разъем РП-15-9 (блок питания, усилители). Клеммно-блочный соединитель КБС-2 предназначен для подключения "под винт" внешних устройств к аналоговым входам блока контроллера CP 1243-1.В схеме задействовано2 аналоговых входных сигнала с диапазоном изменений 4-20мА и один дискретный выход. Питается контроллер от сети переменного тока ~220В частотой 50Гц. Входные и выходные сигналы распределяются по входам-выходам контроллера CP 1243-1 следующим образом.Все аналоговые сигналы поступают на колодку соединителя КБС-2, откуда поступают на вход ВХ контроллера.Дискретный сигнал выходит извыхода ВЫХ контроллера, откуда поступает на колодку соединителя КБС-2.Блок CP 1243-1 через межблочный соединитель (МБС) получает питание от блока питания PM 1207. Соединитель МБС представляет собой отрезок кабеля, заканчивающийся с обеих сторон вилками разъёма РП15. Соединитель МБС применяется для связи приборных цепей блока контроллера с блоком питания.Сеть переменного тока ~220В подключается непосредственно к клеммам блокаPM 1207.ВЫВОДЫВ ходе курсового проектирования была разработанаАСРвоздухоподогревателя для топки котла. В результате былапредложена структураАСР, 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 SIEMENS SIMATIC S7-1200.Внедрение системы приведет к экономии топлива, электроэнергии, увеличению КПД котлоагрегата, а также к уменьшению загрязнения окружающей среды и улучшению экологической обстановки близлежащих районов.ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ, УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, ЕДИНИЦ И ТЕРМИНОВАРМ – автоматизированное рабочее местоАСР – автоматическая система регулирования КТС – комплекс технических средствОЗУ – оперативное запоминающее устройствоПЛК– программируемый логический контроллерУСО– устройства связи с объектомХВО–химическая водоочисткаСПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ1. 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., Малютин И.Б., Серебряков Н.П. Автоматизация технологических процессов и производств: учебно-методическое пособие/ СПбГТУРП.- СПб., 2011.- 62 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 БАЗИС-21.РР- исполнение Регулятор - http://www.ecoresurs.ru/controllers_b21rr.htmВыбор и обоснование КТС. -http://www.dissercat.com/content/metodika-razrabotki-programmno-tekhnicheskikh-kompleksov-sm-evm-dlya-asutpПриложение 1Заказная спецификация САиУПози-цияНаименование и техническая характеристика оборудованияТип, марка оборудованияЗавод изготовительКоли-чествоПриме-чание123456АСР подогрева воздуха, подаваемого в топку котла1-1Термометр сопротивлений с унифицированным выходным сигналом (4-20 мА), диапазон измерения 0-300 °С, показатель тепловой инерции 10 сек. Защитная арматура,контактирующая с измеряемой средой - сталь 12Х18Н10ТТСМУ-205-ЕхГК Теплоприборг.Москва1-1-2Преобразователь измерительный избыточного давления с выходным сигналом 4 ... 20 мА ТУ 4212-012-12580824-2001Метран 43-ДИ- 2160-01-МП-tl- 050-10МПа 42- КБ- С - ВИКонцерн Метранг.Челябинск1-1-3Пускатель бесконтактный реверсивныйПБР-ЗМАО «СКБ СПА" г. Чебоксары1-1-4Исполнительный механизм электрический однооборотныйМЭО-630/63- 0.25-У92КЗавод электроники и механики г. Чебоксары1-Дымосос ДН-17Завод котельного оборудованияг. Томск1-Многоканальный промышленный регулирующий контроллерSIEMENS SIMATIC S7-1200Siemens AGГермания1-