Автоматизация стенда для испытаний гидроаккумулятора (ГА) на ресурс

Назначение стенда, описание технологического процесса. Промышленный микроконтроллер ТКМ52. Математический расчет настроечных параметров регулятора. Определение показателей и оценка качества регулирования. Построение процесса системы регулирования.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Содержание

Введение

1. Характеристика объекта управления и его состав

1.1 Краткая характеристика объекта управления

1.2 Состав объекта управления

2. Назначение стенда, его техническая характеристика и описание технологического процеса

2.1 Назначение стенда

2.2 Основные технические данные

2.3 Описание технологического процесса

3. Анализ используемой системы управления и преимущества SCADA-систем

3.1 Анализ используемой системы управления

3.2 SCADA-системы в распределенных системах управления

3.3 Цели и задачи дипломного проектирования

4. Описание разработанной системы управления

4.1 Системы контроля и регулирования

4.2 Обоснование выбора SCADA-системы

4.3 Система АСУ ТП на базе SCADA- системы TRACE MODE

4.4 Промышленный микроконтроллер ТКМ52

4.5 Выбор первичных преобразователей

4.6 Выводы и рекомендации по усовершенствованию. АСУ

5. Расчетная часть

5.1 Теоретическое обоснование выбора схемы регулирования

5.2 Расчёт основных элементов схемы регулирования

5.3 Выбор закона регулирования

5.4 Математический расчет настроечных параметров регулятора

5.5 Определение показателей и оценка качества регулирования

5.6 Построение переходного процесса системы регулирования

6. Безопасность труда

6.1 Анализ и обеспечение безопасных условий труда

6.2 Расчет искусственного освещения

6.3 Возможные чрезвычайные ситуации

7. Экономическая часть

7.1 Технико-экономическое обоснование АСУТП

7.2 Расчет единовременных капитальных затрат

7.3 Расчет фонда оплаты труда

7.4 Расчет по содержанию и эксплуатации оборудования

7.5 Стоимости основных фондов

7.6 Расчет изменения затрат в результате автоматизации

7.7 Расчет эконом. эффективности автоматизации стенда по испытаниям

7.8 Расчет изменения затрат в результате автоматизации

Заключение

Приложение А

Приложение Б

Аннотация

Тема данного дипломного проекта “Автоматизация стенда для испытаний гидроаккумулятора (ГА) на ресурс ”, процесса испытаний ГА на ресурс срабатываний.

В общей части проекта проведен анализ технологического процесса и работы испытательного стенда цеха 33 ОАО ПО СТРЕЛА, проблемной ситуации в работе стенда и разработаны основные пункты технического задания на создание системы автоматизации и управления (САУ) стендом.

В проекте подробно рассмотрены технические решения: выбор структурной схемы САУ, SCADA - системы, промышленного микроконтроллера и первичных датчиков - преобразователей. В расчетной части проведен расчет АСР температуры рабочей среды в трубопроводе.

В разделе безопасность труда рассмотрен вопрос обеспечения безопасных условий труда при работе стенда, проведен расчет освещенности помещения операторной данного стенда. Описаны возможные чрезвычайные ситуации.

В экономической части проведен функционально-стоимостной анализ системы управления, расчет экономического эффекта и срока окупаемости при внедрении проекта.

Дипломный проект содержит 98 страницы, 13 рисунков, 24 таблиц, 9 чертежей формата А1.

Введение

Развитие современного машиностроения претерпевает фундаментальные изменения, связанные с новым качественно отличающимся этапом автоматизации машиностроительного производства.

Рыночная экономика подразумевает конкуренцию на рынке промышленных товаров. Быстрота, качество, приемлемость цены являются факторами роста предприятия. Автоматизация всех этапов производства позволит достичь желаемого результата.

Этап испытаний не является исключением, так как от него зависит качество продукции, а порой и жизнь человека. Поэтому необходимо свести к минимуму риск ошибки, то есть автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП) являются решением данной задачи.

В комплект технических средств АСУ ТП входят:

средства локальной автоматики (датчики, преобразователи, измерительные приборы, исполнительные механизмы и другие) микропроцессорные управляющие контроллеры на базе процессоров Intell Pentium осуществляют сбор и предварительную обработку информации, выполняют функцию программно-логического управления и непрерывного регулирования, блокировок защит, аварийно-предупредительной сигнализации и тп. персональные компьютеры установка бесперебойного питания (УБП), осуществляющая поддержку питания всего программно-технического комплекса (ПТК), включающая средства локальной автоматики при кратковременном отключении энергии.станция оператора, обеспечивающая выполнение задач отображения информации, предупредительной и аварийной сигнализации, автоматического и дистанционного управления.

1. Характеристика объекта управления и его состав

1.1 Краткая характеристика объекта управления

Технологическим объектом управления (ТОУ) является испытательный стенд, предназначенный для испытаний гидроаккумулятора на ресурс срабатываний. Процесс ведется под воздействием высокого давления при температуре не более 90 ?С.

Предприятия машиностроения включают в себя множество разнообразных аппаратов, установок, участков и производств. Сточки зрения автоматизации и управления важно разделить их по типу и характеру технологического процесса, проводимого в аппаратах, по сложности ТОУ, а также по характеру параметров, участвующих в управлении.

Таким образом, чтобы дать наиболее полную характеристику обьекта проектирования необходимо проанализировать технологический процесс по следующим признакам:

- по типу технологического процесса технологический объект управления относится к физическому, в нем происходит испытание прочности диафрагмы ГА при помощи давления.

- по характеру технологического процесса объект управления относится к ТОУ с прерывным характером производства - перед испытанием каждого последующего ГА стенд полностью отключается.

- по сложности, по информационной ёмкости ТОУ, как объект автоматизации, характеризуется малой информационной ёмкостью.

- по характеру параметров управления ТОУ относится к ТОУ с распределенными параметрами - это ТОУ, регулируемые параметры которого неодинаковы в различных точках объекта в данный момент времени.

Способность объекта приходить после возмущения в новое установившееся состояние без вмешательства управляющего устройства, называется самовыравниванием объекта, такие объекты называются объектами с самовыравниванием или статическими.

Самовыравнивание является следствием наличия отрицательной внутренней обратной связи в устойчивом объекте.

Данный технологический объект относится к объекту, не обладающему самовыравниванием, то есть после внесенного возмущения объект сам не способен приходить в установившееся состояние без вмешательства, управляющего устройства.

Во многих ТОУ выходная величина изменяется не сразу после изменения входного сигнала, а по истечении времени - это называется запаздыванием. Существует два фактора влияющие на выходную величину:

- геометрические размеры самого объекта, т.е. если изменение выходной величины связанно с преодолением какого-то расстояния, то время, затраченное на преодоление, носит название транспортного запаздывания.

- запаздывание, связанное с происхождением входного потока через гидравлические сопротивления носит название ёмкостного запаздывания.

В данном случае ТОУ включает в себя два этих запаздывания, при прохождении входного сигнала расстояния и гидравлического сопротивления на это тратится некоторое время и поэтому выходной сигнал имеет запаздывание.

1.2 Состав объекта управления

Данный стенд испытательный стенд состоит из:

- емкостей с рабочей жидкостью;

- системы охлаждения;

- насосной установки;

- трубопроводной магистрали;

- системы датчиков.

- термокамера, обеспечивающая температуру (минус 25±5) ?С и (от минус 50 до минус 60);

- стойка гидравлическая, в которой размещены элементы гидросистемы. Органы управления и приборы контроля размещены на панели управления.

- Генератор сигналов специальной формы Г 6-15 для выдачи прямоугольных импульсов необходимой частоты на клапан КЭ3 через устройство коммутации для загрузки испытуемого изделия по типу “Б” в режиме автоматической работы по времени.

- Электропульт управления с органами дистанционного управления и приборами контроля:

Переключатели:

- “питание = 27В”-для питания клапанов КЭ1 - КЭ4 и сигнализации;

- “питание ~ 220В” - для питания приборов;

- “откр.-закр.” “КЭ - КЭ4” в ручном режиме;