Разработка автоматизированной системы управления участком теплового пункта процесса циркуляционного слива железнодорожных цистерн

В связи с вышесказанным, в рамках данного дипломного проекта ставятся следующие задачи:
замена существующей ручной системы управления температурой в теплообменнике на цифровое управление микроконтроллером;
разработка эффективного алгоритма поддержания заданной температуры, минимизирующего потери теплоты и времени для нагрева;
реализация механизма контроля давления с целью предотвращения выхода из строя насосов;
реализация функции удаленного диспетчерского контроля и управления посредством SCADA-системы.

ВВЕДЕНИЕ 5
1 АНАЛИЗ ТЕПЛОВОГО ПУНКТА ПРОЦЕССА ЦИРКУЛЯЦИОННОГО СЛИВА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ЦИСТЕРН И ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ СОЗДАНИЯ АСУТП 7
1.1 Общие сведения о системе циркуляционного слива с предварительным разогревом 7
1.2 Описание технологического процесса системы разогрева, размыва и слива мазута 10
1.3 Оценка качества функционирования объекта автоматизации, решение проблем средствами автоматизации 17
1.4 Постановка цели и задач проектирования 19
2 ОПИСАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ К АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЕ УПРАВЛЕНИЯ 21
2.1 Требования к технологическому процессу 21
2.2 Требования к технологическому оборудованию и его монтажу 22
2.3 Требования к средствам измерения автоматизируемого технологического процесса 26
3 РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ УЧАСТКА ТЕПЛОВОГО ПУНКТА 28
3.1 Разработка функциональной схемы участка 28
3.2 Анализ элементов системы и определение параметров их передаточных функций 28
3.3 Составление структурной схемы участка теплового пункта 31
3.4 Анализ полученной структуры в пакете MatLAB 31
4 СИНТЕЗ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ОБЪЕКТОМ 34
4.1 Определение критерия управления 34
4.2 Выбор методики синтеза системы. Синтез регуляторов 34

4.3 Проведение эксперимента 41
5 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ 45
6 РАСЧЕТ И ВЫБОР ЭЛЕМЕНТОВ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ С УЧЕТОМ ОГРАНИЧЕНИЙ 48
6.1 Разработка структурной схемы технических средств АСУ ТП 48
6.2 Выбор технических элементов информационно-измерительной системы 49
6.3 Выбор регулирующих технических средств автоматизации 53
6.4 Выбор технических элементов обработки сигналов 54
6.5 Обоснование и выбор способа резервирования, необходимого для повышения надежности АСУТП 57
7 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ АСУ ТП 62
7.1 Конфигурирование станции управления (микроконтроллера) и операторской станции 62
7.2 Написание пользовательских программ управления 68
7.3 Конфигурирование аппаратной платформы 71
8 ОХРАНА ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 75
8.1 Опасные и вредные производственные факторы, действующие на работников 75
8.2 Расчет искусственного освещения производственного помещения 77
8.4 Влияние предприятия на окружающую среду и мероприятия по ее защите 85
9 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА 90
9.1 Анализ экономической составляющей проекта 90
9.2 Расчет капитальных затрат 90
9.3 Расчет и сопоставление эксплуатационных расходов 92
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 98
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 100