Содержание

Введение 7

1 Обзор и анализ вопроса 8

2 Технологический процесс очистки стоков 12

3 Обоснование выбора построения системы на основе

промышленного контроллера 15

4 Разработка функциональной схемы автоматизации 16

5 Разработка структурной схемы системы управления 18

6 Разработка электрической схемы соединений 19

7 Разработка схемы алгоритмов управления 20

8 обзор оборудования и средств автоматизации 26

8.1 Датчик температуры ДТС типа ТСМ 26

8.1.1 Технические характеристики 27

8.2 Датчика уровня масла 29

8.2.1 технические характеристики EasyTREK 30

8.3 Датчик вибрации 31

8.3.1 Технические характеристики 32

8.4 Датчик избыточного давления 33

8.4.1 Технические характеристики 35

8.4.2 Комплектность и поверка 37

8.5 Датчик расхода 38

8.5.1 Описание и технические характеристики 38

8.6 Контроллер Siemens Simatic S7 40

8.7 Маслонасос типа НМШ .44

8.8 Описание и технические характеристики эл. двигателя АИР 25 45

8.9 Описание и технические характеристики запорной арматуры 46

9 Обоснование выбора средств автоматизации 47

10. Расчет контура регулирования 48

10.1 Идентификация технологического объекта средствами пакета Simulink 49

10.2 Определение передаточных функций непрерывной и дискретной моделей ТОУ 57

10.3 Анализ технологического объекта управления 59

10.4 Аппроксимация 65

10.5 Анализ системы регулирования температуры в баке 71

10.6 Синтез и выбор типа регулятора АСР 77

10.7 Автоматизированный расчет настроечных коэффициентов регулятора средствами SIMULINK 79

Заключение 85

Библиографический список .86

Приложение А - Схема функциональная

Приложение В - Схема Структурная

Приложение С - Схема Электрическая соединений

Приложение D - Схема алгоритма

Приложение Е - Расчет контура регулирования

1. Обзор и анализ вопроса

Воздуходувные станции предназначены для подачи сжатого воздуха на аэротенки, преаэраторы, смесители, стабилизаторы ила, реагентное хозяйство, вакуум-фильтры и другие объекты, потребляющие воздух на канализационных очистных сооружениях.

Рисунок 1 - Главное здание воздуходувной станции

Комплекс сооружений воздуходувной станции обычно включает:

главное здание, в котором размещаются основное оборудование (воздухо­дувные машины), насосы для подачи технической воды, устройства по очистке возду­ха, насосы для перекачки циркулирующего активного ила или для опорожнения емкостных сооружений, центральный диспетчер­ский пункт, электрораспределительное устройство и трансформаторная (обычно обслуживающие весь узел очистных соору­жений), вспомогательные и бытовые помещения, водоохлаждающие сооружения (градирня, бассейн) для оборотной воды от охлаждения оборудования.

4. Разработка функциональной схемы автоматизации

Функциональная схема представлена в графической части выпускной квалификационной работы ВКР- 02068999–26–26-00.00.000.С2 на формате А1.

Устройство обеспечивает пуск компрессорного агрегата в автоматическом, управления по следующему алгоритму:

• включаются ТЭНы (ЕК), если температура масла в баке меньше 20ºС;
• включается ПМН при температуре масла в баке больше или равной 20ºС или сразу после включения ТЭНов;
• после включения ПМН открывается электрозадвижка (М5) при условии, что температура масла на подшипники (Т24) больше 20ºС, после включения электродвигателя анализируется ток статора;
• включается  (трансформаторное возбудительное устройство) ТВУ
• открывается приемная заслонка (М4) на 30%;
• открываются электрозадвижки (М3) на приеме и сбросе воды (используются на компрессорах (нагнетателях) с электродвигателем, требующим охлаждения водой или обдувом воздухом);
• включается электродвигатель компрессора (нагнетателя) при условии, что на данный момент отсутствуют предупредительные и блокировочные сигналы с объекта. После набора числа оборотов электродвигателя компрессора и набора давления масла до редукционного клапана не менее 5,5 кг с/см2  отключается ПМН. (Через 15сек. после включения электродвигателя анализируется ток статора, если он превышает 150А, то происходит аварийное отключение электродвигателя);
• открывается приемная заслонка (М4) до 60% открытого положения;
• закрывается электрозадвижка (М5) сброса воздуха в атмосферу;
• одновременно полностью открывается приемная заслонка (М4).

На этом программа пуска заканчивается, компрессор переходит в режим «РАБОТА». При этом контролируются все предупредительные и аварийные

////// отслеживаются датчиками температура и давление масла на подшипниках электрического двигателя, редуктора, нагнетателя. При достижении температуры масла на подшипниках 25С отключаются ТЭНы, а при 35ºС открывается электрозадвижка (М3) на линии воды, охлаждающей   масло. При снижении давления масла на подшипниках   до 0,4 кгс/см2 включается ПМН, появляется световая и звуковая предупредительная сигнализация, при давлении более 0,75 кгс/см2 -ПМН отключается, предупреждение снимается.

При нарушении программы пуска дальнейшая реализация алгоритма прекращается, обслуживающему персоналу выдается информация о невыполненной операции (шаге). Если электродвигатель компрессора включен и появился блокировочный сигнал с объекта, то исполнительные механизмы возвращаются в исходное положение по программе аварийной остановки, а ЭД отключается.

В режиме «Ручн.» управление исполнительными механизмами осуществляется оператором с помощью кнопок, расположенных на лицевой панели стойки. Устройство, при этом, отслеживает действия оператора по управлению исполнительными механизмами. В зависимости от проводимых действий оператора послу пуска ЭД устройство вводит контроль (или снимает с контроля) определенные группы датчиков.