Файл: Разработка системы автоматического контроля и регулирования.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.02.2024
Просмотров: 21
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«КАМЧАТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
(ФГБОУ ВО «КамчатГТУ»)
Факультет информационных технологий
Кафедра «Системы управления»
Специальность 27.03.04 «Управление в технических системах»
Выпускная квалификационная работа
(дипломный проект)
Тема: «Разработка системы автоматического контроля и регулирования»
| | ФИО | Подпись | Дата | Всего листов ПЗ ___ |
| Дипломник | Багивзаде У.А. | | | |
| Руководитель | Мищенко М.А. | | | Всего чертежей ___ |
| Зав. кафедрой | Марченко А.А. | | |
Петропавловск-Камчатский
2023
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«КАМЧАТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
(ФГБОУ ВО «КамчатГТУ»)
Направление подготовки 27.03.04 «Управление в технических системах»
УТВЕРЖДАЮ
Зав. Кафедрой ___________ А.А. Марченко
«___» ___________ 2023 г.
ЗАДАНИЕ НА ВКР
Шияну Владлену Олеговичу
(кому – фамилия, имя, отчество)
Тема ВКР: «Разработка системы автоматического контроля и регулирования»
(в соответствии с приказом)
Утверждена приказом по университету от «___» ___________ 2022 г. № ___
Срок предоставления проекта к защите «___» ___________ 2022 г.
-
Исходные данные к ВКР:
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
-
Содержание проекта (перечень подлежащих разработке вопросов):
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
-
Графическая часть:
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
-
Этапы выполнения дипломного проекта.
| Этапы работы | Разделы (заполняются по структуре ВКР) | Руководитель и консультанты (Ф.И.О., должность, уч. степень, звание) | Сроки выполнения разделов | Подпись, дата | |
| Задание выдал | Задание принял студент | ||||
| 1 | Обзор | М.А. Мищенко к.ф.-м.н., доцент кафедры «Системы управления» ФГБОУ ВПО «КамчатГТУ» | | | |
| 2 | Проектирование | Мищенко Михаил Александрович | | | |
| 3 | Разработка | Мищенко Михаил Александрович | | | |
| 4 | Технико-экономические показатели | Мищенко Михаил Александрович | | | |
Руководитель М.А. Мищенко _______________
(Ф.И.О.) (подпись, дата)
Задание принял к исполнению У.А. Багирзаде _______________
(Ф.И.О.) (подпись, дата)
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«КАМЧАТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
(ФГБОУ ВО «КамчатГТУ»)
Факультет информационных технологий
Кафедра «Системы управления»
Специальность 27.03.04 «Управление в технических системах»
«ДОПУСТИТЬ К ЗАЩИТЕ»
Зав. Кафедрой ___________ А.А. Марченко
«___» ___________ 2022 г.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К ВЫПУСКНОЙ КВАЛИФИКАЦИОННОЙ РАБОТЕ
(дипломному проекту)
на тему: «Разработка системы автоматического контроля и регулирования»
Работу выполнил _______________ У.А. Багирзаде
Руководитель проекта _______________ М.А. Мищенко
Нормоконтроль _______________ М.А. Мищенко
Консультации по структуре, _______________ _______________
ДП, расчетной части
Петропавловск-Камчатский
2023
Реферат
Дипломный проект содержит пояснительную записку на 0 листах формата А4, 00 рисунков, 00 таблицы, 00 литературных источников.
РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ
Объектом исследования является система контроля и регулирования расхода общего воздуха.
Цели дипломного проекта - является выработка умений и навыков при решении задач инженерного проектирования технических систем автоматического управления, включая такие задачи как синтез линейной непрерывной системы автоматического управления (САУ) по заданным показателям качества процессов управления в установившемся и переходном режимах работы. Рассматриваемые системы автоматического управления являются различными электромеханическими системами управления. Основными задачами курсового проекта являются:
- планирование и разработка автоматизированной системы управления;
- планирование и разработка системы контроля и регулирования расхода общего воздуха.
При проектировании применяется пакет прикладных программ MATLAB.
В результате исследования были выработаны умения и навыки решения задач инженерного проектирования технических систем автоматического слежения.
Содержание
Введение 7
1 Обзор литературы по теме исследования 9
2 Проектирование системы управления 40
3 Разработка системы управления 82
4 Технико-экономические показатели 138
Заключение 00
Список использованных источников 00
Приложение 00
Введение
Каждый год появляются всё новые технологии. Также это относится и к энергетике. Те традиционные средства, которыми были оснащены электростанции, уже сменились (а на некоторых станциях еще сменяются) на новое - микропроцессорную технику, уже зарекомендованной себя с точки зрения надежности и более расширенного функционала.
ТЭС – объекты, на которых не так легко и не экономично производить замену основного оборудования, поэтому все исследования, разработки направлены именно на модернизацию уже работающего оборудования. И эти разработки и исследования дают результаты - станции внедряют предложенные решения и тем самым улучшают эффективность работы, что является основным критерием в данном случае.
Под эффективностью работы понимается, прежде всего, повышение КПД энергоблока: снижение расхода топлива при той же выработке тепловой и электрической энергии, расходов на собственные нужды, оптимизация в целом. Выгодность – основной критерий сегодняшней модернизации. И поэтому на смену традиционным средствам пришли ПТК, которые облегчают работу по модернизации во много раз.
Важный этап при проектировании АСУ ТП является разработка эффективной системы регулирования того или иного параметра, наладка регулятора. Именно этой части посвящён данный дипломный проект.
В дипломном проекте рассматривается АСР общего воздуха применимо для котла Е-500-13,8-560 ГМН. Произведен расчет оптимальных параметров регулятора, построены модели. Именно для того чтобы наглядно представить характер изменения регулируемой величины. И для доработки результатов разработан вариант работы данной АСР в ПТК.
Соотношение подачи топлива и воздуха в топку определяет эффективность работы котла. В зависимости от наличия химического недожога или его полного отсутствия, а так же величины коэффициента избытка воздуха,которые зависят от
количества подаваемого воздуха в топку, будут ухудшаться либо улучшаться такие параметры как КПД котлоагрегата, количество вредных выбросов в атмосферу.
Таким образом, очень важно качественно организовать подачу воздуха в топку. Качественное регулирование общего воздуха, прежде всего, зависит от характеристик оборудования. С течением времени выпускают новые линейки приборов с улучшенными параметрами. И если в интересах станции сохранить или же повысить эффективность энергоблока, то необходимо уделять системе регулирования общего воздуха больше внимания.
1 Обзор литературы по теме исследования
Целью данного обзора является анализ состояния современных систем автоматизации парогенераторов, в частности, системы автоматического регулирования расхода общего воздуха, которая является составной частью систем регулирования процесса горения, тенденций их развития, проблем и перспектив.
Современное состояние энергетической системы обуславливает большие объемы работ по модернизации существующих и строительству новых объектов энергетики. Особое внимание уделяется вопросам автоматизации и обновления систем диспетчерского управления. Основной целью внедрения модернизированных АСУ ТП является достижение на реконструированных энергоблоках принципиально нового, современного уровня автоматизации технологических процессов как основы эффективной эксплуатации энергоблока. В работах [1–2] приведен анализ современных систем автоматизации, рассмотрены основные направления их развития, показаны пути решения задач построения АСУ ТП на базе современных интеллектуальных полевых устройств, приведены некоторые факты, препятствующие получению реального положительного эффекта от внедрения микропроцессорных АСУ ТП на реконструируемых объектах. Работы [3–4] описывают процесс модернизации АСУ ТП действующего оборудования с внедрением современных программно-технических комплексов (ПТК) на базе интеллектуальных приборов и устройств связи с объектом НПП «Элемер». Предложен вариант модернизации системы управления с заменой морально устаревшей аппаратуры и сохранением существующих проводок и щитового хозяйства. В [5] рассматривается возможность использования сети Ethernet в качестве сети нижнего уровня ПТК. Описывается архитектура так называемой распределенной среды управления на основе Ethernet.
В работах [6–9] рассмотрен опыт различных компаний в области автоматизации объектов энергетики. Приведена поэтапная реализация АСУ ТП с использованием оборудования ПТК на базе современных технических средств автоматизации. Также рассмотрены общие подходы и решения, принятые при модернизации энергоблоков. Отмечена сложность полной реконструкции систем управления в условиях ограниченного финансирования. Показано, что надежность и качество работы модернизированных систем выше по сравнению с предшествующими.
Автоматическая система регулирования расхода общего воздуха предназначена для поддержания режима наиболее экономичного сжигания топлива в котле. Задача создания новой или модернизации старой автоматической системы регулирования общим воздухом – актуальна, т.к. количество воздуха подаваемого в топку котла определяет КПД всего агрегата и за счет качественного функционирования такой системы можно добиться снижения потребляемого топлива, а также токсичных выбросов в атмосферу с уходящими газами. Традиционные схемы реализации автоматической системы регулирования общего воздуха изложены в [10–12]. В настоящее время на многих котлах используются такие схемы. Более подробно данные схемы регулирования будут рассмотрены в разделе 3.
Анализ периодических изданий за последние 5 лет показал, что предпринимаются некоторые попытки улучшить автоматическую систему регулирования экономичности процесса горения. В [13] рассматривается способ автоматической оптимизации процесса горения в топке котла на основе смеси топлив: газа и вторичных энергоресурсов. Авторами предлагается метод динамического факторного анализа процесса горения. Предложена система регулирования подачи воздуха и разрежения в топке на основе экстремального регулятора по критерию максимального КПД. Приведены структурные схемы систем автоматического регулирования расхода воздуха и разрежения в топке.
Такой способ экстремального регулирования приемлем не только для котлов, но и для технологических процессов более широкого класса, где в основе теплотехнических процессов лежит сжигание топлива.
В работе проведен анализ системы автоматического регулирования экономичности процесса горения топлива в барабанном котле по соотношению «топливо-воздух» и предложена более эффективная интеллектуальная система на базе нейросетевого контроллера.
Авторы в качестве усовершенствования системы, помимо добавления нейросетевого контроллера, предлагают ввести дополнительный канал измерения расхода пылеугольного топлива – скорости работы ленточного транспортера, т.к. эта величина пропорциональна расходу пылеугольного топлива поступающего из пылепитателей. Нейросетевой контроллер позволяет сделать заключение о предполагаемом расходе топлива по скорости движения транспортера на основе теории нечеткой логики. Компьютерные исследования показали, что интеллектуальная система автоматического управления продемонстрировала допустимое время регулирования в отличие от традиционной, нуждающейся в адаптации.
