СТРУКТУРА ТА ХІД ВИКОНАННЯ ПРОЕКТУ

З ДИСЦИПЛІНИ “АВТОМАТИЗАЦІЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ І СИСТЕМ АВТОМАТИЧНОГО КЕРУВАННЯ”

Структура і хід виконання проекту

Розділ дипломного та курсового проекту, у якому подано розробку системи автоматизації процесу, складається з окремих розділів, таблиць, схем.

 

Вступна частина

Курсовий проект складається з 30-40 сторінок формату А4, і графічної частини на двох аркушах формату А1 (основні вимоги викладені в першій частині рекомендацій).

Пояснювальна записка включає вступну і розрахункову части­ни. У вступній частині є короткий вступ, в якому розміщено характе­ристику об'єкта проектування і технологічного процесу (при необхід­ності).

 

Розрахункова частина

Розрахункова частина виконується за такими пунктами:

1.Розробка схем:

а) функціональної;

б) принципової;

в) з'єднань;

2. Вибір засобів автоматизації;

3. Вибір мікропроцесорних пристроїв і мікроконтролерів;

4. Вибір ліній зв'язку і виду інтерфейсу;

5. Розробка завдання для програмування контролера;

6. Розрахунок засобів автоматизації;

7. Вибір щитів і пультів керування;

8. Розрахунок показників надійності схеми.

Електрична схема - спрощене і наочне зображення зв'язків окремих елементів електричного кола, яке відображає їх властивості.

Схема є основним документом, який роз'яснює принцип дії і взаємодії різних елементів, пристроїв або в цілому системи авто­матики. За схемою виконується монтаж, налагодження і експлуатація автоматичних пристроїв.

Схеми автоматики класифікуються за типом:      шифр

· функціональні                                                  1

· структурні                                                            2

· принципові                                                            3

· схеми з'єднань                                                  4

· схеми підключення                                         5

· загальні                                                             6

Функціональні схеми відображають взаємодію пристроїв, блоків, вузлів і елементів автоматики в процесі їх роботи.

Структурні схеми відображають взаємозв'язок складових час­тин автоматичної системи і характеризують їх динамічні властивості.

Принципові схеми відображають взаємодію всіх елементів і зв'язок між ними, які входять у цю схему керування.

Схеми з'єднань відображають або зовнішні з'єднання між окре­мими пристроями, або з'єднання між елементами всередині пристрою.

Схеми підключення відображають зовнішнє підключення апаратів шаф, пультів керування і окремих блоків.

За видом схеми класифікують:       шифр

· електричні                                        Е

· кінематичні                                            К

· гідравлічні                                        Г

· оптичні                                         Л

· пневматичні                                 П

· вакуумні                                         В

· газові                                                      X

· автоматизації                               А

· комбіновані                                  С

Функціональні схеми - основний технічний документ, який визначає блочну структуру окремих вузлів автоматичного контролю, керування і регулювання технологічного процесу, оздоблення об'єкта керування приладами і засобами автоматизації. Це креслення, на якому умовними позначками зображене технологічне обладнання, трубопро­води, контрольно-вимірювальні прилади і засоби автоматизації з вка­зівкою зв'язку між ними. Допоміжні пристрої на схемах не показують.

Правила і порядок складання функціональних схем технологіч­ного процесу:

• вивчити загальну технологію роботи автоматизованого об'єк­та керування;

• скласти функціональну схему керування технологічним про­цесом;

• визначити технологічні параметри, підлеглі автоматичному регулюванню і контролю, установити межі їх регулювання і вибрати методи вимірювання цих параметрів з метою наступного вибору технічних засобів для реалізації;

• визначити приводи механізмів, місця обмеження ходу (шляху, продукту, кута повороту ...), точки контролю параметрів (середовища, продукту...);

• вибрати технічні засоби, що найбільш відповідають заданим вимогам і умовам роботи об'єкта, що автоматизується, і показати у вигляді функціональної схеми;

• розташувати засоби автоматизації (керування, контролю, реєстрації, обмеження ...) на функціональній схемі лінії або всього процесу;

• зробити повний опис функціональної схеми роботи техно­логічного обладнання з розширеним технічним аналізом всіх засобів автоматизації по кожному з елементів керування окремо .

Для побудови функціональної схеми необхідно користуватися умовними позначеннями, зображеними у таблиці розділу "Правила оформлення проектів".

Зразок виконання функціональної схеми - автоматизації температурного парового котла зображено у рисунку 2.1.

 

Рисунок 2.1- Функціональна схема автоматизації газового котла

Розроблена схема описується і основні елементи схеми заносяться в таблицю 2.1.

Таблиця 2.1 - Експлікація обладнання

Функціональне позначення	Назва	Марка	Технічні дані

 

Принципова схема - це проектний документ, розробленні! на основі функціональних схем автоматизації, який визначає повний склад електричних елементів і зв'язків між ними, а також дає детальне уявлення про принцип роботи схеми.

Складову частину об'єкта, яка має самостійне графічне позна­чення, а також повне функціональне позначення і не може бути розділено на частини, що мають самостійне призначення, називають елементом, а сукупність елементів є єдиною конструкцією, пристроєм.

Під час розробки принципової схеми необхідно прийняти до уваги параметри технологічного процесу (температура, вологість, тиск, витримка часу, напрям руху та ін.), функціональну схему, напругу мережі, категорію розміщення та ступінь захисту обладнання. Викреслювати схему необхідно відповідно до державного стандарту, естетично та симетрично розміщувати елементи схеми, в місцях з'єднання проводів необхідно ставить вузол (крапку), буквені позначення ставляться зверху або справа від елемента. Зразок виконання схеми показано в рисунку 2.2.

 

Рисунок 2.2 Принципова схема

Розроблена схема описується, розробиться аналіз і основні елементи та засоби автоматизації схеми заносяться в таблицю 2.2

Таблиця 2.2 – Експлікація обладнання принципової схеми

Позначення на схемі	Назва	Марка	Технічні дані

Схеми з'єднань - це схеми, в яких зображають з'єднання складових частин автоматизованої установки або виробу, а також показують проводи, кабелі, джгути або трубопроводи.

Це схеми, на яких зображують з'єднання складових частин установки або виробу, що автоматизуються, а також проводу, кабелі або трубопроводи. Указані схеми розробляються на основі схем автоматизації, принципових схем живлення, а також загальних виглядів щитів і пультів.

Схемами з'єднань користуються при виконанні монтажних та налагоджувальних робіт на об'єкті, а також у процесі його експлуатації.

Загальні правила виконання схем, з єднань такі:

- розробляють на один щит, пульт, штатив, станцію управління;

-усі типи апаратів, приладів та арматури, передбачені принциповою електричною схемою, повинні бути повністю відображені на схемі з'єднань;

- позиційне позначення приладів та засобів автоматизації,

а також маркірування ділянок ланцюгів, що прийняті на принципових схемах, необхідно зберегти на схемі з'єднань.

Застосовують три способи виконання схем з'єднань; адресний, графічний

і табличний.

Для перших двох, крім перерахованих правил, слід виконувати ще кілька: щит або щит управління розвертають в одній площині, позначаючи лише ті їх конструктивні елементи, на яких розміщуються прилади та засоби автоматизації при цьому зберігають взаємне розміщення приладів та засобів автоматизації; прилади та засоби автоматизації зображують спрощено без збереження масштабу у вигляді прямокутників, над якими (розташовують коло, розділене рискою навпіл. Цифри над рискою вказують порядковий номер виробу (номери присвоюються попанельно зліва направо і зверху вниз), а під

рискою.. позиційне позначення цього виробу (відповідно до принципової

електричної схеми); при потребі показують внутрішню схему апаратів; для кількох реле, розміщених в одному ряду, внутрішню схему показують лише дин раз (якщо вона у них одна й та ж сама); вивідні затискачі приладів умовно зображують колами, у середині яких показують їх заводське маркування; якщо у вивідних затискачів апаратів заводського маркування немає, їх маркірують умовно арабськими цифрами, що обумовлюють у пояснюючих написах; маркування проводів і позначення затискачів на схемах з'єднань незалежні; платам, на яких розміщуються резистори, конденсатори та інші елементи, присвоюється лише порядковий номер (проставляється їв колі над рискою); позиційне позначення елементів розміщують безпосередньо біля їх умовного графічного позначення.

Адресний спосіб найбільш поширений і полягає в тому, що лінії зв'язку між окремими елементами апаратів, що встановлюються на щиті або пульті, не показують. Замість цього у місці приєднання проводу на кожному апараті або елементі проставляють цифрову або літерно-цифрову адресу того апарата чи елемента, з яким він електричне повинен бути з'єднаний (позиційне позначення відповідно до принципової схеми або порядкового номера елемента). Це не загромаджує креслення лініями зв'язку і дозволяє її легко читати.

Графічний спосіб полягає в тому, що на кресленні умовними лініями показують усі з'єднання між елементами апаратів. Цей спосіб застосовують

лише для щитів і пультів, відносно мало насичених апаратурою. Схеми трубних проводок виконують лише графічним способом. Якщо в одному щиті, пульті прокладають труби із різного матеріалу (стальні, мідні, пластмасові), то й умовні позначення при цьому використовують різні (суцільні лінії, штрихові, штрихові з двома крапками та ін.).

Табличний спосіб застосовують у двох варіантах. Для першого складають монтажну таблицю, де зазначають номери кожного електричного ланцюга, у свою чергу, для кожного ланцюга послідовно перелічують умовні літерно- цифрові позначення приладів» апаратів, та їх контактів, до яких ці ланцюги під'єднані.

Рисунок 2.3 – Фрагмент схеми з’єднань:

8 – порядковий номер; КТЗ – позиційне позначення виробу; 1-8 – вивідні затискачі.

Адресний спосіб

Так, для кола 7 запис означає, що затискач 6 приладу КМ1 з'єднується з затискачем 4 приладу КМ2, який, в свою чергу, повинен бути з'єднаний з затискачем 3 пристрою КМЗ.

Таблиця 2.3 - Адресний спосіб запису з'єднань

Номер кола	З’єднання
7	- -

Графічний спосіб

Рисунок 2.4 – Фрагмент схем з’єднань

Виріб 4 з позиційним номером КТ1 під'єднується до плати ХТ1 до контакту 811 по колу І, а по колі 2 з затискачем 812 виріб 5. Виріб 4 » позиційним номером КТ1 під'єднується до плати кола 10 по проводу * до контакту 103 і по проводу 4 до контакту 104 кола 70...

Вибір засобів автоматизації

Технічні засоби автоматизації призначені для автоматичного ке­рування електротехнічним обладнанням, а також контролю за проце­сами, потоковими лініями та регулюванням параметрів цих процесів.

Від правильного вибору технічних засобів автоматизації залежить надійність роботи і збереження обладнання в цілісності, кількості, якісні і економічні показники виробничих процесів.

Технічні засоби автоматизації поділяють на стандартні та
нестандартні, тому в більшості випадків стандартні засоби (кінцеві
вимикачі, виконавчі механізми, реле часу, мікроконтролери....)
вибирають, а нестандартні (випрямлячі, трансформатори, понижувальні резистори) - розраховують.

Вибір датчиків

Для контролю та вимірювання параметрів технологічних проце­сі» використовують первинні перетворювачі вхідних величин (датчи­ки). Датчики вибирають:

за родом фізичних процесів: електричні, електромашинні, феро­магнітні, радіоактивні, електротеплові, електронні, іонні;

за принципом перетворення вхідної величини: параметричні, генераторні;

за напругою живлення датчика;

за чутливістю датчика;

за конструктивним виконанням датчиків;

за силою струму та іншим параметрам вхідної величини;

за виконанням;

за габаритами датчика.

 

Вибір підсилювачів

Для підсилення вихідного сигналу з датчика або слабкого про­міжного сигналу керування використовуються підсилювачі. Підсилю­вач - це пристрій, який підсилює вхідну величину за рахунок стороннього джерела енергії.

Підсилювачі вибирають за такими параметрами:

· за принципом дії: електронні, магнітні, електромашинні, тиратронні, пневматичні, гідравлічні;

· за вихідною потужністю підсилювача;

· за коефіцієнтом підсилення: тисячі, сотні тисяч і більше раз;

· за формою характеристики: лінійні, нелінійні;

· чутливістю;

· за величиною сигналу мережі живлення або вхідного сигналу.

Вибір електромагнітних реле

Електромагнітні реле призначені для комутації кіл керування або ввімкнення споживачів струмом не більше 5А.

Електромагнітні реле вибирають за такими параметрами: родом струму керування:

• постійного;

• змінного;

частотою змінного струму:

• промислової частоти;

• високої частоти;

комутаційною здатністю:

• низькострумні;

• середньої потужності;

• сильного струму;

кількістю обмоток: однієї, двох і більше;

кількості контактів і контактних груп;

тривалістю дії: без інерційні, нормальної, миттєвої дії, швидкої дії, повільної дії;

направленням спрацювання струму:

• нейтральні;

• поляризовані;

• дистанційні перемикачі;

  видом руху клапана якоря:

• клапанного типу;

• лінійного переміщення;

• з магнітокерованими контактами;

• з поворотним якорем;

формою магнітного кола:

• П - подібне;

• Ш - подібне;

• соленоїдного типу;

величиною напруги на обмотках і контактах;

величиною струму на контактах;

Вибір виконавчих механізмів і регуляторів

Для перетворення команд керування з пристроїв автоматики на кінцеву дію, або операцію використовують виконавчі механізми та регулятори. Виконавчі механізми і регулятори вибирають за такими параметрами:

видом енергії: електричні, гідравлічні, пневматичні;

зусиллям переміщення регулюючого органу; параметрами спрацювання; строком служби;

вхідною величини і її параметрами;

принципом дії: безперервної, тимчасові;

параметрами регулювання;

конструктивним виконанням;

характером дії: одно -, дво-, трипозиційної дії.

 

 

Вибір мікропроцесорних пристроїв і мікроконтролерів

 

У системах автоматичного управління і контролю сільсь­когосподарського виробництва та переробній галузі використовують різні цифрові пристрої. Перш за все, це відноситься до систем обробки даних за допомогою обчислювальної техніки. Крім того, технологічні процеси і операції потребують надійної автоматизації, що

досягається за рахунок використання мікропроцесорних пристроїв і мікроконтролерів.

Мікропроцесорні пристрої вибирають згідно з вимогами:

• технології виробництва;

• вихідних сигналів з датчиків (дискретні, аналогові, цифрові);

• законами регулювання:

П - з жорстким зворотним зв'язком за положенням регулюючо­го органу;

ПІ - з гнучким зворотним зв'язком за вихідною величиною фор­муючого електронного блоку;

ПІД - у регуляторах додатково використовують зовнішні диференціатори.

• інтерфейсом (при необхідності);

• вихідної величини з пристрою (реле, транзисторний, оптосимістор тощо);

• родом струму (змінний, постійний);

• напруги мережі;

• об'єднання обладнання в автоматизовану систему;

• ступенем захисту.

 

 

---

Дата добавления: 2018-09-22; просмотров: 624; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!