Пономарев О.П. Методические указания по выполнению курсового проекта по дисциплине Наладка и эксплуатация средств автоматизации

Подождите немного. Документ загружается.

ИНСТИТУТ

«КАЛИНИНГРАДСКАЯ ВЫСШАЯ ШКОЛА УПРАВЛЕНИЯ»

О.П.ПОНОМАРЕВ

кандидат технических наук

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

ПО ДИСЦИПЛИНЕ «НАЛАДКА И ЭКСПЛУАТАЦИЯ

СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ»

Пособие

Утверждено Учебно-методическим советом института в качестве пособия

для студентов, обучающихся по специальности 2202

Автоматизированные системы обработки информации и управления

(по отраслям)

Калининград

2004

УДК 658.52.011.56(07)

ББК 32.96я7

П56

Автор:

О.П.ПОНОМАРЕВ – кандидат технических наук,

проректор института КВШУ по научной работе

П56

Пономарев О.П.

Методические указания по выполнению курсового проекта

по дисциплине «Наладка и эксплуатация средств

автоматизации»: Пособие / О.П.Пономарев; Институт КВШУ.–

Калининград: Изд-во ин-та КВШУ, 2004.– 44 с.

ISBN не присвоен. Внутренне издание Института КВШУ.

Методические указания составлены в соответствии с Государственным

образовательным стандартом по специальности 2202 Автоматизированные

системы обработки информации и управления (по отраслям) и учебной

программой по дисциплине «Наладка и эксплуатация средств автоматизации».

В издании помимо общих организационно-методических вопросов

рассмотрены теоретические положения, связанные с построением

параметрических моделей объектов автоматизации, составлением блок-схем

алгоритмов работы объектов. В качестве объектов автоматизации выбраны

подсистемы подземных хранилищ газа: пласт-корректор, скважины,

газосборный пункт.

Издание предназначено для студентов среднего профессионального

образования, обучающихся по специальности «Автоматизированные системы

обработки информации и управления».

УДК 658.52.011.56(07)

ББК 32.96я7

ISBN не присвоен. Внутреннее издание

института КВШУ

Учебное издание

ПОНОМАРЕВ Олег Павлович

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО

ПРОЕКТА ПО ДИСЦИПЛИНЕ «НАЛАДКА И ЭКСПЛУАТАЦИЯ

СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ»

Пособие

Редактор А.В.Самаркин

Электронный набор и вёрстка О.О.Чиликина

Изд. лиц. код 221, серия ИД, № 1269 от 20.03.00. Подписано в печать 27.09.04.

Бумага писчая 80 г/м

. Формат 60х90/16. Гарнитура «Таймс». Печать ризография.

Усл. печ. л. 2.25. Уч.-изд. л. 1. Тираж 150 экз. Заказ № 98.

Институт «Калининградская высшая школа управления»

ул. Литовский вал, д. 38, г. Калининград, 236016

тел.: (0112) 45-12-23, 45-16-73; факс: (0112) 45-25-35

E-mail: postmaster@khms.koenig.su

Отпечатано в типографии

института «Калининградская высшая школа управления»

ул. Литовский вал, д. 38, г. Калининград, 236016

ВВЕДЕНИЕ.

В настоящее время трудно представить себе крупное произ-

водство, не имеющее в своем составе автоматизированной систе-

мы управления технологическими процессами (АСУ ТП). Авто-

матизация процессов производства во многом определяет его эф-

фективность и рентабельность. АСУ ТП включает объект автома-

тизации, аппаратные и программные средства. Рынок средств ав-

томатизации представлен большой номенклатурой наименова-

ний различных фирм-производителей аппаратуры, к которым от-

носятся интеллектуальные и неинтеллектуальные датчики и ис-

полнительные устройства, устройства связи с объектами (платы

УСО), многофункциональные платы ввода/вывода сигналов, кон-

троллеры, одноплатные компьютеры для промышленного приме-

нения и др. устройства. Мировыми лидерами по производству и

внедрению систем автоматизации являются такие компании как

Advantech (Тайвань), PEP Modular Computers (Германия), Na-

tional Instruments (США), Fastwel (Россия), ICP-DAS (Тайвань),

Octagon Systems (США), Analog Devices(США), Siemens (Герма-

ния) и др.

На современном этапе развития средств вычислительной

техники программируемые логические контроллеры (ПЛК) пред-

ставляют собой достаточно мощные и быстродействующие «ин-

теллектуальные» устройства, как правило имеющие высокую

производительность, значительные объемы встроенной памяти

программ и оперативной памяти, мощное вычислительное ядро с

системой команд, ориентированной на решение задач управления

и контроля в режиме реального времени. Многие современные

ПЛК имеют возможность подключения периферийного оборудо-

вания, аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи,

мультиплексоры, масштабирующие усилители, набор быстродей-

ствующих последовательных интерфейсов и другие узлы.

Используемые в системах автоматизации ПЛК должны быть

достаточно многофункциональными и универсальными по струк-

туре, а также обеспечивать работу в составе промышленных ло-

кальных вычислительных сетей, содержащих рабочие станции, на

которых реализуются автоматизированные рабочие места (АРМ)

операторов технологических процессов.

Специализированные промышленные локальные сети, ис-

пользуемые в системах автоматизации, могут объединять десятки

и даже сотни узлов, имеют ряд специфических особенностей,

связанных с необходимостью обеспечения требуемого алгоритма

функционирования, высокую надежность и производительность,

низкую стоимость, простоту установки, наладки и обслуживания.

Для решения указанных задач требуется высокая квалификация

специалистов, связанных с автоматизацией производства. Одним

из этапов автоматизации является алгоритмизация процессов

контроля и управления, построение моделей объектов автомати-

зации, подбор аппаратных средств, разработка прикладного про-

граммного обеспечения.

Курсовой проект завершает изучение курса «наладка и экс-

плуатация средств автоматизации» и защищается после выполне-

ния лабораторного практикума. Курсовой проект посвящен во-

просам выбора состава аппаратных и программных средств авто-

матизации, составления блок-схем алгоритмов работы объектов

контроля и управления, построения параметрических моделей

объектов, разработки программного обеспечения логических

контроллеров SMART-2 фирмы PEP Modular Computers на основе

языков программирования SFC и ST инструментальной системы

ISaGRAF-3.32 компании CJ International (Франция), отвечающих

требованиям международного стандарта IEC61131-3.

1. ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕТА.

Курсовой проект выполняется в виде пояснительной запис-

ки с приложением необходимых схем алгоритмов, листингов

программ и результатов моделирования. Курсовой проект должен

содержать следующие элементы:

- титульный лист (оформление титульного листа приведено в

приложении);

- содержание (оглавление);

- основную часть;

- список использованной литературы;

- приложения с листингами программ разработанного проекта

и результатами моделирования.

Текст пояснительной записки набирается в текстовом редак-

торе Word через 1,5 интервала размером 14, отступы 2,0 от каж-

дой стороны листа. Объем пояснительной записки определяется

темой курсового проекта. Практика курсового проектирования

показывает, что любая тема может быть вполне раскрыта в пре-

делах 25-40 листов. Список используемой литературы должен

содержать не менее 4-х источников.

Текст пояснительной записки разбивается на разделы и под-

разделы. Разделы и подразделы должны иметь содержательные и,

по возможности, короткие заголовки без сокращений. Разделы

нумеруются арабскими цифрами, нумерация сквозная.

Нумерация страниц пояснительной записки сквозная, начи-

ная со второй страницы (на титульном листе № не ставится). Но-

мера страниц проставляются в нижнем правом углу.

Любой иллюстративный материал: диаграмма, график, схе-

ма, рисунок, чертеж, фотоснимок, должен отражать результаты

работы. На графические материалы должны быть ссылки в ходе

текста. Графические материалы должны иметь сквозную нумера-

цию внутри главы и подписываться под ними, например: рис.2.2.

Блок-схема алгоритма работы выпарной установки.

При использовании источников – цитировании, пересказе,

использовании формул, терминов и др., необходимо в тексте де-

лать ссылки на источники с указанием номера источника в спи-

ске литературы, например: «Как показано в [3, с.34], особенно-

стью алгоритма работы установки является…».

В соответствии с исходными данными, приведенными в

таблице 1.1, основная часть пояснительной записки должна со-

держать следующие пункты:

1. Состав, технические характеристики, режимы работы объ-

екта алгоритмизации (характеристики технологического

процесса);

2. По результатам анализа должно быть составлено описание

работы объекта, формализованное описание объекта с ис-

пользованием графического метода:

- структурная схема объекта алгоритмизации (последователь-

ность технологических операций технологического процес-

са);

- параметрическая схема объекта автоматизации;

- блок-схема алгоритма функционирования объекта в различ-

ных режимах работы;

3. Описание проекта на языках программирования SFC и ST

инструментальной среды ISaGRAF, реализующего разрабо-

танные алгоритмы функционирования объекта;

4. Обоснование выбора переменных и констант с таблицей со-

ответствия параметров объекта (технологического процесса)

выбранным переменным и константам;

5. Описание результатов моделирования функционирования

объекта на основе листинга проекта в режиме симуляции;

6. Листинги программ проекта.

Таблица 1.1.

№

варианта

Объект алгоритмизации (технологический процесс)

первоис-

точник

1 Локомотив [11]

2 Мельница мокрого самоизмельчения [12]

3 Комбикормовый цех [13]

4 Газокомпрессорная станция [14]

5 Система энергоучета [15]

6 Нижневартовская ГРЭС [16]

7 Процесс термической обработки [17]

8 Контроль массы продуктов [18]

9 Водогрейный котел [19]

10 Авиационный двигатель [20]

11 Нефтегазовые скважины [21]

12 Яйцесортировочная машина [22]

13 Прокатный стан [23]

14 Испытание несущей системы вертолетов [24]

15 Насосная установка добычи нефти [25]

16 Сахарное производство [26]

17 Водопроводная станция [27]

18 Водозаборный узел [28]

19 Управление движением поездов метрополитена [29]

20 Электровоз [30]

21 Система автоматического ведения поезда [31]

22 Пылеугольная топка [32]

23 Обогатительная фабрика “Сибирь” [33]

24 Мукомольный завод [34]

25 Булочно-кондитерский комбинат [35]

26 Прокатный стан [36]

27 Взрывоопасный технологический процесс [37]

28 Трубопроводный транспорт [38]

29 Парк переработки и хранения нефтепродуктов [39]

30 Теплопрочностные испытания продукции [40]

31 Объекты магистральных газопроводов [41]

32 Газотурбинный двигатель [42]

33 Автозаправочная станция [43]

34 Регулировка колес подвески автомобиля [44]

35 Водопроводная станция [45]

36 Процесс варки стекла [46]

37 Производство шоколадной глазури [47]

38 Подготовка нефти [48]

39 Производство технического углерода [49]

40 Линейная часть магистрального газопровода [50]

41 Бетоносмесительная установка [51]

42 Машина непрерывного литья [52]

43 Ультразвуковая дефектоскопия рельсов [53]

44 Брагоректификационная установка [54]

45 Стенд тестирования электрооборудования [55]

46 Бортовая аппаратура спутника «КОРОНАС-Ф» [56]

2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ

СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ

ПРОЦЕССАМИ

Термин «автоматизация» (от греческого «automatos») озна-

чает «самодействующий». Автоматизация производства – про-

цесс в развитии машинного производства, при котором функции

управления и контроля, ранее выполнявшиеся человеком, пере-

даются приборам и автоматическим устройствам.

Измерительные приборы и автоматические устройства

обеспечивают оптимальное протекание технологического про-

цесса, недоступное ручному управлению. Исходя из системного

подхода, автоматизацию производства предприятия подразделя-

ют на четыре уровня (рис. 2.1) [3].

Рис. 2.1. Уровни автоматизации производства предприятия

Автоматизированная система управления технологическим

процессом представляет собой организационно-техническую сис-

тему управления технологическим процессом в целом в соответ-

ствии с принятым критерием управления, в которой для сбора и

обработки информации используется вычислительная техника.

Роль человека в АСУ ТП сводится к содержательному участию в

выработке решений там, где задачи принятия решений не могут

быть формализованы и их выполнение не может быть полностью

формализовано [3].

Автоматизация производственно-хозяйственной

деятельности предприятия

Автоматизация технологических агрегатов и ма-

шин

Автоматизация технологических участков

Автоматизация технологических процессов в це-

лом

Автоматизация производства

4-й уровень

3-й уровень

2-й уровень

1-й уровень

Критерий управления – это экономический или технический

показатель производства. Например, в качестве критерия управ-

ления может быть принята производительность или себестои-

мость производства продукта при заданном его качестве, либо

характерные показатели технологического процесса.

В соответствии с существующей терминологией автомати-

ческие системы управления являются высшей ступенью развития

АСУ ТП, на которой человек полностью выведен из процесса не-

посредственного управления.

Комплекс технических средств АСУ ТП включает средства

локального контроля, сигнализации и регулирования, которые

могут функционировать автономно. Локальные системы автома-

тизации, входящие в состав АСУ ТП, представляют собой ком-

плекс устройств автоматики, автономно реализующих функцию

управления частью технологического процесса или контроля за

ним.

АСУ ТП предназначена для выработки и осуществления

управляющих воздействий на технологический объект управле-

ния, представляющий собой совокупность технологического

оборудования, на котором по установленным регламентам осу-

ществляется технологический процесс производства. К техноло-

гическим объектам управления относятся технологические аппа-

раты, агрегаты и установки, участки, цеха и технологические

комплексы.

По уровню, занимаемому АСУ ТП в организационно-

производственной структуре предприятия, различают АСУ ТП:

нижнего уровня, верхнего уровня, многоуровневые. АСУ ТП

нижнего уровня управляют технологическими агрегатами, уста-

новками, участками; АСУ ТП верхнего уровня (централизован-

ные) – группами технологических установок, участками, произ-

водствами и не включают в себя АСУ ТП нижнего уровня; мно-

гоуровневые АСУ ТП управляют теми же технологическими объ-

ектами управления, что и АСУ ТП верхнего уровня, но включают

в себя АСУ ТП нижнего уровня.

Состав задач, решаемых вычислительными средствами, оп-

ределяет перечень подсистем АСУ ТП, выполняющих следую-

щие функции:

- централизованный контроль технологических параметров;