Расчет и оптимизация каскадной системы автоматического регулирования и автоматизированной системы управления технологическими процессами

На основе аппаратуры управления реализуются схемы управления. Они должны составляться, исходя их основного требования, - надежности, которая складывается из надежности

Расчет и оптимизация каскадной системы автоматического регулирования и автоматизированной системы управления технологическими процессами

Курсовой проект

Физика

Другие курсовые по предмету

Физика

Сдать работу со 100% гаранией

Содержание

 

Введение

. Назначение АСУ и функции

. Технический, экономический, экологический и социальные эффекты внедрения АСУ ТП

. Основные подсистемы АСУ ТП

.Исходные данные для моделирования

.Методика оптимизации каскадной САР

.Методы расчета настройки каскадной САР

. Расчет оптимальной настройки каскадной САР

. Таблица исходных данных для моделирования переходных процессов на ЭВМ

. Алгоритм расчета переходных процессов САР на ЭВМ

. Определение переходных процессов САР при основных воздействиях со сравнением ПИ и ПИД алгоритмов регулирования

. Сводная таблица прямых показателей качества

Заключение

Литература

Приложение

 

Введение

 

Автоматизация играет решающую роль при организации промышленного производства по принципу: выпуск заданного количества продукции при минимуме материальных затрат и затрат ручного, труда. В особенности актуальной автоматизация становится в отраслях промышленности, конечная продукция которых находит массовый спрос у потребителя и используется практически во всех производственных процессах. К таким отраслям в полной мере относится энергетика.

Основу современной энергетики составляют крупные тепловые электрические станции (ТЭС). Сырьем для ТЭС служат природное органическое топливо, вода и воздух. На ТЭС осуществляется непрерывное и вместе с тем поэтапное преобразование теплоты, скрытой в топливе, в электричество: паровой котел вырабатывает перегретый водяной пар, в турбине его потенциальная энергия превращается в кинетическую, которая в электрогенераторе превращается в энергию переменного тока с частотой 50 Гц.

Процессы преобразования и распределения тепловой и электрической энергии на современной ТЭС почти полностью механизированы и в значительной степени автоматизированы.

Трудоемкие процессы, связанные с производством и распределением тепловой и электрической энергии на современных ТЭС, в основном механизированы, и труд человека состоит в том, чтобы управлять машинами, механизмами и установками (перемещать регулирующие органы, включать или отключать оборудование и т. п.) и наблюдать за их работой непосредственно или по измерительным приборам.

Однако механизация (даже полная) круглосуточно работающего энергетического оборудования не избавляет человека от утомительного и однообразного труда по управлению основными и вспомогательными установками ТЭС, а что самое главное, не гарантирует их надежной и экономичной работы даже при высокой квалификации эксплуатационного персонала. Это обусловило большое развитие автоматизации в современной энергетике.

1. Назначение АСУ и функции

 

Совокупность технических средств (машин, орудий труда и т. д.), выполняющих соответствующие рабочие операции, представляет собой объект управления. Систему, в которой все рабочие операции и операции управления выполняются без участия человека, называют автоматической.

Автоматическое управление - это совокупность действий, направленных на поддержание или улучшения функционирования управляемого объекта без непосредственного участия человека в соответствии с заданной целью управления. Характерные операции управления, осуществляемые автоматическими устройствами: включение и выключение механизмов и агрегатов машин (например, вентилятора системы охлаждения двигателя), поддержание управляемой величины на заданном уровне (угловой скорости двигателя, давление воздуха в ресивере тормозной системы), изменение управляемой величины по определенному закону, обеспечение экстремального значения некоторых функций и др.

Комплекс взаимодействующих между собой технических устройств, содержащий объект управления и автоматическое управляющее устройство, называют системой автоматического управления.

Применение автоматизированных систем управления позволяет повысить надежность и экономичность энергетических установок при малом числе обслуживающего персонала, способствует повышению его квалификации. При этом электронной цифровой вычислительной машине может быть передана значительная часть функций по контролю и управлению.

Автоматическая система в общем случае состоит из множества взаимодействующих элементов. Простейшая модель автоматической системы может быть представлена совокупностью двух основных элементов: объекта управления (ОУ) и управляющего устройства (УУ).

Все воздействия, приложенные к элементам системы, можно разделить на внешние и внутренние.

Функции, выполняемые АСУ ТП ТЭС.

. Оперативный контроль.

.1 контроль на индивидуальных постоянно включенных приборах охватывает минимальное число наиболее важных технологических параметров, позволяющих оценить общее положение на энергоблоке.

.2 контроль по вызову на аналоговых приборах предназначен для обеспечения повышенной надежности измерений ограниченной группы технологических параметров.

.3 графическая регистрация на аналоговых приборах, принимаемая для важных точек контроля в целях представления оператору перед истории и направления изменения параметров.

.4 предупредительная световая и звуковая сигнализация технологических параметров, вышедших за пределы установленных значений.

.5 сигнализация состояний оборудования, осуществляемая на оперативном контуре БЩУ.

. Регистрация аварийных положений.

Предназначена для регистрации событий и параметров в аварийных режимах работы энергоблоков с последующей отработкой и представлении информации персоналу для анализа причин возникновения и характера развития аварий.

. Автоматический расчет ТЭП.

В состав вычисляемых ТЭП входят: показатели ПГ и Т, тепловых и электрических собственных нужд по отдельным составляющим и по блокам в целом.

. Коррекция регуляторов.

Предназначена для автоматической подстройки регуляторов при изменении режимов работы энергоблока (изменении нагрузки, состава работающего оборудования и его характеристик)

. Оптимизация процесса горения в топке парогенератора.

Предназначена для поддержания максимального значения КПД парогенератора в разных режимах его работы, путем воздействия на расход воздуха, подаваемого в топку с помощью регулятора подачи воздуха и экстремального регулятора КПД, реализуемого УВК.

. Оптимизация вакуумы в конденсаторах турбин.

Предназначена для выбора оптимального расхода циркуляционной воды на турбину. В качестве критерия используется КПД нетто турбины.

Функциями управления АСУ ТП по ТЭС являются следующие:

  • оптимальное распределение нагрузок между блоками с помощью УВК;
  • выбор состава оборудования энергоблоков в зависимости от заданного графика электрической нагрузки ТЭЦ с учетом останова и длительности простоев части оборудования и затрат топлива и электроэнергии на его последующий пуск;
  • дискретное и дискретно непрерывное управление оборудованием, образующим функциональные группы и подгруппы общеблочного и общестанционного назначения.

К настоящему времени автоматизация производства выделилась в самостоятельную отрасль науки и техники, в которой разрабатываются вопросы теории автоматического управления и автоматические системы регулирования производственных процессов, создаются и внедряются необходимые средства.

 

. Технический, экономический, экологический и социальные эффекты внедрения АСУ ТП

 

Технический эффект внедрения АСУ ТП ТЭС:

изменение экономичности работы технологического оборудования: уменьшение расхода условного топлива на выработку единицы тепловой и электрической энергии, т.е. повышение КПД котла, уменьшение расхода вспомогательных материалов (химических реагентов), а также самих технических средств АСУ ТП (раньше регуляторы технологических процессов использовали электронные лампы, на питание которых требовался большой расход электроэнергии).

долговечность - как увеличение срока службы технологического оборудования и технических средств АСУ.

надежность - как уменьшение числа отказов предаварийных и аварийных ситуаций.

повышение безопасности работы.

Экономический эффект есть технический эффект в денежном выражении.

Экологический эффект проявляется в уменьшении выбросов вредных веществ, как в атмосферу, так и в водный бассейн. Например, САР оптимизации процесса горения, т.е. согласования работы регуляторов топлива общего воздуха с корректирующим регулятором, с датчиками газового анализа на содержание и СО в уходящих дымовых газах, а также регулятора разряжения, позволяют поддерживать максимальное значение К.П.Д. котла при изменении нагрузок, что уменьшает требуемое количество топлива на производство энергии и уменьшает выбросы вредных веществ, например .

По технологическим режимам цех ХВО может использовать как кислые, так и щелочные воды, сброс которых в водоем наносит ущерб, как природе, так и человеку. Поэтому система автоматического регулирования нейтрализации сбросных кислых вод позволяет путем измерения расходов кислых и щелочных вод, а также измерением РН, так перемешать кислые и щелочные воды с помощью регулятора соотношения расходов, чтобы образовалась нейтральная среда, которую можно безболезненно сливать в водоем.

Социальный эффект автоматизации проявляется в освобождении человека-оператора от тяжелого физического труда и части умственного труда (если котел автоматизирован - сокращение технологического персонала на 3-4 человека приводит к увеличению персонала автоматчиков на одного человека).

 

. Основные подсистемы АСУ ТП

 

Теплотехнические измерения.

Осуществляется сбор информации и проведение расчетов технико-экономических показателей, а также о состоянии оборудования.

В качестве датчиков для измерения температуры наиболее широкое распространени

Похожие работы

1 2 3 4 5 > >>