РАЗРАБОТКА АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КОМПРИМИРОВАНИЕМ ГАЗА НА АЛЕКСЕЕВСКОМ ЛПУ Дипломник: Садчиков А. Ф. Руководитель: Бурькова Е. В.
Постановка задачи Цель: Повышение эффективности и надежности управления технологическим процессом компримирования за счет применения средств вычислительной техники Задачи: 1. Определить сущность технологического процесса компримирования газа (ТПКГ). 2. Дать характеристику параметров, подлежащих слежению и регистрации. 3. Проанализировать структуру и технологическую схему существующей системы управления ТПКГ. 4. Провести сравнительный анализ аналогичных систем управления ТПКГ. 5. Определить функции проектируемой системы управления ТПКГ. 6. Разработать классификацию устройств, обеспечивающих выполнение функций системы. 7. Провести сравнительный анализ и выбор устройств системы управления ТПКГ. 8. Разработать структурную схему системы управления ТПКГ. 9. Разработать схему размещения технических средств системы управления ТПКГ. 10. Разработать электрическую принципиальную схему системы управления. 11. Провести расчет показателей надежности проектируемой системы. 12. Рассчитать основные экономические показатели.
Задача 1. Функциональная схема работы газоперекачивающего агрегата ТГ - топливный газ; ПГ - пусковой газ; ВЗК - воздухозаборная камера; ТД - турбодетандер; ОК - осевой компрессор; КС - камера сгорания; ТВД - турбина высокого давления; ТНД - турбина низкого давления; Н - нагнетатель; РЕГ - регенератор
Задача 2. Характеристика параметров, подлежащих слежению и регистрации Параметры Датчик Место расположения датчика 1 2 3 Частота вращения ротора ТД Датчик частоты вращения Датчик давления Турбодетандер (ТД) Датчик температуры Осевой компрессор (ОК) Давления воздуха за ОК Температура воздуха на всасе ОК Температура воздуха за ОК Температура воздуха перед диском 1 -ой ступени ТВД Температура воздуха за диском 1 ой ступени ТВД Частота вращения ТВД Датчик температуры Датчик частоты вращения Турбина высокого давления (ТВД)
Задача 2. Характеристика параметров, подлежащих слежению и регистрации (продолжение) 1 2 Температура воздуха перед диском 2 -ой ступени ТНД Датчик температуры Температура воздуха за диском 2 -ой ступени ТНД Частота вращения ротора ТНД Датчик частоты вращения Давление газа на входе Н Давление газа на выходе Н Датчик давления Давление газа в полости Н Температура газа до Н Датчик температуры Температура газа за Н Давление топливного газа снабжения (перед СК и ТРК) Давление топливного газа перед ТРК перед СК Датчик давления Давление топливного газа на выпуске (После ТРК) Давление топливного газа перед СК Температура газов на выходе Давления газа за краном Датчик температуры Датчик давления 3 Турбина низкого давления (ТВД) Нагнетатель (Н) Топливно-регулирующий клапан (ТРК) Стоп-кран (СК) Выхлоп турбины Кран 1
Задача 3. Структурно-технологическая схема существующей системы
Задача 4. Сравнительный анализ аналогичных систем управления Критерий Хартрон Сенсорика 1 2 3 2 ПК с персональным ПО, образовывает АРМ диспетчера цеха Отображение хода Промышленная ПЭВМ - AWSтехнологического процесса 822 фирмы Advantech 2 контроллера: 1 – для Количество используемых решения «быстрых» задач, 2 – контроллеров «медленных» 1 Автоматический учет расхода газа на собственные нужды Все вычисления производились с использованием бумажных диаграмм Наличие специальной операции Память в приборах – Энергозависимая Приборы, входящие в систему 1 - модуль аналогового ввода – вывода , 2 – устройства Приборы для измерения и нормализации сигналов регистрации аналоговых датчиков частоты вращения, 3 параметров, и приборы для – модули дискретного ввода – приема дискретных сигналов вывода , 4 – модули аналогового , реле
Задача 4. Сравнительный анализ аналогичных систем управления (продолжение) 1 2 3 Подключение к ПК RS – 485 Наличие межсистемной интеграции Да Да Архивирование технологических данных Да Да Технология ОРС ( открытый промышленный стандарт, регламентирующий методы обмена данными в режиме реального времени) – Да Автоматизированная подготовка и печать отчетной информации Да Да Стоимость Высокая Излишняя функциональность Да Да
Задача 5. Функции проектируемой системы
Задача 6. Классификация промышленных контроллеров
Задача 6. Классификация датчиков давления
Задача 7. Сравнительная характеристика промышленных контроллеров Наименование требования Архитектура процессора Частота процессора Оперативная память Энергонезависимая память Flash память Дискретный ввод ТКМ 410 ГК «Tecon» RTU 188 - BS «Fastwel» UC-5 Vanguard «CCC» RISC -- 33 МГц 40 МГц 200 МГц -- 2 Мб SRAM 512 кб до 256 Мб 64 Кб EEPROM 512 Кб -- 5 МБ -- 4 Мб 512 кб Программируемые неизолированные входывыходы 40 Изолированные 16 8 -- 4 Мб -- 240 14 80 22 40 15 15 -- 4… 20 м. А / 4… 20 м. А 36 Дискретный вывод 24 Аналоговый ввод 16 Аналоговый вывод 2 Уровень тока аналогового 4… 20 м. А / 4… 20 м. А ввода/вывода Уровень напряжения 0. . . 10 В / 0. . . 10 В аналогового ввода/вывода 4… 20 м. А / -- 0. . . 10 В / -- Требуемые 0. . . 10 В / 0. . . 10 В В
Задача 7. Сравнительная характеристика промышленных контроллеров (продолжение) Наименование требования Уровень тока дискретного ввода/вывода Уровень напряжения дискретного ввода/вывода Интерфейсы Питание Потребляемая мощность Температура окружающей среды Предполагаемая цена ТКМ 410 ГК «Tecon» RTU 188 - BS «Fastwel» UC-5 Vanguard «CCC» Требуемые 9 м. А / 2 А 12 м. А / 300 м. А; 12 м. А 4… 20 м. А / 4… 20 м. А 24 В / 30 В –Ethernet; – 3 х. RS 232; – 1 х. RS 232/RS 485; – 1 x. RS 485 24± 2 В Номин. 24 В 5 В / 24 В; 5 В 24 В / 30 В 24 В – 1 х. RS 232/RS 485; – 1 x. RS 485 –Ethernet; –RS 485 –RS 232 Ethernet; RS 485 +5 В, 1000 м. А – 24 В – 220 В 100 Вт 20 Вт 100 Вт -- -40…+55 °С -40. . . +85 °С 0. . +55 °С 15 350 руб. 5 790 руб. 350 800 руб. --
Задача 8. Структурная схема системы управления ТПКГ
Задача 9. Схема размещения технических средств системы управления ТПКГ
Задача 10. Функциональная схема проектируемой системы
Задача 10. Электрическая принципиальная схема проектируемой системы
Задача 11. Показатели надежности проектируемой системы управления Показатель надежности Наименование устройства ТЭ ТВ λ μ КГЭ Устройства принимающие участие в реализации функции измерения 1· 105 ч 2 ч 1· 10 -5 0. 5· 105 ч 1 ч 2· 10 -5 1 Датчик температуры (12 шт. ) 1· 105 ч 1· 10 -5 1 Датчик частоты вращения (4 шт) 0. 5· 105 ч 1 ч 2· 10 -5 1 Совокупность устройств 2, 9 · 103 ч 1, 2 ч 34· 10 -5 0, 85 Р 2 0. 5 Датчик давления (10 шт. ) Р 1 Контроллер (1 шт. ) 0, 99 0, 8 0, 7 0, 83 0, 7 Устройства принимающие участие в реализации функции управления 1· 105 ч 2 ч 1· 10 -5 0. 5 Клапан (7 шт. ) 1, 5· 105 ч 1 ч 0. 66· 10 -5 1 Реле (7 шт. ) 1· 105 ч 1· 10 -5 1 Краны с электроприводом (8 шт. ) 1· 105 ч 1· 10 -5 1 Совокупность устройств 5, 5· 103 ч 1, 11 ч 17. 9· 10 -5 0. 898 Контроллер (1 шт. ) - наработка на отказ; - время восстановления; 0, 99 - вероятность безотказной работы за время t. - интенсивность отказов; - интенсивность восстановления; - коэффициент готовности; Р 1 - вероятность безотказной работы новой системы управления за 1000 ч. Р 2 - вероятность безотказной работы старой системы управления за 1000 ч.
Задача 12. Экономические показатели проекта Показатель Затраты на материалы Затраты на покупные изделия Заработная плата разработчика Отчисления на социальные нужды Затраты на электроэнергию Накладные расходы Себестоимость проекта Заработная плата обслуживающего персонала Издержки на электроэнергию Издержки на ремонт Годовые эксплуатационные издержки потребителя Годовые приведённые затраты потребителя Сумма, руб. 150 000 3 551 850 19 090, 9 7 350 174, 36 3149 3 733523, 35 1732 280, 32 74670, 467 76682, 787 1526110, 5
Скачать презентацию РАЗРАБОТКА АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КОМПРИМИРОВАНИЕМ ГАЗА
Презентация Садчикова.pptx