Испытание элементов системы автоматизации водозаборной насосной станции повышения давления и их оптимизация

1.

Департамент образования города Москвы
Государственное автономное профессиональное образовательное
учреждение
«ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ № 8 имени дважды Героя
Советского Союза И.Ф. Павлова»
Курсовой проект на тему:
Испытание элементов системы автоматизации водозаборной
насосной станции повышения давления и их оптимизация
Специальность - 15.02.14 Оснащение средствами автоматизации
технологических процессов и производств
Руководитель курсового проекта: Фёдоров А.С.
Подготовил обучающийся группы: 44 ОТП-1 Базаров В.С

2.

Содержание
Введение
Характеристика технологического процесса и формирование исходных данных
Краткое описание используемого оборудования для автоматизации системы
Выбор параметров, подлежащих контролю и регулированию
Разработка функциональной схемы
Разработка и описание принципиальной схемы автоматизации заданного процесса или
производства
Разработка и оптимизация алгоритма работы средств автоматизации заданного
процесса или производства
Заключение

3.

Введение
В современных условиях автоматизация играет ключевую роль в повышении
эффективности различных технических систем. Одной из таких систем является
водозаборная насосная станция повышения давления, которая необходима для подачи воды
под давлением в различные потребительские точки.
Целью данного курсового проекта является исследование и испытание элементов системы
автоматизации насосной станции повышения давления, а также оптимизация их работы. В
процессе работы будут рассмотрены такие элементы, как датчики давления и расхода,
контроллеры и преобразователи сигналов, а также программные алгоритмы управления.

4.

Характеристика технологического процесса и формирование
исходных данных
Насосная станция для обеспечения
стабильного давления в водопроводе
– совершенно необходимый элемент
системы водоснабжения жилого
многоквартирного дома, жилого
района или крупного
производственного объекта,
без которого циркуляция и
поддержание давления было бы
невозможно. В большинстве случаев
насосные установки управляются
автоматическим способом с помощью
дистанционных пультов.
Рисунок 1. Технологическая характеристика
насосной станции.

5.

Краткое
описание
используемого
автоматизации системы
Насосные станции повышения
давления – это группа насосов,
предназначенная для
поддержания давления в
водозаборной или
ирригационной системе вне
зависимости от потребления
воды.
Рисунок 2. Пример насосной станции.
Гидроаккумулятор
используется в автономных
системах водоснабжения для
стабилизации давления. Он
защищает от гидроударов и
создаёт запас воды на
случай отключения
электроэнергии.
Рисунок 3. Гидроаккумулятор.
оборудования
для

6.

Реле давления — это устройство, которое
реагирует на изменение давления,
преобразует полученные показания в сигнал
для водозаборного оборудования.
Рисунок 4. Реле давления.
Большинство насосных станций
оснащены манометрами,
которые показывают давление в
системе.
Рисунок 5. Манометр.
Расходомеры — это приборы, которые производят
измерение расхода некоторого вещества, проходящего за
заданную единицу времени через трубопровод
определенного сечения.
Рисунок 6. Расходомер.
Панель оператор нужна для удалённого управления
станцией, контроля оборудования, учёта всех данных о
насосной станции, хранения информации и
непосредственного предупреждения о аварийных
ситуациях.
Рисунок 7. Панель оператор.

7.

Контакторы - это электромагнитные
устройства, состоящие из двух позиций,
аналогичных электромагнитным элементам.
Кросс-модуль или модульный распределительный
блок - это устройство, которое используется для
разделения входящего проводника на несколько
потребителей или участков.
Рисунок 8. Контактор.
Рисунок 10. Кросс-модуль.
Программируемый логический контроллер
(ПЛК) - это специальная разновидность
компьютеров, применяемых для автоматизации
технологических процессов и объектов.
Рисунок 9. Программируемый логический контроллер.

8.

Автоматический выключатель
предназначен для
стабилизации напряжения в
сети, чтобы возможные
перегрузки и скачки
напряжения не вывели из
строя все электроприборы,
подключенные в сеть.
Рисунок 11. Автоматический выключатель.
Частотный преобразователь –
обеспечивает плавный пуск,
непрерывное автоматическое
регулирование скорости и
момента во время работы и
множество других
параметров работы
электродвигателя.
Рисунок 12. Преобразователь частоты.

9.

Выбор
параметров,
регулированию
подлежащих
контролю
и
Уровень воды в резервуаре;
Давление воды в системе;
Температура воды;
Состояние насосов;
Расход воды;
Частота оборотов насосов;
Загрязненность фильтров;
Влажность в помещении
насосной;
9. Состояние запорной арматуры;
10. Питание системы.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Рисунок 13. Насосная станция повышения давления.

10.

Разработка функциональной схемы
Рисунок 14. Функциональная схема автоматизации системы насосной станции
повышения давления.

11.

Разработка и описание принципиальной схемы автоматизации
заданного процесса или производства
Рисунок 15. Электрическая схема водозаборной насосной станции повышения давления.

12.

Рисунок 16. Электрическая схема водозаборной насосной станции повышения давления.

13.

Разработка и оптимизация алгоритма работы
автоматизации заданного процесса или производства
средств
В этой главе мы рассмотрим алгоритм работы
автоматизированного щита управления линии упаковки.
Щит автоматизации построен на программируемом
логическом контроллере DVP28SV11S2 который является
главным связующим звеном между датчиками и
исполнительными механизмами и с последующей
индикацией. Наш алгоритм написан в программе ISPSoft на
языке Lad.
Рисунок 18. Алгоритм работы насосной станции.
Рисунок 17. Алгоритм работы насосной станции.
Рисунок 19. Алгоритм работы насосной станции.

14.

Рисунок 20. Включение насосной станции.
Рисунок 21. Отключение насосной станции.

15.

Заключение
В ходе выполнения курсового проекта были исследованы и испытаны различные элементы
системы автоматизации водозаборной насосной станции повышения давления. Был проведен
анализ основных типов насосов и их характеристик, а также рассмотрены различные методы
оптимизации работы системы.
В результате проведенных испытаний были определены оптимальные параметры и
характеристики системы, которые обеспечивают наиболее эффективную и экономичную работу
станции. Были предложены решения для повышения надежности и безопасности работы
оборудования, а также для снижения затрат на эксплуатацию и техническое обслуживание
станции.
На основе полученных результатов были разработаны рекомендации по выбору
оптимальных элементов системы и предложены варианты модернизации и усовершенствования
существующих компонентов. Разработанные решения могут быть использованы для повышения
эффективности работы водозаборных насосных станций в различных отраслях промышленности
и коммунального хозяйства.
Таким образом, цель курсового проекта, состоящая в исследовании и оптимизации системы
автоматизации водозаборной насосной станции, была успешно достигнута. В дальнейшем,
полученные результаты могут быть использованы при проектировании и эксплуатации подобных
объектов, а также в процессе обучения специалистов в области автоматизации и управления
технологическими процессами.