Разработка автоматизированной системы управления компрессором барьерного воздуха

1.

Самарский государственный технический университет
Кафедра автоматизации и управления
технологическими процессами
Выпускная квалификационная работа на тему:
Разработка автоматизированной системы
управления компрессором барьерного
воздуха
Выполнил: Кудан О.С.
Дипломный руководитель: Сизова Н.А.
.

2.

Цель работы
Разработка автоматизированной системы
управления компрессором барьерного
воздуха
Задачи
1) Построить схему автоматизации;
2) Описать технологический процесс;
3) Выбрать технические средства автоматизации;
4) Выполнить расчет настроек регулятора в RKPF и REG2;
5) Разработать систему диспетчеризации и учета в
Trace Mode 6;
6) Рассчитать экономические показатели;
7) Рассмотреть вопросы безопасности производства.

3.

4.

Выбор ПИП температуры
Измеряемая среда: Агрессивные газы и воздух
Диапазон изменения температуры: 35 - 140 °С
Эталон
Элемер
Метран
ТСМ 0503
ТС-1187Exd
Метран-243 02
жидкость, пар, газ,
жидкость, пар, газ,
жидкость, пар, газ,
агрессивные среды
агрессивные среды
агрессивные среды
Диапазон измерений
0 – 200 оС
-50 – 200 оС
-50 – 180 оС
Погрешность
0,33%
0,1%
0,1%
2 года
3 года
3 года
4-20мА
4-20мА
4-20мА, HART
IP65
IP65
IP65
Ехd
Ехd
Ехd
Измеряемая среда
Межповерочный
интервал
Выходной сигнал
Уровень
пылевлагозащиты
Исполнение
Метран-243 02 имеет низкое значение погрешности

5.

Выбор ПИП перепада давления
Измеряемая среда: Агрессивные газы и воздух
Диапазон изменения уровня: 0 – 0,63 КПа
МЕТРАН
ОВЕН
ЭЛЕМЕР
МЕТРАН-150CDR
ПД200ДД
ЭЛЕМЕР-100-ДД
жидкость, пар, газ,
жидкость, пар, газ,
жидкость, пар, газ,
агрессивные среды
агрессивные среды
агрессивные среды
Диапазон
измерений
0 – 1,5 КПа
0 – 1 КПа
0,1 – 1 КПа
Погрешность
0,1%
0,1%
0,2%
Срок поверки
4 года
3 года
3 лет
4-20мА
4-20мА
4-20мА
IP67
IP67
IP67
Ехd
Ехd
Ехd
Измеряемая
среда
Выходной
сигнал
Уровень
пылевлагозащ
иты
Исполнение
ОВЕН ПД200ДД имеет конкурентное значение погрешности и
лучший диапазон измерения

6.

Выбор ПИП расхода
Измеряемая среда: Агрессивные газы и воздух
Диапазон изменения уровня: 90 – 200 м3/ч
Метран
Теплоприбор
Эмис
300ПР
ВЭПС-ПБ1-01
ВИХРЬ 200
Агрессивные
Агрессивные жидкости,
Агрессивные
жидкости, газы
газы
жидкости, газы
10 – 300 м3/ч
5 – 280 м3/ч
10 – 320 м3/ч
Погрешность
0,6%
0,8%
0,5%
Срок поверки
4 года
4 года
4 года
Выходной сигнал
4-20мА
4-20мА
4-20мА
IP67
IP67
IP67
Ехd
Ехd
Ехd
Измеряемая среда
Диапазон
измерений
Уровень
пылевлагозащиты
Исполнение
Эмис ВИХРЬ 200 имеет лучшее значение погрешности

7.

Выбор ПИП давления
Измеряемая среда: Агрессивные газы и воздух
Диапазон изменения уровня: 2,5 – 3 МПа
НПК ВИП
ЭЛЕМЕР
РОСМА
СДВ «STANDARD»
АИР-10L
РПД-И G1
жидкость, пар, газ,
жидкость, пар, газ,
жидкость, пар, газ,
агрессивные среды
агрессивные среды
агрессивные среды
Верхний
предел
измерения
0 – 10 КПа
0 – 10 КПа
0 – 10 КПа
Погрешность
0,5%
0,2%
0,5%
Измеряемая
среда
Межповерочн
ый интервал
Выходной
сигнал
Уровень
пылевлагозащ
иты
2 года
3 года
3 года
4-20мА
4-20мА
4-20мА
IP66
IP66
IP66
Исполнение
Exd
Exd
Exd
ЭЛЕМЕР АИР-10L, имеет меньшее значение погрешности и
высокий межповерочный интервал

8.

Выбор исполнительного механизма
Измеряемая среда: Агрессивные газы и воздух
Диаметр трубопровода: 100 мм
ТЕХМАРКЕТ
Электротехмонтаж
Авангард
25ч945п ЗРК
25ч945нж ТНК100
25ч945п ДУ-50
жидкость, пар, газ,
жидкость, пар, газ,
жидкость, пар, газ,
агрессивные среды
агрессивные среды
агрессивные среды
100 мм
100 мм
100 мм
-20…+150 оС
-20…300 оС
-10…150 оС
Рабочее давление
0…16 МПа
1…16 МПа
0…16 МПа
Время закрытия
Не более 9 сек
Не более 8 сек
Не более 9 сек
Исполнение
IP65
IP65
IP65
Рабочая среда
Условный диаметр
Рабочая
температура
Электротехмонтаж 25ч945нж ТНК100 обеспечивает минимальное
время позиционирования и аварийного закрытия, что позволяет с
большей точностью управлять процессом

9.

Выбор ПЛК
Агава
ПЛК-50
ОВЕН
ПЛК200
ИНЭУМ им. И.С. Брука
ПЛК-Эльбрус
4/24
4/24 (в модуле расширения)
4/20
2/12
4/12
4/12
Да
Да
Да
15 нс
18 нс
15 нс
Среда разработки
CoDeSys
CoDeSys
CoDeSys
Мощность
потребления
3 Вт
3 Вт
5 Вт
Степень защиты
IP20
IP20
IP20
Количество входов
аналоговых/дискрет
ных
Количество выходов
аналоговых/дискрет
ных
Возможность
расширения
Быстродействие
(среднее значение)
ПЛК-ЭЛЬБРУС имеет оптимальное количество входных каналов и
имеет возможность расширения

10.

Расчет настроек регулятора

11.

Расчет настроек регулятора
0,8571∗е−2р
Wо(p) =
1+0,07р

12.

Расчет настроек регулятора
Передаточная функция ПИ-регулятора будет иметь
вид:
1
W(p) =0,496+
9,81∗