Дипломный проект (колледж) - Автоматизация системы управления нагревом изделий с использованием контроллера российского производства

СОДЕРЖАНИЕ
Введение     5
Основная часть
Управление нагревом с использованием контроллера ОВЕН    8
1 Технологическое описание электрических печей    8
1.1 Описание электрических печей сопротивления, их области применения, 
принцип действия     8
1.2 Классификация электрических печей сопротивления     9
1.3 Типы и конструкции печей сопротивления     10
1.4 Термометры сопротивления     16
1.5 Термоэлектрические преобразователи (ТП)     17
1.6 Электрооборудование печей сопротивления     18
1.7 Способы регулирования температуры     18
1.8 Электрическая схема непрерывного регулятора температуры 
электрической печи сопротивления     22
1.9 Расчет нагревательного элемента     24
1.10 Принципиальная электрическая схема управления электрической 
печью сопротивления     25
1.11 Измерение, регулирование и контроль температуры     27
1.12 Пример программной реализации     36
2 Модернизация схемы     39
2.1 Задача автоматизации     39
2.2 Регулирование температуры в электропечах     43
2.3 Подключение устройств     47
2.4 Программы моделирования     49
3 Экономическое обоснование проекта     51
3.1 Расчет годовых эксплуатационных затрат и расходов     52
3.2 Расчет инвестиций и коэффициента экономической эффективности     53
3.3 Срок окупаемости затрат     54
Заключение     55
Список использованных источников     57
Приложения     59
Приложение А. Ведомость дипломного проекта     60
 
Актуальность темы связана с тем, что на производствах теплоэнергетики огромное количество оборудования выработало свой ресурс и требует обновление и автоматизации для оптимизации и повышенного круглосуточного контроля за процессами и оборудованием. Для это в своем проекте я рассматриваю производство мономеров под управлением автоматизированной системой контроля.
Целью выпускной квалификационной работы является  автоматизация оборудования котельной, путем замены отдельных приборов и управляющих устройств на более современные. 
Для решения поставленной цели необходимо выполнить ряд задач:
Рассмотреть общие вопросы эксплуатации электротехнологических установок: виды и принципы нагрева;
Методы контроля температуры в процессе нагрева;
Произвести детальный технический анализ схемы управления электрической частью
Проработать техническую литературу по вопросам использования контроллеров отечественного производства.
Произвести модернизацию схемы.
Объектом исследования является схема электрическая котельной установки

Полное наименование - вспомогательная котельная производства мономеров.
Данная установка входит в состав установки ректификации ароматических углеводородов. 
Вспомогательная котельная предназначена для выработки:
- перегретого пара высокого давления П100;
- пара среднего давления П25;
- перегретого пара среднего давления П15;
- питательной воды;
- электроэнергии турбогенератором.
Сам котел производства японской фирмы Babkock Hitachi. Модели БХК (В-01-А). Тип: естественная циркуляция нижней опоры. Год выпуска 1985.
В качестве топлива используется природный газ с ГРС или метано-водородная фракция, получаемая на производстве мономеров.
Проектная мощность:
- 200 т/ч - перегретого пара высокого давления (П110);
- 490 т/ч - питательной воды для вспомогательных котлов (тит.413) и котлов утилизаторов печей пиролиза (тит.401).
Распределение пара П110, вырабатываемого вспомогательной котельной, при 100 % нагрузке производства мономеров:
-11 т/ч - на производство мономеров;
-180 т/ч - на выработку электроэнергии турбогенератором
-9 т/ч – на технологический процесс выработки пара (личные нужды)

Водогрейный котел КВ-ГН-10 представляет собой теплообменное устройство с принудительной циркуляцией воды, оборудованный отдельным дымососом типа ДН12,5У и вентилятором ВДН10У.
Теплопроизводительность 10 Гкал/ч.
Площадь поверхности нагрева:
радиационная 89 м2;
конвективная 141,9 м2.
Температура воды:
на входе в котел 75 0С;
на выходе из котла 150 0С.
Давление воды:
на входе 16 кгс/см2;
на выходе 10 кгс/см2.
Давление газа перед горелками 2330 кгс/м2.
Ширина котла 3,84 м
Длина 4,90 м
Высота 4,75 м.
Масса металлической части 11,8 т.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В выпускной квалификационной работе на тему: «Автоматизация системы управления нагревом изделий с использованием контроллера Российского производства» 
были рассмотрены вопросы автоматизации котельной установки производства мономеров. 
Так как все оборудование морально и физически устарело актуальность данного вопроса очень высока. 
В ходе этой работы были рассмотрены приборы отечественного производства. Выявлено, что некоторые отечественные приборы занимают достойное место на рынке приборов автоматики и электроники. Так как стоимость отечественных приборов намного ниже импортных аналогов, а надежность, функциональность и другие параметры такие же, то предпочтение было отдано именно им. Исключением являются лишь позиционеры фирмы Siemens и позиционеры Rosemount.
В ходе работы был изучен технологический процесс получения пара, который рассматривается в разделах: описание технологического процесса, расчет системы оптимального управления процессом, разработка системы автоматизации, проведение активного эксперимента, расчет систем регулирования, моделирование и получение динамических характеристик систем автоматического регулирования, анализ качества переходных процессов, расчет регулирующего органа, техническая реализация САР.
Применение контроллера отечественного производства дает возможность быстро, точно и качественно управлять процессом парообразования.
В отдельном разделе были рассмотрены вопросы техники безопасности на предприятии. Выполнены необходимые рекомендации и установлены правила безопасного поведения. 
В последнем разделе были выполнены экономические расчеты. Каждая модернизация должна быть экономически обоснованной, поэтому был проведен экономический расчет стоимости всей модернизации. Себестоимость автоматизации системы управления нагревом изделий с использованием контроллера составляет 2548669,7руб
Таким образом, цели и задачи,  поставленные в выпускной квалификационной работе  считаю выполненными.