Аннотация
В рамках дипломного проекта разработана автоматизированная система управления одним из этапов очистки городских сточных вод. Основа проекта – разработка микропроцессорной системы управления технологическим процессом (АСУТП) аэрации сточных вод в рамках единой системы очистных сооружений, выбор исполнительных механизмов, контроллеров удаленного сбора данных, измерительных преобразователей и программного обеспечения, предназначенного для выполнения задач сбора данных и управления в рамках распределенной системы АСУТП.
В ходе проектирования были выполнены следующие, необходимые для построения АСУТП, задачи:
- проанализирована задача автоматизации процесса очистки городских сточных вод;
- обоснована и разработана структура сети автоматизации участков по технологической схеме процесса очистки сточных вод;
- проведен анализ программного обеспечения (SCADA – системы) предназначенного для организации систем АСУТП;
- выбраны первичные измерительные преобразователи (давления, температуры, уровня, расхода и т.д.) и исполнительные механизмы (заслонки, насосы и т.д.);
- выбраны микропроцессорные контроллеры;
- разработаны устройства управления.
Помимо этого в проекте кратко рассмотрены различные типы промышленных сетей, которые наиболее часто применяются для построения систем АСУТП. Приведены основные виды топологии сетей и рассмотрена общая физическая модель связи, модель взаимодействия открытых систем в рамках промышленных коммуникаций.
В экономической главе выполнен расчет цены НИОКР, трудоемкость программирования устройств
Студентом Шугайловым Владимиром Валерьевичем были выполнены следующие главы: 1, 2, 3, 4, 5.1, 5.3, 5.4.6, 6.2, 7.2, 9, 10.1, 11.2, 11.3.
Студентом Ваниным Александром Александровичем были выполнены следующие главы: 1, 2, 3, 4, 5.2, 5.4.5, 6.1, 7.1, 8, 10.2, 11.1, 11.4.
Доклад
Уважаемые члены ГАК, вашему вниманию представлен дипломный проект на тему: Автоматизированная система управления воздуходувным хозяйством очистных сооружений.
Очистка сточных вод, отвечающая современным санитарным и экологическим нормам, требует организации сложных комплексов очистных сооружений. Соответственно и управление станциями аэрации требует высокой степени автоматизации технологического процесса
В данном дипломном проекте мною была разработана автоматизированная система управления воздуходувным хозяйством очистных сооружений.
В рамках данного проекта распределенная микропроцессорная система автоматизированного управления технологическим процессом (АСУТП) аэрации предназначенная для решения задачи оперативного контроля, сбора данных и управления. (Структурная схема приведена на плакате (показываю на плакат)).
Распределенная микропроцессорная система (МПС) предназначена для решения задачи оперативного контроля состояния технологического процесса аэрации.
МПСК строится по трехуровневой схеме:
а) нижний уровень – специализированные измерительные системы, осуществляющие непрерывно измерение технологических параметров и передачу их на средний уровень по запросу;
б) средний уровень – специализированная накопительная система со встроенным программным обеспечением, осуществляющая сбор и накопление данных с территориально распределенных систем нижнего уровня с последующей передачей этих данных на верхний уровень;
в) верхний уровень – персональная ЭВМ со специализированным программным обеспечением МПСК, осуществляющая прием информации от системы среднего уровня, отображение и документирование данных учета в виде, удобном для анализа и принятия решений руководству предприятия.
В состав ММУДВ входит ОМК, энергонезависимое запоминающее устройство (ОЗУ), коммутатор напряжений, контроллер RS-232, блок клавиатуры, блок индикации, модуль связи построенный на CAN-контроллере и CAN-приемопередатчике.
Контролируемый объект, которым является частотный преобразователь, управляется посредством интерфейса RS-232. ММУДВ общается с диспетчерской ЭВМ посредством CAN-сети. ММУДВ преобразует сигналы CAN-сети в уровни напряжения стандарта RS-232.
ОМК предназначен для обработки информации о состоянии частотного преобразователя и управляет его работой в соответствии с заданным алгоритмом. Кроме того, ОМК управляет работой блоком клавиатуры, блоком индикации, модулем связи и выбором измеряемого сигнала.
После обработки информация об измеряемых входных сигналов записываются в (ОЗУ).
Блок клавиатуры и индикации предназначен для постоянного отображения текущего состояния одного из частотных преобразователей. Модуль связи обеспечивает передачу данных по CAN-шине от ММУДВ к концентратору.
Также вашему вниманию представлена функциональная схема, в состав которой входят следующие функциональные блоки, обеспечивающие ее работу:
а) модуль памяти;
б) блок индикации;
в) блок клавиатуры;
г) ГТИ – генератор тактовых импульсов;
е) БГР – блок гальванической развязки;
ж) модуль связи, состоящий из:
CAN-контроллера;
CAN-приемопередатчика:
з) ОМК – однокристальный микроконтроллер;
и) контроллер RS-232;
к) преобразователи уровней RS-232.
Также была разработана принципиальная схема, основу которой составляют: ОМК, CAN-контроллер, CAN-приемопередатчик, ЖК-индикатор, АЦП.
Проведены расчеты параметров блока гальванической развязки.
Были разработаны алгоритмы.(показываю на плакат с алгоритмом).
В рамках технологической части мною была разработана печатная плата микропроцессорного модуля управления двигателями воздуходувок.
Разработка печатной платы была выполнена с использование системы автоматизированного проектирования ACCEL EDA 15.0.
В процессе проектирования было использовано современное электротехническое оборудование, ведущих зарубежных и российских производителей, что обеспечивает высокий уровень автоматизации отдельных технологических процессов в рамках единой системы.
В рамках главы БЖД были проведены расчет заземлителя и анализ вредных и опасных факторов, действующих в химической лаборатории.
В экономической главе была проведена оценка трудоёмкости разработки программы микропроцессорной системы управления воздуходувным хозяйством, а также расчет цены НИОКР по разработке модулей управления процессом аэрации.
Доклад закончен, спасибо за внимание!!!
