Технологічний об’єкт управління

 

 

1. Опис технологічного об’єкта управління (ТОУ) 

2. Постановка задачі автоматизації ТОУ... 

3. Опис програмно-технічного комплексу (ПТК)

4. Розрахункова частина

4.1. Розрахунок метрологічних характеристик вимірювальних

каналів САР

4.2. Розрахунок виконавчих каналів

4.3. Розрахунок надійності функціонування САР

4.4. Розрахунок динаміки САР

5. Реалізація HMI/SCADA системи 

 

 

Індивідуальний тепловий пункт – це автоматизована модульна установка, що передає теплову енергію від зовнішніх теплових мереж (котельної) до системи опалення, гарячого водопостачання, вентиляції або технологічних процесів житлових та промислових будівель.

Застосування:

- в новому будівництві - при реконструкції - капітальному ремонті - термомодернізації будинків для оснащення вузлів вводу теплових мереж.

Функції:

- приготування гарячої води для ГВП - регулювання відпуску тепла в системи опалення, вентиляції та на технологічні потреби - підтримка нормованих значень тиску теплоносія як у внутрішніх системах, так і в системі теплопостачання.

 

 

В проекті розроблена АСУ температури гарячої води в системі гарячого водопостачання в індивідуальному теплопункті. Підігрів води здійснюється в теплообмінному апараті водо-водяного типу. В залежності від погодного режиму, вимагається підтримувати температуру гарячої води, що йде до споживача, в межах від 25 до 90 градусів по Цельсію.

Регулювання температури здійснюється підмішуванням до прямого (гарячого) потоку мережевого теплоносія оберненого (холодного) з використанням заслінки. Також в системі передбачена можливість перекривання потоку мережевого теплоносія (як прямого, так і оберненого) з метою усунення неполадок в системі.

 

 

 

Метою автоматизації АСУ температури гарячої води є забезпечення якісного регулювання витрати гарячої води від теплової мережі.

Система автоматичного керування температури гарячої води повинна виконувати наступні функції:

Інформаційні функції:

Вимірювання температури води, яка йде до споживача;

Керуючі функції:

Неперервне регулювання витрати гарячої води, яка йде від теплової мережі;

Захисні функції:

Сигналізація перевищення і пониження допустимої температури;

Вимоги до інформаційних функцій:

Похибка вимірювання температури води не повинна перевищувати

Середнє напрацювання на відмову  ;

Вимоги до керуючих функцій:

Середнє напрацювання на відмову  ;

Середній час відновлення функції  ;

 

 

На рисунку представлена схема програмно – технічного комплексу засобів автоматизації. Нижній рівень АСУ являє собою контролери з вимірювальною та виконавчою апаратурою, а верхій – супервізорний.

Елементною базою нижнього рівня є Мікрол МИК-1. Контролер для регулювання витрати гарячої води.

Контролер використовує аналоговий вхід (4-20мА), на який поступає сигнал від термоперетворювача ТСМ 50М.

Контролер використовує аналоговий вихід (0…10В) для керування виконавчим механізмом ОВЕН ПЧВ1.

Верхній рівень АСУТП складають ПК із встановленими на них SCADA – системами InTouch. ПК являє собою робочу станцію супервізорного рівня (РСТ), на якій виконується HMI/SCADA програма. Також в РСТ стоять мережеві карти, що підтримують інтерфейс шини FieldBus. Робочі станції можуть з’єднуватися між собою через інформаційну магістраль InfoBus.

Стандартним комунікаційним протоколом між Windows і контролером є протокол ОРС. ОРС-комунікаційний сервер опитує контролери через польову шину ModBus/RS485 і передає дані в SCADA через протокол ОРС. Проте InTouch не підтримує протокол ОРС на рівні ядра, він підтримує протоколи SuiteLink (фірмовий протокол Wonderware). В даному випадку використовується проміжний софт FSGateway, який взаємно конвертує протоколи OPC та SuiteLink. Така конвертація дозволяє позбутися недоліків відносно повільного протоколу OPC.

HMI/SCADA-система повинна реалізовувати наступні функції: обмін даними з контролерами, архівування даних, візуалізація технологічного процесу у вигляді мнемосхем, ведення історичних алармів і алармів реального часу, побудова історичних трендів і трендів реального часу.

 

 

 

 

В замкнених АСР точність регулювання визначається тільки похибкою задавача, так як стабілізація параметра на заданому значенні впродовж тривалого часу еквівалентна багатократному вимірюванню. Точність вимірювання впливає тільки на точність перехідних процесів. Тому до вимірювальних каналів регулятору не пред’являються дуже високі вимоги по точності. Похибка інформаційних вимірювальних каналів навпаки повинна бути зведена до мінімуму.

Задаємося допустимою абсолютною похибкою вимірювального каналу по температурі  ;

 

 

Для кожного елементу вимірювального каналу визначимо основні приведені похибки вимірювання та діапазони вимірювання і занесемо ці дані до таблиці 1.

 

 

 

Розрахуємо абсолютну похибку ВК.

Абсолютна похибка ВК визначається за формулою (2) :

  (2)

де і – абсолютна похибка і-го елемента ВК.

Канал регулювання:

  0С;

Дійсне номінальне значення температури для каналу регулювання: Xдій =50 ± 1, 0850С.

Висновки.

Враховуючи те, що максимальна абсолютна похибка для ВК лежить у межах: