Автоматизация на системи за водоснабдяване и отвеждане на вода

Автоматизация на системи за водоснабдяване и отвеждане на вода

Индустриален колеж в Salavat

АВТОМАТИЗАЦИЯ НА ВОДОСНАБДЯВАНЕ И ВОДНИ СИСТЕМИ

Zulkaidarova M.A.

Manankina E.I.

Баширов М.Г.

ОБЯСНИТЕЛНА БЕЛЕЖКА

Работната програма на академичната дисциплина "Автоматизация на водоснабдителните и санитарните системи" предвижда студентите да изучават основите на автоматизацията в обем от 76 часа.

В резултат на изучаването на дисциплината учениците трябва да знаят:

основни характеристики и области на приложение на комплекс от технически средства за автоматизация;

принципи на автоматичното регулиране;

принципи на схеми за автоматизация на сградите;

типични схеми за автоматизация на технологичните процеси;

Използването на компютърни технологии в управлението на технологичните процеси.

Студентите трябва да могат:

да избира според определени условия, референтната литература и каталозите на средствата за автоматизация;

работа с вторични инструменти;

да четат и съставят функционални схеми за автоматизация на технологичните процеси;

Използвайте компютърни технологии в управлението на технологичните процеси.

Изучаването на програмния материал се основава на знанията, получени от студентите в изучаването на дисциплините:

Процеси и апарати от промишлеността за преработка на нефт и газ;

Основи на технологията за синтез на нефтохимическата промишленост;

Обща електротехника.

При изучаване на учебния материал и извършване на тестовете е необходимо да се спазва единството на терминологията и нотацията в съответствие с настоящите стандарти.

За укрепване на теоретичните знания и придобиване на необходимите умения се предвижда да се извърши лабораторна и практическа работа в размер, предвиден в учебната програма.

Изискванията към знанията и уменията на учениците са изброени след всяка тема от съответните раздели на програмата.

След като изучаваме една тема, е необходимо да формулираме основните принципи и разпоредби на изследваните материали за самонаблюдение без помощта на учебник.

За тази академична дисциплина, всеки студент трябва да извърши 3 теста.

СЪДЪРЖАНИЕ НА ОБРАЗОВАНИЕТО

ДИСЦИПЛИНА

въведение

Цели и задачи на дисциплината "Автоматизация на технологичните процеси на преработка на нефт и газ".

Разработване на производствена автоматизация, въздействие върху качеството на продуктите и ефективността на производството. Ролята на автоматизацията в опазването на околната среда

околната среда, икономия на енергия. Използването на компютърни технологии в управлението на технологичните процеси.

Връзка с други дисциплини. Основни понятия, дефиниции, термини, използвани в тази дисциплина.

Студентът трябва:

имат идея:

относно съдържанието на дисциплината;

комуникация с други дисциплини;

за последните постижения и перспективи за развитие в областта на автоматизацията на водоснабдителните и санитарните системи.

Методически инструкции

Тази тема е уводна и трябва да даде основните понятия за автоматизация на водоснабдителните и санитарните системи.

Системите за доставка, водоснабдяване, канализация, отопление, вентилация и климатизация са сложен комплект от устройства, чиято работа е взаимосвързана, така че тяхната автоматизация става особено важна. Нивото на разработване на автоматични системи за мониторинг и управление на водоснабдителните и канализационните системи до голяма степен определя техническия процес на водоснабдяване и канализация.

Задачата на автоматизацията е автоматично управление на различни технологични процеси. Техниките за управление на всички процеси са принципно еднакви. Тя се основава на правила и закони, общи за тези процеси.

Въпроси за самооценка:

1. Автоматично управление на целта и автоматично управление.

2. Какво означава "автоматизация на технологичния процес"?

3. Как автоматизацията на технологичните процеси влияе върху защитата на околната среда?

РАЗДЕЛ 1 Основни елементи на автоматичните устройства

Тема 1.1 Сензори и измервателни схеми

Студентът трябва:

? основни типове сензори;

? видове схеми за измерване;

да може:

правилно изберете типа на използвания сензор;

правилно изберете схемата за измерване.

Дефиниция и класификация на датчиците. Принципът на работа и разположение на датчиците за електрически и неелектрически величини. Мостови, диференциални и компенсационни схеми за измервания.

Методически инструкции

Средствата за автоматизация се състоят от отделни взаимосвързани елементи, в които се осъществяват качествени или колективни трансформации на физическите параметри на производствения процес. Отделните елементи прехвърлят преобразувания параметър от предишния елемент на следващия.

Сензорен елемент наричан първоначално автоматичната система за наблюдение е преди всичко промяна на физическа собственост и превръщането на тази промяна в другите промени на параметрите, удобен за предаване на разстояние и въздействието върху следващите елементи на системата за автоматично.

Основната характеристика на сензора е чувствителността S, т.е. съотношението на изменението на стойността на изходния сигнал Y към промяната във входния сигнал X на сензора:

S =

Най-често срещаните са сензорите, при които неелектрическите параметри се преобразуват в електрически. Такива сензори могат да бъдат разделени на две групи:

? Параметрично, при което промяната на входното количество се преобразува в промяна в параметъра на електрическа стойност - активна, индуктивна или капацитивна устойчивост;

? генератор, при който подобна промяна в неелектрическата стойност се превръща в електродвижеща сила.

В допълнение към електрическите сензори, в автоматичните системи за управление се използват пневматични, които превръщат промяната в регулирания параметър в изходен сигнал, представляващ налягането на сгъстения въздух.

За да се свържат сензори към схеми за автоматично управление, се използват следните схеми:

? мост;

? диференциал;

? обезщетение.

Въпроси за самооценка:

1. Кой елемент се нарича сензор?

2. Какви групи могат да бъдат разделени на електрически сензори?

3. Какъв е принципът на компенсацията?

4. Какъв е принципът на действие на фотоелектрическите сензори?

Тема 1.2 Релета, усилватели и преобразуватели

Студентът трябва:

знаете:

? основни типове релета и усилватели;

? принципа на работа на релето;

? поле на приложение на релета, усилватели, преобразуватели;

? стойностите на стандартните сигнали на GPS системата;

да може:

правилно изберете типа на използваното реле, усилвател и конвертор.

Класиране на релетата. Принципът на действие, обхват на приложение: електромагнитно реле, електронно, безконтактно, реле за време, командири.

Концепцията за хидравлични и пневматични усилватели. Принципът на действие и обхват на електрическите усилватели: електронни магнитни и електромагнитни.

Преобразуватели на сигнали от държавната система за измерване (GSP).

Методически инструкции

Релетата са устройства, които извършват прекъснат прекъснат контрол. Този периодичен ефект върху процеса се нарича релеен контрол. Класирайте релето с различни характеристики. В зависимост от вида на възприеманите физически величини, релетата се разделят на:

електрически,

термични,

механични,

оптични,

ниво,

скорост,

Acoustic.

Електрически превключвател в съответствие с принципа на работа е разделена на електромагнитната (поляризирана и неутрален), на magnetoelectric електронни йонни, индуцирането и параметъра - настоящите релета, напрежение, честота, мощност, фазово изместване. Термичните релета са разделени според принципа на действие на реле с линейно разширение и реле с топене. Механичните релета се разделят според възприетия параметър за силата, изместването, скоростта, ускорението, честотното реле.

Силата на сигналите, получени от сензори и сензори, в повечето случаи не е достатъчна за директно движение на регулиращия орган, поради което се използват усилватели. По вид на спомагателната енергия, усилвателят е разделен на хидравлични, пневматични, електрически.

3. Какъв е принципът на действие на термичните релета?

4. Цел на релето за време и принципа на работа.

Тема 1.3 Изпълнителни механизми и регулаторни органи

Студентът трябва:

знаете:

основни типове задвижвания;

характеристиките на регулаторните органи;

обхвата на механизмите за прилагане и регулаторните органи;

да може:

правилно изберете типа на използвания задвижващ механизъм и регулатор.

Основни определения и класификация. Хидравлични, пневматични и електрически задвижвания.

Видове регулаторни органи, техните характеристики и обхват.

Методически инструкции

Системата от изпълнителни устройства (SIC) е основната част от държавната система за измерване (GSP). Тези устройства се състоят от регулиращ орган и задвижващ механизъм, който е оборудван с допълнителни устройства (стойки, позиционери).

CSC предвижда изграждането на стандартизирани механизми на блока. - модулни, т.е. създаването на всички задвижващи механизми на системата от няколко стандартизирани основни компоненти и възли, като по този начин се разширява техния обхват, без високи производствени разходи за реализация.

Системни задвижвания осигурява персонал регулатори задвижвания от следните типове: пневматична мембрана пружина, пружина шлицови, бутални и електрически машини със смесен вид енергия.

В системите за водоснабдяване и канализация се използват следните основни видове регулиращи тела: клапани, клапи, ламели, клапани, вентили.

2. Определете изпълнителния механизъм и регулаторния орган.

3. Какви са основните типове регулаторни органи, които познавате?

4. Какви са основните типове електрически задвижвания?

Тема 1.4 Използване на компютърни технологии в автоматични системи за управление

Студентът трябва:

знаете:

структурна схема на микропроцесорна технология;

да може:

правилно изберете вида на използвания микроконтролер.

Микропроцесорна технология и микроконтролери. Функции на изчислителните устройства в автоматизационните вериги. Оптимален дизайн и експлоатация на системи за водоснабдяване, използващи компютърни технологии. Логически елементи в индустриалната автоматизация.

Методически инструкции

При управлението на производствения процес често е необходимо да се извършват математически операции. С автоматичното управление тези операции трябва да се извършват автоматично на различни изчислителни устройства: аналогови и цифрови. При аналоговите устройства стойностите се променят непрекъснато както в нивото, така и във времето. В цифровите устройства има само две нива, условно наречени 1 и 0, във времето, стойностите се променят дискретно. Предимството на цифровите устройства над аналога се основава на следните фактори:

цифровите устройства позволяват по-голяма степен на интеграция в състава на микрочипове; в момента десетки милиони транзистори се поставят в един чип;

За разлика от аналоговите данни в цифровите устройства не зависи от температурата на околната среда, влажността. налягане, захранващо напрежение;

точността на цифровите устройства е неограничена.

Адаптерните цифрово-аналогови (DAC) и аналогово-цифрови (ADC) са аналогови интерфейсни устройства (усилватели, филтри и др.) И цифрово оборудване. Параметрите на цялото оборудване за цифрова обработка на сигнали до голяма степен зависят от характеристиките.

КПР са предназначени да преобразуват цифровите кодове в аналогови стойности - напрежение, ток, съпротивление. Конструкцията на КПР се основава на сумиране на напрежения или токове, пропорционални на теглата на двоичните цифри.

ADC са предназначени да преобразуват аналогова стойност (напрежение, ток) в цифров код.

Автоматичните системи, включително изчислителните устройства, могат да бъдат разделени на три групи:

? информационни системи за автоматично управление,

? системи за командния ред,

? затворени автоматични системи за управление.

Въпроси за самооценка:

1. Какви устройства се наричат ​​DAC и ADC?

2. Посочете основните функции на изчислителните устройства

3. Как се осъществява контролът на процеса в затворени автоматични системи за управление?

4. Какви логически елементи се използват в системите за автоматизация?

Тема 1.5 Схемите за автоматизация на сградите за производствени процеси

Студентът трябва:

знаете:

основни GOST за схеми за автоматизация на сградите;

да може:

правилно съставяйте автоматични схеми, използващи GOST.

Видове схеми и правила за строителство. Основните GOST за схеми за автоматизация на сградите.

Методически инструкции

При проектирането се използват общоприетите правила за изготвяне на схеми за автоматизация.

Единната система за проектна документация (ESKD) дефинира четири вида схеми: електрически, хидравлични, пневматични и кинематични.

Основният технологичен документ, който определя структурата и функционалните връзки между технологичния процес и средствата за контрол и управление, е функционалната схема. Ето защо е необходимо в изследването на тази тема първо да се изяснят основните принципи на изпълнението на функционалните схеми. За изпълнението на функционални схеми е необходимо да се запознаете с GOST 21.404-85 "Автоматизация на технологичните процеси. Символи за инструменти и автоматизация. "

Въпроси за самооценка:

Как графично са изобразени графично инструменти за автоматизация?

Как се изгражда условното обозначение на буквите за автоматизация?

Какви схеми се наричат ​​типични?

Характеристики на проектирането на схеми за автоматизация.

Какво се нарича спецификация на оборудването?

Раздел 2 Автоматизация на технологичния контрол

Тема 2.1 Метрологичната служба и нейните задачи. Осигуряване на единството на средствата и методите за измерване

Студентът трябва:

знаете:

структурна диаграма на метрологичната служба на предприятието;

основните задачи на държавните и ведомствените метрологични служби;

процедурата за извършване на измерванията на измервателните уреди;

Основните задачи на метрологичната служба са да осигури единството и точността на измерванията в страната. Структура и организация на работи на държавни и ведомствени метрологични служби. Метрологична поддръжка и контрол на измервателните уреди в производството. Процедура и проверка на измервателните уреди.

Средства и методи на измерване като обекти на стандартизацията. Държавна система за осигуряване на еднаквост на измерванията. Стандарти и тяхната роля в поддържането на единството на измерванията.

Методически инструкции

Метрологичният надзор се осъществява чрез извършване на проверки на измервателните уреди, метрологична ревизия и метрологичен преглед.

Техническата база за метрологична подкрепа в предприятието е следните операции:

възпроизвеждане на единици физически величини с помощта на работни стандарти или модели за измерване;

пускане в експлоатация на общи промишлени измервателни уреди;

прехвърляне на размерите на единици физически величини към работните измервателни средства чрез задължителна държавна и ведомствена проверка;

използването и разработването на стандартни референтни данни за физическите константи и свойствата на веществата и материалите.

Метрологичният надзор се осъществява от единната метрологична служба на страната, подчинена на Държавния комитет на Русия за стандарти.

Надзорът и проверката се извършват от независима организация, подчинена пряко на този комитет. Надзор и проверка от предприятия и институции е възможно - надзорен орган. Основната задача на ведомствените метрологични служби е да осигурят единството и надеждността на измерванията, като осигурят универсално съответствие с изискванията на нормативните и технически документи на държавната система за осигуряване на еднаквост на измерванията.

Проверката е набор от действия, извършени за оценка на грешките на измервателните уреди и за установяване на тяхната годност за употреба.

Измервателните уреди се подлагат на първични, периодични, извънредни и инспекционни проверки.

Има примерни и работни мерки и измервателни уреди. Моделните мерки и инструменти са предназначени за съхраняване и възпроизвеждане на единици за измерване, проверка и калибриране на всички видове мерки и измервателни уреди. Те са разделени на стандарти, мерки и измервателни уреди.

Стандартите включват инструменти и мерки, които служат за възпроизвеждане и съхраняване на единици с най-висока постижима точност за дадено състояние на техниката на измерване.

Въпроси за самооценка:

1. Основните задачи на ведомствените и държавните метрологични служби.

2. Определете стандарта.

3. Какви измервателни уреди се наричат ​​измервателно устройство, измервателен датчик?

4. Определете проверката.

5. Какъв клас и клас могат да имат модели на устройства?

Тема 2.2 Обща информация за измервателната технология и класификацията на уредите

Студентът трябва:

знаете:

класификация на измервателните уреди;

основни типове грешки;

структурни графики за автоматично управление;

да може:

определя абсолютните, относителните, намалените грешки;

направете структурни диаграми за дистанционно и телеметрично управление.

Държавна система на устройствата: структура и функции. Методи за измерване. Грешка при измерването. Класификация на измервателните уреди: според принципа на действие, чрез входни и изходни сигнали, чрез контролиран параметър. Схема за локален, отдалечен и телеметричен контрол.

Методически инструкции

Държавната система за промишлено оборудване за автоматизация (GPS) е колекция от предмети, предназначени за получаване, обработка и използване на информация, предоставяне на информация, енергия и конструктивни конюгация продукти в автоматизирани системи. както и икономическа целесъобразност, надеждност и издръжливост.

GSP съчетава редиците от максимално единни блокове и устройства, които имат стандартни параметри на входните и изходните сигнали, нормализираните размери, свързващите размери и параметрите на мощността.

Измерването се нарича процес на получаване чрез експеримент на цифровата връзка между измереното количество и част от неговата стойност, взета като единица за сравнение.

Има различни методи за измерване:

Директен (метод на директна оценка, нула, диференциал, сравнение);

индиректно (съвкупно, съвместно)

Независимо от задълбочеността на измерването и усъвършенстването на измервателната апаратура, не е възможно да се определи точно истинската стойност на измереното количество, т.е. да възникне някаква грешка. Грешките са разделени на систематични, случайни и пропуснати.

Въпроси за самооценка

1. Какви измервания се наричат ​​линии?

2. Каква е абсолютната грешка?

3. Как се разделят устройствата под налягане според принципа на действие?

4. Основните функции на GPS.

Тема 2.3 Измерване на налягането и нивото на течността

Студентът трябва:

знаете:

? класификация на устройствата за измерване на налягането;