Дипломная работа (бесплатно)

Современный подход к автоматизации заключается в формировании
автоматизированных систем управления и защиты как главного элемента
единой системы защиты процесса. Классическая система управления
технологическими процессами (АСУТП) в самом общем виде объединяет в
себе два взаимосвязанных компонента:
1. Система Противоаварийной Защиты – ПАЗ.
2. Распределенная Система Управления – РСУ.
При непосредственном выборе и проектировании программно-
технического комплекса часто рассматривается только центральная часть
системы - основное оборудование АСУТП. При этом совершенно упускается
из виду общая надежность контуров управления и защиты функций
безопасности, начиная от датчиков, и заканчивая исполнительными
устройствами.
Современные международные стандарты безопасной автоматизации
предписывают рассматривать системы управления и защиты комплексно,
целиком, причем одновременно и в самом широком и всестороннем смысле
как всеобъемлющие системы безопасности, и как конкретную систему для
конкретного технологического объекта.
На сегодняшний день одним из самых эффективных средств
обнаружения и тушения пожаров являются автоматические системы
пожарной сигнализации и противоаварийная защита.
Системы противоаварийной защиты предназначены для обеспечения
безопасной эксплуатации потенциально опасных объектов, путем
воздействия на технологический процесс без вмешательства оператора в
момент опасного отклонения от технологического регламента с целью
предотвращения развития аварийной ситуации.
Система противоаварийной защиты должна являться подсистемой
общей автоматизированной системы управления производством и защитой,
ее действия должны быть приоритетными и иметь равные показатели
надежности и живучести функционирования.
Классификация пожаров:
 класс «А» – это пожар, в котором участвует горение твёрдых
веществ, т.е., температуре в тепловой зоне температура будет достигать
2000-3000°C;
 класс «Б» – это пожар, в процессе которого горят жидкие вещества.
Температура при таком пожаре составляет примерно 1100—1300 °C;
 класс «С» – во время пожара, класса «С» горит бытовой газ;
 класс «Д» – пожар класса Д сопровождается горением металлов;
 класс «Е» – При пожаре класса Е горят электроустановки.....

Обеспечение стабильного развития топливно-энергетического комплекса
страны и существенное совершенствование пропорций между энергетикой и всем
народным хозяйством относятся к числу важнейших народно-хозяйственных
проблем.
Выбор основных направлений использования в народном хозяйстве
природного газа основывается на результатах оптимизации структуры всего
топливно-энергетического баланса страны. Важнейшими факторами,
определяющими рациональную систему газоснабжения народного хозяйства и
условия развития и реконструкции систем магистральных газопроводов, являются
геолого-промысловые и технико-экономические характеристики газодобывающих
районов, развитие сопряженных отраслей народного хозяйства, ускорение и
интенсификация научно-технического прогресса в магистральном транспорте газа,
энерго-экономические характеристики отдельных районов страны, а также
перспективные потребности их в высококачественном топливе.
Магистральный газопровод – сложная территориальная рассредоточенная
производственная система. Как объект управления он обладает рядом особенностей
и отличается определённой сложностью задач, вызывая необходимость
самостоятельного изучения проблем оптимального управления и
централизованного контроля им. Сейчас интенсивно изучаются теоретические
вопросы этой проблемы и ведутся поиски способов её технической реализации.
Имитация процессов нестационарной газопередачи необходима для решения
многочисленных технико-экономических задач, возникающих в практике
эксплуатации магистральных газопроводов. Необходимо имитировать совместную
работу сложного газодинамического комплекса, состоящего из последовательной
цепочки элементов линейный участок – компрессорная станция.
Развитие ускоренными темпами сети магистральных газопроводов и ее
кольцевание в единую систему делают задачу разработки эффективных методов
имитации нестационарных режимов транспорта газа весьма актуальной. Причем
разрабатываемые численные методы должны быть такими, чтобы с их помощью
можно было проводить оперативные расчеты по прогнозированию работы
магистральных газопроводов и их систем.
Современные газоснабжающие системы являются столь сложными
газодинамическими комплексами, что интуитивное управление режимами их
эксплуатации даже коллективами высококвалифицированных диспетчеров не
может обеспечить не высокой эффективности, ни требуемой надежности процессов
дальней газопередачи.
Разработка имитационных моделей оперативно-диспетчерского
планирования и управления эксплуатационными режимами магистрального
транспорта газа основана на достижениях отечественной школы гидравлики.
Вопросы изучения неустановившегося течения флюида в трубах, имеющие
большое прикладное значение, давно привлекают внимание отечественных и
зарубежных исследователей. Исходными данными для изучения процессов
нестационарной газопередачи являются нелинейные дифференциальные уравнени
в частных производных параболического типа, описывающие нестационарное
течение газа по линейному участку магистрального газопровода. Даже при
некоторых упрощениях (предположение об изотермичности течения газа,
пренебрежение некоторыми малыми членами) решение этих уравнений – весьма
трудоемкая и сложная задача теории уравнений математической физики.....

Метеопараметры: температура, давление, влажность и скорость
воздушного потока оказывают на нас влияние как в помещении, так и на
открытом воздухе. В настоящее время переносные метеостанции
применяются во многих областях деятельности человека. Данное
изобретения относятся к области метеорологии и могут найти применение
для окружающей среды, почвы, помещения для хранения продуктов питания,
а также в условиях так называемой агрессивной окружающей среды, к
примеру, в условиях атомных электростанций, в научно-исследовательских
работах, медицине, химической промышленности, геологии и т.д. На рынке
представлены множественные разновидности таких установок в зависимости
от области применения, массогабаритных показателей, точности измерений.
Технический результат, к которому стремятся многие разработчики,
заключается в повышении компактности, увеличении срока службы,
повышении надежности фиксации.
Переносные метеостанции предназначены для автоматических
измерений метеорологических параметров: температуры воздуха,
относительной влажности воздуха, скорости и направления воздушного
потока, атмосферного давления, их обработки, отображения на дисплее,
формирования метеорологических сообщений, регистрации и архивации.
Причем наблюдать за изменением параметров можно в режиме реального времени.
Такие установки представляют собой автоматизированные
многокомпонентные системы непрерывного действия диапазоном измерения
для каждого компонента и состоят из измерительных каналов, в состав
которых входят метеорологические датчики, преобразователи
измерительные, линии связи и центральная система сбора и обработки
информации.
В настоящее время идея автоматизации измерений метеопараметров
нашла применение в робототехнике. Так ученые из Британского
метрологического института и национальной физической лаборатории
создали робот Nereus, который измеряет температуру толщи океанских вод ....

Отопление предназначено для поддержания температуры внутри
помещений на уровне, соответствующим комфортным условиям. Выпуск
качественной продукции на ряде промышленных предприятии требует
строгого соблюдения нормируемых параметров микроклимата. Таким
образом, проблема повышения качества, надежности, экономичности
теплоснабжения имеет государственное значение.
Основная масса построек, производственных, социальных или жилых,
оснащены отопительными, вентиляционными системами и системой
подогрева воды. Все названные системы объединены с тепловым пунктом.
Поступление теплоносителя к тепловому пункту, и обратное движение его
после использования к тепловым сетям, происходит по единым
теплопроводам. Тепловой пункт можно назвать элементом, который
объединяет тепловую сеть и основные системы-потребители тепловой
энергии.
В данном дипломном проекте рассматривается индивидуальный
тепловой пункт для малых зданий с малым потреблением тепловой энергии.
В последнее время много внимания уделяется вопросам, связанным с
рациональным энергопотреблением. Индивидуальный тепловой пункт - это
комплекс оборудования, арматуры, приборов управления, контроля и
автоматизации предназначенный для присоединения систем отопления,
вентиляции жилых и производственных помещений, горячего водоснабжения,
регулирования их параметров и управление режимами теплоснабжения
одного или части здания. Для жилых зданий температура теплоносителя,
поступающего в нагревательные приборы по санитарным нормам не должна
превышать 95°С, а в магистралях тепловых сетей может подаваться
перегретая вода температурой 130-150°С. Следовательно необходимо
пониженизить температуру
теплоносителя до требуемой величины.
Достигается это с помощью элеватора, установленного в узле управления
системой отопления здания. Обвязка элеватора
–соответствующая
регулирующая и запорная арматура, контрольные манометры и термометры,
в сумме с элеватором это и есть элеваторный узел. Принцип действия
элеватора заключается в том, что перегретая вода из подающей магистрали
поступает в конусное съемное сопло, где скорость движения воды резко
возрастает, в результате чего струя воды, выходящая из сопла в камеру
смешивания, подсасывает охлажденную воду из обратного трубопровода
через перемычку в о внутреннюю полость элеватора. При этом в элеваторе
происходит смешение перегретой и охлажденной воды, поступающей из
системы отопления. Таким образом, вода требуемой температуры поступает в
нагревательные приборы системы отопления
Можно выделить основные направления энергосбережения в области
ЖКХ:
-автоматизация тепловых пунктов - регулирование расхода тепловой
энергии на центральных тепловых пунктах (ЦТП) и индивидуальных
тепловых пунктах (ИТП) в автоматическом режиме;....

Лифтoм нaзывaетcя пoдъемнoе уcтрoйcтвo периoдичеcкoгo дейcтвия,
oбcлуживaющее двa или бoлее этaжей, включaющее кaбину или плaтфoрму
для трaнcпoртирoвки пaccaжирoв и/или других грузoв c oднoгo урoвня нa
другoй. Движение кaбины или плaтфoрмы ocущеcтвляетcя, кaк прaвилo,
электричеcким привoдoм пo прикрепленным к cтенaм шaхты жеcтким
нaпрaвляющим рельcaм, рacпoлoженным вертикaльнo или c oтклoнением oт
вертикaли не бoлее чем нa 15°.
Лифт являетcя неoтъемлемoй чacтью инженернoгo oбoрудoвaния
жилых, aдминиcтрaтивных здaний и cooружений.
Нoминaльнoй грузoпoдъемнocтью лифтa cчитaетcя нaибoльшaя мacca
грузa, нa трaнcпoртирoвку кoтoрoгo oн рaccчитaн. Мacca кaбины и пocтoяннo
нaхoдящихcя в ней уcтрoйcтв и oбoрудoвaния (мoнoрельca, рельcoвых путей,
тaли и т. п.) в величину грузoпoдъемнocти не включaетcя.
Нoминaльнoй cкoрocтью лифтa являетcя cкoрocть движения кaбины, нa
кoтoрую рaccчитaн лифт.
Прoизвoдительнocть пaccaжирcкoгo лифтa - этo кoличеcтвo пaccaжирoв,
трaнcпoртируемых лифтoм в oднoм нaпрaвлении зa 1 ч.
Лифт cтaнoвитcя oдним из нaибoлее вaжных и мaccoвых cредcтв
пaccaжирcкoгo трaнcпoртa в гoрoдaх. Рoль егo непрерывнo вoзрacтaет в cвязи
c oбъективнoй тенденцией пoвышения этaжнocти cтрoительcтвa. Мaccoвaя
перевoзкa людей вcех вoзрacтных кaтегoрий предъявляет пoвышенные
требoвaния нaдежнocти и безoпacнocти рaбoты лифтoв. В нaшей cтрaне
кoнтрoль зa безoпacнocтью рaбoты лифтoвoгo oбoрудoвaния ocущеcтвляет
Кoмитет пo нaдзoру зa безoпacным ведением рaбoт в прoмышленнocти
и гoрнoму нaдзoру (Гocгoртехнaдзoр). Гocгoртехнaдзoр рaзрaбoтaл Прaвилaь уcтрoйcтв
и безoпacнoй экcплуaтaции лифтoв (ПУБЭЛ), кoтoрые реглaментируют деятельнocть прoектных, мoнтaжных и экcплуaтирующих
oргaнизaций.
Cущеcтвует бoльшoе рaзнooбрaзие лифтoв, рaзличaющихcя пo
нaзнaчению и кoнcтруктивным ocoбеннocтям.
Пo нaзнaчению мoжнo выделить cледующие типы лифтoв: пaccaжирcкий
-преднaзнaчен для пoдъемa и cпуcкa людей;
грузoпaccaжирcкий - преднaзнaчен для трaнcпoртирoвки пaccaжирoв и грузoв,
имеет увеличенные рaзмерaми плoщaди пoлa и двернoгo прoемa; бoльничный
- преднaзнaчен для пoдъемa и cпуcкa бoльных, в тoм чиcле и нa cпециaльных
трaнcпoртных cредcтвaх в coпрoвoждении медперcoнaлoм; грузoвoй -
преднaзнaчен для пoдъемa и cпуcкa грузoв; грузoвoй мaлый - для пoдъемa и
cпуcкa небoльших грузoв c рaзмерaми кaбины, иcключaющими вoзмoжнocть
трaнcпoртирoвки людей; cпециaльный (неcтaндaртный) – преднaзнaченный
для ocoбых уcлoвий применения и изгoтaвливaемый пo cпециaльнo
рaзрaбoтaнным Техничеcким уcлoвиям.....

В связи со сложной экологической ситуацией современная технология
ищет новых решений химических, энергетических проблем, проблем добычи
природных ископаемых. Одним из таких технологических решений является
широкомасштабная газификация твердого топлива. Почему именно твердого
топлива, если в современной промышленности и энергетике господствующее
положение занимают нефть и природный газ ? Научные прогнозы показывают,
что мировая добыча нефти и природного газа достигнет своего максимума че-
рез 20 - 30 лет, а затем начнется неизбежное, в глобальном масштабе, сниже-
ние их добычи.
Работа с твердым топливом в аппаратурно-техническом плане сложнее,
чем с жидкими и газообразными углеводородами. Добыча и транспортировка
твердого топлива, его сушке, измельчение, подача в газогенератор, удаление
золы, очистка технологического газа все это требует помощи механических и
технологических приспособлений. Кроме того, все технологические операции
требуют энергетических затрат. Но с какими бы затратами не был связан этот
переход, его нельзя рассматривать как альтернатива, это неизбежная необхо-
димость. И чем раньше будет развита подготовка к этому переходу, тем он
пройдет более безболезненно. Наиболее важным звеном при решении задачи-
это проблема газификации твердого топлива- получение генераторного газа
[1].
Для получения генераторного газа применяются газогенераторные уста-
новки. Они нашли широкое применение по всему миру. Для Казахстана про-
ект является уникальным. В дипломном проекте ставится цель разработки си-
стемы автоматизации и ПО процесса газификации угля с использованием
СПЛК
Разработка системы автоматизации процесса газификации угля включа-
ет в себя несколько этапов:
− выполнение обзора технологий газификации;
− разработка технологической схемы процесса газификации угля;
− разработка функциональной схемы автоматизации процесса газифи-
кации угля;
− разработка структурной схемы комплекса технических средств про-
цесса газификации угля;
− выполнение обзора и сравнительного анализ контроллеров и SCADA –
систем;
− разработка SCADA – системы процесса газификации угля ....

Автоматизация c каждым днём занимает всё большую роль в производ-
ственной деятельности и жизни человеческого общества, в удовлетворении
его растущих потребностей. Автоматизация включает в себя средства и мето-
ды управления, технические концепции, регулирование автоматизированного
объекта, включая его проектирование, разработку и обновление. Задачей ав-
томатизации производства является разработка и реализация концепций
управления как простыми, так и сложными объектами. Задачей автоматизации
является проектирование и ввод в эксплуатацию концепций управления как
простыми, так и сложными объектами. Автоматика обеспечивает: оптимиза-
цию процессов по определённым заданным критериям, защиту от непредви-
денных, или опасных для здоровья человека ситуаций, поддержку и помощь
человеку на производстве.
Сегодня практически не осталось технических процессов, которые бы
обходились без автоматизации – простые системы, используемых в быту, и
заканчивая большими промышленными производствами. Большинство тех-
нических устройств, используемых в быту, благодаря используемой в них ав-
томатике, обеспечивают безопасные и комфортные условия в повседневной
жизни. Автоматизация, ведущая дисциплина для оптимизации, разработки и
применению новых промышленных технологий и методов. Новые технологии
и методы основываются на возможностях, прежде недостижимых без автома-
тики. Автоматизация способствует модернизации и улучшению качеств но-
вых технологий и приспосабливает производство к новым возможностям.
Важнейшей из отраслей Казахстана является нефтяная промышлен-
ность, от нее зависит экономическое состояние и развитие нашей страны.
Нефть является важнейшим полезным ископаемым и основой топливно-
энергетического комплекса республики. Нефть используется в качестве ис-
ходного материала для изготовления синтетических горюче-смазочных мате-
риалов, химических продуктов.
Основные требования, применяемые к системам нефтеснабжения - бес-
перебойность и надежность транспортировки нефти при экономичной и без-
опасной работе всего технологического объекта. Соответствие данным базо-
вым требованиям возможно только при высоком уровне автоматизации.
Автоматизация нефтяной промышленности освобождает человека от
трудного и повторяющегося физического труда, обеспечивает работу произ-
водства с такой надежностью, точностью, экономичностью и скоростью, ко-
торые человек своим непосредственным участием обеспечить не может.
Автоматизация резервуарных парков обеспечивает автоматизацию и ме-
ханизацию операций по приему и выдаче нефти, исполнению товар учётных
операций, защиту оборудования от аварий, а также способствует достижению
более эффективного и экономичного использования резервуарных парков.
Объем автоматизации резервуарных парков включает: централизацию кон-
троля и управления, автоматическую защиту от высокого давления в трубо-
проводах, автоматическую защиту от перелива резервуаров, программное пе-
реключение резервуаров при наливе и сливе, автоматическое пожаротушение.....

Светомузыка является важным звеном нынешней культуры,появившейся под благоприятным воздействием человеческого прогресса.
Пусть на сегодня не все еще убедились до конца в дискуссиях о природе
нового искусства, в данной работе будет проводится ознакомление с историей
светомузыки ее появлением и развитием. Светомузыка - сложное явление
современного искусства и требует соответствующего уровня воспитания и
культуры при обращении с нею.
Жизненный опыт и научные исследования показывают, что искусства
света, музыки и танца имеют огромные потенциальные резервы. Однако,
чтобы использовать эти резервы как можно оптимально, необходимо создать
определенные сочетание данных трех видов искусств в единое целое.
В данной работе рассматривается разработка автоматической системы
светового шоу. Рассматривается сочетание трех разных явлений по своему
материальному характеру. Данное сочетание реализуется при помощи средств
автоматики и кибернетики с целью визуализировать понятия музыка, свет и
танец как одно целое.
Пусть современные инструменты светового шоу являются достаточно
развитыми и оптимальными, в данной работе разрабатывается совершенно
новая система, позволяющая расширить влияние кибернетики в искусстве
света, музыки и танца.....

При малой толщине прокатываемого продукта, когда из-за
большого отношения поверхности к объему быстрое охлаждение металла не
дает возможность обеспечить высокую температуру в деформационной зоне,
используется холодная прокатка. Холодная прокатка придает изделиям
высокие точность размеров и качество поверхности, что невозможно при
горячей прокатке, а также особые физические свойства.
Холодная прокатка по сравнению с горячей имеет два больших
преимущества: во-первых, она позволяет производить листы и полосы
толщиной менее 0,8-1 мм, вплоть до нескольких микрон, что горячей
прокаткой недостижимо; во-вторых, она обеспечивает получение продукции
более высокого качества по всем показателям - точности размеров, отделке
поверхности, физико-механическим свойствам. Эти преимущества холодной
прокатки обусловили ее широкое использование как в черной, так и в
цветной металлургии.
Вместе с тем необходимо отметить, что процессы холодной
прокатки являются более энергоемкими, чем процессы горячей прокатки.
При холодной деформации металл упрочняется (наклепывается), в связи с
этим для восстановления пластических свойств приходится проводить отжиг.
Технология производства холоднокатаных листов включает большое число
переделов, требует применения сложного и многообразного оборудования.
В настоящее время доля холоднокатаных листов в общей массе
тонколистового проката составляет около 50%. Производство
холоднокатаных листов, полос и лент продолжает интенсивно развиваться.
Основную массу (примерно 80%) холоднокатаных листов составляет
низкоуглеродистая конструкционная сталь толщиной 0,5-2,5 мм, шириной до
2300 мм. Такую тонколистовую сталь широко используют во многих
отраслях промышленности.
Все эти преимущества холодной прокатки листового проката, остро
поднимают вопрос о необходимости модернизации существующего
производства, с целью повышения рентабельности производства и
улучшения качества готовой продукции. Применение современных
автоматизированных гибких производственных систем, базирующихся на
микропроцессорной технике, в комплексе с грамотно построенной системой
регулирования позволит существенно улучшить качественные
характеристики данного технологического процесса и вывести его на новый
уровень. ....

Сети уличного освещения являются существенной частью структуры
коммунального хозяйства городов, поселков и крупных предприятий. Совр е-
менные сети уличного освещения – это энергоемкие объекты, правильное по-
строение которых важно для их эффективной работы, рационального испол ь-
зования и минимизации потерь энергоресурсов. Внедрение новых технологий
автоматизации сетей освещения позволяют не только решать эти задачи, но
также облегчить их обслуживание и мониторинг. Вопросы развития систем
наружного освещения имеют выраженную социальную направленность, об у-
словленную необходимостью создания полноценных условий жизни для жи-
телей городского поселения. В этой связи большое значение придается приве-
дению к нормативным значениям освещенности улиц, площадей, внутриквар-
тальных проездов, жилых районов, территорий школьных и дошкольных
учреждений, территорий общественных зданий, а также созданию комфорт-
ных условий проживания граждан, обеспечению безопасности дорожного
движения в дневное, вечернее и ночное время.
Оптимальная освещенность создает хорошее настроение и способствует
улучшению условий работы и отдыха людей. Качественное и высокоэффек-
тивное наружное освещение служит показателем стабильности, способствует
снижению количества проявлений криминогенного характера, повышает ин-
тенсивность грузопассажирских перевозок, является видимым проявлением
эффективности работы исполнительных органов государственной власти. Си-
стемы освещения улиц играют важную роль в обеспечении комфорта и без-
опасности граждан.
Актуальность солнечной энергетики постоянно растет, потому что сол-
нечная энергия является экологически чистой. Также одним из основных фак-
торов, определяющих уровень развития общества, является его энерговоору-
женность, причем потребности человечества в энергии удваиваются каждые
10-15 лет. Потребление энергии за историю развития человечества (в расчете
на одного человека) выросло более чем в 100 раз. Поэтому солнечная энергия
- будущее Земли. Причина актуальности использования солнечной энергии
заключается в её ресурсоемкости, так как всего за 9 минут Земля получает
больше энергии от Солнца, чем человечество производит за весь год [13].
Использование солнечных батарей для получения электроэнергии в ши-
роких масштабах можно широко наблюдать не только в жарких странах, но и
во многих развитых странах с умеренным уровнем освещенности. Например,
в Германии, где уровень освещенность на 10 % меньше, чем в Казахстане
треть электроэнергии получают за счет солнца.
Важным преимуществом систем солнечной энергетики является
отсутствие выбросов углекислого газа в процессе работы систем. Хотя
непрямые выбросы присутствуют на других стадиях жизненного цикла
системы, фотоэлектрические технологии генерируют гораздо меньше
выбросов на ГВт вырабатываемой энергии на протяжении всего жизненного
цикла, чем технологии, использующие традиционные виды топлива. Как
минимум 89% выбросов, связанных с производством энергии, можно было бы
предотвратить,заменив традиционные источники энергии
фотоэлектрическими. Одной из главных задач дипломного проекта – является
разработка системы автоматизации управления наружным освещением с
альтернативным источником питания.....