Дипломная работа (бесплатно)

Бурное развитие информационных технологий привело к их внедрению
во все сферы деятельности. Это коснулось и жилых домов, офисных зданий.
Каждый год происходят кражи домов, остро стоит проблема управления
загородными дачами, проблема экономии электроэнергии. Поэтому проблема
автоматизированного управления освещением и температурой
на сегодняшний день весьма актуальна.
В последнее время все чаще употребляются термины
«интеллектуальный дом», «умный дом». Все чаще происходят аварийные
случаи с домом, когда человек забывает выключить свет, обогреватель, утюг.
Последствия могут быть невообразимые, привести к пожару, огромные счета
за электроэнергию, и даже к человеческим потерям. Автоматизированное
управление позволяет снизить затраты на электроэнергию, шансы на кражу
дома (создает видимость присутствия людей), времени клиента, а также
подойдет для любого помещения.
Большинство существующих систем автоматизации обеспечения
комфортных условий в помещении позволяют управлять такими параметрами,
как давление, температура, влажность, освещение, имеют охранную функцию.
Однако это очень дорого для широких слоев населения и не всегда
удовлетворяет желаниям заказчика.
В настоящем дипломном проекте рассматриваются вопросы разработки
программы для микроконтроллера ATmega16, управляющего освещением и
температурой в помещении.....

Тепловая энергия – необходимое условие жизнедеятельности человека и
создания благоприятных условий его быта. Повышение надежности и
экономичности систем теплоснабжения зависит от работы
теплогенерирующих установок, рационально спроектированной тепловой
схемы котельной, широкого внедрения энергосберегающих технологий и
альтернативных источников энергии, экономии топлива, тепловой и
электрической энергии. Энергосбережение и оптимизация систем
производства и распределения тепловой энергии, корректировка
энергетических и водных балансов позволяют улучшить перспективы
развития теплоэнергетики и повысить технико-экономические показатели
оборудования теплогенерирующих установок. Альтернативы
энергосбережению в настоящее время, безусловно, нет. Поэтому покрытие
дефицита энергии следует осуществлять за счет таких ее источников, которые
обладали бы уникальными свойствами: были возобновляемыми,
экологически чистыми и не приводили бы к поступлению на планету
дополнительного количества теплоты. Такими источниками являются
солнечная энергия, энергия ветра и биомассы, энергия морских волн и
приливов, геотермальная
энергия и ряд других нетрадиционных и
возобновляемых источников энергии.
В современных условиях основным источником тепловой энергии в
промышленности и в народно-хозяйственной деятельности являются
теплогенерирующие установки.
Теплогенерирующей установкой (ТГУ) называют комплекс устройств и
механизмов, предназначенных для производства тепловой энергии в виде
водяного пара или горячей воды.
Водяной пар используют для получения электроэнергии на
теплоэлектроцентралях (ТЭЦ) или теплоэлектростанциях (ТЭС),
технологических нужд промышленных предприятий и сельского хозяйства, а
также для нагрева в паровых подогревателях воды, направляемой в системы
теплоснабжения.
Горячую воду используют для отопления, вентиляции и горячего
водоснабжения жилых, общественных и производственных зданий и
сооружений, а также для коммунально-бытовых нужд населения. Для
отопления и вентиляции также используют и нагретый воздух.
В теплогенерирующей установке создают термодинамические условия с
максимально возможной полнотой (коэффициентом полезного действия), при
которых происходит преобразование различных видов энергии (химической,
излучения, электрической) в тепловую энергию. Тепловую энергию
требуемых параметров получают путем преобразования химической энергии
органического топлива, энергии выделяемой при расщеплении ядерного
топлива, электрической энергии, энергии солнечного излучения,
геотермальной и тепловой энергии низкого потенциала. В
теплогенерирующих установках образуется рабочее тело или носител
тепловой энергии, с помощью которого тепловая энергия транспортируется к
потребителю и реализуется в виде теплотызаданного потенциала. Как
правило, рабочим телом для переноса тепловой энергии – теплоносителем –
служат жидкости или газы. ....

Потребность в средствах и системах управления технологическими
процессами добычи, транспортировки газа в Республика Казахстан является
очевидным и постоянно действующим фактором. Особенно острым вопросом
автоматизации производства становится в условиях рыночной экономики,
когда конкурентная борьба способствует появлению как новых технологий,
так и развитию и совершенствованию методов и средств их эффективного
управления. Огромный спрос на средства автоматизации наблюдается во всех
отраслях, в том числе и в такой приоритетной как топливно-энергетический
комплекс Казахстана.
Газовая промышленность – одна из наиболее эффективных топливных
отраслей энергетического хозяйства Казахстана и оказывает влияние на
экономику топливоснабжение промышленных районов и развитие
производства в целом.
Основой газовой промышленности является Газоснабжающая система –
(ГСС), представляющая комплекс месторождений, газовых хранилищ,
объектов потребления, объединённых сложной сетью магистральных
газопроводов. Наиболее капиталоёмкая часть ГСС – система магистрального
транспорта газа. Эта система представляет целую совокупность мощных
газопроводных систем, подземных хранилищ, газораспределительных
пунктов, компрессорных станций. Система магистрального транспорта газа и
ГСС в целом во многом не подобна другим большим системам энергетики и
является объектом самостоятельного изучения и исследования. ГСС обладает
общими и специфическими свойствами и особенностями, изучение которых
возможно только на основе применения современной теории оптимального
управления.
Особенностью развития технической базы автоматизированной системы
управления нефтегазодобывающими производствами на современном этапе
является объединение распределённых по иерархическим уровням
неоднородных технических средств в единый комплекс, обеспечивающих
работу систем управления ТП и организацией распределённых систем ЭВМ.
Особую актуальность приобретают вопросы синтеза технических систем:
выбора оптимальной структуры и состава компрессорных станций,
размещение функциональных задач по иерархическим уровням управления.
Исходя из фактического состояния дел в области автоматизации ТП и
управленческого труда, а также требований сегодняшнего дня к средствам
автоматизации газопроводного транспорта, возникает проблема
реконструкции этих средств и создания Единой автоматизированной системы
управления (ЕАСУ).
Создание (ЕАСУ) вызвано следующими объективными причинами:
- введение механизмов рыночной экономики, в том числе переходом к
тарифной системе оплаты транспорта газа, обеспечением
самофинансирования и самоокупаемости магистральных газопроводов;
- проблемами развития существующих АСУ, обусловленными
необходимостью замены морально и физически устаревшего оборудования
АСУ, систем телемеханики и локальной автоматики, а также неизбежным
совершенствованием информационных технологий;....

В настоящее время магистральные нефтепроводы (МН) являются
наиболее дешёвым и высоконадёжным видом транспорта нефти. Они
характеризуются высокой пропускной способностью, диамет
трубопровода от 530 до 1440 мм и длиной не менее 50 км. Для создания и
поддержания в трубопроводе давления, достаточного для обеспечения
транспортировки нефти, необходимы нефтеперекачивающие станции (НПС).
Для быстрого изменения величины давления в настоящее время
наибольшее распространение получил метод дросселирования потока. Но,
несмотря на простоту и удобство этот метод имеет существенный недостаток:
он, как правило, неэкономичен. Энергия, расходуемая на дросселирование,
безвозвратно теряется, что снижает общий коэффициент полезного действия
(КПД) насосной станции. Поэтому наиболее предпочтительным является
метод регулирования скорости вращения насоса, который позволяет плавно
менять его гидравлические и энергетические характеристики, подстраивая
работу насоса к изменяющимся нагрузкам.
В настоящее время для улучшения системы перекачки нефти начали
внедрение в насосные станции мощных частотно-регулируемых
электроприводов (ЧРП) , что подтвердило их уникальные возможности как
средства комплексного обеспечения задач автоматизации и энергосбережения.
Кроме снижения потребляемой мощности при регулировании
производительности ЦН, весьма значителен и ресурсосберегающий эффект,
определяемый снижением утечек и нагрузок на элементы агрегата,
исключением гидравлических ударов в системе.
Разработка ЧРП, учитывающих особенности работы ЦН НПС, повысит
энергоэффективность и качество процессов транспортировки нефти, что очень
актуально в настоящее время в связи с постоянным ростом стоимости
электроэнергии.
Целью работы является разработка
системы автоматическог управления насосной станции магистрального нефтепровода с учетом
кавитационных характеристик. Указанная цель определила следующие
основные задачи дипломной работы:
-провести исследование режимов работы электроприводов.
-исследовать основные аспекты и требования к разработке ЧРП.
-провести анализ режима регулирования работы насосных станций.
-рассчитать кавитационные характеристики НПА, обеспечивающие
безаварийный режим эксплуатации насосного агрегата.
-разработать ЧРП с учетом заданий предельных значений кавитационных характеристик.
Данную разработанную систему ЧРП с учетом заданий предельных
значений кавитационных характеристик можно будет внедрить в любую
нефтеперекачивающую станцию, что целесообразно использовать для
безаварийного режима эксплуатации насосного агрегата.....

В настоящее время в связи с развитием компьютеризации всевозможных
процессов и сфер жизнедеятельности общества, производители компьютерных
систем стараются следовать тенденции упрощения, минимизации и
масштабности распространения своих моделей. Если в 70 - х годах XX века
первые компьютеры использовались в основном в промышленности и
представляли собой целые блоки, то сегодня можно встретить множество
различных видов компьютеров, отвечающих современным требованиям
быстроты, многофункциональности и надежности.
Последнее время можно наблюдать тенденцию создания крошечных
компьютеров, самые маленькие их которых имеют размеры, сравнимые с
размерами миниатюрных флэш-накопителей. Причем, несмотря на небольшие
габариты, такие устройства предлагают набор функций, которыми обладают
обычные персональные компьютеры, и обеспечивают довольно неплохую
производительность.
Обычно такие компьютеры поставляются с самой свежей версией
операционной системы, позволяют подключать стандартные USB-мышь и
клавиатуру. Благодаря этому на них вполне возможно работать с текстовыми
файлами, особенно если учесть широкий выбор офисных приложений,
разработанных для таких устройств. Многие из этих приложений позволяют
работать со всеми распространенными форматами документов, электронными
таблицами и могут служить для создания презентаций.
История распространения миниатюрных компьютеров началась с этапа
создания первого одноплатного компьютера (официальное название устройства -
«board computer» или «SBC» - миниатюрный компьютер) - «Dyna- micro»,
который был изобретен в мае 1976г. и имел в основании микропроцессор Intel C
8080. SBC является полноценным компьютером, построенным на одной плате,
включающим один или несколько микропроцессоров, память ввода / вывода и
другие функции, необходимые функциональному компьютеру. В отличие от
обычных персональных компьютеров, SBC могут не включать слоты,
необходимые для подключения различных карт - аксессуаров ("дочерних плат").
SBC может быть основан на практически любом доступном микропроцессоре, и
может быть построен по принципу дискретной или программируемой логики.
При построении этих простых конструкций часто используют статическое ОЗУ и
недорогие 8- или 16-битные процессоры. Создание одноплатных компьютеров
имело огромное значение в ранней историй домашних компьютеров, таких, как
Acorn Electron.
С развитием компьютерной техники произошел резкий переход от SBC к
компьютерам, построенным на материнской плате, с функциями включения
последовательных портов, контроллерами диска и графики, на дочерних платах.
Последнее наличие передовых наборов микросхем, обеспечивающих
большинство функций входа-выхода, как встроенного компонента, позволяет
производителям предлагать материнские платы с функцией входа - выхода,
традиционно предоставляемые на дочерних платах. Большинство материнских
плат PC теперь предлагают бортовую поддержку жестких дисков, включая IDE и
SATA с RAID, графику, Ethernet и традиционные функции входа - выхода, такие
как последовательный и параллельный порты, USB и поддержку устройств
клавиатура / мышь. Plug-карты в настоящее время более широко
высокопроизводительных графических карт (на самом деле графика
сопроцессоры), высокая контроллеры RAID конца, и специализируется карт
ввода / вывода, таких как сбор данных и DSP (Digital Signal Processor) доски.....

Транспорт является важнейшей сферой общественного производства.
Формирование экономики любой страны, обычная производственная
деятельность всех ее участников зависят от точной работы транспорта по
своевременной доставке сырья и готовой продукции. Для обеспечения этой
деятельности и других разнообразных потребностей нужно иметь
высокоразвитую, оснащенную самой новейшей техникой систему путей
сообщения всех современных видов транспорта.
Топливо-энергетический комплекс – база становления всех отраслей
экономики. Принципиальным его элементом является система
магистральных трубопроводов для транспорта нефти, газа и продуктов их
переработки. Из-за географического расположений месторождений нефти и
газа в Казахстане (СНГ) и их потребителей этот вид транспорта выходит на
первое место среди всех остальных, поскольку только трубопроводным
транспортом можно обеспечить равномерную и бесперебойную поставку
значительных количеств нефти, газа и нефтепродуктов при минимальных
экономических затратах
Компрессорная машина –одна из важных видов продукции
машиностроения. Она используется во многих направлениях хозяйства:
нефтянной, газовой, химической и машиностроительной, в металлургии,
геологии, строительстве, на транспорте, агропромышленных комплексах, а
также – в новых перспективных направлениях техники и технологии, в
производстве искусственного топлива, робототехнике, космонавтике и т.д.
Главным преспособлением хоть какой криогенной и морозильной установки
считается компрессор. От отдачи и прочности которого зависят КПД и
долговечность комплекса в целом.
На сегодняшний день в Казахстане и в странах СНГ эксплуатируется
более 500 тысяч промышленных компрессоров, которые вместе с
вентиляторами и насосами потребляют около 20% вырабатываемой
электроэнергии. Созданием и починкой каких занято свыше 1 млн. человек.
В связи с этим вопросы повышения технического уровня компрессора и
холодильных установок, в частности, их эффективности и надежности,
имеют важное народнохозяйственное значение и поэтому являются
основными в деятельности многих конструкторско-технологических и
научно-исследовательских организаций, а также промышленных
предприятий отрасли холодильного и компрессорного машиностроения. ....

В настоящее время в Казахстане возникла ситуация, когда тепловые
станции испытывают острую необходимость в модернизации
технологического оборудования и особенно средств технологического
контроля и управления. Оборудование большинства энергопредприятий
эксплуатируется 15-20 и более лет, его физический ресурс исчерпан, оно
морально устарело.
Решением этой проблемы является интегрирование современного
технологического оборудование на базе устаревшего, которое позволит
максимально использовать системы управления, и тем самым повысит
контроль качества мониторинга.
Автoматизация прoизвoдственных прoцессов, инженерного
проектирования и многих функций управляющего персонала является одной
из главных основ технического прогресса в отраслях промышленности.
Следствием использования АСУ наряду с новыми технологиями является
повышение производительности и качества на предприятиях, а также на всех
этапах подготовки производства и в планово-экономических мероприятиях.
Внедрение автоматизаци в производства с применением
робототехнических систем, с широким использованием вычислительной
техники облегчает человеческий труд, заменяя рутину. Труд становится более
интеллектуальным и интересным, что напрямую отражается на работе
персонала, меняя роль человека как наблюдателя и наладчика средств
автоматизации и наблюдению за их действием.
Большое значение имеет также автоматизация с использованием
роботов в аварийных ситуациях, при работе в экстремальной обстановке, где
затруднено или опасно пребывание человека.
По уровню автоматизации теплоэнергетика занимает одно из ведущих
мест среди других отраслей промышленности.
Теплоэнергетические установки характеризуются непрерывностью
протекающих в них процессов. При этом выработка тепловой и электрической
энергии в любой момент времени должна соответствовать потреблению
(нагрузке). Почти все операции на теплоэнергетических установках
механизированы, а переходные процессы в них развиваются сравнительно
быстро. Этим объясняется высокое развитие автоматизации в тепловой
энергетике.
Теплоэнергетика, отличающаяся широкой механизацией
технологических процессов, высокими параметрами рабочей среды,
требованиями к точности их регулирования, а также наличием собственного
источника энергии, является той областью науки и техники, где постоянно
находят приложения методы теории и новые технические средства
автоматического управления.
Темой дипломного проекта является разработка системы контроля
турбоагрегата на ТЭЦ. ....

Қазіргі таңда дүниежүзілік экономикада мұнайдың алатын орны
ерекше.Бүгінгі дамыған заманда мұнай және оның өнімдеріне деген сұраныс
күннен-күнге артуда.
Мұнайдың құрамы күрделі болғандықтан оны компоненттерге бөлуде әр түрлі
әдіс қолданылады.Атап айтсақ: айдау, ректификация, вакуумдык айдау,
адсорбция, абсорция, экстракция,каталитикалық крекинг.
Каталитикалық крекинг – мұнайдың екінші ретті өңдеу процесіне жатады.Бұл
процесс мұнайды терең өңдеп,жанармай түрлері мен мұнайхимия өнімдерін
береді.Каталикалық крекинг процесінің кең етек алуы отандық автопарктің
дамуымен байланысты.
Каталикалық крекингті басқару – тіпті оңай процесс емес.Ол келесі
жағдайлармен түсіндіріледі.
Біріншіден,қазіргі заманғы технологиялық қондырғы бір-бірімен
материалды және энергетикалық ағындармен байланысқан реактор,колонна
сияқты түрлі аппараттардан тұрады.Және операторға процестің орындалу
барысына араласу туралы шешім қабылдау үшін үлкен көлемді ақпаратты
өңдеп шығуы керек.
Екіншіден,қондырғыда өте күрделі,толық зерттелмеген физика-
химиялық процесстер жүреді.Бұл процесстерге көп жағдайда кездейсоқ
сипатты келетін ауытқулар үлкен ықпал етеді.Және де ауытқулардың бір
бөлігі тікелей бақылауға қол жетімсіз болғандықтан жақсы нәтижелерді алу
қиындық тудырада.Бұл мәселені шешуде математикалық модельдер мен
оларды қолдану әдістерін білумен қатар техникалық құрал-жабдықтар қажет.
Каталитикалық крекинг қондырғысын басқару қиындығы,оларды нақты уақыт
масштабында шешу,өңдеуді қажет ететін үлкен көлемді ақпарат-осының
барлығы каталитикалық крекинг қондырғысындағы технологиялық
процесстердің автоматты басқару жүйесін құруға себеп болды.
Бұл дипломдық жобада нақтылы үлгіде мұнайды екіншілік өңдеу өндірісінің
технологиялық үрдісінде каталитикалық крекинг қондырғысының реактор
мен регенератор блогындағы қысымды реттеуді автоматтандыру жүйелері
қарастырылады. Қажетті құрылғылар таңдалынып, математикалық модельдері
құрастырылды. Қысым реттеуіштің параметрлері анықталып, жүйе
орнықтылыққа зерттелді. Контроллер техникасын қолдану арқылы қысым
реттеу жүйесінің бағдарлама техникалық кешені құрастырылды....

Автоматизация является одним из ключевых звеньев в общей системе
функционирования и развития производства. Чем точнее и своевременнее
информация по производству, тем быстрее принимаются решения по
производству автоматизацией или работником производства.
В данный момент с повышением роста потребности в электричестве
города Алматы, в ТЭЦ-2 требуется повышение мощности вырабатываемого
электричества. В связи с этим на АТЭЦ-2 стоит жестко вопрос по
повышению вырабатываемой электрической мощности турбинами, что
требует большей точной и своевременной информации о работе турбин.
В настоящем проекте представлены решения по модернизации
оборудования турбины в точности оборудование для слежения за
механическими величинами. Что даст более точную информацию о работе
турбины.
Также представлено технико-экономическое обоснование проектных
решений по модернизации, вопросы техники безопасности и охраны
окружающей среды.....

Казахстан, как и другие развивающиеся страны, столкнулся с проблемой
дефицита энергии. Аварии и отключение электроснабжения, нехватка или
отсутствие теплоснабжения - всё это требует немедленного решения. Однако
чтобы запустить дополнительные мощности, требуется затрачивать годы на
строительство электростанций или станций, генерирующих тепло.
Комбинированное производство электрической, тепловой и
холодильной энергии (тригенерация) сегодня является одним из наиболее
современных технологических решений в плане повышения энергетической
эффективности, а также решения экологических проблем.
Таким образом, благодаря преимуществам, которые предоставляют
новые газовые технологии и поправки, внесенные в экологический регламент ,
системы тройного действия являются эффективным решением для
удовлетворения постоянно растущего спроса на электроэнергию, тепло и холод.
В настоящее время с применением беспроводных технологий
решается множество задач мониторинга, сбора данных и управления.
Беспроводные решения значительно упрощают и удешевляют процесс
разработки систем, так как затраты на линии беспроводных систем связи и
проектирование кабеле несущих систем сводятся к минимуму.
Если в повседневной жизни внедрение беспроводных технологий идет в
соответствии с техническим прогрессом, то в промышленности прокладка
кабельных линий, несмотря на значительные материальные и временные
затраты, до сих пор является основным способом обеспечения связи с
удаленными объектами автоматизации и диспетчеризации. Тем не менее,
беспроводная связь начала все больше применяться и в этой сфере, во многом
за счет совершенствования стандартов, а также благодаря своим неоспоримым преимуществам.
Полный отказ или сокращение числа кабельных линий,
ведущих к контроллерам, датчикам, измерительным приборам и
управляющим устройствам, во много раз снижают временные и финансовые
издержки на этапах проектирования, развертывания и эксплуатации сети.
Масштабируемость и гибкость беспроводной сети являются главными
характеристиками, которые существенно облегчают жизнь при
реструктуризации промышленного предприятия и его расширении, в том
числе зачастую невозможна либо попросту лишена смысла: из - за больших
расстояний между многочисленными объектами автоматизации,
непреодолимых препятствий, сложностей, которые возникают при получении
разрешения на проведение земляных работ, из - за использования
«путешествующих» по различным производственным площадкам
передвижных или временных установок.
При решении данных задач применяют различные беспроводные
технологии, одной из которых является ZigBee, которая позволяет в короткие
сроки разворачивать сенсорные сети ячеистой топологии, используя при этом
относительно недорогие маломощные передатчики.....