Разработка системы автоматического управления

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Направление - 220201 «Автоматизация и управление»

на тему: Разработка системы автоматического управления

трансформаторной подстанцией

Выполнил: ст. гр. УиТСз-05-1, Зайцев Н.Н. (подпись)

Проверил к.т.н: д-нт ККС Фомин В.В. (подпись)

Тюмень 2011

Содержание

Постановка задачи

Введение

1.Описание технологического процесса. Объект и его алгоритмы.

2.Выбор технических средств автоматизации

2.1 Выбор измерительных приборов и исполнительных механизмов.

2.2 Выбор модулей Вх/Вых 1746, контроллера, шасси, блока питания.

Заключение

Приложение№1

Приложение№2

Приложение№3

Приложение№4

Список использованных источников

Постановка задачи

Разработать автоматизированную систему управления трансформаторной подстанции. Система должна позволять вести мониторинг в реальном времени таких параметров как: токи, напряжения, мощности вводных и отходящих фидеров, положение двери, температуры, положение автоматических выключателей. Так же позволяла дистанционно включать и отключать автоматические выключатели.

Введение

Автоматизированная система — система, состоящая из персонала и комплекса средств автоматизации его деятельности, реализующая информационную технологию выполнения установленных функций. Автоматизированная система — это организованная совокупность средств, методов и мероприятий, используемых для регулярной обработки информации для решения задачи.

Главной целью создания АС является не упрощение, но категоризация и стандартизация автоматизируемого процесса, что позволяет обеспечивать стабильность работы системы, прозрачность её контроля и анализа слабых мест и основания для её развития либо свёртывания (списания, замены).

В случае правильной автоматизации деятельности организаций, она упрощает принятие решений и уменьшает требуемое время для решения проблем для руководителей любого уровня.

1.Описание технологического процесса. Объект и его алгоритмы.

Структурная схема автоматизированной системы контроля в системе трансформаторных подстанций

Трансформаторная подстанция - это электроустановка, предназначенная для преобразования (повышения или понижения) напряжения в сети переменного тока и распределения электроэнергии. Обычно она состоит из силовых трансформаторов, распределительного устройства, устройства автоматического управления и защиты, а так же вспомогательные сооружений. Однолинейную схему энергоснабжения ТП см. в приложении №1

Диспетчерский пункт (ДП), центр системы диспетчерского управления, где сосредоточивается информация о состоянии производства. Размеры и оснащённость ДП зависят от вида и характера контролируемых процессов и объектов управления. На ДП энергосистемы основное значение имеют автоматическая сигнализация и измерения, требующие непрерывного наблюдения.

Диспетчеризация направлена на обеспечение равномерности загрузки всех звеньев предприятия, непрерывности, ритмичности и экономичности выполнения всех процессов основного производственного цикла, бесперебойной работы вспомогательных и обслуживающих участков. В задачу ДП входит регулирование процесса производства с целью восстановления действующих или установления новых пропорций и ритма работы предприятия. ДП охватывает контроль и управление технологическими процессами, контроль и оперативное распределение энергетических ресурсов. ДП в энергетике осуществляет оперативное управление электростанциями, подстанциями, линиями электропередачи и отдельными крупными установками потребителей. Диспетчерская служба призвана обеспечить бесперебойность и надёжность работы энергосистемы, распределение электроэнергии в соответствии с графиком нагрузки, поддержание установленных для энергосистемы параметров (ток, напряжение, частота в электросети, температура внутри ТП). Алгоритм работы АСУ ТП см. в приложении 2. Функциональную схему см. в приложении №4

2.Выбор технических средств автоматизации

2.1 Выбор измерительных приборов и исполнительных механизмов.

Для измерения напряжения вводных и отходящих фидеров выбираем преобразователь измерительный типа Е4855В. Преобразователь предназначен для линейного преобразования междуфазных напряжений в трех проводных , четырех проводных электрических сетях трехфазного тока частотой 50 Гц в три унифицированных выходных сигнала постоянного тока с диапазоном изменения от 4 до 20 мА.

Преобразователь может применяться в системах диспетчерского управления объектов электроэнергетики и различных отраслей промышленности.

Для измерения токов отходящих фидеров выбираем преобразователь измерительный типа Е854/6 ЭС . ПИ имеет три выхода и предназначен для преобразования переменного тока в унифицированный выходной сигнал постоянного тока с диапазоном изменения от 4 до 20 мА.

Для измерения температуры в помещении трансформаторной подстанции выбираем датчик температуры типа ТСПУ 055. Датчик измеряет температуру в диапазоне от -50 до +50 градусов по Цельсию и имеет выход с унифицированным токовым сигналом постоянного тока от 4 до 20мА.

На вводах №1 и №2 установим датчики тока короткого замыкания и датчики мощности. ДМ типа Е849/10ЭС-Ц предназначенный для линейного преобразования входного сигнала активной и реактивной мощности в два унифицированных токовых сигнала с диапазоном от 4 до 20 мА.

ДТ к.з типа Е854 М/2С с диапазоном выходного сигнала от 4 до 20 мА.

В качестве исполнительных механизмов установлены автоматические выключатели типа Э06С и Э06В с функцией дистанционного управления (выбираем тип в зависимости от номинального тока отходящего фидера).

Таблицу КИПиА см. в приложении №3.

2.2 Выбор модулей Вх/Вых 1746, контроллера, шасси, блока питания.

Выбираем процессор SLC 5/05 (1747-L553) с потребляемой мощностью 1А по шине 5В. Для получения данных телеметрии и управления нам понадобиться:

-28 дискретных входов;

-92 аналоговый вход;

- 27 дискретных выходов.

Дискретные входы нам понадобятся для мониторинга состояния положения автоматических выключателей и контроля состояния входной двери.

Аналоговые входы нам понадобятся для мониторинга текущих величин токов, напряжений, мощностей по всем отходящим фидерам, а так же для контроля температуры внутри трансформаторной подстанции.

Дискретные выходы нам понадобятся для включения и отключения автоматических выключателей.

Таблица адресации ввода-вывода см. в приложении №5.

Для обеспечения кол-во дискретных входов выбираем модуль 1746 IM16 в кол-ве 2 штук.

Для обеспечения кол-ва аналоговых входов выбираем модуль 1746-NI16I в кол-ве 7 штук.

Для обеспечения кол-ва дискретных выходов выбираем модуль 1746 OA16 в кол-ве 2 штук.

Для обеспечения кол-ва разъемов под модули ввода-вывода выбираем шасси 1746-А13, с 13 разъемами под входные- выходные модули.

Для обеспечения бесперебойного питания процессора и модулей необходимо выбрать блок питания с номинальным входным напряжением питания 120-220 В переменного напряжения.

Общий потребляемый всеми модулями ток по шине 5В и 24В составляет:

По каталогу нам подходит номер 1746-Р2

Заключение

В процессе выполнения работы были выбраны технические средства автоматизации. Преобразователи измерительные были выбраны с выходным унифицированным сигналом 4-20 мА. Выбран контроллер и модули ввода-вывода, а так же шасси. Рассчитаны суммарные токи потребляемые модулями и выбран блок питания

Список использованных источников

1. Справочник инженера по АСУТП. Проектирование и разработка. Ю. Н. Федоров. Инфра-Инженерия, 2008 г.

2. Современные датчики. Фрайден Дж. Техносфера, 2006 г.

3. Инжиниринг электроприводов и систем автоматизации. Новиков В.А., Чернигов Л.М. Академия, 2006 г.

4. Электронные элементы устройств автоматического управления. Схемы, расчет, справочные данные. Академкнига, 2006 г.

5. Конспект лекций

6. Описание контроллеров и модулей ввода- вывода

7. www.mir-omsk.ru

содержание   ..  229  230  231   ..