Разработка модуля автоматизации системы управления процесса производства сульфитной целлюлозы в программе FbCAD

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

КУРСОВАЯ РАБОТА

по теме:

«Разработка модуля автоматизации системы управления процесса производства сульфитной целлюлозы в программе FbCAD»

Содержание

Введение

1. Проект Microsoft Project

1.1 Краткие сведения о программе Microsoft Project

1.2 Разработка плана работы над курсовым проектом в программе Microsoft Project

2. Разработка модуля автоматизации

2.1 Разработка ФСА регулирования уровня в баке фильтрата

2.2 Создание алгоблоков в пакете AutoCAD

2.3 Разработка модуля автоматизации в программе FBCad

Библиографический список

Введение

Термин «автоматизация проектирования» характеризует любую деятельность, в рамках которой ЭВМ находит применение для выполнения трудоемких расчетов, организации хранения и поиска информации, геометрического моделирования и графического отображения результатов, редактирования документации с целью разработки, анализа и видоизменения изделий и процессов. Автоматизация проектирования реализуется с помощью система автоматизированного проектирования (САПР).

Важным направлением интенсификации машиностроительного производства является автоматизация проектных работ различного характера путем создания специализированных систем автоматизированного проектирования. РGHHазличают САПР изделий машиностроения и приборостроения, САПР технологических процессов в машиностроении и приборостроении, САПР объектов строительства, САПР организационных систем.

Наименее разработанной является САПР организационных систем. Это объясняется как чрезвычайной сложностью и разнообразием объема автоматизации производственных систем, отсутствием теоретических и методических разработок, так и недостаточным вниманием к данной проблеме руководителей предприятий.

Необходимость повышения качества разработки организационных проектов, сокращения затрат и сроков проектирования требует создания специализированной системы автоматизированного проектирования .

Основной целью создания САПР является разработка наиболее экономичного варианта организации производства, труда и управления производственных систем, обеспечивающего получение максимального хозрасчетного дохода.

Применение электронной вычислительной техники в проектировании создает возможности для ускорения обработки большого объема информации и подготовки различных вариантов проектных решений. Использование режима активного диалога проектировщика с ЭВМ позволяет ему принимать все принципиальные решения.

САПР входит в качестве подсистемы в интегрированную автоматизированную систему управления предприятием (ИАСУП) и взаимодействуют с другими подсистемами - АСНИ, САПР конструкций, САПР технологии, АСТПП, АСУП и т.д.

Любая САПР представляет собой организационно-техническую систему, объединяющую действия коллектива людей и комплекса технических средств по автоматизированному проектированию и организованную оптимальным образом в проектное подразделение.

Основой САПР является комплекс средств автоматического проектирования, которые представлены совокупностью обеспечения САПР.

Виды обеспечения:

математическое;

лингвистическое;

техническое;

информационное;

программное;

методическое;

организационное.

Методическое обеспечение САПР - совокупность документов, устанавливающих состав, правила отбора и эксплуатации средств обеспечения автоматизированного проектирования.

Организационное обеспечение САПР - совокупность положений, инструкций, приказов, штатных расписаний, квалификационных требований и других документов, регламентирующих организационную структуру подразделений, связи между ними, их функции, а также форму представления результатов проектирования и порядок рассмотрения проектных документов.

Лингвистическое обеспечение САПР - совокупность языков проектирования, включая термины и определения, правила формализации естественного языка и методы сжатия и развертывания текстов, необходимых для выполнения автоматизированного проектирования, представленных в заданной форме.

Математическое обеспечение САПР представляет собой совокупность математических методов, математических моделей и алгоритмов проектирования, необходимых. Для выполнения автоматизированного проектирования.

Программное обеспечение САПР представляет собой совокупность машинных программ, а также пакетов прикладных программ, предназначенных для получения конкретных проектных решений. Программное обеспечение по своему назначению разбивается на два вида: системное и прикладное (проблемное).

Техническое обеспечение САПР представляет собой совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих технических средств. Оно должно включать как универсальные средства ввода, обработки и вывода информации из ЭВМ, так и специализированные: автоматизированные рабочие места, пункты выпуска документации, специализированные микроЭВМ и др.

Информационное обеспечение САПР содержит все данные, необходимые для проектирования организации производства в производственных системах. Прежде всего сюда относятся документы, содержащие описание нормативных и директивных документов, государственных и отраслевых стандартов, типовых проектных решений, типовых элементов, стандартных проектных процедур и др.

Общее архитектурное решение при построении САПР является подобным традиционным решениям при создании всех автоматизированных систем.

Основными целями создания САПР являются:

повышение технико-экономических показателей проектируемых производственных систем за счет выбора наиболее оптимальных решений в области организации производства на стадии проектирования и увеличения выпуска продукции на стадии ее эксплуатации;

повышение производительности и качества труда инженерно-технического персонала при проектировании организации производства;

сокращение сроков разработки проектов организации производственных систем и снижение затрат на проектирование.

К САПР предъявляется ряд требований: максимальная степень автоматизации процессов проектирования, универсальность, адаптивность и непрерывность развития САПР, экономичность проектных решений.

1. Проект Microsoft Project

1.1 Краткие сведения о программе MS Project

Программа MS Project является расширением возможностей предоставляемых приложениями MS Office, т.е. имеет похожий интерфейс и поддерживает все основные функции MS Office, в том числе развитую систему обмена данными между приложениями. Данная программа используется для разработки планов реализации проектов ведущими компаниями.

Назначение MS Project заключается в том, чтобы предоставить среду и все инструменты для разработки, представления и редактирования планов реализации проектов.

Ядром программы - основными данными, представляемыми затем в различных видах, является уже знакомая таблица, колонки которой представляют собой перечисление факторов, характеризующих конкретную задачу, а строки - перечислением самих задач или мероприятий, имеющих несколько степеней вложенности друг в друга.

За задачами или мероприятиями можно закрепить не только ответственных исполнителей, но и требуемые ресурсы, а также определить последовательность - очередность выполняемых задач, при этом можно заставить программу самостоятельно распределить задачи по срокам выполнения. Каждая задача, внесенная в MS Project, имеет огромное количество факторов и опций, которые можно настраивать по своему усмотрению, для достижения необходимого результата. Средства данной программы позволяют также отслеживать выполнение заданий и выводить степень их готовности. План мероприятий можно отобразить в виде календарного плана с закреплением ответственных исполнителей и ресурсов, схемы или графа реализации проекта и пр. Одними из самых полезных отображений являются таблица задействованных ресурсов и табель рабочего времени, необходимого для реализации мероприятий, данные в которых изменяются по мере выполнения заданий.

Среди плюсов программы нужно отметить высокую, даже несколько чрезмерную, гибкость, т.е. существование большого числа настроек, что при полном изучении позволяет описать средствами MS Project практически любую возможную жизненную ситуацию. Поражает в программе также разумная организация процесса разработки проекта, т.к. она написана с использованием знакомых стандартов стратегического планирования. Хорошей чертой MS Project, впрочем, как и всех приложений MS Office, является обширная помощь, в которой можно найти ответы на многие вопросы, и стандартный инструментарий MS Office, сокращающий время адаптации к программе.

Самым большим минусом, является нелокализованность программы для России, хотя, обладая достаточно скромными знаниями английского, можно быстро в ней разобраться. Использовать MS Project можно рекомендовать специалистам и руководителям, занимающихся разработкой планов реализации тех или иных проектов, в том числе и в рамках стратегического планирования. С его помощью решаются многие проблемы, связанные с данной процедурой регулярного менеджмента, например, определение и корректировка нагрузки структурных подразделений в определенный период времени. Решать с помощью MS Project задачи планирования можно всем, так как программа не требует мощного аппаратного комплекса и отлично работает на персональном компьютере.

1.2 Разработка плана работы над курсовым проектом в программе Microsoft Project

Для разработки плана реализации курсового проекта используем программу Microsoft Project. Вначале работы с программой Microsoft Project определили рабочее время проекта, которое составило 24 часовой рабочий день, а также установили дату начала курсового проекта, т.е. дату получения задания на курсовой проект 06 сентября 2006 года. Затем в диаграмме Ганта составили подробный список задач с указанием даты начала и длительности выполнения каждой из задач. По ходу выполнения каждого из пунктов диаграммы Ганта в программе Microsoft Project необходимо указывать текущий процент завершения работы лежащий в интервале от 0 % до 100 %.

План разработки курсового проекта в программе Microsoft Project представлен на страницах 7-8.

2. Разработка модуля автоматизации

2.1 Разработка ФСА регулирования уровня в баке фильтрата

Сваренная древесина или другое растительное сырье представляет собой суспензию волокон в отработанном щелоке. Щелок содержит органические вещества, и отработанные химикаты. Органическая часть сульфитного щелока состоит из лигниносульфонатов и сахаров различной степени разрушения. Органические вещества в сульфитном щелоке составляют 85-90% от общего количества сухих веществ. Свободный щелок может быть отделен от массы путем простого отекания. Отбор щелока, находящегося между волокнами, возможен частично за счет принудительного отсоса под вакуумом или давлением, частично вытеснением водой.

Щелок, содержащийся в полостях клеток и внутренних каналах, отделяется промывкой путем вытеснения или путем смешения с промывной жидкостью, или комбинированным способом, что чаще встречается на практике. Для выделения щелока, а точнее сухих веществ, содержащихся в нем, из клеточных стенок необходима многократная промывка, сопровождающаяся диффузией. Стремление полнее отобрать сухое вещество, содержащееся в отработанном щелоке, неизбежно сопровождается разбавлением исходного щелока. При этом чем больше разбавление, тем полнее отбирается сухое вещество.

В процессе промывки небеленой целлюлозы в приемных ваннах вакуум фильтров образуется фильтрат. Фильтрат из промывной установки небеленой целлюлозы поступает в бак фильтрата. Для регулирования уровня LICA-1 в баке фильтрата служит регулирующий клапан LV-1 с пневмоприводном и электропневмопозиционером двустороннего действия фирмы Neles-Jamesbury. При регулировании уровня в баке фильтрата также необходимо учитывать расход фильтрата уходящего по трубопроводу из бака фильтрата через регулирующий клапан LV-1. Контур регулирования уровня имеет сигнализацию верхнего и нижнего уровней в баке фильтрата, а регулирующий клапан LV-1 оснащен датчиками конечных положений.

Функциональная схема автоматизации приведена на странице 10.

2.2 Создание алгоблоков в пакете AutoCAD

В программе AutoCAD разрабатываем библиотеку модулей FBCad, которая состоит из следующих частей:

Административная часть проекта представлена на рис. 1

Рис. 1. Административная часть проекта

Блок аналогового ввода размещается в поле ввода и предназначен для ввода аналогового сигнала с датчика в модуль автоматизации (рис. 2).

Рис. 2. Блок аналогового ввода

Блок дискретного ввода размещается в поле ввода и предназначен для ввода дискретного сигнала в модуль автоматизации (рис. 3).

Рис. 3. Блок дискретного ввода

Внешняя точка данных размещается в поле ввода и предназначена для передачи данных из одного модуля автоматизации в другой (рис. 4).

Рис. 4. Внешняя точка данных

Блок ПИД-регулятора размещается в поле соединений для функциональных модулей и формирует управляющий сигнал con на базе задающего воздействия spa измеренного значения me (рис. 5).

kp - коэффициент пропорциональной части

ti - коэффициент интегральной части

Рис. 5. Блок ПИД-регулятора

Функциональный блок позииционера клапана vlv размещается в поле соединений для функциональных модулей и предназначен для управления моторизованными исполнительными механизмами (рис. 6).

Рис. 6. Позиционер клапана vlv

Функциональный блок логического отрицания not размещается в поле соединений для функциональных модулей и предназначен для инверсии входного сигнала(рис. 7).

Рис. 7. Функциональный блок логического отрицания not

Блок дискретного вывода размещается в поле вывода и предназначен для вывода дискретного сигнала (рис. 8).

Рис. 8. Блок дискретного вывода

Модули диспетчерской станции представлены на рис. 9

Рис. 9. Модули диспетчерской станции

Размер памяти занятой на диске всеми алгоблоками составляет 244 КБ

модуль автоматизация регулятор autocad

2.3 Разработка модуля автоматизации в программе FBCad

В системе Damatic XD конфигурационной средой являются программные пакеты представляющие различные версии пакета AutoCad работающие под Windows:

FbCAD - для создания и редактирования модулей автоматизации;

HwCAD - для разработки технической структуры;

SeqCAD - для проектирования и модификации модулей последовательных алгоритмов процессовой станции;

TrendBase - средства проектирования видеограммы трендов;

GdCAD - инструмент разработки графических дисплеев.

Модуль автоматизации - это графическое представление части прикладной программы. Он является исходным модулем, чтобы он исполнялся его необходимо откомпилировать.

Модуль автоматизации состоит из следующих частей:

7 - административная часть модуля автоматизации,

8 - административная часть функционального модуля,

1 - поля соединений для внешних входов,

5 - поля соединений для внешних выходов,

6 - поле соединений для функциональных модулей,

2,3,4 - диспетчерские модули, имеющие отношение к этому модулю автоматизации

По заданию необходимо реализовать двухконтурную систему автоматического регулирования с использование ПИД-регуляторов.

Блоки аналоговых и дискретных входов, а также внешние точки данных расположены слева в поле соединения для внешних входов.

В поле соединений для функциональных модулей, которое расположено в центре модуля автоматизации, находится ПИД-регуляторы и устройство управления исполнительным механизмом.

Блоки аналоговых и дискретных выходов, а также внешние точки данных расположены справа в поле соединения для внешних выходов.

Аналоговый вход измерителя уровня LT-1 с блока аналогового ввода AIU8 подается на вход me ПИД-регулятора 1pid. Аналоговый вход измерителя расхода FT-2 с блока аналогового ввода AIU8 подается на вход me ПИД-регулятора 2pid. С внешней точки данных LICA-1 поступает задание на вход sp3 ПИД-регулятора 1pid. С выхода con ПИД-регулятора 1pid сигнал поступает на вход sp2 ПИД-регулятора 2pid. С выхода con ПИД-регулятора 2pid сигнал поступает на вход dpos блока управления моторизованными исполнительными механизмами 3vlv. Обратная связь с выхода idpos блока управления моторизованными исполнительными механизмами 3vlv поступает на вход conb блока ПИД-регулятора 2pid. С выходов open и close блока управления исполнительными механизмами 3vlv на блоки дискретного вывода BOU8 поступают сигналы на открытие и закрытие клапана. Обратная связь с блоков дискретного вывода BOU8 поступает на входы ofb и cfb блока управления исполнительными механизмами 3vlv. На входы olim и clim блока управления исполнительным механизмом 3vlv с датчиков конечных положений поступают соответствующие сигналы. Вход clr блока управления исполнительным механизмом 3vlv используется для сброса при переключении режимов регулирования.

Блок ПИД-регулятора 1pid оснащен сигнализацией верхнего и нижнего уровня в баке фильтрата meha и mela, предельные значения, которых поступают на входы meh и mel соответственно. Для отображения их на пульте оператора в модуле автоматизации добавлены модули диспетчерской станции.

Библиографический список

Е.П. Дятлова, Г.А. Кондрашкова. Правила оформления выпускных квалификационных работ (дипломных проектов и работ) : Методические указания/ ГОУВПО СПб ГТУ РП. СПб.,2005.30 с.

Конспект лекций по ОАПСУ, Е.П. Дятлова, 2006 г.

Справочник VALMET Automation. Damatic XD. Функциональные блоки процессовой станции. V.3 rev.3. 230 c.

1. Размещено на www.allbest.ru