Разработка учебно-лабораторного комплекса для подготовки персонала в области внедрения и эксплуатации АСУТП

1.

Разработка учебно-лабораторного
комплекса для подготовки персонала в
области внедрения и эксплуатации АСУТП
Авторы (гр. АТП-19-1б):
Федотов С.С.
Столбов Н.И.
Пятковский Я.Д.
Научный руководитель:
Сокольчик П.Ю.

2.

Введение
Методы формирования навыков при подготовке специалистов:
• применение лабораторных установок, представляющих собой
объект управления в миниатюре (физическая модель);
• применение программно-реализуемых математических
моделей, описывающих производство в целом или его части
(программная модель);
• комбинированная модель, совмещающая достоинства
физической и программной модели.

3.

Цель и задачи
Цель: разработка учебно-лабораторного комплекса для подготовки
персонала занятого в области внедрения и эксплуатации АСУТП
Задачи:
разработка, монтаж и наладка системы управления исполнительными
устройствами с мембранным и электродвигательным ИМ;
разработка системы имитации технологического объекта с
применением микропроцессорного комплекса;
интеграция симулятора технологического объекта и физических
приборов и средств автоматизации.

4.

Описание аппаратной части
Комплект 1:
• Привод пневматический мембранно-пружинный ПМ
250 НО в комплекте с фильтром-редуктором РДФ 300
(№1 на схеме);
• Позиционер YOKOGAWA VP200-AM32 (№2 на схеме);
• Клапан регулирующий РК 201С 10Л НО (№3 на схеме).
Комплект 2:
• Клапан регулирующий ЕСПА 02 РГ12 в комплекте с
электрическим исполнительным механизмом ЕСПА
02ПВ, электродвигателем ЕЛПРОМ-ТЕТЕВЕН
ЕОРКМО41/4А (№4 на схеме).
Система управления ИУ представлена на схеме под №5.

5.

Структурная схема аппаратной части
комплекса
МПК - Микропроцессорный
контроллер Segnetics Pixel;
Конвертер сигнала,
позиционер, МИМ;
R – переменное
сопротивление;
К-1,2,3,4 - Релейный модуль;
МЭП;
Кнопки и лампочки хода МЭП,
лампочки концевых
положений МЭП

6.

Программа МПК по реализации управления и
испытания ИУ
Управление,
отображение
положения
электродвигательного
исполнительного
устройства

7.

Программа МПК по реализации управления и
испытания ИУ
Управление,
испытание и
отображение
положения
мембранного
исполнительного
устройства

8.

Блок схема процесса
испытания
исполнительных
устройств

9.

Разработка датчиков положения ИУ
Необходимые параметры
датчиков положения:
• номинальное сопротивление 600 – 1000 Ом;
• Ход – не менее 16 мм;
• количество каналов 2х2.
Использование аддитивных
технологий.

10.

Формирование тренажерного комплекса
Предложенный технологический объект управления
Е-9 - промежуточная емкость хранения ЛВЖ; Н-9 – подающий насос.
XV-1 – регулирующий запорный клапан линии налива; XV-2 – регулирующий запорный
клапан линии слива (физически реализованные средства автоматизации).
Уровень измеряется гидростатическим уровнемером.

11.

Математическая модель
Уравнение Бернулли для двух сечений поверхности жидкости и струи:
Формула Торичелли:

12.

Структурная схема имитатора ОУ
Технические средства:
Расчет
математической модели
- микропроцессорный
контроллер Arduino
Nano;
«Измерение» уровня:
местный показывающий
манометр,
гидростатический датчик
уровня с дистанционной
передачей на базе
датчика давления.

13.

Структурная схема тренажерного комплекса
Операция налива
1) Подойти к местному
посту управления;
2) Определить текущий
уровень в емкости;
3) Передать команду
оператору на запуск
насоса;
4) Открыть входной
клапан и выполнить
налив;
5) По достижении
уровня закрыть
входной клапан и
передавть команду
на останов насоса.

14.

Спасибо за внимание!