Дипломная работа (бакалавр/специалист) на тему Контроллер АСУ ТП КНС

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ 7
1 Обзор литературы по теме исследования. Обзор существующих аналогов 8
2 Разработка схемы устройства и выбор элементной базы 23
2.1 Выбор и обоснование структурной схемы устройства 23
2.1.1 Выбор микроконтроллера 23
2.1.2 Описание структурной схемы устройства 31
2.2 Разработка функциональной схемы устройства 32
2.3 Описание принципа работы по функциональной схеме 33
2.4 Разработка принципиальной схемы устройства 34
2.5 Расчет электрических параметров и выбор элементной базы 36
3 Разработка алгоритма управляющей программы и листинга управляющей программы для микроконтроллера 50
3.1 Разработка алгоритма управляющей программы 50
3.2 Разработка листинга управляющей программы 56
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 57
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 58
ПРИЛОЖЕНИЕ А (ОБЯЗАТЕЛЬНОЕ) ЛИСТИНГ УПРАВЛЯЮЩЕЙ ПРОГРАММЫ 60

Введение:

Актуальность темы. Автоматизация – одно из направлений научно-технического прогресса, применение саморегулирующих технических средств, экономико- математических методов и систем управления, освобождающих человека от участия в процессах получения, преобразования, передачи и использования энергии, материалов или информации, существенно уменьшающих степень этого участия или трудоёмкость выполняемых операций [1].
Автоматизация производства позволяет осуществлять технологические процессы без непосредственного участия обслуживающего персонала. После создания автоматизированной системы на объекте роль обслуживающего персонала ограничивается общим наблюдением за работой оборудования, настройкой и наладкой аппаратуры.
Целью написания выпускной квалификационной работы является разработка системы АСУ ТП канализационной насосной станции с выбором контроллера.
При написании работы были поставлены следующие задачи:
1. Обзор существующих аналогов данного устройства;
2. Выбор и обоснование структурной схемы устройства;
3. Разработка функциональной схемы устройства;
4. Описание принципа работы по функциональной схеме;
5. Разработка принципиальной схемы устройства;
6. Расчет электрических параметров и выбор элементной базы;
7. Разработка алгоритма управляющей программы;
8. Разработка листинга управляющей программы для микроконтроллера.
Объектом исследования является процесс разработки АСУ ТП КНС.
Предмет исследования – контроллер АСУ ТП КНС.

Заключение:

Канализационная насосная станция (КНС) — это комплекс оборудования и сооружений для перекачки сточных вод. Также канализационные насосные станции используются для увеличения давления в трубопроводах большой протяженности. Это позволяет уменьшить уклон трубопроводов и облегчить прохождение стоками возвышенных участков рельефа. Для выполнения указанных функций применяются различные уровни автоматизация КНС.
АСУ ТП канализационной насосной станцией обеспечивает следующие возможности:
• Непрерывный, круглосуточный режим работы;
• Противоаварийная защита работающего технологического оборудования, путем своевременного распознавания и предупреждения аварийных режимов работы;
• Непрерывный контроль и управление технологическим оборудованием (насосами, электропечами, вентиляцией, задвижками) по заданному алгоритму;
• Звуковое оповещение о выходе параметров за установленные границы с отображением информации на щите управления;
• Ведение локальных архивов основных параметров.
В результате написания ВКР выполнены следующие задачи:
1. Выполнен обзор существующих аналогов данного устройства;
2. Проведен выбор и обоснование структурной схемы устройства;
3. Выполнено разработку функциональной схемы устройства;
4. Выполнено описание принципа работы по функциональной схеме;
5. Выполнено разработку принципиальной схемы устройства;
6. Выполнен расчет электрических параметров;
7. Выполнено разработку алгоритма управляющей программы;
8. Выполнено разработку листинга управляющей программы для микроконтроллера.

Фрагмент текста работы:

1 Обзор литературы по теме исследования. Обзор существующих аналогов

В рамках данного раздела рассмотрим обзор существующих контроллеров, которые используются в автоматизированных системах управления технологическим процессом канализационных насосных станций.
Контроллеры КНС серии CPS [1] предназначены для управления работой и защиты от аварий насосов в системах водоотведения сточных вод, а в частности для управления системами канализационных насосных станций (КНС), а также мониторинг состояния с использованием современных средств связи и мобильных устройств.
В качестве примера рассмотрим микроконтроллер данной фирмы.
Контроллер серии CPS-03-05-RS предназначен для управления работой и защиты от аварий насосов в системах водоотведения сточных вод, а в частности для управления системами канализационных насосных станций (КНС), а также мониторинг состояния с использованием современных средств связи и мобильных устройств(GSM-мониторинг).
Контроллер предназначен для управления 1(одного), 2(двумя) и 3(тремя) насосами, в том числе и в составе шкафа управления канализационной насосной станции и определяет уровень жидкости в приёмном резервуаре КНС по 5 датчикам уровня.
Данный контроллер пришел на смену CPS-02-03 и расширил функциональные возможности управления насосными станциями. К стандартных функциям добавилась возможность работы контроллера по интерфейсу Modbus-RTU, связь с GSM-модулями, работа сетях с количеством контроллеров в 256 единиц, сетевой мониторинг и многие другие сетевые функции.
Важным дополнением стал программный логический ручной режим, который позволяет управлять насосной станцией с кнопок на панели оператора, но с постоянным контролем логики управления и аварийных режимов (для защиты насосного оборудования от «дурака»).
Контроллер CPS-03-05-RS — это контроллер нового поколения, использующий внутренний Serial Peripheral Interface (SPI) с миниатюризацией компонентов до размера 0805.
Основные опции:
— Кол-во насосов — до 3(трех) насосов;
— Кол-во датчиков уровня — до 5(пяти) датчиков
— Режим работы: 1 — автоматический, 2 — логический ручной, 3 — сервисный , 4 — режим ожидания
— Встроенный интерфейс: RS-485 с протоколом Modbus RTU
— Возможность подключения к GSM-модему MMG-77 для удаленной диспетчеризации
— Android-приложение для GSM-мониторинга контроллеров CPS-03-05-RS.