Дата выдачи задания 21.01.08

7. Дата выдачи задания 21.01.08

 

Руководитель ______________________

(подпись)

 

Задание принял к исполнению________________

(подпись студента)

Календарный план

№	Наименование этапов дипломного проекта (работы)	Срок выполнения этапов проекта (работы)	Примечание
1	Анализ технологических процессов
	на насосных станциях канала	28.01.08 – 4.02.08
2	Разработка принципов построения
	системы оперативно-
	диспетчерского контроля и
	управления насосной станции
	канала им. К. Сатпаева	4.02.08 – 15.02.08
3	Разработка элементов
	программного и технического
	обеспечения системы оперативно-
	диспетчерского контроля и
	управления насосной станции	15.02.08 – 3.03.08
4	Охрана труда	3.03.08 – 10.03.08
5	Промышленная экология	10.03.08 – 28.03.08
6	Экологическая часть	28.03.08 – 3.04.08
7	Графическая часть	3.04.08 – 10.04.08

Студент дипломник Шильникова А.А.

Руководитель проекта Фешин Б.Н.

Аннотация

Рассмотрим основные вопросы и задачи разработки системы оперативно-диспетчерского контроля и управления насосной станцией РГП «Канал им. К. Сатпаева».

В дипломном проекте была поставлена задача разработки системы оперативно-диспетчерского контроля и управления насосной станцией РГП «Канал им. К. Сатпаева». С целью решения поставленной задачи был произведен анализ технологических процессов на насосных станциях канала, а также анализ существующих элементов АСУ ТП насосных станций. По полученным в ходе анализа результатам были разработаны требования к системе оперативно-диспетчерского контроля и управления насосных станций, исходя из требований, были разработаны принципы построения системы. В частности была выбрана наиболее подходящая SCADA-система: WinCC фирмы Siemens.

Была разработана структура, как самой системы оперативно-диспетчерского контроля и управления, так и ее программного обеспечения. Функционально структура системы оперативно-диспетчерского контроля и управления РГП «Канал им. К. Сатпаева» в соответствие с требованиями должна состоять из четырех подсистем:

-          измерений электроэнергии и воды;

-          сбора данных;

-          телекоммуникаций;

-          отображения, хранения и управления данными.

В состав ПО системы оперативно-диспетчерского контроля и управления в соответствии со структурой должны входить:

а) ПО системы гарантированной доставки данных SINAUT;

б) ПО счетчика интерфейсом RS-485;

в) ПО логического контроллера S7-300;

г) ПО панели операторов;

д) ПО сервера БД и приложений;

е) ПО АРМ специалистов.

Было выбрано техническое обеспечение, то есть был выбран комплекс технических средств подсистемы измерения, подсистемы сбора данных, подсистемы телекоммуникаций, подсистемы отображения, хранения и управления данными. После того как была разработана система оперативно-диспетчерского контроля и управления, были разработаны элементы программного и технического обеспечения системы: система автоматического контроля расхода и давления воды на выходе насосной станции, элементы программного обеспечения системы.

Осуществлен расчет экономических затрат. Разработаны мероприятия по охране труда и освещены проблемы промышленной экологии.

Тұжырым

«Қ. Сатпаев атындағы канал» РМК сорғыш станцияларын тікелей-диспетчерлік бақылау мен басқару жүйесін жетілдіру туралы негізгі мәселелер мен міндеттер талқыланады.

Дипломдық жобада «Қ. Сатпаев атындағы канал» РМК сорғыш станциясын тікелей-диспетчерлік бақылау мен басқару жүйесін жетілдіру туралы міндет қойылған. Қойылған міндетті шешу мақсатымен каналдың сорғыш станцияларында технологиялық процесстерге талдау жасалды, және де сорғыш станцияларының ТПБАЖ казіргі элементтерін талдады. Талдау негізінде алынған нәтижеге сүйеніп сорғыш станцияларын тікелей-диспетчетлік бақылау мен басқару жүйесіне міндетті ережелер жетілдірді, ал міндетті ережелерге сүйеніп жүйе салыну принциптері жетілдірді. Яғни ең қолайлы SCADA-жүйесі: WinCC Siemens фирмасының таңдалды.

Тікелей-диспетчерлік бақылау мен басқару жүйесінің өзіне қатысты, және де программаны қамтамасыз ету құрылымы жетілдірді.

«Қ. Сатпаев атындағы канал» РМК тікелей-диспетчерлік бақылау мен басқару жүйесінің функционалдық құрылымы талаптарына сәйкес төрт ішкі жүйеден тұру керек:

-          электр энергия мен суды өлшеу;

-          мәліметтерді жинау;

-          телекоммуникациялық;

-          мәліметтерді бейнелеу, сақтау мен басқару.

Тікелей-диспетчерлік бақылау мен басқару жүйесіне өндірістік бөлімше (ӨБ) ретінде құрылымға сәйкес кіру керек:

1.         SINAUT мәліметтерді кепілдік жеткізу жүйенің өндірістік бөлімшесі (ӨБ);

2.         RS-485 интерфейстің есепші ӨБ;

3.         S7-300 қисынды контроллердің ӨБ;

4.         операторлық панелдың ӨБ;

5.         мәліметтер негізінің сервер мен қосымшаның ӨБ;

6.         мамандардың АЖО ӨБ.

Техникалық қамтамасыз ету таңдалды, бұның ішінде: өлшеу жүесі, мәліметтер жинау жүйесі, телекоммуникациялық жүйесі, мәліметтерді бейнелеу, сақтау мен басқару жүйесі тармақтақтарының техникалық жабдық жинақысы. Тікелей-диспетчерлік бақылау мен басқару жүйесі жетілдірілгеннен кейін, программалық және техникалық қамтамасыз ету жүйесінің элементтері жетілдірді: сорғыш станциясының шығуында судың шығыны мен қысымын автоматты бақылау жүйесі, жүйенің программалық қамтамасыз ету элементтері.

Экономикалық шығындардың есептеуі іске асырылды. Жұмыс қорғау шаралары жетілдірді және өнеркәсіп экологиялық мәселелер қарастырылды.

Содержание

Обозначения и сокращения Введение

1 Анализ технологических процессов на насосных станциях канала

1.1 Технологические процессы насосных станций

1.2 Структура, назначения, технические характеристики и информационные потоки на насосных станциях

1.3 Анализ существующих элементов АСУ ТП насосных станций

1.4 Разработка требований к системе оперативно-диспетчерского контроля и управления насосных станций. Постановка задач дипломного проекта

2 Разработка принципов построения системы оперативно-диспетчерского контроля и управления насосной станции канала им. К. Сатпаева

2.1 Анализ и выбор SCADA-систем

2.2 Разработка структуры системы оперативно-диспетчерского контроля и управления

2.3 Обоснование и выбор технического обеспечения системы оперативно-диспетчерского контроля и управления

2.4 Разработка структуры программного обеспечения системы оперативно-диспетчерского контроля и управления

3 Разработка элементов программного и технического обеспечения системы оперативно-диспетчерского контроля и управления насосной станции

3.1 Разработка системы автоматического контроля расхода и давления воды на выходе насосной станции

3.2 Разработка элементов программного обеспечения системы оперативно-диспетчерского контроля и управления

4 Охрана труда

4.1 Анализ опасных и вредных факторов на рабочем месте

4.2 Мероприятия по снижению опасных и вредных факторов на рабочем месте

4.3 Меры пожарной безопасности

5 Промышленная экология

6 Технико-экономическая эффективность разработки системы оперативно-диспетчерского контроля и управления насосной станцией канала им. К. Сатпаева

6.1 Расчет стоимости создания системы оперативно-диспетчерского контроля и управления

6.2 Обоснование эффективности создания системы оперативно-диспетчерского контроля и управления

Заключение

Список использованных источников

Обозначения и сокращения

АСУ ТП – автоматизированная система управления технологическим процессом.

РГП – республиканское государственное предприятие.

НС – насосная станция. НСП – насосная станция перекачки дренажных вод. НА – насосный агрегат. ПС – перегораживающее сооружение. В/в – водовыпуск. В/с – водосброс. В/з – водозабор. Д – дюкер. КИП – контрольно-измерительный пункт.

УСД – устройство сбора данных.

БД – база данных.

ПО – программное обеспечение.

АРМ – автоматизированное рабочее место.

ИИК – измерительно-информационный комплекс.

ТТ – трансформатор тока.

ТН – трансформатор напряжения.

ТСН – трансформатор собственных нужд.

РЦСОИ – региональный центр сбора и обработки информации.

ГЦСОИ – главный центр сбора и обработки информации.

ПКИ – пункт контроля и информации.

АО «KEGOC» – системный оператор.

УО – удаленный объект.

ВЭП – выключатель электронный путевой.

СО – системный оператор.

КТС – комплекс технических средств.

УСПД – устройство сбора и передачи данных.

ПЛК – программируемый логический контроллер.

СУБД – система управления базой данных.

ОС – операционная система.

ПТК – программно-технический комплекс.

СВТ – средства вычислительной техники.

ИВК – информационно-вычислительный комплекс.

КФ – карагандинский филиал.

КСВ – клапан срыва вакуума.

КУ – ключ управления.

АИИС КУЭ – автоматизированная информационно-измерительная система коммерческого учета электроэнергии, водоучета и контроля технологических параметров объектов.

САР – система автоматического регулирования.

р.х. – рыбохозяйственный.

х.п. – хозяйственно-питьевой.

ТБ – техника безопасности.

ЭЛТ – электронно-лучевая трубка.

ЭП – электропитание.

ПДК – предельно допустимые концентрации. ПДС – предельно допустимые сбросы. ВСС – временно согласованные сбросы.

СЭС – санитарно-эпидемиологическая служба.

АСУП – автоматизированная система управления производством.

ПЭВМ – персональная электронно-вычислительная машина.

ЛСА – логическая схема алгоритма.

ВДТ – видеодисплейные терминалы.

АПС – автоматическая пожарная сигнализация.

Тег – ключевое слово для категоризации чего-либо.

Введение В настоящее время в связи с ростом производства важной задачей, требующей углубленного изучения и принятия наиболее приемлемых решений, является обеспечение предприятий водой. Даже для выплавки и проката стали просто необходима вода, причем в больших объёмах, не говоря уже о производстве продуктов питания. Важную роль вода играет и в повседневной жизни, ведь мы даже не можем себе представить и одного дня без воды. Поэтому просто необходимо заниматься решением задач по гарантированному и бесперебойному обеспечению питьевой и технической водой объектов бытового и промышленного назначения.

На сегодняшний день системы водоснабжения представляют собой комплекс сооружений, предназначенных для снабжения потребителей водой в необходимых количествах, требуемого качества и под требуемым напором. Системы состоят из сооружений для забора воды, из источника водоснабжения, ее обработки, перекачки воды к потребителю и сооружений для ее хранения.

В зависимости от вида обслуживаемого объекта системы водоснабжения подразделяются на городские, промышленные, сельскохозяйственные, железнодорожные и другие. Если системы водоснабжения обеспечивают водой отдельные районы страны или группы различных населенных пунктов и других объектов, то они называются районными или групповыми системами. В зависимости от вида потребителей системы водоснабжения выполняют функции хозяйственно-питьевых, производственных, противопожарных, поливочных водопроводов. Системы водоснабжения могут быть объединенными (едиными), неполно раздельными и раздельными. В зависимости от способов транспортирования воды системы водоснабжения подразделяются на напорные и безнапороные. Также системы водоснабжения подразделяются на водопроводы, забирающие воду из поверхностных источников (рек, озер, водохранилищ и морей), и на водопроводы, забирающие воду из подземных источников (артезианских и родниковых). Бывают смешанные системы, предусматривающие забор воды, как из поверхностных, так и из подземных источников [1].

На сегодняшний день важно не только использовать современное электрооборудование для оснащения насосных станций, но и применять автоматизированные средства для контроля и управления насосными станциями.

На сегодняшний момент АСУ ТП характеризуются внедрением в управление технологическими процессами вычислительной техники. Вначале – применение микропроцессоров, использование на отдельных фазах управления вычислительных систем; затем – активное развитие человеко-машинных систем управления, инженерной психологии, методов и моделей исследования операций и, наконец, - диспетчерское управление на основе автоматических информационных систем сбора данных и современных вычислительных комплексов.

В настоящем дипломном проекте задача контроля и управления электрооборудованием насосной станции будет решена посредством разработки системы оперативно-диспетчерского контроля и управления насосной станцией на базе SCADA-системы WinCC фирмы Siemens.

SCADA-системы – это новое направление автоматизации производственных процессов и производств на базе средств вычислительной техники и специализированного программного обеспечения. SCADA – процесс сбора информации реального времени с удаленных точек (объектов) для обработки, анализа и возможного управления удаленными объектами. Требование обработки реального времени обусловлено необходимостью доставки (выдачи) всех необходимых событий (сообщений) и данных на центральный интерфейс оператора (диспетчера). В то же время понятие «реального времени» отличается для различных SCADA-систем.

Прообразом современных систем SCADA на ранних стадиях развития автоматизированных систем управления являлись системы телеметрии и сигнализации.

Две основные функции, возлагаемые на SCADA-систему:

-          сбор данных о контролируемом технологическом процессе;

-          управление технологическим процессом, реализуемое ответственными лицами на основе собранных данных и правил (критериев), выполнение которых обеспечивает наибольшую эффективность и безопасность технологического процесса.

Таким образом, SCADA-система собирает информацию о технологическом процессе, обеспечивает интерфейс с оператором, сохраняет историю процесса и осуществляет автоматическое управление процессом в том объеме, в котором это необходимо [2].

Предприятием, в ведомстве которого находится насосная станция, рассмотренная в дипломном проекте, является республиканское государственное предприятие «Канал им. К. Сатпаева».

1 Анализ технологических процессов на насосных станциях канала

Предприятие по эксплуатации канала «Иртыш – Караганда» было образовано 13 апреля 1970 г. и предназначено для водообеспечения промышленных районов и населения двух областей центрального Казахстана и г. Астана путем перекачки воды 22 НС из р. Иртыш до г. Караганды и 2 НС в Вячеславское водохранилище Акмолинской области.