АСУ ТП очистки сточных вод

АСУ ТП очистки  сточных вод

Раздел 1. Общий

1.1  Введение

1.2  Характеристика проектируемого  объекта

Раздел 2. Специальный

2.1  Описание объекта автоматизации

2.2  Назначение и функции системы

2.3  Описание структурной схемы АСУ ТП

2.4  Комплекс технических средств верхнего уровня АСУ

2.5  Комплекс технических средств среднего уровня АСУ

2.6  Комплекс технических средств нижнего уровня АСУ

2.7  Функционирование системы АСУ ТП

Раздел 3. Экономический

3.1  Расчет затрат на приобретение средств автоматизации

3.2  Определение транспортных расходов и суммы амортизационных отчислений

Раздел 4. Охрана труда и промышленная безопасность

4.1. Анализ условий труда, опасных и вредных производственных факторов

4.2  Выбор и обоснование мероприятий для создания безопасных условий труда

4.3  Противопожарная защита

Раздел 5. Экология и охрана природных ресурсов

5.1  Охрана окружающей  среды

Раздел 6. Специальный  вопрос

6.1 Заземление в системах промышленной автоматизации

Графическая часть:

Лист 1.  Структурная схема АСУ ТП

Лист 2.   Структурная схема локального контроллера

Лист 3.   Заземление в промышленной автоматизации.

Система «плавающая земля»

1.1  Введение

 

Проблема сохранения водоисточников и водообеспечения  стала одной из самых насущных экологических задач. Система хозяйствования в нашей стране не способствовала развитию работ в области очистки промышленных стоков, поэтому водоемы страны постепенно насыщались всеми видами загрязнений. Более того, мелкомасштабные объекты вообще не имели очистных сооружений. В результате отходы отравляют не только поверхностные, но и подземные воды, и поэтому проблема обеспечения населения водой, пригодной для потребления, встала во всех регионах страны.

В технологических процессах  многих промышленных предприятий используется значительное количество воды, которая забирается из естественных водоемов. Отработанная вода содержит большое количество химических веществ, взвешенных частиц, и имеет повышенную кислотность. Такая вода не пригодна для использования человеком и требует очистки.

Без внедрения АСУ ТП комплекс очистных сооружений не автоматизирован, то есть управление всеми агрегатами комплекса осуществлялось вручную. При этом дозировка различных реагентов несбалансированна, что приводит к необоснованным материальным затратам вследствие неизбежных передозировок.

Автоматизация производства на основе микроэлектронной техники  для развития и совершенствования, существующих и создающихся технологических производств, является одним из важных направлений производства.

При автоматизации человек  освобождается от непосредственного участия в производстве, а функции управления производственным процессом передаются автоматическим устройствам.

Основной, определяющей целью управления оборудованием, технологическими и производственными процессами с помощью АСУ ТП является повышение производительности труда, улучшение качества продукции и использования материально-сырьевых и топливно-энергетических ресурсов.

Автоматизация параметров дает значительные преимущества:

• обеспечивает уменьшение численности рабочего персонала, т.е. повышение производительности его труда,
• приводит к изменению характера труда обслуживающего персонала,
• увеличивает точность поддержания параметров технологического процесса
• повышает безопасность труда и надежность работы оборудования,
• увеличивает экономичность работы прдприятия

В итоге автоматизации значительно облегчится труд обслуживающего персонала. Оператор после автоматизации может, находясь у щита следить за всеми протекающими  процессами. А также может контролировать процессы регулирования и по мере необходимости вносить необходимые воздействия.

Целью настоящего дипломного проекта является разработка автоматизированной системы управления комплексом сооружений предназначенных для очистки сточных вод.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Характеристика проектируемого объекта

 

По заданию необходимо было разработать проект автоматизации  системы управления комплексом очистных сооружений.

Была разработана структурная  схема системы автоматизации  и произведен выбор оборудования.

В качестве технической  базы спроектированной системы автоматизации был предложен регулирующий микропроцессорный контроллер MicroPC фирмы Octagon Systems. Преимуществом модернизированной системы является более точная реализация процесса регулирования, основанная на цифровой обработке информации.

Использование ПЭВМ со SCADA-пакетом TRACE MODE даёт большие возможности для представления информации человеку. В результате настройки системы производится включение и отключение преобразователей, раздача заданий в преобразователи, получение значений от преобразователей, прием данных, и вывод данных на дисплей компьютера

Результат применения  предлагаемой АСУ ТП состоит в стабилизации параметров технологического процесса, за счёт увеличения объёма и качества обработки информации, позволяющей технологическому персоналу принимать своевременные и оптимальные решения при внештатных ситуациях. Весь технологический процесс постоянно контролируется. При любых отклонениях в технологии или ошибках в работе оборудования система управления пытается самостоятельно решить возникшую проблему, и только после нескольких неудачных попыток выдает сообщение об ошибке оператору.

Внедрение АСУ ТП привело  к улучшению следующих технико-экономических показателей работы очистных сооружений:

• уменьшению расхода реагентов при условии выполнения регламентных требований по качеству очистки и нейтрализации промышленных стоков;
• сокращению энергозатрат на единицу объема очищаемых и нейтрализуемых промышленных стоков;
• увеличению срока заполнения отстойных емкостей осаждаемыми илами за счет оптимизации процесса нейтрализации кислых стоков «известковым молоком»;
• повышению надежности работы комплекса очистных сооружений за счет централизации контроля и улучшения оперативности управления.

За счет внедрения  автоматизации уменьшилась численность рабочего персонала, в результате чего повысилась экономия заработной платы; увеличился коэффициент использования мощности; повысилась надежность работы оборудования; уменьшились сроки окупаемости капитальных затрат.

Таким образом, мероприятия  по внедрению автоматизации комплекса по очистке сточных вод способствуют интенсификации производства, дают существенный экономический эффект.

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.1 Описание объекта автоматизации

 

Объектом автоматизации  является комплекс очистных сооружений, включающий:

• систему открытых лотков для подачи промышленных стоков на площадку очистных сооружений. Объем поступающих промстоков колеблется в пределах 150-1200 м³/час;
• систему лотков с запорными ручными органами, обеспечивающих распределение промышленных стоков по усредняющим емкостям;
• узел нейтрализации, в состав которого входят система ввода и предварительной обработки усредненных промстоков;
• система распределения реагентов по точкам подачи;
• нейтрализатор — емкость, в которой обеспечивается перемешивание сжатым воздухом усредненных промстоков с подаваемыми реагентами и происходит реакция нейтрализации;
• система пробоотбора;
• разгрузочный колодец;
• насосную станцию для откачки нейтрализованных промстоков в пруд-отстойник;
• систему приготовления и дозирования реагентов. Технологическое оборудование этой системы размещается в общем строительном объеме насосной станции для откачки нейтрализованных стоков;
• пруды-отстойники, в которых происходит осветление нейтрализованных промстоков;
• насосную станцию сброса очищенных и нейтрализованных стоков из прудов-отстойников;
• насосные дренажные станции, обеспечивающие откачку дренажных вод с площадки размещения очистных сооружений;
• насосную станцию при пруде-отстойнике;
• систему трубопроводного транспорта перекачки промстоков;
• системы водо- и теплоснабжения.

В ходе исследования объекта  автоматизации были выявлены следующие особенности, оказавшие влияние на выбор технических средств:

• распределённость объекта на значительной территории;
• неоднородность объекта, то есть объект состоит из большого числа агрегатов, требующих различных алгоритмов управления;
• объект можно отнести к типичным объектам автоматизации, так как он содержит аналоговые и дискретные сигналы;
• все оборудование комплекса очистных сооружений управляется дискретными сигналами.

В ходе реализации задачи была создана система автоматизированного управления комплексом очистных сооружений, получившая название АСУ ТП сточных вод.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2 Назначение и функции системы

 

АСУ ТП очистки сточных вод предназначается для реализации функций оперативного контроля, учета, анализа и управления объектами очистных сооружений титаномагниевого комбината. Она обеспечивает автоматизированный и автоматический режимы работы оборудования, участвующего в технологической схеме очистки промышленных стоков предприятия, улучшает информационное обеспечение руководящего и оперативного персонала.

• Автоматизированная система выполняет следующие функции: автоматическое поддержание постоянного расхода промышленных стоков на выходе усреднителей;
• автоматическое регулирование величины рН промышленных стоков изменением количества извести, подаваемой для нейтрализации стоков;
• автоматическое поддержание постоянного расхода кислых промышленных стоков, поступающих на разбавление «известкового молока»;
• автоматическое управление системой дозирования раствора сульфида натрия;
• программное управление аппаратами подготовки реагентов (Na2S, ПАА);
• дистанционное программное управление насосами подачи реагентов на разбавление;
• дистанционное программное управление насосами раздачи реагентов;
• дистанционное программное управление насосами откачки стоков;
• автоматическое программное управление клапанами.

Кроме этого, АСУ ТП обеспечивает выполнение следующих комплексов задач.

1. Формирование текущих и сменных значений показателей производства:

• сбор и первичная обработка текущих значений контролируемых показателей;
• ввод информации от датчиков;
• обработка сигналов;
• сведение всей поступившей и обработанной информации в единый интегрированный массив.

2. Оперативно-диспетчерский контроль производства:

• контроль расхода сырьевых ресурсов за прошедшую смену;
• контроль расхода сырьевых ресурсов за прошедшие сутки;
• контроль состояния запасов материальных ресурсов на начало текущей смены;
• контроль использования основного технологического оборудования за прошедшие сутки.

3. Ведение базы данных:

• ведение интегрированного массива показателей производства;
• ведение справочников пределов изменений значений контролируемых параметров и отклонений сменных показателей производства;
• ведение справочника расчета аналитических показателей производства.

4. Формирование отчетных документов:

• формирование сменного, суточного и месячного рапортов и выдачу их на принтер.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3 Описание структурной схемы АСУ ТП

 

АСУ ТП сточных вод выполнена в виде трехуровневой распределенной модульной системы с жестким распределением выполняемых функций по уровням:

• уровень отображения информации, контроля и архивирования;
• уровень управления;
• уровень устройств связи с объектом (УСО).

Структурная схема системы  приведена на листе 1графической части проекта.

Уровень отображения информации, контроля и архивирования включает в себя пульт оператора и автоматизированное рабочее место АРМ.

Пульт оператора (ПО) обеспечивает выполнение следующих функций:

• отображение и контроль текущего состояния технологического процесса;
• задание параметров управления технологическим процессом и передача их на уровень управления;
• предупредительная и аварийная сигнализация;
• прием и отображение результатов экспресс-анализа от АРМ «Лаборатория»;
• регистрация и формирование отчетных документов;
• архивирование и просмотр архивных трендов.