Пример готовой дипломной работы по предмету: Автоматизация технологических процессов
Содержание
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 2
ГЛАВА
1. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ (АСУ ТП) 6
1.1. Назначения, цели, функции и структура АСУ ТП 6
1.2. Классификация и характерные особенности АСУ ТП 10
1.3. Основные этапы проектирования и модели жизненного цикла АСУ ТП 18
ГЛАВА
2. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ НАРУЖНЫМ ОСВЕЩЕНИЕМ 28
2.1. Назначение, цели и основные функции АСУ НО 28
2.2. Классификация, структура и особенности построения АСУ НО 31
2.3. Обзор и сравнительный анализ существующих АСУ НО 36
ГЛАВА
3. РАЗРАБОТКА АСУ НО 44
3.1. Технико-экономическое обоснование необходимости разработки АСУ НО 44
3.2. Разработка АСУ НО 48
3.3. Экономический эффект внедрения АСУ НО 58
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 66
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 69
ПРИЛОЖЕНИЯ 76
Выдержка из текста
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы выпускной квалификационной работы заключается в том, что в настоящее время стала очень насущной проблема разработки, проектирования и создания автоматизированных систем управления системами зданий и домов. Подобные системы автоматизации помогают более эффективно и экономично использовать энергетические ресурсы (газ, электроэнергия), воду.
В последнее время активно развивается ниша автоматизированных систем управления. Наиболее развиты подобные системы на предприятиях для управления различными процессами производства и в сфере частного жилья, так называемые системы «умный дом», позволяющие повысить уровень жизни.
Широкое распространение получили автоматизированные системы управления освещением. Автоматизированные системы управления наружным освещением (АСУНО) являются относительно новым типом систем автоматизированного диспетчерского управления освещением. До этого существовали релейные системы дистанционного централизованного управления наружным освещением, которые были разработаны еще в СССР в шестидесятые-семидесятые годы ХХ века и обеспечивали дистанционное управление основными режимами освещения, контроль исправности силового оборудования и прохождение команд управления в неразветвленных, последовательно соединённых каскадах освещения.
В последствие, развитие управления наружным освещением привело к появлению в девяностых годах компьютеризированных автоматизированных систем управления освещением различных разработчиков, которые обеспечивали значительное увеличение функциональных возможностей управления и диагностики наружным освещением.
Вопросы экономного потребления электроэнергии актуальны сегодня как никогда. С ростом экономики в крупных городах все чаще ощущается нехватка энергии в периоды пикового потребления. Эта проблема наиболее актуальна именно сейчас, так как цены на энергоносители неуклонно растут.
Один из путей снижения расходов — это внедрение автоматизированных систем учета электроэнергии. Установка АСКУЭ позволяет решить следующие задачи: оперативный контроль потребления электроэнергии; снижение технических потерь электроэнергии; автоматизация составления балансов электроэнергии и мощности; защита данных от несанкционированного доступа и т. д. Внедрение системы позволяет также оптимально использовать основное оборудование, сделает возможными анализ и планирование производства и потребления электроэнергии. Потери снижаются благодаря повышению точности и достоверности учета электроэнергии, сокращению времени сбора и обработки данных.
При эксплуатации технической системы АСКУЭ экономический эффект достигается за счет жесткого контроля за потреблением цехов, ограничения потребления активной мощности в часы максимума энергосистемы, а часто и просто воровства электроэнергии в сетях.
Объединив систему учета электроэнергии и систему контроля и управления освещением можно создать комплексную систему управления освещением и мониторингом затрат электроэнергии, которая позволит как упростить настройку, снизить затраты на обслуживание и ремонт, так и добиться экономии электроэнергии. Подобная система будет уникальна за счет своей универсальности (может быть использована для управления освещением дворов, цехов и прилегающих к ним территорий, производственных объектов) и масштабируемости.
Уже сейчас, одним из важнейших направлений развития автоматизированных систем управления наружным освещением становятся системы с плавным дистанционным управлением яркостью и адресным контролем каждого осветительного прибора. Это достигается за счёт применения в светильниках наружного освещения специализированной электронной пускорегулирующей аппаратуры, обеспечивающей не только возможность плавного изменения светового потока лампы, но и ряд других полезных качеств, из которых важнейшими являются повышенный срок службы ламп, отсутствие миганий и стробоскопического эффекта, стабилизация светового потока вне зависимости от величины питающего напряжения.
Сервисные функции комплексов систем автоматизированного управления наружным освещением, телеизмерения, технический учет электроэнергии – позволяют снизить затраты, связанные с выездом обслуживающего персонала на объекты управления освещением, а используя эти данные в ретроспективе – позволяют проводить аналитическое исследование и оптимизацию городских сетей уличного освещения. Благодаря применению SCADA-технологий достигается высокий уровень автоматизации в решении задач разработки систем управления, сбора, обработки, передачи, хранения и отображения информации.
Как показывает практика осуществление мероприятий по автоматизации управления осветительными установками может обеспечить экономию до 50% электроэнергии, затрачиваемой на освещение. В настоящее время стало очевидным, что внедрение автоматизированной системы управления наружным освещением позволяет осуществлять телекоммуникационный контроль состояния сетей и приборов уличного освещения, а также вести учет энергопотребления и следить за эффективным использованием электроэнергии.
Объектом исследования выпускной квалификационной работы являются «Автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП)», а предметом исследования — «Автоматизированные системы управления наружным освещением АСУ НО».
Целью выпускной квалификационной работы является – разработка автоматизированной системы управления наружным освещением.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1) Рассмотреть назначение, цели, функции и структуру АСУ ТП;
2) Выделить основные этапы проектирования и модели жизненного цикла АСУ ТП;
3) Провести классификацию, выделить структуру и особенности построения АСУ НО;
4) Разработать и внедрить эффективную АСУ НО;
5) Рассчитать экономический эффект внедрения АСУ НО.
Практическая значимость работы заключается в том, что проектируемую систему при желании можно модифицировать под другие требования, что позволит при минимальных вложениях времени и средств управлять другими параметрами помещения.
При написании выпускной квалификационной работы использовались научные труды следующих авторов: Андреева Е.В.[6,7], Бесекерский В.А.[9], Букварев Е.А.[15], Вагнер Ю.Б.[12], Воронина И.Е.[14], Гурьев А.В.[15], Данишевский О.В.[16], Евстифеев А.В.[17], Елисеев С.В.[18], Камакин В.А.[19], Ланкин О.В.[23]
и др.
Выпускная квалификационная работа состоит из Введения, трех основных разделов, Заключения, Списка использованной литературы.
В первой главе рассматриваются общие понятия АСУ ТП
Во второй главе происходит процесс ознакомления с АСУ НО, с ее назначением, особенностями, а также сравнительными характеристиками существующих систем управления наружным освещением.
В третьей главе отражаются этапы разработки эффективной АСУ НО, выполняется расчет экономического эффекта от внедрения системы.
Список использованной литературы
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Нормативно правовые акты
1. «Конституция Российской Федерации» (принята всенародным голосованием 12.12.1993) (с учетом поправок, внесенных Законами РФ о поправках к Конституции РФ от 30.12.2008 N 6-ФКЗ, от 30.12.2008 N 7-ФКЗ, от 05.02.2014 N 2-ФКЗ, от 21.07.2014 N 11-ФКЗ) // «Собрании законодательства РФ», 04.08.2014, N 31, ст. 4398
2. Федеральный закон от 23.11.2009 N 261-ФЗ (ред. от 29.12.2014) «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» // «Собрание законодательства РФ», 30.11.2009, N 48, ст. 5711.
3. «ГОСТ 2.103-68. Единая система конструкторской документации. Стадии разработки» (утв. Госстандартом СССР 01.12.1967) (ред. от 22.06.2006) // М.: Издательство стандартов, 2001.
4. «ГОСТ 34.003-90. Межгосударственный стандарт. Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Термины и определения» (утв. и введен в действие Постановлением Госстандарта СССР от 27.12.1990 N 3399) // М.: Стандартинформ, 2009
Основная литература
5. Автоматизация синтеза и обучение интеллектуальных систем автоматического управления. // Сборник / Российская акад. наук, Отд-ние информ. технологий и вычислительных систем ; отв. ред.: И. М. Макаров, В. М. Лохин. Москва, 2009. – с. 180
6. Андреева Е.В. К автоматизации управления технологическим процессом свч-конвективной сушки зерна. // Инженерно-техническое обеспечение АПК. Реферативный журнал. 2011. № 2. С. 454.
7. Андреева Е.В. Методы параметрической оптимизации систем управления технологическими процессами [автоматизация матемаческого описания управляемых объектов на примере овощеводческих теплиц].
// Инженерно-техническое обеспечение АПК. Реферативный журнал. 2008. № 3. С. 634.
8. Аталла М., Кан П., Линь Л., Мисра М., Неттер К.М., Пэн П.Ю., Сюн Ц., Фин М.А. Система управления лифтами и способ автоматизации управления. // Патент на изобретение RUS 2378178 12.01.2014
9. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического управления. — Изд. 4-е, перераб. и доп. — СПб, Изд-во «Профессия», 2003. – с. 274
10. Быстродействующие интегральные микросхемы ЦАП и АЦП и измерение их параметров/А.-Й. К Марцинкявичюс, Э.-А. К. Багданскис, Р.Л.Пошюнас и др.; Под. ред. А.-Й. К Марцинкявичюса, Э.-А. К. Багданскиса.– М.: Радио и связь, 1988. – с. 280
11. Вагнер Ю.Б. Совершенствование системы управления на основе процессного подхода и автоматизации управления бизнес-процессами. // Диссертация на соискание ученой степени кандидата экономических наук / Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова (МГУ).
Москва, 2011, — с. 190
12. Вагнер Ю.Б. Совершенствование системы управления. // Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук / Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова (МГУ).
Москва, 2011, — с. 148
13. Волович Г. Интегральные датчики Холла// Современная электроника.– 2004. № 12. С. 26-31.
14. Воронина И.Е., Львович Я.Е. Основные тенденции 2011 г. В автоматизации и управлении. // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2011. Т. 7. № 6. С. 70-73.
15. Гурьев А.В. Букварев Е.А.- Системы автоматизированного управления наружным освещением. М.: Норма, 2010. — с. 421
16. Данишевский О.В. Микроконтроллеры в системах электропитания. // Вопросы радиоэлектроники. 2014. Т. 4. № 4. С. 122-128.
17. Евстифеев А.В. Микроконтроллеры AVR семейства Mega. Руководство пользователя. – М.: Издательский дом «Додека-XXI», 2007. – с. 182
18. Елисеев С.В., Московских А.О., Каимов Е.В. Структурные интерпретации механических колебательных систем в теории электрических цепей и теории автоматического управления. // Депонированная рукопись № 8 — В 2014 13.01.2014
19. Камакин В.А., Киселев Э.В., Кожина С.М. Управление качеством продукции при механообработке на основе принципов автоматизации управления эксплуатационным качеством продукции. // Вестник Рыбинской государственной авиационной технологической академии им. П.А. Соловьева. 2014. № 1 (28).
С. 110-113.
20. Качалов А., Хусаинов Р., Барбашин Н. Теория автоматического управления: модели, системы, лабораторные стенды. // Силовая электроника. 2014. Т. 3. № 48. С. 6-9.
21. Кольцов И.В.Автоматизация управления планированием основных мероприятий в главном управлении. // Ежегодная международная научно-техническая конференция Системы безопасности. 2013. № 22. С. 283-285.
22. Кривченко И., Рыжаков А. Перспективные микроконтроллеры AVR компании ATMEL. // Компоненты и технологии. 2015. № 5 (166).
С. 61-66.
23. Ланкин О.В. Модель представления темпоральных данных в базах данных автоматизированных систем управления технологическим процессом. // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2008. № 2. С. 60-65.
24. Локотков А. Интерфейсы последовательной передачи данных. Стандарты RS-422/RS-485// СТА.– 1997. № 3. С. 82-91
25. Лукьянчикова А.А., Егоров С.А., Прихожаев В.В. Развитие систем автоматизации и их роль в управлении процессом труда инженерно-технических работников. // Радиопромышленность. 2010. № 1. С. 46-63.
26. Марьин Б.Н., Фролов Д.Н., Ханов В.А., Куриная Н.П., Шпорт Р.В. Необходимость централизации управления процессами автоматизации управления в рамках крупной корпорации. // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета. 2011. Т. 1. № 7. С. 66-70.
27. Найденов С.К. Автоматизация и управление. Управление техническими системами. // Учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям подготовки: бакалавров и магистров «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств» и дипломированных специалистов «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств»; «Автоматизированные технологии и производства» / С. К. Найденов ; Федеральное агентство по образованию (Рособразование), Пензенская государственная технологическая академия. Пенза, 2014
28. Небылов А.В., Небылов В.А. Проблемы, теория и системы автоматического управления движением экранопланов. // В сборнике: XII всероссийское совещание по проблемам управления вспу-2014 Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН. 2014. С. 3391-3400.
29. Нехаев В.А., Николаев В.А., Смалев А.Н. Теория систем автоматического управления. // Методические указания к самостоятельной работе студентов / Омск, 2014. С. 34-47
30. Николаев А.Б., Васюгова С.А. Технические средства автоматизации по контролю и управлению промышленными процессами. // Автоматизация и управление в технических системах. 2014. № 1.1 (8).
С. 129-139
31. Падалко Д.А. Условия самовозбуждения автономных систем генерирования электроэнергии с позиции теории автоматического управления. // В сборнике: современные техника и технологии Cборник докладов XX Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Национальный исследовательский Томский политехнический университет. Томск, 2014. С. 35-36.
32. Петунин А.А. Методологические и теоретические основы автоматизации проектирования раскроя листовых материалов на машинах с числовым программным управлением. // Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук / Уфимский государственный авиационно-технический университет. Уфа, 2010, — с. 128
33. Пешко М.С. Применение нечеткого управления при автоматизации управления процесса вегетации. // В сборнике: Системы автоматизации в образовании, науке и производстве Труды IX Всероссийской научно-практической конференции. под редакцией С.М. Кулакова, Л.П. Мышляева. 2013. С. 231-237.
34. Порожняков А.К. Реинжиниринг и автоматизация технологий создания проектно-сметной документации. // Теоретические и прикладные аспекты современной науки. 2015. № 7-3. С. 107-109.
35. Садовский В.В., Сапрыкина А.В. Автоматизация управления стоматологической организацией с использованием методов проектного и процессного управления. // Врач и информационные технологии. 2010. № 6. С. 27-35.
36. Саюшкин А.А. Автоматизация принятия решений по управлению межсетевым экранированием корпоративных АСУ. // Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Оренбург, 2014, — с. 167
37. Сергеев О.С., Гисметулин А.Р., Маданов А.В. Автоматизация подготовки управляющих программ для станков с числовым программным управлением. // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2012. Т. 14. № 4-2. С. 399-402.
38. Староселец В.Г., Бондаренко С.О. Влияние системы эксплуатации комплексов средств автоматизации управления на эффективность системы управления. // Известия Российской академии ракетных и артиллерийских наук. 2012. № 4 (74).
С. 54-57.
39. Типовые нормы времени на разработку конструкторской документации. – 2-е издание., доп. – М.: Экономика, 1991.– 44 с.
40. Трамперт В. Измерение, управление и регулирование с помощью AVR–микроконтроллеров.: Пер. с нем.– Киев.: «МК-Пресс», 2006. – с. 179
41. Филиппов А.М. Автоматизация и ее применение в учете и управлении договорным процессом. // Управление экономическими системами: электронный научный журнал. 2013. № 2 (50).
С. 1.
42. Цыганков А.С., Соловьев Н.А. Методология автоматизации принятия решений по управлению средствами защиты асу в условиях информационного противоборства. // Вестник Оренбургского государственного университета. 2015. № 10. С. 55-58.
43. Яббарова Д.Р., Ющенко М.А. Как работают микроконтроллеры. // В сборнике: актуальные проблемы современной науки Сборник статей Международной научно-практической конференции. Уфа, 2014. С. 56-57. Электронные источники
44. Автоматизированная система управления наружным освещением с разработкой. [Электронный ресурс]
// Режим доступа://www.zarealye.com (дата обращения: 15.04.2015).
45. Автоматизированная система управления наружным освещением с разработкой. [Электронный ресурс]
// Режим доступа: http://studopedia.ru/2_120697 (дата обращения: 15.04.2015).
46. Автоматизированная система управления наружным освещением с разработкой. [Электронный ресурс]
// Режим доступа: https://yandex.ru/images/search (дата обращения: 15.04.2015).
47. Автоматизированная система управления наружным освещением с разработкой. [Электронный ресурс]
// Режим доступа: http://gisprofi.com/ (дата обращения: 15.04.2015).
48. Автоматизированная система управления наружным освещением с разработкой. [Электронный ресурс]
// Режим доступа: http://www.krug 2000.ru/ (дата обращения: 15.04.2015).
49. Автоматизированная система управления наружным освещением с разработкой. [Электронный ресурс]
// Режим доступа: http://www.marshal-group.com/ (дата обращения: 15.04.2015).
