Содержание

Введение
1. Обоснование создания автоматизированного стенда для приемо-сдаточных и исследовательских испытаний запорной арматуры
высокого давления……………………………………………………
1.1. Методы испытания задвижек высокого давления……………...
1.2. Анализ базового стенда и путей его автоматизации…………...
1.3. Функционально-стоимостной анализ базовой модели
стенда……………………………………………………………..
1.4. Обзор существующих аналогов стендов для испытания
задвижек………………………………………………………….
1.5. Обзор литературы и патентов по конструктивному
исполнению камер стендов для испытаний задвижек…………
1.6. Разработка технического задание на проект…..……………….
1.6.1. Наименование и область применения проектируемого
объекта……………………………………………………..
1.6.2. Основание для разработки………………………………..
1.6.3. Назначение проектируемого узла………………………..
1.6.4. Источники разработки…………………………………….
1.6.5. Режимы работы объекта………………………………….
1.6.6. Условия эксплуатации проектируемого узла……………
1.6.7. Технические требования…………………………………..
1.6.8. Стадии и этапы разработки……………………………….
1.6.9. Порядок контроля и приёмки……………………………..
2. Проектирование, конструирование и моделирование технических
средств……………………………………………………………………...
2.1. Системный анализ проектируемого стенда на основе методов
декомпозиции……………………………………………………….
2.1. Декомпозиционная схема формирования структуры стенда….
2.2. Проектирование и расчет камеры для испытания задвижек
высокого давления………………………………………………..
2.3. Разработка устройства автоматического зажима задвижек…...
2.3.1. Выбор исполняющего устройства и датчиков…………...
2.4. Разработка структуры подсистемы управления исполнительными механизмами камеры……………………………………………..
2.5. Выбор и расчет элементов электроавтоматики…………………
3. Информационное и программное обеспечение подсистемы управления автоматического зажима и камеры для испытания задвижки…………….
3.1. Информационная структура подсистемы управления автоматического зажима и камеры для испытания задвижки…..
3.2. Ведомости сигналов и выходных документов системы автоматического зажима и камеры для испытания задвижки…..
3.3. Подпрограмма управления исполнительными механизмами
камеры для испытания задвижки………………………………….
3.4. Разработка графов состояний и мнемосхем панелей
гидравлических и пневматических систем………………………..
4. Эксплутационная документация…………………………………………….
4.1. Инструкция монтажу и эксплуатации зажима и камеры
для испытания задвижки……………………………………………
4.2. Руководство оператора……………………………………………...
5. Функционально-стоиимостной и экономический анализ проектируемых систем стенда………………………………………………………………….
5.1. Функционально-стоимостной анализ проектируемого
варианта стенда……………………………………………………...
5.2. Расчет окупаемости и экономическая оценка проекта…………..
6. Безопасность и экологичность проекта………………………………………
6.1. Безопасность труда………………………………………………….
6.2. Экологическая безопасность и охрана окружающей среды………
6.3. Безопасность в условиях ЧС ………………………………………..
Заключение………………………………………………………………………..
Список использованных источников……………………………………………
Приложение 1……………………………………………………………………..
Приложение 2……………………………………………………………………..

Введение

1.6.3. Назначение проектируемого узла

Узел автоматического зажима запорной арматуры высокого давления предназначен для автоматизации проведения исследовательских испытаний задвижек с условным проходом Ду 100...150 водой давлением Рр 16; 25 МПа, воздухом давлением Рр 16; 25 МПа.

1.6.4. Источники разработки

Список источников, на основании которых автоматизируется стенд для испытаний трубопроводной арматуры должен быть приведён в разделе \"Список использованных источников\".

1.6.5. Режимы работы объекта

Основным режимом работы автоматического зажима задвижки должен быть рабочий режим, при котором происходит проведение испытаний. Испытания должны осуществляться как в автоматическом режиме по введённым исходным данным, в полуавтоматическом, выполняя команды оператора, поступающие с пульта оператора, а также ручном режиме.
При возникновении аварийной ситуации система управления должна выключать приводы исполнительных механизмов и информировать об аварии оператора, для устранения им аварийной ситуации.
Аварийной ситуацией необходимо считать наличие хотя бы одного из условий:
1. Нарушение герметичности системы.
2. Превышение давления в системе выше допустимого.
3. Отсутствие сигналов с датчиков автоматического зажима.
4. Аварийное заедание подвижных частей в процессе испытаний.
В случае, если в ходе испытаний не произошло аварийной ситуации, система управления должна подать команду на закрытие клапанов (то есть перекрыть подачу испытательной среды на задвижки), просигнализировать оператору об окончании и перейти в режим ожидания до выключения стенда или настройки на следующие испытания.

1.6.6. Условия эксплуатации проектируемого узла


1. Запылённость до 30 мг/м3.
2. Температура окружающего воздуха от 10 оС до 35 оС.
3. Относительная влажность от 0 до 95 %.
4. Атмосферное давление от 650 до 800 мм рт.ст.
5. Напряжённость электрического поля до 5 кВ/м.

1.6.7. Технические требования

Стенд должен обеспечивать поддержание контролируемых параметров в заданном оператором диапазоне их изменения.
Средства контроля и регистрации должны отвечать требованиям безопасности для обслуживающего персонала.
Средства регистрации и контроля должны быть совместимы с существующей схемой стенда.
Все показатели средств регистрации и контроля должны быть зафиксированы.
Регламентное обслуживание средств измерения и контроля должно производиться периодически в соответствии с правилами и нормами принятыми для обслуживания стендов.
Объём регламентных работ и порядок его исполнения должен быть описан в инструкции или положении по эксплуатации.

1.6.8. Стадии и этапы разработки

Разработка должна выполняться в сроки, предусмотренные заданием на дипломное проектирование.
Консультации по вопросам, возникающим в ходе выполнения проекта, должны проводиться со специалистами Курганского завода трубопроводной арматуры ОАО \"Икар\".
Оформление дипломного проекта должно быть закончено до даты проведения предварительной защиты в кафедральной комиссии.

1.6.9. Порядок контроля и приёмки

Контроль за ходом разработки должен вестись руководителем проекта по графику работы. Перед защитой в Государственной аттестационной комиссии законченная дипломная работа предоставляется на предварительную защиту, а затем проходит рецензирование. Не позднее суток до защиты в Государственной аттестационной комиссии все материалы дипломного проекта, включая отзыв и рецензию, представляются секретарю Государственной аттестационной комиссии. Защита проекта должна быть произведена в установленные сроки на заседании Государственной аттестационной комиссии.



2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ, КОНСТРУИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ

2.1. Системный анализ проектируемого стенда на основе методов декомпозиции

Решение сложных творческих задач при создании новых объектов, технологий, а также проектов, реализуемых в нетехнической сфере, базируется на итеративных последовательностях процедур анализа и синтеза /21/.
Итеративный процесс “анализ – синтез” формирует создаваемый объект, базируясь на философских диалектических категориях “часть и целое”, характеризующих общее движение познания, которое начинается с нерасчлененного представления о целом, затем переходит к анализу – расчленению целого на части и завершается воспроизведением (синтезом) объекта в форме конкретного целого.
При такой постановке решение проблемы создания нового объекта целесообразно представить в виде трех взаимосвязанных этапов.
Этап 1. Формирование общего желаемого (видимого) представления о создаваемом объекте, о его потребности (функции); структуризация проблемы создания объекта.
Этап 2. Декомпозиция (анализ) задачи создания объекта – разделение её на части, образуемые относительно независимыми признаками (свойствами) объекта, с указанием множеств альтернатив реализации этих признаков.
Этап 3. Синтез решений как “свертка” поискового пространства, образованного декомпозиционной схемой задачи создания объекта, полученной на этапе 2.
В данном разделе будет рассмотрено представление об объекте, как о нерасчлененном целом является весьма ответственным и непростым. На этом этапе требуется определить и раскрыть поставленную цель, возможные последствия и результаты ее разрешения. Основная трудность этого этапа обусловлена неполнотой исходной информации, на основе которой формулируется проблема. Проблема — это необходимость изменения состояния, а ее решение — это технология перехода от существующего состояния к желаемому. Цель рассматривается, как результат определенного курса действий, достигаемых с учетом необходимых потребностей и реальных возможностей (научных, экономических, правовых и т.п.).
Целью проектирования является разработка современной системы управления и исполнительных устройств, удовлетворяющей самым последним представлениям о иерархичном принципе построения автоматизированных систем управления. В автоматизированном стенде должны быть реализованы следующие функции:
1) управление технологическим оборудованием;
2) сбор данных о процессе и состоянии технологического оборудования;
3) контроль достоверности данных;
4) обработка и хранение данных о нештатных ситуациях;
5) обеспечение диалога с оператором;
6) сохранность данных

Под управлением технологическим оборудованием здесь и далее я понимаю создание, по возможности, единого центра управления обеспечивающего согласованное управление всем оборудованием комплекса.
Сбор данных о процессе должен обеспечить своевременную и достоверную информацию о технологических параметрах процесса, о положении подвижных агрегатов комплекса, о состоянии систем обеспечения работоспособности комплекса.
Под контролем достоверности данных подразумевается проверка входящих данных на соответствие «разумным» диапазонам.
Возможная реакция системы управления – продолжение работы, информирование оператора о не достоверности показаний датчика. Это пример нештатной ситуации, при которой система управления не останавливает работу комплекса, при этом информация о ситуации заносится в архив событий.
Система управления должна обеспечить полное и наглядное представление о состоянии процесса, оборудования, значении технологических и нетехнологических параметров.
В случае возникновения нештатной ситуации, при которой возможно продолжение работы, система должна указать возможные причины возникновения ситуации и способы устранения. Оператору должна быть предоставлена возможность изменения технологических параметров процесса.
Под сохранностью данных понимается сохранениее данных о процессе при аппаратных, программных или иных сбоях (в том числе и отключении питания).

Заключение

Литература

1. АО «ИКАР» Курганский завод трубопроводной арматуры. Стенд для испытаний задвижек КЗ 11005-100; КЗ 11006-100; КЗ 11005-150. Индекс НКА 99-22. - Курган, 2000. - 13 с.
2. АО «ИКАР» Курганский завод трубопроводной арматуры. Задвижка клиновая с выдвижным шпинделем РN 16, 25 МПа (160, 250 кгс/см2). Программа и методика испытаний. - Курган, 1995. - 20 с.
3. АО «ИКАР» Курганский завод трубопроводной арматуры. Задвижка клиновая с выдвижным шпинделем РN 16, 25 МПа (160, 250 кгс/см2). Расчёт силовой и прочностной. - Курган, 1998. - 45 с.
4. Техническое описание и инструкция по эксплуатации (ТО) электроприводов типов М, А, Б, В, Г, Д. - 1980. - 26 с.
5. Гуревич Д. Ф. Трубопроводная арматура. Выбор, монтажные размеры и эксплуатация. - М.: Энергоатомиздат, 1975. - 540 с.
6. Гуревич Д. Ф. Основы расчета трубопроводной арматуры. - М.: Энергоатомиздат, 1962. - 480 с.
7. Гуревич Д. Ф. Трубопроводная арматура: справочное пособие. - М.: Энергоатомиздат, 1981. - 368 с.
8. Трубопроводная арматура с автоматическим управлением: справочник / Под ред. Косых. - М.: Энергоатомиздат, 1982. - 389 с.
9. Гуревич Д. Ф., Шпаков О.Н. Справочник конструктора трубопроводной арматуры. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 570 с.
10. Каталог компании PROSOFT. - М, 1998. - 400 с.
11. Федорков Б. Г., Телец В. А. Микросхемы ЦАП и АЦП: функци-онирование, параметры, применение. - М.: Энергоатомиздат, 1993. - 320 с.
12. Проектирование систем автоматизации технологических процессов: Справочное пособие / Под ред. А. С. Клюева. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 464 с.
13. Номенклатурный каталог-справочник по промышленной трубопроводной арматуре, выпускаемой в СНГ. - М, 1997. - 679 с.
14. Агейкин Д. И., Костина Е. Н., Кузнецова Н. Н. Датчики контроля и регулирования. Справочные материалы. - М.: Машиностроение, 1965. - 928 с.
15. Михайлов О. П., Цейтлин Л. Н. Измерительные устройства в системах адаптивного управления станками. - М.: Машиностроение, 1978. - 258 с.
16. Михайлов О. П., Стоколов В. Е. Электрические аппараты и средства автоматизации: [учебник]. - М.; Машиностроение, 1982. - 380 с.
17. П.Левшина Е. С. Новицкий П. В. Электрические измерения физических. Измерительные преобразователи. - Л.: Энергоатомиздат, 1983. - 360 с.
18. Спектор С. А. Электрические измерения физических величин. Методы измерения. - Л.: Энергоатомиздат, 1987. - 420 с.
19. Гинзбург В. Б. Магнитоупругие датчики. - М.: Энергия, 1970. - 340 с.
20. Гуманюк М. Н. Магнитоупругие силоизмерители. - Киев.: Техника, 1981. - 210 с.
21. Пухов А. С. Синтез решений при создании автоматизированных технических объектов: Учебное пособие - Курган: Изд-во Курганского гос. Ун-та, 2000. - 121 с.
22. Голяс Ю. Б., Бобряков А. В., Гаврилов А. И. Системы ввода и обработки изображений в ПЭВМ: проектирование технических средств. - М.: Машиностроение, 1993. - 224 с.
23. Граф, Рудольф. Электрические схемы: 1300 примеров/Пер. С англ. - М, 1992.-450 с.
24. Сосонкин В. Л. Программное управление технологическим оборудованием. - М.: Энергоатомиздат, 1989. -280 с.
25. Соколов М. М. Автоматизированный электропривод общепромышленных механизмов, М., Энергия, 1969, изд. 2-е, переработанное и дополненное. - 544 с.
26. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники: Пер. с англ. - 5-е изд., перераб. - М.: Мир, 1998. - 704 с.
27. Электроника: Справочная книга Ю. А. Быстров, Я. М. Великсон, В. Д. Вогман и др. Под ред. Ю. А. Быстрова. - СПб.: Энергоатомиздат, 1996. - 580 с.
28. Шило В. Л. Популярные цифровые микросхемы: Справочник. - Челябинск: Металлургия, 1989. - 410 с.
29. Справочник разработчика и конструктора РЭА: (Элементная база). - М, 1993. - 530с.
30. Хализев Г. П. Электропривод и основы управления, М.-Л, Госэнергоиздат, 1962. - 384 с.
31. Чиликин М. Г., Сандлер А. С. Общий курс электропривода: Учебник для вузов. - 6-е изд., доп. И перераб. - М.: Энергоиздат, 1981. - 576 с.
32. Справочник по проектированию электропривода, силовых и осветительных установок. Под ред. Я. М. Большама, В. И. Круповича, М. Л. Самовера. Изд. 2-е, перераб. И доп. М., Энергия, 1974. - 728 с.
33. Электрические машины. Справочник / Под ред. Копылова. В 2-х томах. - М.: Энергоиздат, 1968. - 928 с.
34. Автоматизация технологических процессов и производств: Методические указания к выполнению экономической части дипломного проекта для студентов специальности 210200 / составили А. С. Таранов, И.М. Макарова. - Курган, 1998. - 38 с.
35. Кузьмин А. П. Региональные проблемы техногенной безопасности / Проблемы безопасности жизнедеятельности и экологии Зауралья: Материалы науч.-практ. Конференции. - Курган, 2000.
36. РД 26-12-29-88. Правила проведения пневматических испытаний изделий на прочность и герметичность ОКСТУ.
37. Средства защиты в машиностроении: Расчет и проектирование: Справочник С. В. Белов. - М.: Машиностроение, 1989. - 368 с.
38. Охрана труда в машиностроении: учебник для машиностроительных вузов / Под ред. Е. Я. Юдина, С. В. Белова. - М.: Машиностроение, 1983. -432 с.
Методические указания к выполнению раздела «Безопасность и экологичность проекта» в дипломных проектах для специальности 21.03 / Составил А.П. Кузьмин. - Курган: КМИ, 1993. - 30 с.