Проекты участников финального этапа НТТМ-2017

← К списку проектов

Проект
Автоматизация управления установкой очистки сточных вод
НТТМ-2017-1917 | Категория I

Автор:

Баженов Владимир Викторович

Научный руководитель:
Минченко Михаил Михайлович
Организация:
ГБОУ Лицей информационных технологий №1537,
Москва
Цель работы
Цель работы – разработка комплекса программно-аппаратных средств на основе логического контроллера для системы автоматизированного контроля и управления установкой очистки сточных вод, управляющего подачей электроэнергии в рамках заданного технологического процесса, характеризующегося размещением в установках блочно-модульного типа: механической очистки, усреднителя, биологической очистки, вторичного отстойника, фильтра доочистки, ультрафиолетового обеззараживания, воздуходувной станции, реагентного хозяйства, илонакопителя, узла обезвоживания осадка.
Обзор предметной области
Установки очистки сточных вод блочно-модульного типа (УБМТ) отвечают требованиям экологической защиты окружающей среды от загрязнений. Установки включают силовое оборудование, которое регулируется посредством аппаратной и программной обработки сигналов, предназначение которой является не только удобство эксплуатации, но и экономия энергии, как следствие процессов автоматизации реальных очистных установок.
Актуальность внедрения подобных установок заключается не только в том, что они обеспечивают требуемое нормативами РФ качество очистки сточных вод, но и возможностью повторного использования очищенных вод, например, на полив земельных участков, мойку автомобилей, техническое водоснабжение и т.д. Это ведет к рациональному использованию чистых вод, сокращению объема вод, забираемого из поверхностных и подземных водоисточников.
УБМТ из полимерного и степлопластикового материалов предназначены для очистки сточных вод производительностью 100 м3/сутки на каждую технологическую линию очистки (на примере «УГБО-100» ООО «КТР»),. При параллельном вводе дополнительных линий обеспечивается увеличение общей производительности объекта, например, до 1000 м3/сутки. Т.о., подобные установки предназначены для очистки сточных вод от малых заселенных пунктов, зон коттеджной застройки, баз отдыха, кемпингов, загородных кафетериев и придорожных зон сервиса, предприятий пищевой промышленности и продуктов повседневного спроса. Подобные объекты стали массово появляться при переходе РФ на рыночную экономику в результате частных инициатив именно в последнее время, поэтому разработка систем автоматизации очистных комплексов – своевременная и актуальная задача.
Поскольку современный рынок ощутил дефицит подобных установок блочно-модульного типа, наладилось их производство. В этой связи современным и актуальным представляется разработка Автоматизированной системы управления установкой очистки сточных вод на основе логического контроллера. Подобная система обеспечит возможность экономно расходовать электроэнергию для обеспечения работоспособности силовых агрегатов за счет интеллектуального использования быстродействующих микросхем. Она также сократит объем ручного труда.
Описание результатов проекта
В рамках разработки системы автоматизированного контроля и управления установкой очистки сточных вод была проведена работа в следующих направлениях:
– сформулированы задачи создания автоматизированной системы управления;
– подтверждена актуальность цели и задач разработки;
– выполнен анализ производителей установок блочно-модульного типа;
– выполнена реализация аппаратной и программной обработки сигналов от расположенных в емкостях блочно-модульного типа датчиков: уровня песка, уровня воды поплавкового типа, уровня ила, засорения фильтра, уровня реагента;
– разработаны сценарии регулирования подачей электроэнергии на насосы: усреднителя, вторичного отстойника, блока фильтра доочистки; на воздуходувки; на лампу ультрафиолетового обеззараживания; на мешалку;
– разработана структурированная система окон панели оператора (с двумя уровнями доступа: оператора и технолога) на основе принципов построения человеко- машинных интерфейсов, отличающихся условиями ограничения в маневренности, аспектами эргономики и предотвращением возможности выполнения непреднамеренной операции.
– произведен выбор конкретного метода автоматизации;
– обоснован выбор программно-технического комплекса и программного обеспечения ISP Soft для его решения на основе ПЛК типа DVP-SE из линейки промышленных ПЛК Delta DVP компании-производителя Deltronics;
– создана экспериментальная установка автоматического контроля и регулирования на основе логического контроллера с обеспечением функциональности датчиков имитационными тумблерами,
– обеспечена функция архивирования данных на USB Flash накопитель (формат CSV, совместимый с MS Excel) с сенсорной панели управления оператора,
– выполнена программная реализация пользовательской оболочки автоматизированной системы регулирования с алгоритмом ее функциональности;
– разработана и внедрена в производство щитов управления (организация ООО «А-Трейд») базовая программа для функционирования промышленного ПЛК в автоматизированной системе регулирования реальных объектов.
В аппаратной части проекта была разработана наглядная модель автоматической системы управления установкой очистки сточных вод, произведен выбор элементной базы и разработана электрическая принципиальная схема соединения элементной базы с ПЛК.
В программной части работы была написана программа, позволяющая автоматизированной системе управлять силовым оборудованием, разработан интерфейс, ориентированный на профессионального пользователя, что позволяет использовать эту систему на производстве.
Описание применимости
Выполненная разработка имеет существенное практическое значение: она может быть использована производителями установок очистки сточных вод блочно- модульного типа; водоканалами и управляющими компаниями РФ, которые приобрели аналогичные установки; зонами коттеджной застройки; базами отдыха, кемпингами, загородными кафетериями и придорожными зонами сервиса, предприятиями пищевой промышленности и продуктов повседневного спроса.
В настоящее время предложенный программно-аппаратный комплекс апробируется предприятием, специализирующемся на производстве электрощитового оборудования, предназначенного для использования в сфере жилищно-коммунального хозяйства и промышленности.
Дальнейшее развитие проекта
Наличие встроенного Ethernet-порта серии контроллеров DVP-SE дает отличную возможность соединения с сервером SCADA-системы, а также, при наличии промышленного роутера со встроенной sim-картой, появляется возможность переброса информации по VPN-туннелю на SCADA-систему, расположенную географически удалённо от непосредственно шкафа управления(находящуюся например в другом городе). В настоящее время предложенный программно-аппаратный комплекс апробируется предприятием, специализирующемся на производстве электрощитового оборудования, предназначенного для использования в сфере жилищно-коммунального хозяйства и промышленности.

Информация предоставлена участником конкурса. Организаторы конкурса не несут ответственности за содержание информации о проекте.

← К списку проектов




Список всех проектов финального этапа с датами защиты

 

© Всероссийский конкурс научно-технического творчества молодежи НТТМ

E-mail: info@konkurs-nttm.ru