Готовая курсовая: Автоматизация регулирования влажности

ВВЕДЕНИЕ	2
ГЛАВА 1. Обоснование необходимости автоматизации заданного технологического объекта 1.1 Характеристика автоматизируемого технологического объекта	5
1.2 Анализ путей автоматизации заданного объекта на основе обзора литературы и патентных материалов	9
1.3 Разработка технического задания	13
Выводы	17
ГЛАВА 2. Проектирование подсистемы (контура) автоматического регулирования одним из непрерывных технологических параметров	19
2.2 Определение математической модели объекта регулирования	23
2.3 Выбор стандартного регулятора	25
Выводы	27
ГЛАВА 3. Проектирование подсистемы логико-программного управления дискретным технологическим процессом	29
3.2 Разработка и анализ алгоритма управления	32
Выводы	35
ЗАКЛЮЧЕНИЕ	37
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ	39

Бумажная промышленность является одной из важнейших отраслей современной экономики, обеспечивая широкий спектр продукции, востребованной как в повседневной жизни, так и в различных секторах промышленного производства. Рост потребности в качественной бумаге и бумажной продукции обуславливает необходимость постоянного совершенствования производственных процессов, среди которых ключевую роль играет автоматизация. Стремительное развитие технологий автоматизации, появление новых систем управления и внедрение инновационных технических средств становятся определяющими факторами повышения конкурентоспособности предприятий бумажной промышленности.
Процесс производства бумаги характеризуется высокой степенью технологической сложности и включает в себя множество последовательных операций: подготовку волокнистой массы, формирование бумажного полотна, его прессование, сушку, каландрирование и окончательную отделку. Каждый из этих этапов требует строгого соблюдения технологических параметров, отклонения от которых могут привести к браку или ухудшению качества продукции. Особенно критичными параметрами являются влажность, температура, скорость движения полотна и давление, которые необходимо контролировать и регулировать с высокой точностью.
Актуальность темы анализа технических средств автоматизации бумажного производства обусловлена рядом факторов. Во-первых, современное производство бумаги предъявляет жесткие требования к стабильности технологических процессов и минимизации влияния человеческого фактора. Во-вторых, развитие цифровых технологий и интеграция промышленных сетей способствуют переходу к концепции «умного» производства, что предполагает комплексную автоматизацию всех стадий производства. В этих условиях анализ существующих технических решений и их совершенствование становятся неотъемлемой частью стратегического развития отрасли.
Целью настоящей курсовой работы является всесторонний анализ технических средств автоматизации бумажного производства с акцентом на ключевые элементы систем управления и регулирования технологическими процессами. Особое внимание уделяется проектированию подсистемы автоматического регулирования одного из непрерывных параметров, а также разработке логико-программной подсистемы для дискретных технологических операций. Такой подход позволяет не только углубить теоретические знания в области автоматизации, но и получить практические навыки, необходимые для дальнейшей профессиональной деятельности.
Задачи курсовой работы включают:
1.	характеристику автоматизируемого технологического объекта и обоснование необходимости автоматизации с учетом современных требований к производству;
2.	обзор существующих решений по автоматизации бумажного производства с анализом патентных и литературных источников;
3.	разработку технического задания на автоматизированную систему управления;
4.	проектирование контура автоматического регулирования с выбором принципа регулирования, построением математической модели объекта и обоснованием типа регулятора;
5.	выбор технической реализации и программной платформы для логико-программного управления, анализ алгоритма управления и подготовку программного решения.
Научная и практическая значимость работы определяется возможностью интеграции разработанных решений в реальные производственные процессы, что способствует повышению эффективности и надежности бумагоделательных машин и установок. Кроме того, системный подход к проектированию автоматизированных систем позволяет обосновать выбор технических средств и обосновать их оптимальную комбинацию для конкретных условий эксплуатации.
Структура работы соответствует методическим требованиям и включает три главы. Первая глава посвящена анализу технологического объекта и разработке технического задания. Во второй главе рассматривается проектирование подсистемы автоматического регулирования, начиная с выбора принципов регулирования и заканчивая выбором технической реализации. Третья глава направлена на проектирование логико-программной подсистемы управления, включающей разработку алгоритма и программы управления. В завершении приводятся основные выводы по результатам исследования и рекомендации по дальнейшему совершенствованию технических средств автоматизации в бумажной промышленности.
Таким образом, выполнение данной курсовой работы позволяет углубить понимание принципов построения автоматизированных систем управления, освоить методы анализа и проектирования технических средств автоматизации, а также получить практический опыт разработки решений для одной из важнейших отраслей промышленности.

Выполненная курсовая работа была посвящена всестороннему анализу и проектированию автоматизированной системы управления бумагоделательной машиной с акцентом на разработку подсистем автоматического регулирования и логико-программного управления. Исследование подтвердило ключевую роль автоматизации в обеспечении стабильности качества бумажной продукции, снижении производственных затрат и повышении эффективности работы оборудования.
На первом этапе работы была выполнена подробная характеристика технологического объекта – бумагоделательной машины. Анализ структуры и принципа работы машины показал сложность и многоступенчатость производственного процесса, что обуславливает высокие требования к надежности и точности автоматизированных систем. Обзор литературы и патентных материалов позволил выявить современные тенденции развития технических средств автоматизации в бумажной промышленности, среди которых особое место занимают усовершенствованные сенсорные системы и интеграция с цифровыми платформами. Разработка технического задания задала ключевые параметры и требования к создаваемой системе, что обеспечило прочную методологическую основу для последующих проектных этапов.
Во второй главе было проведено проектирование подсистемы автоматического регулирования влажности бумажного полотна. Выбор принципа регулирования и неизменяемых элементов подсистемы был выполнен с учетом особенностей сушильной секции машины. Построение математической модели объекта позволило описать динамику процесса сушки и определить ключевые параметры для настройки регулятора. Обоснование выбора ПИ-регулятора подтвердило его оптимальность для рассматриваемого объекта, обеспечивая баланс между скоростью реакции системы и устойчивостью регулирования. Принятые проектные решения гарантируют возможность достижения требуемых показателей качества продукции при изменяющихся условиях производства.
Третья глава была посвящена разработке подсистемы логико-программного управления дискретными технологическими операциями. Выбор технических решений базировался на применении современных программируемых логических контроллеров и промышленных датчиков, что позволило создать гибкую и адаптивную систему управления. Разработанный алгоритм работы обеспечил строгое соблюдение последовательности операций, эффективную обработку входных сигналов и мгновенную реакцию на нештатные ситуации. Анализ алгоритма и циклограммы подтвердил правильность выбранных решений и соответствие их требованиям безопасности и надежности.
В ходе выполнения курсовой работы была достигнута основная цель исследования – разработан проект автоматизированной системы управления, включающий контур регулирования ключевого параметра и логико-программную подсистему для управления дискретными операциями. Полученные результаты имеют практическую ценность и могут быть использованы при модернизации существующих производственных линий, а также при проектировании новых автоматизированных комплексов бумажного производства.
Данное исследование подтвердило, что интеграция современных технических решений и грамотный выбор архитектуры системы управления способны существенно повысить качество и эффективность технологического процесса. Перспективными направлениями дальнейшего развития являются внедрение адаптивных алгоритмов на основе искусственного интеллекта, более глубокая интеграция с корпоративными информационными системами и расширение функций удаленного мониторинга и диагностики оборудования.

1.	ГОСТ 34.003-90. Автоматизированные системы. Термины и определения. – М.: Издательство стандартов, 1990.
2.	ГОСТ 34.602-89. Техническое задание на создание автоматизированной системы. – М.: Издательство стандартов, 1990.
3.	ГОСТ 13525.0-85. Бумага и картон. Методы испытаний. – М.: Издательство стандартов, 1985.
4.	ГОСТ Р 52104-2003. Вода сточная. Методы определения содержания загрязняющих веществ. – М.: Издательство стандартов, 2003.
5.	Схиртладзе А.Г. Автоматизация бумажного производства: Учебное пособие. – М.: Лесная промышленность, 2012.
6.	Страшун Ю.П., Третьяков А.А. Автоматизированные системы управления технологическими процессами. – СПб.: БХВ-Петербург, 2017.
7.	Тугов В.В. Автоматизация сушильных установок: теория и практика. – М.: Машиностроение, 2015.
8.	Патент РФ № 2594323. Система автоматического контроля качества бумажного полотна.
9.	Патент РФ № 2629125. Система управления влажностью бумажного полотна в сушильной секции.
10.	Серов А.И., Новиков Д.В. Теория автоматического регулирования: основы и приложения. – М.: Высшая школа, 2020.
11.	Siemens AG. Руководство по эксплуатации контроллеров SIMATIC S7-1200. – Siemens, 2021.
12.	ABB Measurement Products. Техническая документация на датчики влажности для бумажной промышленности. – ABB, 2020.
13.	Omron Corporation. Программируемые логические контроллеры серии CP1E: руководство пользователя. – Omron, 2022.
14.	Власов Н.Н. Основы проектирования автоматизированных систем управления. – М.: Форум, 2018.
15.	Schneider Electric. Руководство по программированию ПЛК Modicon M221. – Schneider Electric, 2021.
16.	Егоров В.П. Проектирование систем автоматизации промышленных объектов. – Екатеринбург: УрФУ, 2019.
17.	Иванов М.А., Петров К.С. Логико-программное управление в машиностроении. – М.: Инфра-М, 2021.
18.	Доклад Европейской ассоциации производителей бумаги. Тенденции автоматизации бумажной промышленности. – Брюссель, 2020.
19.	Беляев И.К. SCADA-системы и их применение в промышленности. – М.: Солон-Пресс, 2020.
20.	ГОСТ 26.205-88. Системы автоматизации технологических процессов. Общие требования к системам и средствам автоматизации. – М.: Издательство стандартов, 1988.