Exploatarea si repararea echipamentelor de automatizare.

Funcționarea echipamentelor de automatizare în producția agricolă are propriile caracteristici și anume că unele dintre aceste echipamente, precum senzorii și actuatoarele, sunt instalate direct în spațiile de producție. Mediul unor astfel de spații este agresiv față de elementele de automatizare. În acest sens, toate echipamentele de automatizare utilizate în producția agricolă trebuie să aibă o protecție adecvată împotriva efectelor factorilor nocivi de mediu în spațiile de producție.

Un alt factor grav care afectează negativ funcționarea echipamentelor de automatizare în producția agricolă este nivelul tensiunii, care în zonele rurale este supus unor fluctuații semnificative. Din acest motiv, stabilitatea dispozitivelor automate este redusă semnificativ.

Munca preventivă.În timpul funcționării echipamentelor de automatizare, se acordă o atenție deosebită întreținerii preventive care previne defecțiunile elementelor de automatizare și elimină în mare măsură accidentele.

Scopul acestei lucrări este următorul:

a) atinge niveluri garantate de rezistență la izolare a tuturor părților instalațiilor;

b) menține în bună stare cablurile, firele, mecanismele electromagnetice și motoare, releele, contactele și alte echipamente;

c) realizarea conformității parametrilor de protecție cu setările specificate;

d) menține dispozitivul de alimentare de rezervă în stare bună și 100% gata de pornire; e) asigură fiabilitatea corespunzătoare a interblocării și a părților interblocate ale circuitelor, alarmelor etc.

Înainte de punerea în funcțiune a echipamentelor de automatizare a instalațiilor, se efectuează o inspecție tehnică (externă), în urma căreia sunt identificate erorile de instalare și reglare. Inspecția tehnică este precedată de un studiu preliminar al documentației de automatizare, acte pentru muncă ascunsă, acte și protocoale de audit și pașapoarte echipamente etc.

Întreținere. Setul de măsuri pentru întreținerea echipamentelor de automatizare include următoarele lucrări:

1) preventiv, care vizează prevenirea defecțiunilor (înlocuirea elementelor, lucrări de ungere și prindere etc.);

2) legate de monitorizarea stării tehnice, al cărei scop este verificarea conformității parametrilor care caracterizează starea de funcționare a dispozitivelor de automatizare cu cerințele documentației normative și tehnice (formular, pașaport etc.);

3) reglare și reglare, menite să aducă parametrii echipamentelor de automatizare (blocuri, senzori, unități) la valorile stabilite prin documentația de reglementare și tehnică.

întreținere are ca scop restabilirea funcționalității sau a funcționalității dispozitivelor de automatizare prin eliminarea defecțiunilor și a daunelor.

DepindeÎn funcție de condițiile de funcționare, de caracteristicile de proiectare ale echipamentelor și de natura defecțiunilor, la organizarea întreținerii pot fi utilizate trei principii: calendar, timpul de funcționare și mixt.

Principiul calendarului este că întreținerea se atribuie și se efectuează după o anumită perioadă calendaristică (zi, săptămână, lună, trimestru etc.), indiferent de intensitatea de utilizare a dispozitivelor de automatizare. Sfera fiecărei întreținere este determinată de documentația operațională (instrucțiuni de întreținere, instrucțiuni de operare etc.).

Principiul de funcționare presupune stabilirea unor date de întreținere la atingerea echipamentului la un anumit timp de funcționare. În acest caz, timpul de funcționare poate fi calculat în ore de funcționare, număr de porniri. Acest principiu poate fi folosit pentru a organiza întreținerea în cazurile în care defecțiunile sunt cauzate de procese de uzură, echipamentele funcționează în condiții dificile, semnificativ diferite de cele normale, sau pentru o perioadă lungă de timp.

Principiu mixt organizarea de întreținere este utilizată pentru dispozitivele de automatizare în care defecțiunile sunt cauzate atât de procese de uzură, cât și de îmbătrânire.

Toate întreprinderile din industria chimică sunt deja la nivel modern; pentru a produce produse competitive în cantitățile necesare, trebuie să introducă sisteme automate în procesul de producție, cum ar fi sistemele automate de control al proceselor pentru întreprinderile din industria chimică.

De aceea, la nivel modern, automatizarea proceselor tehnologice ale întreprinderilor din industria chimică este o sarcină urgentă. Sistemele automate sunt concepute pentru a asigura o calitate superioară a produselor, pentru a reduce costurile de producție, pentru a crește profitabilitatea întreprinderii, precum și pentru a neutraliza și minimiza deșeurile în această industrie.

În industria chimică pot fi utilizate diverse instrumente de automatizare, iar alegerea lor se bazează cel mai adesea nu numai pe preferințele de management, ci și pe probleme de creștere a eficienței și rentabilității produselor.

Ce sisteme de automatizare pot fi solicitate?în întreprinderile din industria chimică

Sisteme automate de management al traficului;

Sisteme automate de alimentare pentru alimentatoare sau transportoare;

Automatizarea si vizualizarea proceselor de productie folosind software special;

Automatizare și implementare de sisteme automate de control al proceselor pentru dispozitive de cântărire și dispozitive de dozare pentru elemente de alimentare;

Automatizarea traseelor ​​de cabluri;

Dotarea locului de muncă al operatorului cu echipamente informatice și automatizarea liniei de producție;

Și multe alte elemente de automatizare și implementare a sistemelor automate de control al proceselor pot fi relevante pentru întreprinderile din industria chimică.

Sistemele automate create de specialiștii companiei noastre sunt concepute pentru a asigura funcționarea neîntreruptă a întreprinderii, prin urmare întreținerea este efectuată de specialiștii noștri.

Documentare în sisteme automate de control pentru procesele tehnologice din industria chimică

Pentru a asigura participarea umană la controlul procesului, este necesară documentarea informațiilor. Analizele ulterioare necesită acumularea datelor inițiale statistice prin înregistrarea stărilor și valorilor parametrilor procesului în timp. În baza acesteia se verifică conformitatea cu reglementările tehnologice de proces, se analizează formarea calității produsului, se monitorizează acțiunile personalului în situații de urgență, se caută direcții de îmbunătățire a procesului etc.

Atunci când se dezvoltă acea parte a suportului informatic al sistemului de control automat al procesului care este asociată cu documentarea și înregistrarea, sunt necesare următoarele:

• determina tipul parametrilor care trebuie inregistrati, locul si forma inregistrarii;
• selectați factorul de timp al înregistrării (datare, intervale de înregistrare, durata înregistrării continue);
• minimizarea numărului de parametri înregistrați din motive de necesitate și suficiență pentru acțiuni operaționale și analize ulterioare.

Minimizarea în acest caz înseamnă că sunt selectați pentru înregistrare doar acei parametri care sunt suficienți pentru controlul operațional al procesului tehnologic și analiza ulterioară a acestuia. Acest număr de parametri nu poate fi redus, deoarece calitatea controlului procesului scade; de asemenea, este imposibil să crească, deoarece costul managementului crește în mod nerezonabil.

Alegeți o metodă de grupare a informațiilor documentate din punctul de vedere al ușurinței în utilizare de către oameni și mașini.

În acest caz, factorii determinanți sunt complexitatea și dinamica procesului tehnologic, capacitățile mijloacelor tehnice și ale operatorului uman, scopul și capacitățile de analiză, factorii economici și temporali.

Nu există reguli uniforme și cuprinzătoare pentru dezvoltarea documentației în sistemele automate de control al proceselor, cu toate acestea, o parte semnificativă a prevederilor formale importante poate fi adunată dintr-o serie de standarde GOST pentru ESKD și USD .

Documentația tipică este înregistrarea datei, a orei curente unice în sistemele automate de control al procesului (oră, minut, secundă), codul punctului de măsurare, codul obiectului (dacă este necesar), numele parametrului (dacă este necesar), valoarea parametrului curent (absolută sau abatere relativă de la standard), unitate de măsură, semn de ajustare (dacă este necesar). În funcție de condițiile de formare și de scopul documentului, unele dintre detaliile specificate pot fi introduse în prealabil în formularul de document sau excluse din acesta dacă sunt destinate numai prelucrării ulterioare pe mașini.

La dezvoltarea unui sistem de documentare, formatele documentelor sunt unificate

și detalii comune și structuri de documente. Se acordă atenție vizibilității și clarității documentelor, în special prin utilizarea formularelor tabulare. În documentele destinate prelucrării la mașină se trec detalii speciale: cod document în sistemul de prelucrare, cod tip analiză, coloane completate pe controlere programabile etc. Se rezolvă problemele de clasificare (grupare) documentelor și trasee de deplasare a acestora. Se determină volumele de informații din documente și fluxurile de documente. Se stabilește locul și perioada de păstrare a documentelor.

adnotare

Scopul acestui proiect de curs este de a dobândi abilități practice în analiza procesului tehnologic, selectarea mijloacelor automate de control, calculul circuitelor de măsurare a instrumentelor și mijloacelor de control, precum și predarea studentului a independenței în rezolvarea problemelor inginerești și tehnice de construire a circuitelor automate de control pentru diferiți parametri tehnologici.

Introducere

Automatizarea este utilizarea unui set de instrumente care permit desfășurarea proceselor de producție fără participarea directă a unei persoane, dar sub controlul acesteia. Automatizarea proceselor de producție duce la creșterea producției, la reducerea costurilor și la îmbunătățirea calității produselor, reduce numărul de personal de service, crește fiabilitatea și durabilitatea mașinilor, economisește materiale, îmbunătățește condițiile de lucru și măsurile de siguranță.

automatizarea si monitorizarea actiunii acestora. Dacă automatizarea facilitează munca fizică umană, atunci automatizarea urmărește să faciliteze și munca mentală. Funcționarea echipamentelor de automatizare necesită personal tehnic înalt calificat.

În acest caz, producția de energie termică și electrică la un moment dat trebuie să corespundă consumului (sarcină). Aproape toate operațiunile de la centralele termice sunt mecanizate, iar procesele tranzitorii din acestea se dezvoltă relativ rapid. Aceasta explică dezvoltarea înaltă a automatizării în energia termică.

Automatizarea parametrilor oferă beneficii semnificative:

1) asigură o reducere a numărului de personal muncitor, adică o creștere a productivității muncii acestora,

3) crește acuratețea menținerii parametrilor aburului generat,

Automatizarea generatoarelor de abur include reglarea automată, telecomandă, protecție tehnologică, control termic, interblocări tehnologice și alarme.

Reglarea automată asigură progresul proceselor care au loc continuu în generatorul de abur (alimentare cu apă, ardere, supraîncălzire cu abur etc.)

Telecomanda permite personalului de serviciu să pornească și să oprească unitatea generatoare de abur, precum și să comute și să regleze mecanismele acesteia la distanță, de la consola unde sunt amplasate dispozitivele de control.

care curg într-o instalație de generator de abur sau sunt conectate la obiectul de măsurat de către personalul de service sau un computer de informare. Dispozitivele de control termic sunt amplasate pe panouri și panouri de control, cât mai convenabile pentru observare și întreținere.

eliminați operațiunile incorecte la întreținerea unei instalații de generator de abur, asigurați oprirea echipamentului în ordinea necesară în cazul unui accident.

starea de urgență a generatorului de abur și a echipamentelor acestuia. Sunt utilizate alarme sonore și luminoase.

Funcționarea cazanelor trebuie să asigure o producție fiabilă și eficientă de abur cu parametrii necesari și condiții de lucru sigure pentru personal. Pentru a îndeplini aceste cerințe, operarea trebuie efectuată în strictă conformitate cu legile, regulile, normele și liniile directoare, în special, în conformitate cu „Regulile pentru proiectarea și funcționarea în siguranță a cazanelor cu abur” ale Gosgortekhnadzor, „Reguli pentru funcționarea tehnică”. a centralelor și rețelelor electrice”, „Reguli de funcționare tehnică a instalațiilor termice și a rețelelor de încălzire”.

Un cazan cu abur este un complex de unități concepute pentru a produce abur de apă. Acest complex constă dintr-un număr de dispozitive de schimb de căldură interconectate și utilizate pentru a transfera căldură de la produsele de ardere a combustibilului la apă și abur. Purtătorul inițial de energie, a cărui prezență este necesară pentru formarea aburului din apă, este combustibilul.

Principalele elemente ale procesului de lucru desfășurat într-o centrală de cazane sunt:

1) procesul de ardere a combustibilului,

2) procesul de schimb de căldură între produsele de ardere sau combustibilul care arde însuși cu apă,

3) procesul de vaporizare, constând în încălzirea apei, evaporarea acesteia și încălzirea aburului rezultat.

În timpul funcționării, în unitățile cazanului se formează două fluxuri: fluxul fluidului de lucru și fluxul lichidului de răcire format în cuptor.

Ca rezultat al acestei interacțiuni, la ieșirea obiectului se obține abur cu o anumită presiune și temperatură.

Una dintre sarcinile principale care ia naștere în timpul funcționării unui cazan este asigurarea egalității între energia produsă și consumată. La rândul lor, procesele de formare a aburului și transferul de energie în unitatea cazanului sunt legate în mod unic de cantitatea de substanță din fluxurile fluidului de lucru și lichidului de răcire.

Arderea combustibilului este un proces fizic și chimic continuu. Partea chimică a arderii este procesul de oxidare a elementelor sale combustibile cu oxigen. trecând la o anumită temperatură și însoțită de degajare de căldură. Intensitatea arderii, precum și eficiența și stabilitatea procesului de ardere a combustibilului depind de metoda de furnizare și distribuire a aerului între particulele de combustibil. În mod convențional, procesul de ardere a combustibilului este împărțit în trei etape: aprindere, ardere și post-ardere. Aceste etape apar în general secvenţial în timp şi se suprapun parţial una pe alta.

Calculul procesului de ardere se reduce de obicei la determinarea cantității de aer pe m3 necesară pentru arderea unei unități de masă sau de volum de combustibil, a cantității și compoziției bilanţului termic și la determinarea temperaturii de ardere.

Sensul transferului de căldură este transferul de căldură al energiei termice eliberate în timpul arderii combustibilului către apă, din care este necesar să se obțină abur, sau abur, dacă este necesară creșterea temperaturii acestuia peste temperatura de saturație. Procesul de schimb de căldură în cazan are loc prin pereți conductori de căldură etanși la apă, numiți suprafață de încălzire. Suprafețele de încălzire sunt realizate sub formă de țevi. În interiorul conductelor există o circulație continuă a apei, iar în exterior acestea sunt spălate de gazele de ardere fierbinți sau primesc energie termică prin radiație. Astfel, în unitatea cazanului au loc toate tipurile de transfer de căldură: conductivitate termică, convecție și radiație. În consecință, suprafața de încălzire este împărțită în convectivă și radiație. Cantitatea de căldură transferată printr-o unitate de suprafață de încălzire pe unitatea de timp se numește stres termic al suprafeței de încălzire. Mărimea tensiunii este limitată, în primul rând, de proprietățile materialului suprafeței de încălzire și, în al doilea rând, de intensitatea maximă posibilă a transferului de căldură de la lichidul de răcire fierbinte la suprafață, de la suprafața de încălzire la lichidul de răcire rece.

Intensitatea coeficientului de transfer de căldură este mai mare, cu cât diferența de temperatură a lichidelor de răcire este mai mare, viteza de mișcare a acestora față de suprafața de încălzire și cu atât curățenia suprafeței este mai mare.

constă în faptul că moleculele individuale ale unui lichid situat la suprafața sa și care posedă viteze mari și, prin urmare, o energie cinetică mai mare în comparație cu alte molecule, depășind efectele de forță ale moleculelor învecinate, creând tensiune superficială, zboară în spațiul înconjurător. Odată cu creșterea temperaturii, intensitatea evaporării crește. Procesul invers de vaporizare se numește condensare. Lichidul format în timpul condensului se numește condensat. Este folosit pentru răcirea suprafețelor metalice din supraîncălzitoare.

Aburul generat în unitatea cazanului este împărțit în saturat și supraîncălzit. Aburul saturat este, la rândul său, împărțit în uscat și umed. Întrucât centralele termice necesită abur supraîncălzit, pentru supraîncălzirea acestuia este instalat un supraîncălzitor, în care căldura obținută din arderea combustibilului și a gazelor reziduale este folosită pentru supraîncălzirea aburului. Aburul supraîncălzit rezultat la temperatura T=540 C și presiunea P=100 atm. merge pentru nevoi tehnologice.

Principiul de funcționare al unei centrale termice este de a transfera căldura generată în timpul arderii combustibilului în apă și abur. În conformitate cu aceasta, elementele principale ale instalațiilor cazanului sunt unitatea cazanului și dispozitivul de ardere. Dispozitivul de ardere servește combustibilul în cel mai economic mod și transformă energia chimică a combustibilului în căldură.Unitatea cazanului este un dispozitiv de schimb de căldură în care căldura este transferată din produsele de ardere a combustibilului în apă și abur. Cazanele cu abur produc abur saturat. Cu toate acestea, în timpul transportului pe distanțe lungi și utilizării pentru nevoi tehnologice, precum și la centralele termice, aburul trebuie supraîncălzit, deoarece în stare saturată, la răcire, începe imediat să se condenseze. Cazanul include: un focar, un supraîncălzitor, un economizor de apă, un încălzitor de aer, căptușeală, un cadru cu scări și platforme, precum și fitinguri și fitinguri. Echipamentele auxiliare includ: dispozitive de tragere și alimentare, echipamente de tratare a apei, alimentare cu combustibil, precum și sisteme de instrumentare și automatizare. Instalația cazanului mai include:

1. Rezervoare pentru colectarea condensului.

2. Stații de tratare chimică a apei.

3. Deaeratoare pentru îndepărtarea aerului din apa purificată chimic.

4. Pompe de alimentare pentru alimentarea cu apă de alimentare.

5. Instalaţii pentru reducerea presiunii gazului.

6. Ventilatoare pentru alimentarea cu aer la arzatoare.

Aspiratoare de fum pentru eliminarea gazelor de ardere din cuptoare. Să luăm în considerare procesul de producere a aburului cu parametri dați într-o boiler care funcționează cu combustibil gazos. Gazul din punctul de distribuție a gazului intră în cuptorul cazanului, unde arde, eliberând o cantitate adecvată de căldură. Aerul necesar arderii combustibilului este forțat de un ventilator în încălzitorul de aer situat în ultimul conduct de gaz al cazanului. Pentru a îmbunătăți procesul de ardere a combustibilului și a crește eficiența cazanului, aerul poate fi preîncălzit cu gazele de ardere și cu un încălzitor de aer înainte de a fi alimentat la focar. Încălzitorul de aer, care percepe căldura gazelor de evacuare și o transferă în aer, în primul rând, reduce pierderile de căldură cu gazele de evacuare și, în al doilea rând, îmbunătățește condițiile de ardere a combustibilului prin furnizarea de aer încălzit cuptorului cazanului. Aceasta crește temperatura de ardere și eficiența instalației. O parte din căldura din focar este transferată pe suprafața de evaporare a cazanului - ecranul care acoperă pereții focarului. Gazele de ardere, după ce au cedat o parte din căldură suprafețelor de încălzire prin radiație situate în camera de ardere, intră în suprafața de încălzire convectivă, sunt răcite și îndepărtate prin coș în atmosferă printr-un evacuator de fum. Apa care circulă continuu în sită formează un amestec de abur-apă, care este descărcat în tamburul cazanului. În tambur, aburul este separat de apă - se obține așa-numitul abur saturat, care intră pe linia principală de abur. Gazele de ardere care ies din cuptor spala economizorul bateriei, in care se incalzeste apa de alimentare. Încălzirea apei într-un economizor este recomandabilă din punct de vedere al economiei de combustibil. Un cazan cu abur este un dispozitiv care funcționează în condiții dificile - la temperaturi ridicate în cuptor și presiune semnificativă a aburului. Încălcarea modului normal de funcționare al instalației cazanului poate provoca un accident. Prin urmare, fiecare instalație de cazan este echipată cu un număr de dispozitive care emit o comandă de oprire a alimentării cu combustibil a arzătoarelor cazanului în următoarele condiții:

1. Când presiunea din cazan crește peste limita admisă;

2. Când nivelul apei din cazan scade;

3. Când presiunea din conducta de alimentare cu combustibil la arzătoarele cazanului scade sau crește;

4. Cand presiunea aerului din arzatoare scade;

Pentru controlul echipamentului și monitorizarea funcționării acestuia, camera cazanelor este dotată cu instrumente și dispozitive de automatizare.

1. Reducerea presiunii gazului provenit din fracturarea hidraulică;

2. Reducerea vidului din cuptorul cazanului;

3. Cresterea presiunii aburului in tamburul cazanului;

5. Stingerea torței în cuptor.

3. Selectarea mijloacelor de măsurare a parametrilor tehnologici și a caracteristicilor comparative ale acestora

3. 1 Selectarea și justificarea parametrilor de control

Alegerea parametrilor controlați asigură obținerea celor mai complete informații de măsurare despre procesul tehnologic și funcționarea echipamentului. Temperatura și presiunea sunt supuse controlului.

4. Selectarea parametrilor de monitorizare și control

Sistemul de control trebuie să asigure atingerea obiectivului de control datorită preciziei specificate a reglementărilor tehnologice în orice condiții de producție, respectând în același timp funcționarea fiabilă și fără probleme a echipamentului, cerințele privind pericolul de explozie și incendiu.

Scopul managementului consumului de energie este de a: reducerea costurilor specifice de producere a energiei electrice; utilizarea rațională a energiei electrice de către serviciile tehnologice ale departamentelor; planificarea corectă a consumului de energie electrică; controlul consumului și al consumului specific de energie electrică pe unitatea de ieșire în timp real.

Sarcina principală în dezvoltarea unui sistem de control este selecția parametrilor implicați în control, adică acei parametri care trebuie monitorizați, reglați și prin analizarea modificării valorilor a căror stare de urgență este posibilă. a obiectului de control tehnologic (TOU).

Parametrii supuși controlului sunt cei ale căror valori sunt utilizate pentru efectuarea controlului operațional al procesului tehnologic (TP), precum și a pornirii și opririi unităților tehnologice.

4.1 Măsurarea presiunii

contoare de presiune și vacuum; contoare de presiune (pentru măsurarea presiunilor în exces mici (până la 5000 Pa); contoare de tiraj (pentru măsurarea vidurilor mici (până la sute de Pa)); manometre de tracțiune; manometre diferenţiale (pentru măsurarea diferenţelor de presiune); barometre (pentru măsurarea presiunii atmosferice). După principiul de funcționare, se disting următoarele instrumente de măsurare a presiunii: lichid, arc, piston, electric și radioactiv.

Pentru măsurarea presiunii gazului și aerului până la 500 mm apă. Artă. (500 kgf/m2) utilizați un manometru de lichid în formă de U din sticlă. Manometrul este un tub de sticlă în formă de U atașat la un panou din lemn (metal) care are o scară marcată în milimetri. Cele mai comune manometre au scale de 0-100, 0-250 și 0-640 mm. Valoarea presiunii este egală cu suma înălțimilor nivelurilor de lichid coborâte sub zero și ridicate peste zero.

În practică, se folosesc uneori manometre cu o scară dublă, în care valoarea diviziunii este înjumătățită și numerele de la zero în sus și în jos merg cu un interval de 20: 0-20-40-60 etc., în acest caz, există Nu este nevoie să indicați înălțimile nivelurilor de lichid, este suficient să măsurați citirile manometrului la nivelul unei coturi a tubului de sticlă. Măsurarea presiunilor mici sau a vidurilor de până la 25 mm de apă. Artă. (250 Pa) manometre cu o singură conductă sau în formă de U conduc la erori mari la citirea rezultatelor măsurătorilor. Pentru a crește scara citirilor unui manometru cu un singur tub, tubul este înclinat. Contoarele de presiune TNZh funcționează pe acest principiu, care sunt umplute cu alcool cu ​​o densitate de r = 0,85 g/cm3. în ele, lichidul este forțat să iasă dintr-un vas de sticlă într-un tub înclinat de-a lungul căruia există o scară gradată în mm de apă. Artă. La măsurarea vidului, pulsul este conectat la un fiting care este conectat la un tub înclinat, iar când se măsoară presiunea, este conectat la un fiting care este conectat la un vas de sticlă. Manometre cu arc. Pentru a măsura presiunea de la 0,6 la 1600 kgf/cm2, se folosesc manometre cu arc. Elementul de lucru al manometrului este un tub curbat de secțiune transversală elipsoidală sau ovală, care este deformat sub influența presiunii. Un capăt al tubului este sigilat, iar celălalt este conectat la un fiting care este conectat la mediul care se măsoară. Capătul închis al tubului este legat printr-o tijă de sectorul angrenajului și roata dințată centrală, pe axa căreia este montată o săgeată.

Manometrul este conectat la cazan printr-un tub sifon în care se condensează aburul sau se răcește apa și se transmite presiunea prin apa răcită, ceea ce previne deteriorarea mecanismului din cauza acțiunii termice a aburului sau a apei fierbinți și manometrul. este, de asemenea, protejat de loviturile de apă.

În acest proces, este recomandabil să utilizați un senzor de presiune Metran-55. Senzorul selectat este ideal pentru măsurarea debitului de lichid, gaz, abur. Acest senzor are limitele de măsurare necesare - min. 0-0. 06 MPa până la max. 0-100 MPa. Oferă precizia necesară de 0,25%. De asemenea, este foarte important ca acest senzor să aibă un design rezistent la explozie, semnalul de ieșire este unificat - 4 -20 mA, ceea ce este convenabil atunci când conectați un dispozitiv secundar, deoarece nu necesită instalarea suplimentară a unui convertor de semnal de ieșire. Senzorul are următoarele avantaje: rază de reconfigurare 10:1, autodiagnosticare continuă, filtru de interferență radio încorporat. Electronica cu microprocesor, capacitatea de a configura simplu și convenabil parametrii cu 2 butoane.

Presiunea măsurată este furnizată în cavitatea de lucru a senzorului și acționează direct asupra membranei de măsurare a traductorului de extensometru, provocând deviația acestuia.

Elementul sensibil este o placă de safir cu un singur cristal, cu tensiometre cu folie de silicon. Conectat la placa metalică a traductorului de extensometru. Tensometrele sunt conectate într-un circuit în punte. Deformarea membranei de măsurare duce la o modificare proporțională a rezistenței extensometrului și la dezechilibrul circuitului punții. Semnalul electric de la ieșirea circuitului puntea senzorului intră în unitatea electronică, unde este transformat într-un semnal de curent unificat.

Senzorul are două moduri de funcționare:

Modul de măsurare a presiunii; - mod de setare și monitorizare a parametrilor de măsurare.

În modul de măsurare a presiunii, senzorii asigură monitorizarea constantă a funcționării lor și, în cazul unei defecțiuni, generează un mesaj sub forma unei scăderi a semnalului de ieșire sub limită.

4.2 Măsurarea temperaturii

Unul dintre parametrii care trebuie nu numai monitorizați, ci și semnalați ca valoare maximă admisă este temperatura.

termometre de rezistență și pirometre cu radiații.

În încăperile cazanelor se folosesc instrumente de măsurare a temperaturii, al căror principiu de funcționare se bazează pe proprietățile prezentate de substanțe la încălzire: Modificarea volumului - termometre cu expansiune; Schimbarea presiunii – termometre manometrice; Apariția termoEMF - pirometre termoelectrice;

Modificări ale rezistenței electrice - termometre de rezistență.

extensiile sunt utilizate pentru măsurătorile locale de temperatură cuprinse între -190 și +6000C. Principalele avantaje ale acestor termometre sunt simplitatea, costul redus și acuratețea. Aceste instrumente sunt adesea folosite ca instrumente de referință. Dezavantaje - imposibilitatea reparației, lipsa înregistrării automate și capacitatea de a transmite citiri la distanță. Limitele de măsurare ale termometrelor bimetalice și dilatometrice sunt de la – 150 la +700 0С, eroare 1-2%. Cel mai adesea sunt utilizați ca senzori pentru sistemele automate de control.

Termometre manometrice. Folosit pentru măsurarea temperaturii de la distanță. Principiul funcționării lor se bazează pe modificarea presiunii lichidelor, gazelor sau aburului într-un volum închis în funcție de temperatură.

Tipul de substanță de lucru determină tipul de termometru manometric:

Gaz – cu gaz inert (azot, etc.)

Avantajul lor este simplitatea proiectării și întreținerii, posibilitatea de măsurare la distanță și înregistrarea automată a citirilor. Alte avantaje includ siguranța lor la explozie și insensibilitatea la câmpurile magnetice și electrice externe. Dezavantajele sunt precizia scăzută, inerția semnificativă și distanța relativ scurtă pentru transmiterea de la distanță a citirilor.

Pirometru termoelectric. Este folosit pentru măsurarea temperaturilor de până la 16000C, precum și pentru transmiterea citirilor către un scut termic și constă dintr-un termocuplu, fire de conectare și un dispozitiv de măsurare.

Un termocuplu este o conexiune a doi conductori (termoelectrozi) din diferite metale (platină, cupru) sau aliaje (cromel, copel, platină-rodiu), izolați unul de celălalt prin margele sau tuburi de porțelan. Unele capete ale termoelectrodilor sunt lipite împreună, formând o joncțiune fierbinte, în timp ce celelalte rămân libere.

Pentru ușurință în utilizare, termocuplul este plasat într-un tub de oțel, cupru sau cuarț.

Când joncțiunea fierbinte este încălzită, se generează o forță termoelectromotoare, a cărei magnitudine depinde de temperatura joncțiunii fierbinți și de materialul și materialul termoelectrodilor.

rezistența electrică a conductoarelor sau semiconductorilor atunci când temperatura se modifică. Convertizoare termice de rezistență: platină (RTC) sunt utilizate pentru măsurători pe termen lung în intervalul de la 0 la +650 0C; cupru (TCM) pentru măsurarea temperaturilor în intervalul de la –200 la +200 0С. Punțile electronice automate echilibrate cu o clasă de precizie de la 0,25 la 0,5 sunt utilizate ca dispozitive secundare. Termometrele de rezistență semiconductoare (termistoare) sunt fabricate din oxizi ai diferitelor metale cu aditivi. Cele mai utilizate sunt semiconductoarele de cobalt-mangan (CMT) și cupru-mangan (MMT), utilizate pentru măsurarea temperaturilor în intervalul de la – 90 la +300 0C. Spre deosebire de conductori, rezistența termistorilor scade exponențial odată cu creșterea temperaturii, făcându-i foarte sensibili. Cu toate acestea, este aproape imposibil să se producă termistori cu caracteristici strict identice, deci sunt calibrați individual. Convertizoarele termice cu rezistență, completate cu punți electronice echilibrate automate, vă permit să măsurați și să înregistrați temperatura cu o precizie ridicată, precum și să transmiteți informații pe distanțe lungi.Cele mai utilizate convertoare primare de măsurare ale unor astfel de termometre sunt în prezent: platină-rodiu - platină ( TPP) convertoare cu limite de măsurare de la – 20 la + 1300 0С; convertoare chromel-copel (TCA) cu limite de măsurare de la – 50 la + 600 0С și convertoare cromel-alumel (TCA) cu limite de măsurare de la – 50 la + 1000 0С. Pentru măsurători pe termen scurt, limita superioară de temperatură pentru convertorul TXK poate fi mărită cu 200 0C, iar pentru convertoarele TPP și TXA cu 300 0C. Pentru a măsura temperatura pe conducte și pe cazane, am decis să aleg convertoare termoelectrice de tip TXA - alegerea acestor convertoare particulare se datorează faptului că în domeniul de măsurare de la –50 la +600 0C are o sensibilitate mai mare decât convertor TXA. Principalele caracteristici ale convertorului termoelectric tip THK - 251 fabricat de CJSC PG "Metran":

· Scop: pentru măsurarea temperaturilor mediilor gazoase și lichide;

· Gama de temperaturi măsurate: de la – 40 la +600 0С;

· Lungimea piesei de montare a convertorului este de 320 mm;

· Material husă de protecție; oțel inoxidabil, gradul 12Х18Н10Т, iar diametrul său este de 10 mm;

· Durata medie de viata de minim 2 ani;

· Element senzor: cablu termocuplu KTMS-HK TU16-505. 757-75;

4.3 Măsurarea nivelului

Nivelul este înălțimea de umplere a unui aparat tehnologic cu un mediu de lucru - lichid sau solid granular. Nivelul mediului de lucru este un parametru tehnologic, informații despre care sunt necesare pentru a controla modul de funcționare al aparatului tehnologic și, în unele cazuri, pentru a controla procesul de producție.

Măsurând nivelul, puteți obține informații despre masa de lichid din rezervor. Nivelul se măsoară în unități de lungime. Instrumentele de măsurare se numesc indicatori de nivel.

Există indicatori de nivel concepute pentru a măsura nivelul mediului de lucru; măsurarea masei de lichid într-un aparat tehnologic; semnalizarea valorilor limită ale nivelului mediului de lucru - comutatoare de nivel.

Pe baza domeniului de măsurare, indicatori de nivel sunt împărțiți în intervale largi și înguste. Indicatoarele de nivel cu gamă largă (cu limite de măsurare de 0,5 - 20 m) sunt proiectate pentru operațiuni de contabilitate a stocurilor, iar gabaritele de nivel înguste (limite de măsurare de (0÷ ±100) mm sau (0÷ ±450) mm) sunt de obicei utilizate în sisteme automate de control.

În prezent, măsurarea nivelului în multe industrii este efectuată prin manometre de diferite principii de funcționare, dintre care sunt răspândite plutitoare, geamanduri, hidrostatice, electrice, ultrasonice și radioizotopi. Se folosesc și instrumente de măsurare vizuală.

Paharele indicatoare sau de nivel sunt realizate sub forma uneia sau mai multor camere cu pahare plate conectate la aparat. Principiul de funcționare se bazează pe proprietatea vaselor comunicante. Folosit pentru măsurarea nivelului local. Lungimea sticlei nu depășește 1500 mm. Avantajele includ simplitatea, precizia ridicată: dezavantaje - fragilitate, incapacitatea de a transmite citiri la distanță.

Când se calculează indicatori de nivel cu flotor, sunt selectați parametrii de proiectare ai flotorului care asigură starea de echilibru a sistemului „flot-contragreutate” numai la o anumită adâncime de imersie a flotorului. Dacă neglijăm gravitația cablului și frecarea în role, starea de echilibru a sistemului plutitor-contragreutate este descrisă de ecuația

unde Gr, Gp – forțele gravitaționale ale contragreutății și ale plutitorului; S - zona de plutire; h1 – adâncimea de scufundare a plutitorului; pl este densitatea lichidului.

O creștere a nivelului lichidului modifică adâncimea de scufundare a plutitorului și o forță suplimentară de plutire acționează asupra acestuia.

Avantajul acestor contoare de nivel este simplitatea lor, precizia de măsurare destul de mare, capacitatea de a transmite la distanță și capacitatea de a lucra cu lichide agresive. Un dezavantaj semnificativ este lipirea unei substanțe vâscoase de flotor, care afectează eroarea de măsurare.

Principiul de funcționare a contoarelor capacitive de nivel se bazează pe modificarea capacității convertorului datorită modificărilor nivelului mediului controlat. Limitele de măsurare ale acestor indicatori de nivel sunt de la 0 la 5 metri, eroarea nu este mai mare de 2,5%. Informațiile pot fi transmise la distanță. Dezavantajul acestei metode este incapacitatea de a lucra cu lichide vâscoase și cristalizante.

Principiul de funcționare al manometrelor hidrostatice se bazează pe măsurarea presiunii create de o coloană de lichid. Presiunea hidrostatică se măsoară:

· un manometru conectat la o înălțime corespunzătoare valorii limită inferioară a nivelului;

· prin măsurarea presiunii gazului pompat printr-un tub coborât în ​​lichidul care umple rezervorul la o distanţă fixă.

În cazul nostru, cele mai potrivite sunt dispozitivele indicatoare de apă cu sticlă rotundă și plată, indicatoare de nivel coborât și robinete de testare a apei. Indicatoarele de apă cu sticlă rotundă sunt instalate pe cazane și rezervoare cu o presiune de până la 0,7 kgf/cm2. înălțimea sticlei poate fi de la 200 la 1500 mm, diametrul - 8 -20 mm, grosimea sticlei 2,5-3,5 mm. Sticla plată poate fi netedă sau canelată. Sticla Klinger are caneluri prismatice verticale la interior si este lustruita la exterior. Într-un astfel de pahar, apa pare întunecată, iar aburii sunt ușori. Dacă în timpul funcționării cazanului de abur robinetele dispozitivului de indicare a apei nu sunt murdare, atunci nivelul apei din acesta fluctuează ușor.

4.4 Măsurarea debitului

Unul dintre cei mai importanți parametri ai proceselor tehnologice este debitul de substanțe care curg prin conducte. Mijloacele care măsoară consumul și cantitatea de substanțe în timpul operațiunilor de contabilitate a mărfurilor sunt supuse unor cerințe ridicate de acuratețe.

Să luăm în considerare principalele tipuri de debitmetre: debitmetre cu presiune diferențială variabilă, debitmetre cu presiune diferențială constantă, debitmetre cu tahometru, debitmetre cu presiune viteză, debitmetre electromagnetice (inducție), cu ultrasunete.

Unul dintre cele mai comune principii pentru măsurarea debitului de lichide, gaze și abur este principiul presiunii variabile.

Principiul de funcționare al debitmetrelor cu presiune diferențială constantă se bazează pe mișcarea verticală a elementului senzor în funcție de debitul substanței, în timp ce aria de curgere se modifică astfel încât căderea de presiune pe elementul senzor rămâne constantă. Condiția principală pentru citirea corectă este instalarea strict verticală a rotametrului.

Debitmetre. Debitmetrele aparțin unui grup mare de debitmetre, numite și debitmetre cu presiune diferențială constantă. În aceste debitmetre, un corp aerodinamic percepe o acțiune de forță din fluxul care se apropie, care, pe măsură ce debitul crește, crește și mișcă corpul aerodinamic, în urma căreia forța în mișcare scade și este din nou echilibrată de forța opusă. Forța de contracarare este greutatea corpului aerodinamic atunci când fluxul se mișcă vertical de jos în sus, sau forța arcului de contracarare în cazul unei direcții de curgere arbitrare. Semnalul de ieșire al traductoarelor de flux luate în considerare este mișcarea corpului raționalizat. Pentru măsurarea debitului de gaze și lichide pe fluxurile de proces, se folosesc rotametre, echipate cu elemente de conversie cu semnal de ieșire electric sau pneumatic.

Lichidul curge din vas printr-o gaură din fundul sau peretele lateral. Vasele pentru primirea lichidului sunt realizate cilindrice sau dreptunghiulare.

un disc subțire (șaibă) cu o gaură cilindrică, al cărui centru coincide cu centrul secțiunii transversale a conductei, dispozitivul măsoară diferența de presiune și tuburile de legătură. Dispozitivul de însumare determină debitul mediului în funcție de viteza de rotație a rotorului sau rotorului instalat în carcasă.

Pentru a măsura debitul de gaz și abur, am ales un debitmetru inteligent de vortex Rosemount 8800DR cu adaptoare conice încorporate, care reduce costurile de instalare cu 50%. Principiul de funcționare al unui debitmetru vortex se bazează pe determinarea frecvenței vârtejurilor formate în fluxul mediului măsurat atunci când curge în jurul unui corp de formă specială. Frecvența vortexului este proporțională cu debitul volumic. Este potrivit pentru măsurarea debitului de lichid, abur și gaz. Pentru ieșirea digitală și impuls, limita de eroare admisă de bază este ±0. 65%, iar pentru curent suplimentar ±0. 025%, semnal de ieșire 4 - 20 mA. Avantajele acestui senzor includ un design care nu se înfundă, absența liniilor de impuls și a etanșărilor crește fiabilitatea, rezistența crescută la vibrații, capacitatea de a înlocui senzorii fără a opri procesul și timpul scurt de răspuns. Posibilitatea de simulare a verificării; nu este necesară îngustarea conductei în timpul funcționării. A-100 poate fi folosit ca dispozitiv secundar. Pentru a măsura debitul de apă, folosim un senzor de corelare a debitului de apă DRK-4. Senzorul este proiectat pentru a măsura debitul și volumul de apă în conductele complet umplute. Principalele avantaje:

· lipsa rezistenței la curgere și pierderea de presiune;

· posibilitatea de a monta traductoare primare pe conducta la orice orientare fata de axa acesteia;

· corectarea citirilor ținând cont de inexactitatea instalării traductoarelor primare;

· metoda de verificare fără scurgeri, prin simulare;

· interval de interverificare – 4 ani;

· semnal de curent unificat 0-5,4-20 mA;

· diagnostic propriu;

temperatura combustibilului lichid în conducta comună de presiune; presiunea aburului în linia de pulverizare a combustibilului lichid; presiunea combustibilului lichid sau gazos în conductele de presiune comune; consumul de combustibil lichid sau gazos în camera cazanului în ansamblu. Camera cazanului trebuie să prevadă și înregistrarea următorilor parametri: temperatura aburului supraîncălzit destinat necesităților tehnologice; temperatura apei în conductele de alimentare ale rețelei de încălzire și de alimentare cu apă caldă, precum și în fiecare conductă de retur; presiunea aburului în galeria de alimentare; presiunea apei în conducta de retur a rețelei de încălzire; fluxul de abur în galeria de alimentare; debitul de apă în fiecare conductă de alimentare a rețelei de încălzire și de alimentare cu apă caldă; consumul de apă utilizat pentru reîncărcarea rețelei de încălzire. Instalatiile de alimentare cu dezaerator sunt dotate cu instrumente indicatoare pentru masurarea: temperatura apei in rezervoarele de stocare si alimentare sau in conductele corespunzatoare; presiunea aburului în dezaeratoare; presiunea apei de alimentare în fiecare linie; presiunea apei în conductele de aspirație și presiune ale pompelor de alimentare; nivelul apei în baterie și rezervoare de alimentare.

Parametru controlat	Disponibilitatea dispozitivelor de indicare pe cazane
	<0,07	>0,07	<115	>115
4. Temperatura gazelor arse din spatele cazanului 6. Presiunea aburului în tamburul cazanului 7. Presiunea aburului (apă) după supraîncălzitor (după cazan) 8. Presiunea aburului furnizată la pulverizarea cu păcură 9. Presiunea apei la admisia cazanului 11. Presiunea aerului după ventilatorul suflantei 12. Presiunea aerului in fata arzatoarelor (dupa clapetele de control) 15. Aspirați în fața supapei de evacuare a fumului sau în coș 16. Aspirați înainte și în spatele suprafețelor de încălzire a cozii 18. Debitul de apă prin cazan (pentru cazane cu o capacitate mai mare de 11,6 MW (10 Gcal/h)) 19. Nivel în tamburul cazanului

*Pentru cazane cu o capacitate mai mică de 0,55 kg/s (2 t/h) – presiune în conducta de alimentare comună 6. Informații de bază despre combustibil.

Combustibilul se referă la substanțele combustibile care sunt arse pentru a produce căldură. În funcție de starea fizică, combustibilul este împărțit în solid, lichid și gazos. Gazele gazoase includ gazele naturale, precum și diverse gaze industriale: furnal, cuptor de cocs, generator și altele. Combustibilii de înaltă calitate includ cărbunele, antracitul, combustibilul lichid și gazul natural. Toate tipurile de combustibil constau din părți combustibile și incombustibile. Partea combustibilă a combustibilului include: carbon C, hidrogen H2, sulf S. Partea incombustibilă include: oxigen O2, azot N2, umiditate W și cenușă A. Combustibilul se caracterizează prin mase de lucru, uscate și combustibile. Combustibilul gazos este cel mai convenabil pentru amestecarea acestuia cu aer, care este necesar pentru ardere, deoarece combustibilul și aerul sunt în aceeași stare de agregare.

5. Proprietăţile fizico-chimice ale gazelor naturale

Gazele naturale sunt incolore, inodore și fără gust. Principalii indicatori ai gazelor combustibile care sunt utilizate în cazane: compoziția, puterea calorică, densitatea, temperatura de ardere și aprindere, limitele de explozie și viteza de propagare a flăcării. Gazele naturale din zăcămintele de gaze pure constau în principal din metan (82-98%) și alte hidrocarburi mai grele. Compoziția oricărui combustibil gazos include substanțe inflamabile și neinflamabile. Combustibilele includ: hidrogen (H2), hidrocarburi (CmHn), hidrogen sulfurat (H2S), monoxid de carbon (CO2), cele neinflamabile includ dioxid de carbon (CO2), oxigen (O2), azot (N2) și vapori de apă (H2O). ). Căldura de ardere - cantitatea de căldură care este eliberată în timpul arderii complete a 1 m3 de gaz, măsurată în kcal/m3 sau kJ/m3. Există o distincție între cea mai mare putere calorică Qвc, când se ia în considerare căldura degajată în timpul condensării vaporilor de apă care se află în gazele de ardere, și cea mai mică putere calorică Qнc, când această căldură nu este luată în considerare. La efectuarea calculelor, se utilizează de obicei Qwc, deoarece temperatura gazelor de ardere este astfel încât să nu aibă loc condensarea vaporilor de apă din produsele de ardere. Densitatea unei substanțe gazoase este determinată de raportul dintre masa substanței și volumul acesteia. Unitatea de densitate kg/m3. Raportul dintre densitatea unei substanțe gazoase și densitatea aerului în aceleași condiții (presiune și temperatură) se numește densitatea relativă a gazului p®. Densitatea gazului pr= 0,73 - 0,85 kg/m3 (pо = 0,57-0,66) Temperatura de ardere este temperatura maximă care poate fi atinsă în timpul arderii complete a gazului, dacă cantitatea de aer necesară arderii corespunde exact formulelor de ardere chimică, și temperatura inițială a gazului și aerului este de 0 °C, iar această temperatură se numește puterea termică a combustibilului. Temperatura de ardere a gazelor individuale este de 2000-2100 o C. Temperatura reală de ardere în cuptoarele cazanului este mult mai scăzută, 1100-1600 o C și depinde de condițiile de ardere. Temperatura de aprindere este temperatura la care arderea combustibilului începe fără influența unei surse de aprindere, pentru gazele naturale este de 645-700 o C. Limite de explozie. Un amestec gaz-aer care conține până la 5% gaz nu arde; de la 5 la 15% - explodează; mai mult de 15% - arde atunci când este furnizat aer. Viteza de propagare a flăcării pentru gazul natural este de 0,67 m/s (metan CH4). Utilizarea gazelor naturale necesită precauții speciale, deoarece se poate scurge prin scurgeri de la joncțiunea conductei de gaz cu fitingurile de gaz. Prezența a mai mult de 20% din gaz într-o încăpere provoacă sufocare; acumularea acestuia într-un volum închis de 5 până la 15% poate duce la o explozie a amestecului gaz-aer; la arderea incompletă se eliberează monoxid de carbon CO, care , chiar și la concentrații scăzute, are un efect otrăvitor asupra corpului uman.

6. Descrierea schemei de control automat pentru parametrii procesului

6. 1 Schema funcțională a controlului automat al parametrilor procesului

Principiul construirii unui sistem de control pentru acest proces este pe două niveluri. Primul nivel este format din dispozitive situate local, al doilea nivel este format din dispozitive situate pe panoul operatorului.

Masa 2.

	Denumirea și caracteristicile tehnice ale echipamentelor și materialelor. Producător	Tipul, marca echipamentului. Desemnare Numărul documentului și chestionarului	Unitate măsurători	Cantitate
Monitorizarea temperaturii conductei
1a	Temperatura gazului în conductă Convertor termoelectric	TKhK-251-02-320-2-I-1-N10-TB-T6-U1. 1-PG	PC.	1
1b	Indicator secundar de înregistrare, viteza 5s, timp de o rotație 8h	DISK250-4131	PC.	1
2a	PG „Metran”, Chelyabinsk	TSM254-02-500-V-4-1-	PC.	1
2b			PC.	1
2v		PRB-2M	PC.	1
2g	Actuator, alimentare 220V, frecventa 50Hz	MEO-40/25-0,25	1
3a	Termocuplu cu rezistență de cupru caracteristică statică nominală 100M	TSM254-02-500-V-4-1- TU 422700-001-54904815-01	1
3b	Convertor electromagnetic, debit 5 l/min, semnal de iesire 20-100 kPa	EPP	1
3v			1
3g		PR 3. 31-M1	1
3D	Servomotor, presiune nominală 1,6 MPa	25h30nzh	1
Controlul debitului conductei
4a	Diafragma camerei, presiune nominală 1,6 MPa	DK 16-200	1
4b	Traductor diferențial, eroare 0,5%, limită de măsurare 0,25 MPa	Safir 22DD-2450	1
4v	Dispozitiv de înregistrare secundar indicator. Viteză 5s, timp de o rotație 8h.	DISC 250-4131	1
Controlul debitului
5a	IR-61	1
5 B	PG „Metran”, Chelyabinsk Recorder, 2 canale, scară în procente. Cl. t. 0. 5, viteza 1s.	Rosemount 8800DR A100-BBD,04. 2, TU 311--00226253. 033-93	1
5v	Starter reversibil fără contact, semnal de intrare discret 24V, alimentare 220V, 50Hz	PBR-2M	1
5g	Actuator, alimentare 220V, frecventa 50Hz		1
Reglementarea nivelului
6a	Indicator de nivel, limita superioară de măsurare 6m, suprapresiune maximă admisă 4 MPa, presiune de alimentare 0,14 MPa, semnal pneumatic de ieșire 0,08 MPa	UB-PV	1
6b	Manometru, alimentare 220V, putere 10 W	EKM-1U	1
6v	Instrument pneumatic secundar de indicare și înregistrare, cu post de comandă. Consum de aer 600 l/h	PV 10. 1E	1
6g		25h30nzh	1
Măsurarea presiunii

7. Principii de bază ale automatizării centralelor de cazane

Domeniul de aplicare al sistemelor de automatizare a centralei cazanelor depinde de tipul de cazane instalate în camera cazanelor, precum și de prezența echipamentelor auxiliare specifice în componența acesteia. Instalatiile cazanelor sunt echipate cu urmatoarele sisteme: control automat, automatizare de siguranta, control termic, alarma si control actionare electrica. Sisteme automate de control. Principalele tipuri de ACP ale instalațiilor de cazane: pentru cazane - reglarea proceselor de ardere și putere; pentru dezaeratoare – reglarea nivelului apei și a presiunii aburului. Controlul automat al proceselor de ardere trebuie asigurat pentru toate cazanele care funcționează cu combustibil lichid sau gazos. La utilizarea combustibilului solid, ACP al proceselor de ardere este prevăzută în cazul instalării dispozitivelor de ardere mecanizate.

Combustibilul ASR nu este furnizat.

Se recomandă instalarea regulatoarelor de putere pe toate cazanele de abur. Pentru instalațiile cazanelor care funcționează cu combustibil lichid, este necesar să se prevadă un ACS pentru temperatura și presiunea combustibilului. Cazanele cu o temperatură de supraîncălzire a aburului de 400 0C și mai mult trebuie să fie echipate cu un ASD pentru temperatura aburului supraîncălzit. Automatizare de securitate. Ar trebui prevăzute sisteme automate de siguranță pentru cazanele cu combustibil gazos și lichid. Aceste sisteme asigură oprirea alimentării cu combustibil în situații de urgență.

Tabelul 3.

Abaterea parametrilor	Oprirea alimentării cu combustibil la cazane
	Abur cu presiune de abur piz, MPa		Apa calda cu temperatura apei, 0C
	<0,07	>0,07	<115	>115
1. Creșterea presiunii aburului în tamburul cazanului 2. Cresterea temperaturii apei in spatele cazanului 3. Reducerea presiunii aerului 4. Reducerea presiunii gazului 5. Creșterea presiunii gazului 6. Reducerea presiunii apei din spatele cazanului 7. Reducerea vidului din cuptor 8. Coborârea sau ridicarea nivelului în tamburul cazanului 9. Reducerea consumului de apa prin centrala termica 10. Stingerea pistoletului din cuptorul cazanului 11. Funcționare defectuoasă a echipamentelor automate de siguranță

Concluzie

În cadrul proiectului de curs s-au dobândit abilități practice în analiza procesului tehnologic, selectarea mijloacelor de control automate în funcție de sarcinile atribuite, calcularea circuitelor de măsurare a instrumentelor și mijloacelor de control. De asemenea, am dobândit abilități în proiectarea unui sistem de control automat pentru parametrii de proces.

Literatură

1. A. S. Boronikhin Yu. S. Grizak „Fundamentele automatizării și instrumentării producției la întreprinderile din industria materialelor de construcții” M. Stroyizdat 1974 312s.

2. V. M. Tarasyuk „Funcționarea cazanelor”, un ghid practic pentru operatorii cazanelor; editat de B. A. Sokolov. – M.: ENAS, 2010. – 272 p.

3. V. V. Shuvalov, V. A. Golubyatnikov „Automatizarea proceselor de producție în industria chimică: manual. Pentru școlile tehnice. – Ed. a II-a. refăcut si suplimentare - M.: Chimie, 1985. - 352 s. bolnav.

4. Makarenko V. G., Dolgov K. V. Măsurători și instrumente tehnice: Orientări pentru proiectarea cursurilor. Sud - Rus. stat tehnologie. univ. Novocherkassk: SRSTU, 2002. – 27 p.

Automatizarea este utilizarea unui set de instrumente care permit desfășurarea proceselor de producție fără participarea umană directă, dar sub controlul acestuia. Automatizarea proceselor de producție duce la creșterea producției, la reducerea costurilor și la îmbunătățirea calității produselor, reduce numărul de personal de service, crește fiabilitatea și durabilitatea mașinilor, economisește materiale, îmbunătățește condițiile de lucru și măsurile de siguranță.

Automatizarea eliberează oamenii de nevoia de a controla direct mecanismele. Într-un proces de producție automatizat, rolul unei persoane se reduce la configurarea, reglarea, întreținerea echipamentelor de automatizare și monitorizarea funcționării acestora. Dacă automatizarea facilitează munca fizică umană, atunci automatizarea urmărește să faciliteze și munca mentală. Funcționarea echipamentelor de automatizare necesită personal tehnic înalt calificat.

În ceea ce privește nivelul de automatizare, ingineria energiei termice ocupă una dintre pozițiile de lider printre alte industrii. Centralele termice se caracterizează prin continuitatea proceselor care au loc în ele. În același timp, producția de energie termică și electrică la un moment dat trebuie să corespundă consumului (sarcină). Aproape toate operațiunile de la centralele termice sunt mecanizate, iar procesele tranzitorii din acestea se dezvoltă relativ rapid. Aceasta explică dezvoltarea înaltă a automatizării în energia termică.

Automatizarea parametrilor oferă beneficii semnificative:

1) asigură o reducere a numărului de personal muncitor, i.e. creșterea productivității muncii sale,

2) conduce la o schimbare a naturii muncii personalului de serviciu,

3) crește acuratețea menținerii parametrilor aburului generat,

4) crește siguranța muncii și fiabilitatea echipamentului,

5) crește randamentul generatorului de abur.

Automatizarea generatoarelor de abur include reglarea automată, telecomandă, protecție tehnologică, control termic, interblocări tehnologice și alarme.

Reglarea automată asigură progresul proceselor care au loc continuu în generatorul de abur (alimentare cu apă, ardere, supraîncălzire cu abur etc.)

Telecomanda permite personalului de serviciu să pornească și să oprească unitatea generatoare de abur, precum și să comute și să regleze mecanismele acesteia la distanță, de la consola unde sunt amplasate dispozitivele de control.

Controlul termic asupra funcționării generatorului de abur și echipamentului se realizează cu ajutorul instrumentelor de indicare și înregistrare care funcționează automat. Dispozitivele monitorizează continuu procesele care au loc în instalația generatoare de abur sau sunt conectate la obiectul de măsurare de către personalul de service sau un computer de informare. Dispozitivele de control termic sunt amplasate pe panouri și panouri de control, cât mai convenabile pentru observare și întreținere.

Interblocarele tehnologice efectuează o serie de operații într-o anumită secvență la pornirea și oprirea mecanismelor unei instalații generatoare de abur, precum și în cazurile în care protecția tehnologică este declanșată. Sistemele de blocare elimină operațiunile incorecte la întreținerea unei unități generatoare de abur și asigură că echipamentul este oprit în ordinea necesară în caz de urgență.

Dispozitivele de alarmă de proces informează personalul de serviciu despre starea echipamentului (în funcțiune, oprit etc.), avertizează că un parametru se apropie de o valoare periculoasă și raportează apariția unei stări de urgență a generatorului de abur și a echipamentului acestuia. Sunt utilizate alarme sonore și luminoase.

Funcționarea cazanelor trebuie să asigure o producție fiabilă și eficientă de abur cu parametrii necesari și condiții de lucru sigure pentru personal. Pentru a îndeplini aceste cerințe, operarea trebuie efectuată în strictă conformitate cu legile, regulile, normele și liniile directoare, în special, în conformitate cu „Regulile pentru proiectarea și funcționarea în siguranță a cazanelor cu abur” ale Gosgortekhnadzor, „Reguli pentru funcționarea tehnică”. a centralelor și rețelelor electrice”, „Reguli de funcționare tehnică a instalațiilor termice și a rețelelor de încălzire”.

Introducere

Introducere

Dezvoltarea automatizării în industria chimică este asociată cu intensificarea tot mai mare a proceselor tehnologice și creșterea producției, utilizarea unităților de capacitate unitară mare, complicarea schemelor tehnologice și impunerea unor cerințe crescute asupra produselor rezultate.

Un proces tehnologic este înțeles ca un ansamblu de operațiuni tehnologice efectuate asupra materiilor prime în unul sau mai multe aparate, al căror scop este obținerea unui produs cu proprietăți specificate; Acestea se desfășoară în coloane de distilare, reactoare, extractoare, absorbante, uscătoare și alte aparate. De obicei, pentru a procesa substanțe chimice și pentru a obține produse țintă din aceste dispozitive, sunt asamblate scheme tehnologice complexe.

Procesul tehnologic implementat pe echipamentul tehnologic corespunzător se numește obiect de control tehnologic. TOU este un aparat, unitate, instalație, departament, atelier, producție, întreprindere separată. Diverse influențe externe perturbatoare (modificări în consumul sau compoziția materiei prime, starea și caracteristicile echipamentului de proces etc.) perturbă funcționarea TOU. Prin urmare, pentru a-și menține funcționarea normală, precum și dacă este necesară modificarea condițiilor de funcționare a acestuia, de exemplu, pentru a desfășura un proces tehnologic conform unui anumit program sau pentru a obține un produs țintă de o calitate sau compoziție diferită , echipamentul tehnic trebuie gestionat.

Control- acesta este un impact vizat asupra unui obiect, care asigură funcționarea optimă a acestuia și este evaluat cantitativ prin valoarea criteriului de calitate (indicator). Criteriile pot fi de natură tehnologică sau economică (productivitatea unei instalații de proces, costul de producție etc.). Cu control automat, impactul asupra obiectului este efectuat de un dispozitiv automat special într-o buclă închisă; Această combinație de elemente formează un sistem de control automat. Un caz special de management este reglementarea.

Regulamentnumită menținerea valorilor de ieșire ale unui obiect în apropierea valorilor constante sau variabile necesare pentru a asigura modul normal de funcționare a acestuia prin aplicarea acțiunilor de control asupra obiectului.

Este numit un dispozitiv automat care asigură menținerea valorilor de ieșire ale unui obiect în apropierea valorilor necesare regulator automat.

substanță chimică de hidrocracare cu control automat

1. Cercetarea proceselor

1.1 Caracteristicile generale ale unității de producție

Instalațiile de hidrocracare, regenerare a catalizatorului și hidrodezaromatizare a motorinei (RK și GDA) sunt concepute pentru a produce:

• materii prime hidrotratate pentru unitati de cracare catalitica;
• motorină de înaltă calitate cu conținut scăzut de sulf și aromatice;
• fracțiune de kerosen (150-280°C), utilizată ca componentă a kerosenului comercial sau ca componentă a motorinei;
• fracția de benzină (C 5-175°C), implicate în materiile prime ale fabricilor de reciclare.
• Utilizarea proceselor de hidrotratare și hidrogenare a distilatelor medii și a fracțiilor din procesele secundare face posibilă implicarea acestor fracții în producția de motorină și în materie de cracare catalitică.
• Proiectarea detaliată a unităților de hidrocracare, refractare și hidrocracare a fost realizată de VNIPIneft OJSC pe baza designului de bază al companiei Texaco din SUA și a proiectului de bază extins al companiei ABB LummusGlobal.
• Capacitatea de proiectare a unității de hidrocracare pentru materii prime este de 3518,310 mii tone pe an;
• Instalații GDA pentru motorină - 1200 mii tone pe an.
• Procesul de hidrocracare este efectuat într-un pat de catalizator expandat, unde materia primă este alimentată în reactor sub patul de catalizator.
• Crearea și menținerea unui strat de catalizator expandat în reactor este asigurată de alimentarea cu hidrogenat de către o pompă de ebulliție sub stratul de catalizator.
• Unitatea de hidrocracare include:
• unitate reactor de hidrocracare;
• unitate de comprimare a gazului care conține hidrogen;
• unitate de separare a produselor de hidrocracare;
• unitate de fracționare;
• unitate de purificare a gazului circulant care conține hidrogen și a gazului hidrocarbură din hidrogen sulfurat;
• unitate de colectare a descărcării de ardere;
• bloc de rezervoare de drenaj pentru amine si hidrocarburi.
• Instalarea RK și GDA include:
• unitate de regenerare a catalizatorului;
• Secțiune de hidrodezaromatizare a combustibilului diesel (HDA) cu unitate de injecție aditivă.

1.2 Descrierea obiectului de control tehnologic

Obiectul de control tehnologic este coloana de fracţionare 10-DA-201, în care produşii de reacţie lichizi sunt separaţi în fracţii ţintă.

Materia primă principală a coloanei 10-DA-201 este lichid din GSND 10-FA-201 (hidrogenat), încălzit într-un cuptor 10-VA-201 la 370-394°C. Din cuptorul 10-VA-201, materia primă merge în a 6-a tavă a coloanei 10-DA-201.

Materiile prime ușoare din separatorul 10-FA-202 după schimbătoarele de căldură 10-EA-201, 10-EA-202, 10-EA-203 și 10-EA-204 cu o temperatură de 205-237 ° C sunt furnizate la Coloane cu tavi de fracționare a 19-a sau a 16-a 10-DA-201 în funcție de producția de motorină de tip vară sau iarnă.

Pentru a îndepărta și a reduce presiunea parțială a fracțiilor ușoare de hidrocarburi, abur supraîncălzit la presiune medie, cu o temperatură de cel mult 390°C, este furnizat în partea de jos a coloanei de fracționare 10-DA-201 printr-un separator 10-FA-206.

Debitul de abur în coloană este reglat de un regulator de debit 10-FICA-0067 cu o alarmă pentru un debit scăzut de abur de 2,5 t/h în coloana 10-DA-201.

Condensul din separatorul 10-FA-206 este evacuat printr-o sifonă de condens în colectorul de condens.

Nivelul condensului în separatorul 10-FA-206 este controlat de dispozitivul 10-LISA-0033 cu o alarmă de 71% și blocare la un nivel ridicat de urgență de 79% pentru închiderea robinetului 10-FV-0067 de pe alimentarea cu abur. linia la coloana 10-DA-201.

Din partea de sus a coloanei de fracţionare 10-DA-201 vapori de hidrocarburi, hidrogen sulfurat, amoniac şi vapori de apă cu o temperatură de 120-150°C şi o presiune de 1,5-1,95 kgf/cm 2intră în condensatorul răcit cu aer 10-EC-202A eu F.

Temperatura din partea superioară a coloanei este controlată folosind un dispozitiv 10-TIСA-0143 cu o alarmă pentru temperaturi scăzute de 120 ° C și temperaturi ridicate de 150 ° C.

Presiunea vaporilor din partea superioară a coloanei este controlată cu ajutorul dispozitivelor 10-PISA-0170, 10-PISA-0423A/B cu o alarmă scăzută de 1 kgf/cm 2și presiune înaltă 3 kgf/cm 2.

Când se atinge o presiune ridicată de urgență de 3,5 kgf/cm în partea de sus a coloanei 10-DA-201 2de la două dispozitive din trei 10-PISA-0170, 10-PISA-0423A/B se declanșează blocarea pentru oprirea cuptorului 10-VA-201:

obloanele 10-XV-0023, 10-XV-0024, supapa 10-FV-0145 pe conducta de alimentare cu gaz combustibil și robinetul de închidere 10-XV-0007 de pe conducta de alimentare cu gaz de regenerare a cuptorului sunt închise, obloanele 10- XV-0025, 10- sunt deschise XV-0006 în atmosferă;

regulatorul de debit 10-FICA-0142A de pe linia de alimentare cu aer a cuptorului este resetat automat de la reglarea automată la reglarea manuală, iar supapa 10-FV-0067 de pe linia de alimentare cu abur către coloana de fracţionare 10-DA-201 este închisă.

Temperatura cubului, a zonei de alimentare, a zonelor de extracție a combustibilului diesel și a kerosenului și a vârfului coloanei 10-DA-201 este controlată cu ajutorul dispozitivelor 10-TI-0149, 10-TI-0148, 10-TI-0147, 10- TI-0146, 10-TI -0145, 10-TI-0144.

Diferența de presiune dintre tăvi de la 1 la 21 și de la 21 la 32 în înălțimea coloanei 10-DA-201 este monitorizată cu ajutorul dispozitivelor 10-PDIA-0176, 10-PDIA-0173 cu alarmă pentru o diferență mare de 0,3 kgf/ cm 2.

Vaporii care părăsesc partea superioară a coloanei intră în condensatoarele răcite cu aer 10-EC-202A eu F.

Amestec de vapori-gaz răcit și parțial condensat de la condensatoarele răcite cu aer 10-EC-202A eu F cu o temperatură de 48-52°C, care este controlată de dispozitivul 10-TI-0181, intră în inelul răcitoarelor de apă 10-EA-205A/B, unde este răcită cu apă circulantă și cu o temperatură de 30-45°C, care se controlează cu ajutorul dispozitivelor 10-TIА-0183А/В, intră în separatorul 10-FA-203.

Din separatorul 10-FA-203 hidrocarbură gazoasă cu o temperatură de 30-45°C și o presiune de 1,2-1,45 kgf/cm 2intră în scruberul de joasă presiune 10-DA-207 pentru îndepărtarea hidrogenului sulfurat.

Benzina instabilă care s-a condensat și s-a separat de apa din separatorul 10-FA-203 prin supapa de închidere 10-HV-0119 intră în aspirația pompei 10-GA-204A/S.

Partea principală a benzinei instabile cu o temperatură de 35-45 ° C este returnată ca irigare în coloana 10-DA-201 de pe placa a 32-a de către pompa 10-GA-204A/S prin regulatorul de debit 10-FICA-0066 cu alarma la o valoare mica de 32 t/h coloane 10-DA-201.

Cantitatea echilibrată de benzină instabilă este pompată prin regulatorul de debit 10-FIC-0095 cu corecție conform nivelului 10-LICSA-0037C din separatorul 10-FA-203 în debutanizatorul 10-DA-204.

Coloana de fracționare 10-DA-201 are două tăvi oarbe 17 și 25 pentru selectarea fracțiilor de motorină și kerosen.

De la a 25-a placă oarbă a coloanei 10-DA-201, fracția de kerosen cu o temperatură de 170-195°C este introdusă prin regulatorul de debit 10-FIC-0072 în stripper 10-DA-203 către placa superioară 6 pt. striparea hidrocarburilor ușoare.

Temperatura fracției de kerosen înainte de striparea 10-DA-203 este controlată cu ajutorul dispozitivului 10-TI-0152.

Vapori de hidrocarburi ușoare din partea superioară a stripării 10-DA-203 cu o presiune de 1,97 kgf/cm 2și o temperatură de 165-210°C, care este controlată cu ajutorul dispozitivului 10-TI-0158, sunt returnate la 10-DA-201 sub placa a 30-a din 10-DA-201.

Cubul de stripare 10-DA-203 este împărțit printr-o partiție care asigură un nivel constant al fracțiunii de kerosen în spațiul inter-tub al refierbătorului termosifon 10-EA-207.

Fracția de kerosen de pe placa inferioară intră în partea inferioară a stripperului de pe partea laterală a orificiului de curgere în refierbătorul 10-EA-207.

Amestecul de abur-condens de 10-EA-207 cu o temperatură de 203-220°C este returnat în partea inferioară a stripperului.

Temperatura fluxurilor de fracțiuni de kerosen înainte și după 10-EA-207 este controlată cu ajutorul dispozitivelor 10-TI-0154, 10-TI-0155.

Claritatea separării fracțiunilor de kerosen și benzină instabilă este asigurată prin menținerea unei temperaturi stabilite între a 2-a și a 3-a plăci de stripare 10-DA-203, reglată prin presiunea din dispozitivul 10-PI-0428.

Fracția de motorină din placa a 17-a oarbă a coloanei 10-DA-201 cu o temperatură de 244-295°C, care este monitorizată cu ajutorul dispozitivului 10-TI-0151, este împărțită în două fluxuri: fluxul de circulație motorină și fluxul furnizate la decopertare.10-DA-202.

Debitul de irigare circulant de către pompa 10-GA-206A/S este alimentat în spațiul tubular al schimbătorului de căldură 10-EA-202, unde, degajând căldură materiei prime ușoare a coloanei de fracționare care intră prin spațiul intertubular, se răcește și, la o temperatură de 170-225°C, se alimentează ca irigare circulantă la placa a 21-a din coloana 10-DA-201.

Debitul de irigare cu circulație în coloana 10-DA-201 în cantitate de 110-130 t/h este reglat de regulatorul de debit 10-FIC-0057, a cărui supapă 10-FV-0057 este instalată la ieșire. de irigare cu circulatie din 10-EA-202.

Temperatura de irigare cu circulație în coloana 10-DA-201 la ieșirea 10-EA-202 este reglată de regulatorul de temperatură 10-TIC-0125, a cărui supapă 10-TV-0125 este instalată pe bypass-ul schimbătorul de căldură 10-EA-202.

Prezența lichidului la aspirația pompelor 10-GA-206A/S este monitorizată de un comutator de nivel 10-LS-0068 cu un bloc pentru oprirea pompei 10-GA-206A/S din cauza lipsei de lichid.

Debitul principal al fracției de motorină îndepărtat din coloana 10-DA-201 cu un debit constant de la 10-FIC-0076 prin supapa 10-FV-0076 este furnizat pentru striparea hidrocarburilor ușoare pe placa a șasea superioară în stripping 10-DA- 202. Fracție ușoară de vapori din partea superioară a stripării 10-DA-202 cu presiune de până la 2,04 kgf/cm 2și o temperatură de 246-252°C, care este controlată cu ajutorul dispozitivului 10-TI-0160, iar unitățile GDA de la 10-DA-501 sunt returnate sub placa a 25-a goală în 10-DA-201.

Cubul de stripare 10-DA-202 este împărțit printr-o partiție care asigură un nivel constant al fracției de motorină și crearea unei forțe motrice în spațiul inter-tub al refierbtorului 10-EA-206.

Amestecul de abur-condens de 10-EA-206 cu o temperatură de 250-293°C este returnat în partea inferioară a stripperului.

Din cubul 10-DA-201 există o linie gravitațională pentru eliberarea de urgență a coloanei prin supapa de închidere 10-HV-0157 în rezervorul de descărcare de urgență 10-FA-412.

Nivelul din partea inferioară a coloanei 10-DA-201 este reglat de regulatorul de nivel 10-LICА-0032, supapele 10-FV-0109, 10-FV-0112 sunt instalate pe liniile de ieșire a motorinelor calde și reci. din instalatia dupa schimbatoarele de caldura 10-EA-214A/B si 10-EC-203.

Alegerea controlului nivelului în cubul coloanei 10-DA-201 de la dispozitivele 10-LICSA-0032A și 10-LICSA-0032B se realizează cu ajutorul selectorului 10-HS-0309, cu semnalizare la un nivel scăzut de 25% și un nivel ridicat de nivel de 80%.

Când se atinge un nivel scăzut de urgență de 7% de la dispozitivele 10-LICSA-0032A/B, se declanșează un bloc pentru oprirea pompei 10-GA-202A/S, iar când este atins un nivel ridicat de urgență de 93%, un blocul de închidere a robinetului 10-FV-0067 de pe linia de alimentare este declanșat pereche în coloana 10-DA-201.

Motorina comercială din partea inferioară a coloanei 10-DA-201 cu o temperatură de 342-370°C este alimentată printr-o supapă de închidere 10-HV-0075 de către o pompă 10-GA-202A/S către refierbătoarele 10-EA -206, 10-EA-207, 10-EA -506, de unde debitul combinat de motorină cu o temperatură de 328-358°C intră în două fluxuri paralele în inelul schimbătoarelor de căldură 10-EA-217C/V/ A și 10-EA-217F/E/D, unde încălzește materia primă de hidrocracare.

2. Identificarea obiectului de control

Pentru a sintetiza un ACP, este necesar să se cunoască modelul matematic al obiectului de control.

Modelul matematic al obiectului de control a fost obținut prin metoda experimentului activ. Constă în luarea caracteristicilor tranzitorii și determinarea coeficienților funcției de transfer din acestea. Răspunsul tranzitoriu este soluția ecuației diferențiale a sistemului cu o acțiune de intrare în pas și condiții inițiale zero. Această caracteristică, ca ecuație diferențială, caracterizează proprietățile dinamice ale unui sistem liniar (staționaritatea proprietăților obiectului, liniaritatea obiectului de control, concentrarea parametrilor obiectului).

2.1 Identificare prin canal de referință

Răspunsul tranzitoriu de-a lungul canalului de referință a fost eliminat după schimbarea poziției supapei 10FV0076 de la 40,4% la 42% deschidere. Răspunsul obiectului la perturbare a fost măsurat de un senzor la poziția 10TI0147 și înregistrat pe sistemul SCADA.

Pentru identificarea obiectului se va folosi metoda Shimoyu a zonei integrale. Pentru a crește acuratețea acestei metode, curba de accelerație va fi netezită folosind metoda mediei mobile.

Timp de întârziere: τз=25 min.

2.2 Identificarea unui obiect prin canal de perturbare

O schimbare bruscă a debitului de irigare în coloana 10DA201, măsurată de dispozitivul la poziția 10FI0066, a fost aleasă ca un impact treptat asupra obiectului prin canalul de perturbare. Un astfel de impact poate fi considerat treptat cu suficientă precizie.

Similar cu identificarea unui obiect folosind un canal de referință, pentru a îmbunătăți acuratețea este necesar să netezi răspunsul tranzitoriu.

Calculul coeficientului de transmisie al obiectului:

Timp de întârziere:

Identificarea obiectelor a fost efectuată în programul LinReg.

Ca rezultat, modelul obiect arată astfel:

3. Sinteza sistemului de reglementare

3.1 Sinteza unui sistem de control al temperaturii cu o singură buclă pe tava a 17-a a coloanei de fracționare 10DA201

Temperatura din coloană este controlată prin modificarea debitului de descărcare de motorină de pe placa a 17-a. În acest sistem, debitul de irigare în coloană va fi o perturbare externă.

Un sistem cu un regulator PI a fost considerat un sistem de control al nivelului cu un singur circuit. Calculul setărilor optime ale regulatorului PI a fost efectuat folosind metoda Rotach V.Ya. folosind programul LinReg.

Setări controler PI:

Ti=13,6.res=0,046

3.2 Sinteza unui sistem de control al temperaturii cu un singur circuit pe placa a 17-a a coloanei de fracționare 10DA201 cu compensare pentru perturbarea prin canalul de irigare

Una dintre perturbațiile care afectează funcționarea coloanei este modificarea debitului de irigare furnizat sub cele 31 de tăvi ale coloanei. Această perturbare este măsurabilă, ceea ce face posibilă crearea unui sistem care să compenseze această perturbare.

Diagrama bloc a unui astfel de sistem va lua forma prezentată în Fig. 8.

Pentru a asigura condiția de invarianță absolută a mărimii controlate în raport cu perturbarea, condiția trebuie îndeplinită

După înlocuirea valorilor reale ale funcțiilor de transfer Wυ (s), Wµ (s) și Wp (s) obținem

Această funcție nu poate fi implementată din cauza prezenței cablului e20s. Este imposibil să se obțină o invarianță absolută într-un astfel de sistem, așa că problema ar trebui rezolvată cu invarianță până la ε. Să determinăm vectorul acestei funcții la cea mai periculoasă frecvență de rezonanță:

WK (jwres) =-2,9+3,2i

Vectorul CFC la frecvența de rezonanță se încadrează în al 2-lea cadran al planului complex, deci are sens să se utilizeze o legătură de diferențiere reală de ordinul doi ca dispozitiv pentru introducerea influenței unei perturbări, deoarece CFC-ul său este, de asemenea, parțial în cadranul 2.

În general, legătura de diferențiere de ordinul doi are forma

Neglijând plumbul în funcția de transfer a elementului compensator ideal, obținem funcția de transfer a compensatorului

După analizarea funcției în Matlab, putem concluziona că coeficientul primei puteri în numărător este nesemnificativ. Neglijând și coeficienții de gradul al treilea (din moment ce nu au un efect semnificativ asupra proprietăților funcției de transfer), reducem funcția de transfer la forma unei verigi diferențiatoare de ordinul doi.

Fig.9 Reglarea coeficienților compensatorului.

Ca urmare, a fost obținută funcția de transfer a compensatorului

4. Simularea unui sistem de control automat în aplicația Simulink a pachetului MatLab

4.1 Modelarea unui ATS ideal

Fig. 11 Testarea sarcinii ACS și ACS cu un singur circuit cu compensare a perturbațiilor.

Fig. 12 Testarea perturbației unui ACS cu un singur circuit și a unui ACS cu compensare a perturbațiilor.

4.2 Comparație între funcționarea unui ACS cu un singur circuit și a unui ACS cu compensare a perturbațiilor

Parametru ACS cu un singur circuit ACS cu un singur circuit cu compensare a perturbației Prin referință După perturbație Prin referință Prin perturbație Surtension maximă 1.313,11.313,1 Timp de reglare, min 16924016995 Grad de atenuare 0,870,870,870,99

4.3 Simularea unui ATS real

Funcționarea unui sistem real diferă de cel ideal prin unele neliniarități, cum ar fi insensibilitatea senzorilor, cursa limitată și jocul motorului.

Pentru modelarea acestora se folosesc următoarele elemente:

Zona moartă - blocul generează o ieșire zero în zona specificată, numită zonă moartă (domeniu de măsurare*clasa de precizie*0,05=0,06; domeniul de măsurare*clasa de precizie*0,05= - 0,06);

Jocul - modelează jocul prezent în actuator ( Δy *0,05=0,5);

Saturat - element limitator neliniar modelează limitarea cursei actuatorului (70; - 30);

Fig. 13 Modelul unui ACS real cu un singur circuit și al unui ACS real cu compensare a perturbațiilor.

4.4 compararea caracteristicilor ATS ideal și real

Fig. 14 Elaborarea sarcinii cu un sistem ideal și real.

Fig. 15 Testarea perturbațiilor ACS cu un singur circuit real și ideal

Fig. 16 Testarea perturbării ACS ideală și reală cu compensarea perturbației.

Parametru Prelucrarea sarcinii Prelucrarea perturbației unui sistem de control automat cu un singur circuit fără compensare a perturbației Prelucrarea perturbației unui sistem de control automat cu un singur circuit cu compensare a perturbațiilor ideal real ideal real ideal real Depășire maximă 13.112.831313131 Timp de reglare, min 16937024047995327 Grad de atenuare 0,870,920,890,910,990,9 9

Sistemele ideale și cele reale practic nu diferă în ceea ce privește emisia maximă și gradul de atenuare, dar sistemul real are o performanță semnificativ mai scăzută. S-a constatat experimental că influența principală asupra performanței este jocul servomotor. Prin urmare, atunci când alegeți echipamente de automatizare, trebuie acordată o atenție deosebită alegerii actuatorului.

5. Calculul organismului de reglementare și selectarea echipamentelor de automatizare

5.1 Calcul organismului de reglementare

P1=P2=2kgf/cm2

Fmax=115000kg/oră = 160 m3/oră

Din=0,3m

Determinarea căderii totale de presiune în rețea:

Să calculăm valoarea criteriului Reynolds la debit maxim:

Condiții pentru netezimea hidraulică a țevilor:

condiția este îndeplinită, prin urmare conducta nu este netedă hidraulic. Determinăm coeficientul de frecare λ=0,0185 pe baza valorii criteriului Re și a raportului dintre diametrul interior al conductei și înălțimea proeminențelor de rugozitate a conductei conform nomogramei.

Aflați lungimea totală a secțiunilor drepte ale conductei:

Determinarea vitezei medii în conductă la debit maxim:

Să calculăm pierderea de presiune în secțiuni drepte ale conductei:

Să determinăm coeficientul total de rezistență locală a conductei:

Să calculăm pierderea de presiune în rezistența locală a conductei:

Pierderea totală de presiune în linie:

Căderea de presiune în regulator la debit maxim:

Să găsim capacitatea maximă a organismului de reglementare:

Tabelul capacității condiționate a autorităților de reglementare

Selectăm un organism de reglementare cu un debit condiționat și un diametru nominal.

Să verificăm efectul vâscozității asupra debitului regulatorului; pentru a face acest lucru, vom recalcula valoarea criteriului Reynolds în conformitate cu diametrul diametrului nominal al regulatorului:

Selectăm acest organism de reglementare fără a determina factorul de corecție pentru vâscozitatea lichidului.

Să determinăm valoarea ajustată a debitului maxim:

Să determinăm valorile relative ale cheltuielilor:

Determinarea intervalului de mișcare pentru n=0 cu caracteristică liniară

Determinăm gama de mișcări pentru:

a) Cu caracteristică liniară:

b) Cu caracteristică procentuală egală: 0,23< S < 0,57

Determinăm valorile maxime și minime ale coeficientului de transmisie pentru domeniul de sarcină de funcționare:

a) Pentru caracteristica de debit liniară:

b) Pentru un procent egal de debit:

Valoarea raportului dintre valorile minime și maxime ale coeficientului de transmisie cu o caracteristică de debit liniară este mai mare decât cu un procent egal. Prin urmare, alegem o caracteristică de curgere liniară. Dezechilibrul static al obturatorului:

Presiune maximă posibilă pe supapă;

Diferența în zona superioară a corpului inferior;

Forța de presiune medie asupra tijei:

Diametrul tijei;

Presiune maximă în spatele supapei

5.2 Selectarea echipamentelor tehnice de automatizare

Supapă de control de dimensiuni mici, fabricată de LG Avtomatika. Servomotorul pneumatic este furnizat complet cu supapa.

Presiune nominală Ru, MPa1,6 Alezaj nominal, mm200 Caracteristici de curgere liniar Domeniul de temperatură al mediului controlat - 40. +500 Interval de temperatură ambiantă -50…+70 Poziții inițiale ale pistonului supapei NZ - normal închis Material carcasă 12Х18Н10ТMaterial pereche de accelerație 12Х18Н10ТClasa de scurgere pentru supape de reglare conform GOST 23866-87 (conform clasei de scurgere 94Н4 GOST conform DIN 94-9)

Barieră izolatoare contor antiscântei 631 izobar

Eroare de barieră de bază la transmiterea unui semnal analogic: 0,05%

Limitarea curentului de intrare de putere: 200mA

Limitarea curentului de intrare pe partea senzorului: 23,30 mA

Tensiune de alimentare, V: 20,30

Marcaj de protecție împotriva exploziei: ExiaIIC

Timp de răspuns, ms: 50

MTBF, ore: 50000

Convertor termic cu semnal de ieșire unificat THAU Metran 271

Semnal de ieșire: 4,20 mA

Interval de temperatură: - 40…800 O CU

Limită de eroare de bază: 0,25%

Dependența semnalului de temperatură: liniară

Rezistenta la vibratii: V1

Marcaj de protecție împotriva exploziilor: ExiaIICT5

Tensiune de alimentare, V: 14,34

Debitmetru Vortex Rosemount 8800D

Semnal de ieșire: 4,20 mA cu semnal digital bazat pe protocolul HART, puls de frecvență 0,10 kHz, FF digital

Interval de temperatură mediu: - 40…427 O CU

Limita de masurare a debitului volumic m 3/h: 27…885

Limita erorii de bază permise: 0,65%

Grad de protectie impotriva prafului si apei: IP65

Rezistenta la vibratii: V1

Marcaj de protecție împotriva exploziei: ExiaIICT6

Tensiune maximă de alimentare de intrare: 30V

Curent maxim de intrare: 300mA

6. Calculul metrologic al canalelor de măsurare

Schema bloc a canalelor de măsurare a temperaturii și a debitului este următoarea:

Fig. 17 Schema bloc a canalelor de măsurare.

Eroarea acestui sistem de măsurare constă în erorile introduse de elementul sensibil al senzorului de temperatură, convertizorul de normalizare, bariera de protecție împotriva scânteilor, linia de comunicație și placa de intrare a complexului de microprocesoare.

În acest moment, producătorii de cabluri și interfețe de transfer de date au redus practic eroarea introdusă de linia de comunicație la zero, prin urmare, nu este luată în considerare în calcule. La rândul lor, erorile convertorului de normalizare, elementul sensibil, precum și placa de intrare/ieșire a complexului de microprocesoare sunt determinate de producător, apoi limita de eroare admisă a canalului de măsurare va fi determinată ca:

γ dt=0,25% - eroare convertor termic; γ Afaceri=0,05% - eroare introdusa de bariera de protectie la scantei; γ P.M=0% - eroare introdusa de linia de comunicatie; γ IV

γ dt=0,65% - eroare convertor termic;

γ Afaceri=0,05% - eroare introdusa de bariera de protectie la scantei;

γ P.M=0% - eroare introdusa de linia de comunicatie;

γ IV=0,1% - Eroare placa I/O.

Această eroare va asigura precizia de măsurare a canalului necesară.

7. Calculul fiabilității sistemului de control automat

Fiabilitatea unui sistem de control este înțeleasă ca fiind capacitatea sistemului de a îndeplini cerințele impuse acestuia într-un timp dat în limitele specificate de caracteristicile sale tehnice. Este imposibil să se elimine complet defecțiunea echipamentului; prin urmare, fiabilitatea sistemului de control nu poate fi de 100%.

Să calculăm probabilitatea defecțiunilor bruște ale canalului de măsurare dacă se știe că: pentru controlerele ExperionC300 timpul mediu dintre defecțiuni tmier n = 150.000 ore; pentru convertor termic THAU Metran 271 MTBF tmier n=20000 ore; pentru debitmetrul Rosemount 8800D MTBF tmier n=50000 ore; pentru bariere de protecție împotriva scânteilor Metran 631 MTBF tmier n=50000 ore; pentru firele de conectare, probabilitatea de defecțiune în 2000 de ore este de 0,004.

Să presupunem condiționat că legea distribuției defecțiunilor este exponențială, atunci probabilitatea funcționării fără defecțiuni este determinată de formula: , unde λ =1/tmier n.

Probabilitatea de funcționare fără defecțiuni a controlerului ExperionC300:

Probabilitatea de funcționare fără defecțiuni a convertorului termic THAU Metran 271:

Probabilitatea de funcționare fără defecțiuni a barierei de protecție împotriva scânteilor Metran 631:

Probabilitatea debitmetrului Rosemount 8800D:

Probabilitatea de funcționare fără defecțiuni a liniilor de comunicație: