Учебное пособие 2200

ВЫПУСК № 2 (20), 2020

ISSN 2618-7167

ция прямого цифрового управления непре-

этих величин от заданного значения. Сле-

рывными дозаторами. Кроме того, система

дить о достижении предельных значений

управления и соответственно программное

технологических параметров. И при необхо-

обеспечение должны быть адаптированы к

димости оповещать диспетчера или операто-

особенностям работы дозаторов составляю-

ра о возникших аварийных ситуациях.

щих бетонных смесей, учитывать сам про-

Основным объектом исследования и

цесс взвешивания, характер загрузки пита-

автоматизации является дозатор непрерыв-

ющим устройством, отсечение потока мате-

ного действия, представленный на рис. 1 [1].

риала при достижении требуемого веса или

Состав приведенного дозатора и систе-

расхода (производительности) дозатора и так

мы управления следующий:

далее. Ведь дозаторы работают в весьма

1 – сыпучий материал (компонент бе-

жестких условиях внешней среды, материал

тонной смеси)

поступает неравномерно, различного грану-

2 – загрузочное входное устройство,

лометрического состава, влажности, объем-

3 – датчик силовой тензометрический,

ного веса, в условиях резкого перепада тем-

4 – датчик частоты вращения ленты до-

ператур и влажности. Все эти негативные

затора,

факторы и возмущающие воздействия на

5 – датчик частоты вращения ведомого

процесс весового дозирования необходимо

барабана,

учесть.

6 – датчик натяжения ленты грузового

должно реализовывать такой математиче-

7 – асинхронный электропривод ленты

ский аппарат, который способен принять

дозатора и секторного питателя,

особенности дозирования в условиях работы

8 – частотный преобразователь,

этих дозаторов на предприятиях стройинду-

9 – датчики наполнения дозатора,

стрии и быть адаптированным к самому про-

10 – входная воронка питающая.

цессу загрузки, выгрузки, взвешивания и

Информация в

виде

измерительных

преобразовании веса в достоверный измери-

сигналов поступает на входы контроллера, а

тельный сигнал.

также на аналого-цифровой преобразователь.

С точки зрения управления автомати-

В соответствии с алгоритмом управления

зированная система должна выполнять сле-

обрабатывается, и в случае отклонения тех-

дующие функции: обеспечивать стабилиза-

нологических параметров от заданного зна-

цию значения веса или расхода материала на

чения, контроллер обеспечивает выработку

весоизмерительном устройстве, осуществ-

командных управляющих

воздействий на

лять

программное логическое управление

силовые и исполнительные механизмы с це-

исполнительными органами весового обору-

лью достижения контролируемых техноло-

дования бетоносмесительных установок не-

гических параметров заданного значения.

прерывного действия.

Основным элементов работы дозатора

Автоматизированная система управле-

является тензометрический преобразователь

ния должна собирать, обрабатывать по алго-

веса, серийно выпускаемый промышленно-

ритму

интеллектуального

программного

стью, и широко внедряемый в том числе и

обеспечения всю необходимую измеритель-

для операций дозирования и взвешивания в

ную информацию о процессе дозирования.

различных отраслях промышленности.

Монитор отображает состояние всего весо-

Предложенный

комплекс

технических

дозирующего оборудования. Кроме того,

средств автоматизированного

управления

необходимо получать информацию не толь-

имеет достаточный и необходимый состав

ко о технологических параметрах процесса

для достижения качественного

управления

взвешивания, формирования дозы, расхода и

процессом непрерывного взвешивания сы-

производительности, но и

об отклонении

пучих материалов.

Структурная

схема автоматизирован-

риала к стенкам воронки, разного наполне-

ного управления дозированием составляю-

ния дозатора, изменения физико - механиче-

щих смесей приведена на рис. 2 [2].

ского состояния исходных компонентов,

Схема имеет типовую структуру непо-

объемного веса, влажности, отсутствия бес-

средственного цифрового управления. С це-

перебойного поступления материала и так

лью обеспечения помехозащищенности блок

далее сильно затрудняют работу дозатора. И

сильноточных ключей, управляемый платой

в, первую очередь, страдает точность необ-

ввода-вывода релейных сигналов, выполнял-

ходимая для поддержания заданного про-

ся на гальванически развязанных элементах.

центного соотношения компонентов смесей

Система обслуживала одну секцию дозиро-

в процессе приготовления бетонных смесей.

вочного

отделения бетоносмесительной

Отказ от

принципа

уравновешивания

установки, состоящую из 4-х дозаторов не-

веса рычажными системами и замены на тен-

прерывного действия.

зометрические

силовые

преобразователи

Работа подобных систем управления в

бесспорно улучшило работу дозаторов. Про-

условиях производства достаточно надежна.

водимая модернизация по внедрению тензо-

Основным показателем качественной работы

метрического метода измерения веса изме-

весового

дозатора

непрерывного действия

нило сам принцип взвешивания сыпучих тел.

остается показатель точности дозирования,

Значительно

снизилась

колебательность

то есть стабильного расхода или производи-

процесса взвешивания, и, несмотря на то, что

тельности дозатора. Обеспечить заданную

она была сведена к минимуму, из-за сложно-

точность в условиях промышленной эксплу-

го характера процесса загрузки, она сохраня-

атации дозаторов представляет на практике

ется.

значительную трудность [3].

Решить полностью проблему точности

Основным трудно преодолимым фак-

дозирования и взвешивания только выбором

тором в достижении точности, все-таки яв-

технических средств не представляется воз-

ляется сам процесс загрузки дозатора рас-

можным. Необходим математический аппа-

ходным материалом. Из-за налипания мате-

рат и программное обеспечение, его реали-

ВЫПУСК № 2 (20), 2020

ISSN 2618-7167

зующее, способные адаптироваться к работе

ботки этих данных может быть выработано

дозаторов. Программное обеспечение долж-

адекватное управляющее воздействие на

но содержать вычислительный аппарат, ос-

управление механизмами дозатора непре-

нованный на оперативном анализе данных

рывного действия в составе бетоносмеси-

работы дозатора, упреждении динамической

тельных установок для производства каче-

погрешности дозирования, ее статистиче-

ственных смесей.

ском прогнозировании. Только после обра-

по алгоритму управления. После обработки

особенности,

которые заключаются в ком-

входной информации о состоянии весоизме-

пенсировании потерь напряжения в соедини-

рительного процесса процессор вырабатыва-

тельных проводах тензометрического датчи-

ет команды, реализуемые выходными цепя-

ка. На входы АЦП приходит также напряже-

ми ПЛК, для управления исполнительными

ние с питающей диагонали тензометрическо-

устройствами систем автоматизации: ча-

го датчика наряду с измерительным сигна-

стотными

преобразователями,

магнитными

лом тензометрического датчика. Это напря-

пускателями, электромагнитными механиз-

жение в измерительной схеме для АЦП яв-

мами, мотор-редукторами и другими.

ляется опорным. После обработки в АЦП

Преобразователь

тензометрический

цифровые значения измерительных сигналов

широко внедряется в качестве весоизмери-

подаются в микропроцессор. В микропро-

тельного устройства в различные отрасли

цессоре цифровые значения обрабатываются

промышленности, в том числе и в стройин-

и происходит преобразование искомых зна-

дустрии, включает в себя следующие блоки:

чений в измеряемый вес. Полученный вес

входы и выходы дискретные выполненные с

высвечивается на индикаторе тензометриче-

гальванической развязкой, драйверы RS485 и

ского преобразователя и далее по сети по-

RS232 также выполненные с гальванической

ступает интерфейсу RS485/RS232. Кнопками

развязкой, микропроцессор, индикатор све-

на лицевой панели тензометрического пре-

тодиодный и клавиатура, блок питания пре-

образователя вес при необходимости сбра-

образователя,

преобразователь

аналого-

сывается.

цифровой.

Получив фактическое измеренное зна-

Входное

сетевое

напряжение

питания

чение веса, вторичный преобразователь мо-

преобразуется блоком питания прибора в

жет выдать релейный сигнал по предвари-

напряжение стабилизированное, необходи-

тельно

выполненным

настройкам самого

мое для питания как датчиков тензометриче-

тензометрического преобразователя.

ских, так и всех остальных узлов прибора.

Кроме этого, также по предварительно

Питание преобразователя выполняется либо

выполненным

настройкам преобразователя

от внешнего источника 12…25В, либо от се-

обрабатывается состояние входов прибора. В

ти переменного тока 220В. Источник пита-

выходных цепях происходят действия в свя-

ния вспомогательный

работает

только от

зи с состоянием входов преобразователя.

сетевого

напряжения

переменного

тока

Для попадания в заданный диапазон

220В. Кроме того, он имеет от основной

веса сыпучего материала необходимо уста-

схемы развязку гальваническую. Преобразо-

новить режим сигнализации. Для этого нуж-

ватель имеет

также

нестабилизированное

но выполнить соответствующую настройку.

напряжение вспомогательного

внутреннего

В

преобразователе тензометрическом

источника

питания. Это напряжение, поми-

присутствует режим сигнализации, при ко-

мо основного питания, может быть исполь-

тором в процессе весового непрерывного до-

зовано для подключения внешних релейно-

зирования произошел

переход

предельных

контактных дискретных датчиков, для кото-

граничных значений текущего веса материа-

рых не предъявляются повышенные требо-

ла из установленного диапазона.

вания к источнику питания.

В соответствии с алгоритмом взвеши-

Пропорциональный измеряемому весу

вания происходит считывание информации

на ленте конвейера непрерывного дозатора,

тензометрических датчиков

дозирования

измерительный сигнал тензодатчика подает-

компонентов смеси. Кроме этого, вычисля-

ся на входные цепи аналого-цифрового пре-

ется массовый расход сыпучих материалов

образователя. Схема подключения тензомет-

по каждому весовому дозатору,

выполняет-

рического датчика к вторичному измери-

ся расчет отклонения фактической произво-

тельному

прибору Ньютон 11

имеет

свои

дительности дозаторов от заданной. Помимо

ВЫПУСК № 2 (20), 2020

ISSN 2618-7167

Все объекты9 хранения нефти и нефте-

теля в процентах при переводе его с техни-

продуктов являются пожаровзрывоопасны-

ческого эталонного изооктана на данный

ми, поэтому ЧС на нефтебазе приводит к

бензин (богатая смесь с наддувом) при той

существенным

материальным

потерям и

же степени сжатия и отсутствии детонации.

наносят вред окружающей среде, подвергая

Величина сортности колеблется от 90% до

опасности здоровье и жизнь человека. Исхо-

130%.

дя из вышеизложенного, данная тема являет-

Нефтяные масла: это смесь жидких вы-

ся актуальной. При выполнении работы бы-

сококипящих фракций. Нефтяные масла ис-

ли использованы материалы

исследований

пользуют для снижения трения между твѐр-

[1-20].

дыми поверхностями движущихся частей

Авиационные бензины. Антидетонаци-

механизмов, станков и т. д. По области при-

онные свойства

бензинов характеризуются

менения нефтяные масла подразделяют на

не только по октановому числу, но и сортно-

смазочные и специальные; смазочные делят

сти. Выпускают авиационные бензины марок

на индустриальные, моторные, масла для

Б95/130, Б91/115, Б–70.

прокатных станков, вакуумные и т. д.

Сортность – это дополнительная харак-

Показан проведенный статистический

теристика к октановому числу; она означает

анализ возникновения техногенных пожаров

увеличение мощности авиационного двига-

на объектах хранения нефти и нефтепродук-

тов (рис. 1). Как мы видим, основными ме-

ВЫПУСК № 2 (20), 2020

ISSN 2618-7167

жары в резервуарах и насосных станциях.

Объекты Липецкой

нефтебазы ОАО

Основными причинами пожаров яви-

"Северная нефтебаза" были построены и

лись как огневые и ремонтные работы, так и

введены в эксплуатацию в 1930 году. Рекон-

струкция

сооружений,

технологического

искры электроустановок. Пожары в резерву-

оборудования проводилась в 1958 г., 1986-

арных парках несут за собой значительный

1990г.г.

ущерб, а в некоторых случаях и гибель лю-

Месторасположения объекта: Функци-

дей.

ональное назначение цеха – прием, хранение

Наибольшая продолжительность туше-

и отпуск нефтепродуктов. В состав цеха вхо-

ния пожара в резервуарах приходится на

дят: производственные участки, железнодо-

зимнее время, а при температуре окружаю-

рожная сливо-наливная эстакада, насосная

щего воздуха ниже 25 °С средняя продолжи-

светлых и темных нефтепродуктов, резерву-

тельность тушения составляет более 10 ча-

арный парк светлых и темных нефтепродук-

тов, авто наливная эстакада, административ-

сов.

ное здание, здание операторской, складские

Липецкая

нефтебаза ОАО "Северная

и бытовые помещения. Площадь территории

нефтебаза" классифицируется:

2

.

- по назначению: распределительная –

составляет 94308 м

В качестве объекта исследования мною

предназначена

для приема нефтепродуктов

выбрана ОАО «Северная» нефтебаза, кото-

всеми видами транспорта и отпуска нефте-

рая предназначена для приема, хранения и

продуктов непосредственно потребителям, в

отпуска нефти и нефтепродуктов. Район сей-

основном автотранспортом наливом и в таре;

смически устойчив. Ёмкости для хранения

- по транспортным связям: железнодо-

нефтепродуктов находится в обваловании.

После анализа пожарной обстановки на

рожная – получает нефтепродукты по желез-

объекте

было установлено, что наиболее

нодорожной ветке (тупику) наливом в ваго-

опасным вариантом возможного техногенно-

нах-цистернах и крытых вагонах в таре;

го пожара является взрыв с последующим

- по общей вместимости емкостей: II

горением жидкости.

категория – 20000 до 50000 м3;

Исходные данные. В результате взрыва

- по грузообороту: 3 группа – 50000 до

(самая вероятная ситуация из практики по-

100000 т/год включительно.

жаротушения) происходит частичное разру-

шение и обрушение крыши внутрь резервуа-

ра с последующим горением жидкости на

всей свободной поверхности площади зерка-

ла резервуара.

Так как в летнее время испарение го-

рючих жидкостей будет происходить интен-

сивнее, чем в зимнее время, то возможность

возникновения пожара наиболее вероятна -

летом.

Скорость ветра составляет 2-4 м·с-1,

направление ветра юго-западный, темпера-

тура окружающего воздуха + 25 °С;

Процесс горения жидкости на свобод-

ной поверхности зеркала резервуара харак-

теризуется рядом общих показателей:

- высота светящейся части факела со-

ставляет до 1,5 диаметра резервуара;

- при ветре пламя будет наклонено, под

углом к горизонту и иметь примерно те же

размеры;

- температура светящейся части пламе-

Рис. 1. Причины возникновения пожара

ни может колебаться в пределах от 1000° до

1200°С.

Вывод: Таким образом, уже с первых

ванием ГПС-600 и передвижных средств по-

минут от момента начала пожара в одном

жарной охраны Предлагаемый аппарат для

резервуаре, создаѐтся реальная угроза его

тушения: с использованием УКТП «Пурга»

распространения на соседние резервуары,

(рис. 2, таблица) и передвижных средств по-

находящиеся под воздействием инфракрас-

жарной охраны.

ного излучения пламени факела.

В данной работе предлагаются 2 вари-

анта тушения пожара:

1 вариант тушения пожара является ба-

зовым с использованием ГПС-600 и пере-

движных средств пожарной охраны. В каче-

стве 1 варианта сценария пожара принято

развитие пожара в резервуаре № 3 резерву-

арного парка для хранения светлых нефте-

продуктов.

2 вариант тушения пожара. Тушения

пожара в резервуаре РВС – 5000, с использо-

Рис. 2. Внешний вид УКТП «Пурга»

Таблица 1

Характеристики УКТП «Пурга»

Наименование параметров

УКТП «Пурга»

10.20.30.

1.Производительность установки:

- по пене низкой кратности (л/ּс)

200

- по пене средней кратности (л/ּс)

400

2.

Суммарная производительность установки

25

(по раствору пенообразователя) (л/ּс)

3.

Расход пенообразователя (л/ּс)

0,9-1,8

4.

Рабочее давление МПа

0,6-0,8

5.

Скорость тушения ЛВЖ и ГЖ (м/ּс)

6-8

6.

Дальность подачи струи: - водяной (м); - пеной (м).

50

47

7.

Количество ствольщиков для работы на установке (чел.)

1

8.

Стоимость установки (руб.)

50000

9.

Срок эксплуатации (лет)

10

ВЫПУСК № 2 (20), 2020

ISSN 2618-7167