
- •1. Введение
- •2. Описание технологического процесса
- •3. Разработка системы управления технологическим процессом
- •3.1 Постановка задачи управления технологическим процессом
- •3.2 Выбор и описание структурной схемы системы управления
- •3.3 Выбор и описание комплекса технических средств автоматизации
- •3.4. Описание функциональной схемы автоматизации технологического процесса
- •3.5 Определение технологических параметров подверженных контролю, сигнализации и защите.
- •3.6 Обоснование выбора и описание комплекса технических средств автоматизации. Измерение температуры
- •Измерение давления
- •Измерение расхода
- •Измерение уровня
- •Выбор регулирующего органа и исполнительного механизма
- •4.Описание алгоритмов сбора, первичной обработки информации и циклического опроса датчиков.
- •4.1. Алгоритм циклического опроса датчиков
- •4.2. Задачи первичной обработки информации
Измерение уровня
В настоящее время измерение уровня во многих отраслях промышленности осуществляют различными по принципу действия уровнемерами, из которых распространение получили:
1.поплавковые;
2. буйковые;
3. гидростатические;
4. электрические (емкостные);
5. ультразвуковые (радарные);
6. визуальные средства измерений.
Из выше перечисленных промышленных средств измерения уровня для нашей системы был выбран – ультразвуковой уровнемер.
Преимущества:
- независимость их показаний от физико-химических свойств и состава рабочей среды;
- точность и надежность измерений .
В данное время интеллектуальные радарные уровнемеры представляет на рынке следующий ряд фирм:
1) ООО «Автоматика ВК»;
2) ЗАО «Метран»;
3) Промышленная группа «ESMA»;
4) ЗАО «ПромИнжиниринг»;
5) «Контакт 1».
Проанализировав предложенный данными фирмами ассортимент был выбран ВК 1700, фирмы «Автоматика ВК»
Преимуществами которого являются:
|
1.высокая точность измерений (погрешность измерения ±1 мм); | |
|
2.высокая надежность; | |
|
3.независимость точности и стабильности измерений от влияния дестабилизирующих факторов (температура окружающей среды, наличие испарений внутри резервуара, агрессивный характер контролируемого продукта и т.п.); | |
|
4.стабильная работа в условиях интенсивных испарений; | |
|
5. полная автоматизация, что предельно облегчает установку, включение и эксплуатацию прибора | |
|
6.возможность работы во взрывоопасных зонах; | |
|
7.полная безопасность для персонала предприятий ввиду малой мощности излучения (существенно ниже существующих норм), а также – полной локализации радиоволн внутри резервуара; | |
|
8.легкость интеграции прибора в информационную сеть предприятия и АСУТП; | |
|
9.автоматическия самодиагностика и сигнализация внутренних отказов; | |
|
возможность работы при существенном изменении питающих напряжений; | |
|
10.небольшая потребляемая мощность; |
Выбор регулирующего органа и исполнительного механизма
В настоящее время наибольшее распространение, в зависимости от конструкции, получили такие РО как:
1.Шаровые - снабжены поворотным затвором в виде сферы с цилиндрическим отверстием и седлами – уплотняющими поверхность, имеющие форму сферы. При открытом положение затвора сопротивление потока очень мало. РО данного типа могут выдерживать перепады давления до 8 МПА и температуры в интервале -60…+230, ⁰С.
2. Заслоночные – затвор представляет собой заслонку в виде металлического диска, поворот которого приводит к изменению проходного сечения и пропускной способности самого органа. Когда заслонка полностью открыта (расположена параллельно основанию трубы) пропускная способность РО максимальна. РО данного типа применяются для измерения больших расходов газа и пара. Основной недостаток - не разгруженность затвора.
3. Диафрагмовые – изменение проходного сечения осуществляется за счет диффузии эластичной мембраны относительно неподвижного седла под действием приложенной силы. Данный тип РО применяется для изменения расхода агрессивных сред при невысоких давлениях и температурах.
4. Односедельные – проходное сечение образуется одним цилиндрическим или профилирующим затвором, которые перемещается вдоль оси неподвижного седла. Основной недостаток - не разгруженность затвора
5. Двухседельные - проходное сечение образуется двумя цилиндрическими или профилирующими затворами, которые перемещается вдоль оси двух неподвижных седел. Применяются для измерения расхода жидкости, пара, газа, параметры которых могут изменяться в широких пределах.
Исполнительные механизмы подразделяются по виду используемой энергии создающей усилие, необходимое для работы регулирующего органа, на пневматические, электрические и гидравлические.
1. Пневматические ИМ – усилие перемещение создается за счет давления сжатого воздуха на чувствительный элемент (мембрана, поршень, сильфон).
2. Гидравлические ИМ – усилие перемещение создается за счет давления жидкости на мембрану или поршень.
3. Электрические ИМ – по принципу действия подзраделяются на:
- Электродвигательные (электромашинные) – в которых основным элементом является электрический двигатель постоянного и переменного тока (электропривод).
- Элекромагнитные ИМ дискретного действия выполняются в основном на базе электромагнитов постоянного и переменного тока и постоянных магнитов. Жесткое соединение узлов систем осуществляют различного рода электромагнитные муфты.
В качестве РО был выбран регулирующий клапан и привод конструкции GX Fisher, фирмы «Метран»
Электропривод Метран-GX, обеспечивает выполнение следующих функций:
1. Открытие-закрытие с автоматическим отключением по концевым или моментным датчикам;
2. Регулирование клапанов с позиционированием по всей длине хода;
3. Локальное управление клапаном с местного пульта или при помощи ручного дублера;
4. Автоматическое выключение ручного дублера при запуске электродвигателя;
5. Указание положения выходного звена на местном механическом указателе положения.
6. Температурная защита электродвигателя;
7. Работа при низких температурах с подогревом элементной базы приводного модуля электропривода при помощи обогревателя и других средств;
8. Автоматическое отключение электродвигателя по сигналам устройства;
9. Ограничения усилия при превышении допустимых нагрузок на выходном звене электропривода в любом промежуточном положении запорного устройства арматуры и при его достижении крайних положений;
10. Контроль положения выходного звена электропривода при помощи датчика положения;
11. Формирование унифицированного токового сигнала 4-20 мА от датчика положения выходного звена электропривода;
12. Сохранение положения клапана при потере электропитания.