Общий вид стенда и описание

Технические данные оборудования

Краткое содержание практических занятий с использованием лабораторного стенда непрерывных процессов фирмы ФЕСТО

Введение

Учебное оборудование фирмы Festo для автоматизации производственных процессов разработано для проведения практических занятий с целью выработки профессиональных навыков у будущих специалистов в нефтегазовой отрасли. Данное оборудование можно также использовать для повышения профессиональной подготовки и дополнительного обучения магистрантов, докторантов и работников нефтегазовых предприятий в области автоматизации.

При сборе и транспортировке скважинной продукции на месторождениях, начиная от устья скважины и до потребителя, скважинная продукция двигается по трубопроводам, проходя различные стадии подготовки до товарного вида. При этом меняются различные параметры: давление, температура, уровень жидкости и др.

Используя учебное оборудование фирмы Festo, можно на практике увидеть и научится рассчитывать технологический процесс транспортировки нефти, пластовой воды для различных условий: при заданном давлении, температуре и расходе жидкости.

Перед работой на оборудовании необходимо пройти инструктаж по безопасной эксплуатации и соблюдать все рекомендации для предотвращения несчастных случаев. После ознакомления с инструкцией по безопасности необходимо подтвердить это подписью в специальном журнале.

Студенты должны вести работу только под присмотром преподавателя!

Студенты должны соблюдать все указания по технике безопасности!

Параметр	Величина
Максимальное рабочее давление трубопроводной системы	50 кПа (0,5 бар)
Электроснабжение станции	24 В пост. тока
Профилированный лист	700 х 700 х 32 мм
Размеры	700 х 700 х 907 мм
Вес
(объемный) расход насоса	~ 5 л / мин
Объем бака(резервуара)	10 л макс.
Количество баков(резервуаров)
Рабочий диапазон замкнутой системы для контроля уровня	0…10 л мм
Диапазон измерения датчика уровня	0…9 л
Диапазон сигнала датчика уровня	ток 4... 20 мА
Рабочий диапазон замкнутой системы для контроля расхода	0... 7 л / мин
Диапазон измерения датчика расхода	0,3... 9,0 л / мин
Диапазон сигнала датчика расхода	частота 0... 1200 Гц
Рабочий диапазон замкнутой системы для контроля давления	0...30 кПа (0...300 мбар)
Диапазон измерения датчика давления	0...10 кПа (0...100 мбар)
Диапазон сигнала датчика давления	напряжение 0... 10 В
Рабочий диапазон замкнутой системы для контроля температуры	0... 60 ° C
Диапазон измерения датчика температуры	-50 ° C... +150 ° С
Диапазон сигнала датчика температуры	сопротивлениеPT100

Рисунок 1 Общий вид стенда фирмы ФЕСТО

Учебный стенд непрерывных процессов фирмы ФЕСТО (рисунок 1) состоит из панели с цифровыми и аналоговыми датчиками и приводами. С помощью контроллера оборудование можно использовать для различных систем:

• Система с управлением уровня;

• Система с управлением расхода;

• Система с управлением давления;

• Система с управлением температуры.

Основными компонентами оборудования являются:

• Аналоговый ультразвуковой датчик;

• Расходомер с частотным сигналом;

• Датчик давления, пьезорезистивный;

• Манометр для 0... 1 бар;

• Датчик температуры PT100;

• 2 Емкостной датчик для достижения минимального / максимального уровня в нижнем баке (резервуаре);

• Поплавковый выключатель для верхнего бака;

• Поплавковый выключатель для нижнего бака;

• Поплавковый выключатель в качестве защиты для системы отопления;

• Центробежный насос;

• Двигательный контроллер для насоса;

• Пропорциональный клапан с электронным блоком управления;

• Система отопления с встроенным реле управления;

• Датчик қорабы бар пневматикалық айнымалы жетекті(SYPAR) 2W-шар шүмегі;
• Дабыл түрлендіргіші: токты кернеуге, жиілікті кернеуге, PT100-ді кернеуге;
• Басқару панелі;
• 4 мөлдір сегменттен құралған құбыр жүйесі;
• Жоғары қысымды резервуар;
• Суға арналған ыдыс;
• Қолды қақпақ(клапан);
• Құрғатуға(дренаж) арналған қолды шар шүмегі.

3.1 Деңгейді бақылау

Деңгейді бақылау үшін келесі элементтер қолданылады:

• Датчиктер;

•Толтырылу кезіндегі қауіпсіздік үшін қолданылатын қалтқы ажыратқыш;

Байланыссыз ажыратқыш

Екі сыйымдылықты датчик B113 (1) және B114 (2) томенгі күбіде орналастырылған B101 және профильдік бетке орналастырылған. Датчик жағдайы механикалық турде реттеле алады. Әрекеттесу қашықтығын винт көмегімен қабырға арқылы реттеуге болады.

2 сурет. B113 және B114 сыйымдылықты датчиктер деңгейін бақылау.

Резервуардағы ең төмен деңгей элементі сұйықтыққа толығымен батырылуы керек.
Резервуардағы максималды деңгей-В101 жоғарғы датчикпен-В114 көрсетіледі.B101 B113-датчигітің төменгі сенсорымен белгіленген. Минималды деңгейдегі E104-жылытқыш

Күбінің асыра толтырылуы-В101 қалтқы ажыратқышпен-S111 (1) қадағаланады. Егер кубідегі сұйықтықтың деңгейі максималды деңгейден артса, онда сол қалтқы жоғары ысырылады да, сұйықтық жіберілуі тоқтайды.

3сурет. Қалтқы ажыратқышымен деңгейді бақылау.

Басқару жүйесінің деңгей функциясы резервуардағы сұйықтықтың толтырылу деңгейінің реттелуі болып табылады. Деңгейдің басқару жүйесі - B101-ультрадыбыс датчигі(өлшенуі "LIC B102 'нүкте) бар жоғарғы B102 контейнері. Құбыр жүйесінің көмегімен (1) P101-сорабы сақтау резервуарынан-B101 B102 -резервуарына сұйықтықтың қайта айдауын қамсыздандырады. Резервуардағы сұйықтықтың деңгейі-B102 "LIC B101"-нүктесінің өлшенгендегі (2) B101-аналогты ультрадыбыс датчигінің комегімен анықталады.

3.2 Температураны бақылау.
Жылытқыш элементімен жұмыс кезіндегі қорғанышты қосу.

Қалтқы ажыратқыш күбінің толтырылу деңгейінің төмендеуін бақылайды. Ол ысудың жалғасуын болдырмауға жағдай туғызады, егер толтырылу деңгейі критикалық нүктеге жетпеген болса. Қыздырғыш сұйықтыққа толықтай батырылған болуы керек.

4-сурет. Қыздырғышпен жұмыс кезіндегі қорғанышты қосу үшін қолданылатын қалтқы ажыратқыш.

Орталықтандырылған сорап.
P101(1) Орталықтандырылған сорап - құбыр жүйесі арқылы резервуардың B101 күбісінен сұйықтықты қайта айдау үшін арналған.

5 Сурет. Сорап Р101.

Сорап жұмысы құрғақ күйде болмауы керек. Резервуар немесе құбыр жүйесінің пайдалануына енгізбес бұрын, сорап сұйықтықпен толтырылуы керек. Сорап А4 қозғалтқыш контроллерімен және К1 ауыстырып-қосқыш көмегімен басқарылады.

Пропорционалдық қақпақ(клапан).
V106(1) пропорционалды клапан сұйықтық ағынын басқару үшін тікелей 2/2-үлестірілімді клапанға әсер етеді. Ол реттегіш алыс элемент түрінде пайдаланыла алады. Клапан поршені шешілулі және оның қызметін, клапан арқылы сұйықтық ағынын шығаратын, катушкалар орындайды.

Сурет 6. Клапан пропорционалдығының басқару элементі V106

Қыздырылу

Қауыпсіздік нұсқаулығы:

· Күбінің максималды жұмыс температурасы 65°C-тан аспау керек.

· Егер жылытқыш элементі сұйықтыққа толықтай батырылмаған болса, онда бұл жылытқыш элементін пайдаланбаймыз.
· Жылытқыш элементіндегі критикалық температура: 50-60°C шамасында. Қызба автоматты түрде сөндіріледі. Егер температура мәні 45 °-тан төмендесе, онда қызба қайтадан қосылады.

Пневматикалық роторлы жетекті шар шүмегі.
2-жүрісті шар шүмегі V102 пневматикалық айналмалы жетегі көмегімен ашылады және жабылады. Жоғарғы B102 резервуардан B101-төменгі резервуарына суйықтық ағыны
бұрылысты дискінің шар клапанының көмегімен жүреді.

Рисунок 7. Пневматикалық айналмалы жетекті 2-жүрісті шар шүмегі V102

1 -латунды шар.
2 - соленоид.
3 - NAMUR үшін қалып(шаблон) порты бар 5/2-жүрісті клапан
4 - SYPAR айналмалы жетек үлгісі, кулиса ұстанымы
5 –датчик блогі.

3.3 Қысымды бақылау.

Құбыр жүйесі арқылы, P101 сорабы сұйықтықтың резервуардан газбен толтырылған B103(1)-кернеулі күбіге өтуін қамтамасыз етеді. Кернеулі күбіде газдың(ауаның) қысымын салыстырмалы пьезоэлектрлік қысым датчигінің көмегімен анықтайды.
Резервуар ішіндегі сұйықтық мөлшері, P101 сорабының жұмысы кезінде, V107 шығарылым клапанының жабылып/ашылуынан ұлғайып отыруы мүмкін. Үйлесімді режимдегі жұмыс үшін, жарты денгейдегі V107 жоғары қысым резервуарында су деңгейін орнатқан жөн.

Жұмыстың екі режимі бар:

- Басқару жүйесі ретінде P101 сорабы арқылы қысымды бақылау?

- Басқару жүйесіндей V106 пропорционалды клапан арқылы қысымды бақылау.

Ығыстыру үшін колды клапанды V109 толық немесе жартылай ашу/жабуға бола ма?
Кернеудің стандартты белгісі де аналогты Х2(UE3) клеммасына қосылған.Сонымен қатар, резервуарда қысым манометрмен анықталады. Жоғарғы қысымды резервуарды беріктендіру(опорожнить) үшін V107, V108, V 109 қолды клапандар ашық және P101 сорабы өшірулі болуы керек. Назар аударыңыз, қысым әсеріндегі контейнердегі су деңгейі төменгі күбі B101 деңгейінен төмен болмайды. Ол суды төменгі күбіден жоғарғы күбіге B102 қайта айдау үшін қажет.

3.4 Температураны бақылау жүйесі.
Температураның басқару жүйесі өздігінен реттелетін басқару жүйесі (бақылау жүйесі PT1) ретінде пайдаланылады. Энергия өзгерісі жай жүретіндіктен, бақылау жүйесінің уақыты(кідіріс уақыты) ұзақ және тұрақты болады.

Сурет 8. Температураны бақылау жүйесі- температура датчигі бар B104 (өлшеу нүктесі "TIC B104') контейнер реакторы B101.

Су E104-жылуалмастырғыштан B101-контейнерінің реакторында қызады да, жылытқыш элементі арқылы және P101 сорабы арқылы қайта айналып жүреді. PT100 датчик B104 (2) нақты мән қалпындағы өлшеу "TIC B104" нүктесі жүйесіндегі температураны өлшеу үшін қолданылады.

Айнымалы тұтынылатын(манипулируемый), жылытқыш элементін қосу/айыру жылуалмастырғыштың жылу қуатын анықтайды. Қоснүктелі элемент жүйені басқару үшін қолданыла алады. Сұйықтықты суыту үшін суық сұйықтықты (FG мұзының текшелері) немесе жоғарғы резервуар суымен араластыруға болады. Қыздырылу ішкі айырып-қосқышпен бақыланады.

3.5 Қосу және айыру панелі.

Жалғағыш тақташа аналогты және сандық кіріс және шығыс сигналдары үшін интерфейс ретінде қолданылады. Барлық аналогты белгілер(сигнал) 0 – 10В-ға ауысады және аналогты терминалға қолданысты. Бинарный белгі(сигнал) максималды. Станциядағы 8 кіріс және 8 шығыс кіру/шығуға қолданылады. Ол EasyPort, SimuBox, EduTrainern PLC және панельдермен үйлесімділікті қамтамасыз етеді.

Рисунок 8. Қосу/айыру панелі.

1 - монтаждық панель.
2 - кіру /шығу(Syslink бекет/станция): кірістің қосуы, мысалы жуық датчик сыйымдылығы
және шығысты жалғау, мысалы сораптардың. Пропорционал клапан, 2way шар шүмегі.
3 - аналогты терминал(Syslink аналог): аналогты қосу нақты мәндегі деңгейдің,
ағын жылдамдығын, қысым, температура, сорап шамасын және пропорционал клапан.
4 - K1 айырып-қосқыш: сорапты басқару.Егер K1 белсенді болса, 0-10В кернеуінің үзіліссіз манипуляциясы арқылы сорапты басқаруға болады.

5 - K106 күштің айырып-қосқышы: электрондық форттың қуат көзін пропорционал клапан үшін белсендіру.
6 - қозғалтқыш контроллері: екілік және аналогты сорап басқаруы.
7 - өлшеу түрлендіргіші I / U: ультрадыбыс датчигінің сигналы деңгейді өлшеу үшін токты 4-20 мА сигналдан 0-10 кернеудің стандартты сигналына түрлендіріледі.
8 – өлшеу түрлендіргіші F / U: шығын датчигі сигналы шығынды өлшеу үшін импульсті сигналдың
тіктөртбұрыш жиілігінен стандартты белгінің 0-10 кернеуіне түрлендіріледі.

9 - өлшеу түрлендіргіші PT100 / U: температура датчигінің сигналы (белгісі) температуралық өлшеу үшін кедергіден кернеудің 0-10 стандартты белгісіне (сигналына) түрлендіріледі.
10 - ток тежеушісі: контроллердегі кернеудің төмендеуін болдырмайтын қозғалтқыш контроллерінің максималды іске қосу тогін шектейді.

4 Қондырғыны пайдалануға жіберу.

MPS ® PA Compact Workstation-ді жіберу үшін пайдаланудың барлық қадамдары жұмыс тәртіптеріне сәйкес орындалуы керек:

Пайдалануға жіберілу – Жұмыс станциясын дайындау - Көріністі барлау - Барлық кабельдерді жалғау - Пневматикалық сызықтарды біріктіру - Кернеудің қуат көзін біріктіру - Бақылау жүйесін таңдау - PLC бағдарламасын енгізу – Резервуарды толтыру - Құбыр жүйелеріне қайта ауа жіберу - Контроллерді қосу – Қондырғыны таңдау – Жабық жүйені жіберу.

4.1 Көріністі барлау.

Көріністі барлау пайдалануға жіберілу алдында жүргізілуі керек!

Станцияны пайдалануға жіберілгенге дейін, тексерілу керек:

- электрлік біріктірулер

- құбырдың және құбырлық біріктірулердің орнатылуының дұрыстығын және күйін

- қысаңқы ауаның орнатылуының дұрыстығын және біріктіру күйін

- көріністі ақаулар үшін механикалық компоненттер (көз жасы, әлсіз байланысулар және т.д.)

Станцияны қосқанға дейінгі зақымданулардың алдын алу!

Компонент	Деңгейді бақылау жүйесі	Тұтынушылық мәндегі сорапты Р101 ағынды бақылау жүйесі	Тұтынушылық мәндегі клапанды V106 ағынды бақылау жүйесі	Тұтынушылық мәндегі сорапты Р101 қысымды бақылау жүйесі	Тұтынушылық мәндегі клапанды V106 қысымды бақылау жүйесі	Температураны бақылау жүйесі
Өлшегіш сенсор	LIC102 B101	FIC101	B102	PIC103	B103
Сорап Р101	бақылау.элемент	бақыл.элемент	Сандық қосыл	бақыл.элемент	Сандық қосыл	қосыл
Клапан V106	сөнд	сөнд	бақыл.элемент	сөнд	бақыл.элемент	сөнд
Жылытқыш Элемент Е104	сөнд	сөнд	сөнд	сөнд	сөнд	Бақыл. Элем. айырып қосу
Қолды клапан V101	ашық	жабық	жабық	жабық	жабық	жабық
Шарлы клапан V102	ашық /жабық	жабық	жабық	жабық	жабық	жабық
Қолды клапан V103	жабық	жабық	жабық	ашық	жабық	ашық
Қолды клапан V104	жабық	жабық	жабық	жабық	жабық	жабық
Дренажды клапан V105	жабық	жабық	жабық	жабық	жабық	жабық
Қолды клапан V107	жабық	жабық	жабық	жабық	жабық	жабық
Қолды клапан V108	жабық	жабық	жабық	ашық	ашық	жабық
Қолды клапан V109	жабық	жабық	ашық	ашық / жабық	ашық / жабық	ашық
Қолды клапан V110	жабық	жабық	жабық	жабық	жабық	жабық
Қолды клапан V112	ашық / жабық	жабық	жабық	жабық	жабық	жабық

5 Фесто стендын жөндеу және қызмет көрсету

Қылша немесе ворссыз таза мата қиындысымен үнемі тазартып отыру керек:

· Оптикалық датчик, талшықты-оптикалық линзалар және шағылыстырғыштар

· Датчиктің активті беті

· Барлық станцияны

Агрессивті және жуғыш заттарды қолданбаймыз.

Әрдайым ауыз суын қолданыңыздар. Егер құрылғы ұзақ уақыт бойы қолданыста болмаса,онда жүйедегі барлық су жоюылу керек.

Сусорғыш көмегімен құбыр жүйесін және танкті су қалдықтарынан тазартқан жөн. Сонымен қатар, ворссыз құрғақ матамен сүртіп құрғатыңыз.

Қауіпсіздік техникасы ақпаратына назар аударыңыз!

Дата добавления: 2015-06-25