Автоматизация объекта

Не существует отрасли промышленности, в которой не было бы потребности применения АСУТП. Одними из главных преимуществ АСУТП являются снижение, вплоть до полного исключения, влияния так называемого человеческого фактора на управляемый процесс, сокращение персонала, минимизация расходов сырья, улучшение качества исходного продукта, и в конечном итоге существенное повышение эффективности производства. Основные функции, выполняемые подобными системами, включают в себя контроль и управление, обмен данными, обработку, накопление и хранение информации, формирование сигналов тревог, построение графиков и отчетов.

Структура автоматизированной системы управления можно разделить на три основные уровня. В первый низший уровень, входят датчики, исполнительные механизмы, первичные и вторичные преобразователи. В средний входят программируемые контроллеры (ПЛК), в верхний ЭВМ. В данной работе рассмотрены первые два уровня.В С-1 осуществляется дистанционный контроль:

- давления с помощью датчика давления;

- температуры с помощью датчика температуры;

- уровня с помощью датчика уровня;

- предусмотрена сигнализация максимального и минимального давления;

- предусмотрена сигнализация максимального и минимального уровня.

Регулирование и автоматическое поддержание уровня осуществляется при помощи дискового регулирующего затвора с электроприводом, установленного на линии выхода нефти из сепаратора. Выходной сигнал с датчика (4-20мА) поступает на контроллер.

Схема автоматизации системы управления ГС-1 приведена в приложении А.

Для автоматизации работы сепаратора выбирается оборудование, удовлетворяющее следующим требованиям:

- способность работать в неблагоприятных условиях;

- надежность;

- диапазон измерения;

- погрешность измерения;

- наличие определенных видов защиты;

- несложный монтаж;

- наличие унифицированного выходного сигнала.

При выборе датчиков, для измерения избыточного давления, уровня и температуры в сепараторе, учитываются диапазон измерений, основная приведенная погрешность, работа во взрывоопасной среде, удобство монтажа и обслуживания, цены. Сравнительные характеристики датчиков приведены в таблице 2.1, 2.2, 2.3.

Таблица 2.1 – Технические характеристики датчиков для измерения давления

Характеристика	Метран 100ДИ	Rosemount CDS-3151	Сапфир-22ДИ
минимальный	0-0,04	0,25	0,15
максимальный
Основная погрешность измерений, %	0,1	0,1	0,15
Взрывозащищенное исполнение	Еx, Bh	Exd, Exia	Exsd
Выходной сигнал, мА	0-5, 0-20,4-20	4-20	4-20; 0-5; 0-20;

По характеристикам датчики давления серии Метран-100 предназначены для работы в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами и обеспечивают непрерывное преобразование в унифицированный токовый и/или цифровой на базе HART-протокола выходной сигнал дистанционной передачи следующих измеряемых величин. Датчик Метран-100 является относительно недорогим [4].

Таблица 2.2 – Технические характеристики датчиков для измерения уровня

Характеристики	ДУУ2М	Rosemount 5400	NivoPRESS D
Длина чувствительного элемента, м	1,5 – 4 (жесткий ЧЭ)	До 6 (Радарный уровнемер)	0 – 30 (Радарный уровнемер)

Продолжение таблицы 2.2

Характеристика	ДУУ2М	Rosemount 5400	NivoPRESS D
Темп-ра контролируемой среды, °С	-45 ÷ +120	-40 ÷ +150	-25 ÷ +125
Давление контролируемой среды, МПа	до 2	До 1	До 1
Темп-ра внешней среды, °С	-45 ÷ +75	-40 ÷ +70	-40 ÷ +50
Абсолютная основная погрешность по уровню, %	± 1	±1	±0,2

Для измерения уровня в сепарационной установке, использован уровнемер поплавковый ДУУ4М, удовлетворяющий в основном всем требования. Уровнемер состоит из датчика ДУУ2М, обеспечивающего измерение текущих значений контролируемых параметров и блока БТВИ3, обеспечивающего питание подключенного к нему датчика и формирование выходных информационных сигналов. Датчик уровня поплавковый ДУУ4М является относительно не дорогим [2].

Таблица 2.3 – Технические характеристики БТВИ3

Характеристика	Значение
Температура внешней среды °С	+5 ÷ +45
Абсолютная основная погрешность по уровню, %	± 1
Абсолютная основная погрешность по температуре, %	± 1

Манометры, показывающие сигнализирующие ДМ-2005 предназначены для измерения избыточного и вакуумметрического давления различных сред и управлений внешними электрическими цепями от сигнализирующего устройства прямого действия.

Таблица 2.4 – Технические характеристики манометра ДМ 2005

Характеристика	МП3-Уф	ДМ 2005
Напряжение внешних коммутируемых цепей, В
Диаметр корпуса, мм
Класс точности	1,5	1,5
Пределы измерений кгс/см2	0.1; 0..1,6; 0..2,5; 0..4; 0..6; 0..10; 0..16; 0..25, 0..40, 0..60	0..1; 0..1,6; 0..2,5; 0..4; 0..6; 0..10; 0..16; 0..25
Температура окружающей среды, °С	-50° до +60	-50° до +60
Диапазон измерения избыточного давления	0-75% диапазон показаний	0-75% диапазон показаний

Чувствительный элемент первичного преобразователя и встроенный в головку датчика микропроцессорный преобразователь преобразуют измеряемую температуру в унифицированный выходной сигнал постоянного тока.

Термометры показывающие предназначены для измерения температуры жидких и газообразных сред

Таблица 2.5 – Технические характеристики датчиков для измерения температуры

Характеристика	Метран-276	ТКП-100 М1
Пределы измерений, °С	-50...+180/0...+500	–25…+35; –25…+75; 0…+50; 0…+100; 0…+120; +100…+200; +200…+300
Погрешность, %	±0,5; 1	1; 1,5
Форма представления информации выходной сигнал, мА	0..5; 4..20; 4..20	0..5; 4..20; 4..20
Взрывозащищенное исполнение	Exia, Exd	Ex

Для измерения температуры в сепараторе использован датчик Метран-276, удовлетворяющий всем требованиям, а также является относительно не дорогим.

Для переключения цепей управления исполнительными устройствами в АСУ ТП применен блок ручного управления БРУ-33, который имеет:

- входов: 1;

- выходов: аналоговых – 1, дискретных – 6.

Выполняемые функции:

- ручное переключение режимов управления исполнительным устройством с автоматического на ручной и обратно;

- индикация положения регулирующего органа стрелочным индикатором;

- кнопочное управление интегрирующим исполнительным устройством;

- преобразование выходного сигнала индуктивного или реостатного датчика исполнительного механизма в унифицированный сигнал;

- световая индикация выходного сигнала регулирующего устройства с импульсным выходным сигналом [10].

Таблица 2.6 – Технические характеристики блока ручного управления БРУ-33

Характеристика	Значения
Питание блока, В
Потребляемая мощность, Вт	Не более 4
Масса, кг	0,7
Габариты, мм	80x40x197
Выходной сигнал, мА	0..5, 4..20

Также в данной работе применен пускатель ПБР-3А предназначен для управления электроисполнительными механизмами с 3-х фазным асинхронным двигателем (АОЛ, АИР, 4А). Пускатели ПБР-3А обеспечивают пуск, реверс и защиту от перегрузки 3-х фазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором [8].

Таблица 2.7 – Технические характеристики пускателя бесконтактного реверсивного ПБР-3А

Характеристика	Значение
Быстродействие, мс
Напряжение источника питания цепей управления, В	22-26
Электрическое питание, В	220/380
Потребляемая мощьность, Вт

Для соединения приборов нижнего уровня с контроллером используются провода монтажные гибкие с комбинированной волокнистой и поливинилхлоридной изоляцией типа МГШВЭ.

Провода МГШВЭ предназначены для работы при рабочем переменном напряжении до 380 В для сечений 0,08 – 0,14 мм² и 1000 В для сечений 0,2 – 1,5 мм² частоты до 1000 Гц и постоянном напряжении до 500 и 1500 В соответственно.

Конструкция:

- токопроводящая жила – из медных проволок, луженых оловянно-свинцовым припоем;

- изоляция – два слоя полиэфирной нити во взаимно-противоположных направлениях и поливинилхлоридный пластикат;

- экран – поверх изоляции в проводах марки МГШВЭ накладывается экран из медных проволок номинальным диаметром не более 0,15 мм, луженых оловянно-свинцовым припоем;

- количество жил – 1, 2, 3.

Технические характеристики проводов МГШВ:

- Электрическое сопротивление изоляции, пересчитанное на 1 м длины, МОм, не менее: в нормальных климатических условиях – 2х104; при температуре до 70°С – 1х10³; при относительной влажности воздуха 98% и температуре до +35°С – 1х10².

- Провода устойчивы к: синусоидальной вибрации, механическому удару одиночного и многократного действия, линейному ускорению и акустическому шуму – по ОТУ; атмосферным конденсируемым осадкам, статической пыли, соляному туману, плесневым грибам; воздействию бензина, минерального масла и соленой воды.

- Провода не распространяют горение при одиночной прокладке.

- Диапазон рабочих температур: от -50 до +70°С.

- Минимальная наработка проводов – 10 000ч.

- Срок службы проводов – 15 лет [3].

Дата добавления: 2017-01-13