Федеральное агенТство по образованию

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

"ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"

ИНСТИТУТ НЕФТИ И ГАЗА

КАФЕДРА АВТОМАТИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к выпускной работе по дисциплине

«Проектирование микропроцессорных систем автоматизации» на тему:

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ СЕПАРАТОРОМ НА

ПРОМЫСЛОВОЙ КС 
Тюмень  2009


Реферат

Пояснительная записка 45с., 5 рис., 10 табл., 10 источников, 5 прил.

ГАЗОВЫЙ СЕПАРАТОР, СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ,  ДАТЧИК, КОНТРОЛЛЕР, МОДУЛЬ, РЕГУЛИРОВАНИЕ, ДАВЛЕНИЕ, УРОВЕНЬ, ТЕМПЕРАТУРА, ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ.

Объектом исследования является сепарационная установка первой ступени - ГС V 50м³.

Цель работы - разработка системы автоматизации ГС на компрессорной станции на базе программируемого логического контроллера SLC 500 фирмы Allen Bradley.

В работе произведен выбор технических средств автоматизации, разработан алгоритм управления ГС и  программно реализован для контроллера SLC 500,  разработана схема внешних электрических соединений, произведен расчет системы автоматического регулирования давления газа в сепараторе.


Содержание

Введение…………………………………………………………………………..		6
1	Технология отделения газа ………………………………………………...	7
2	Автоматизация объекта…………………………………………..................	11
3	Программируемый логический контроллер………………………………	17
	3.1 Обоснование выбора контроллера…………………………………......	17
	3.2 Выбор конфигурации и расчет электропотребления.………………...	19
	3.3 Разработка алгоритма управления технологическим процессом…....	22
4	Расчет контура регулирования давления в сепараторе…………………... 4.1 Определение математической модели объекта………………………. 4.2 Расчет оптимальных настроек регулятора…………………………….	2   24      24      26
Заключение……………………………………………………………………….		30
Список используемых источников……………………………………………...		31
Приложение А Схема автоматизации..…………………………........................		32
Приложение Б Блок схема алгоритма…………...……………….......................		33
Приложение В Расчет оптимальных настроек регулятора...………………….		34
Приложение Г Таблица RTU……………………………… ……………….......		35
Приложение Д Текст программы для контроллера……....…………………....		36

Список сокращений


КС – компрессорная станция.

НГС – газовый сепаратор.

ПЛК – программируемый логический контроллер.

ПО – программное обеспечение.

ЧЭ – чувствительный элемент.

АСУ ТП – автоматизированные  системы управления технологическими процессами.

МЭОФ – механизм исполнительный электрический однооборотный фланцевый постоянной скорости.

ИМ – исполнительный механизм.

БСПТ – блок сигнализации положения токовый.

БП – блок питания.

БРУ – блок ручного управления.

ПБР – пускатель бесконтактный реверсивный.

БТВИ – блок токовых выходов искробезопасный.


Введение

Развитие газовой и ряда смежных отраслей промышленности сегодня в значительной степени зависит от дальнейшего совершенствования эксплуатации и обслуживания систем трубопроводного транспорта природных газов из отдаленных регионов в промышленные и центральные районы страны.

Для оптимального управления технологическими процессами на КС используются современные технические средства автоматизации, без которых на сегодня невозможен качественный контроль и работа всего процесса добычи и транспорта газа.

При создании автоматизированных объектов ставятся следующие основные цели и задачи:

-                    Превращение объектов в полностью автоматизированные технологические звенья, работающие в автоматическом режиме в соответствии с заданием вышестоящего уровня.

-                     Обеспечение надежной работы газодобывающих, газотранспортных и газоперерабатывающих объектов за счет оптимального управления технологическими процессами, автоматического обнаружения и локализации аварийных ситуаций.

-                     Достижение высоких технико-экономических показателей функционирования предприятий за счет повышения производительности труда, снижения удельных затрат энергоресурсов, эффективного использования установленных мощностей.

В связи с этим, задачей выпускной работы является разработка системы автоматического управления и регулирования, построенной на базе микропроцессорной системы контроля и управления. Для достижения этой цели разработана схема автоматизации, составлена блок схемы алгоритма, управления, написана программа для выбранного контроллера в соответствии с алгоритмом.


1       Технология отделения газа


Сепарация (от лат. separatio - отделение), сепарирование в технике, процессы разделения смесей разнородных частиц твёрдых материалов, смесей жидкостей разной плотности, эмульсий; взвесей твёрдых частиц или капелек в газе или паре. Газовый сепаратор - аппарат для очистки продукции газовых и газоконденсатных скважин от капельной влаги и углеводородного конденсата, твёрдых частиц и др. примесей. Примеси затрудняют транспортировку газа и являются причиной коррозии трубопроводов, закупорки (частичной или полной) скважин, шлейфов и промыслового оборудования вследствие образования пробок гидратов или льда [7].

Каждый пункт вывода отсепарированного газа называется ступенью сепарации газа.

Многоступенчатая сепарация применяется для постепенного отвода свободного газа по мере снижения давления. Она применяется при высоких давлениях на устье скважин.

Газожидкостную смесь из скважины направляют сначала в ГС высокого давления, в котором из нефти выделяется основная масса газа. Этот газ может транспортироваться на большие расстояния под собственным давлением.

Из сепаратора высокого давления нефть поступает в сепаратор среднего и низкого давления для окончательного отделения от газа.

Сепарация газа от жидкости может происходить под влиянием гравитационных, инерционных сил. В зависимости от этого и различают гравитационную, инерционную и сетчатую сепарации, а газосепараторы - гравитационные, сетчатые и роторные.

Гравитационная сепарация осуществляется вследствие разности плотностей жидкости и газа, т.е. под действием их силы тяжести. Газосепараторы, работающие на этом принципе, называются гравитационными.

Инерционная сепарация происходит при резких поворотах газожидкостного потока. В результате этого жидкость, как более инерционная, продолжает двигаться по прямой, а газ меняет свое направление. В результате происходит их разделение. На этом принципе построена работа роторного газосепаратора, осуществляемая подачей газонефтяной смеси в циклонную головку, в которой жидкость отбрасывается к внутренней поверхности и затем стекает вниз в нефтяное пространство газосепаратора, а газ двигается по центру циклона.

Сетчатая сепарация основана на явлении селективного смачивания жидкости на металлической поверхности. При прохождении потока газа с некоторым содержанием жидкости через жалюзийные насадки (каплеуловители) капли жидкости, соприкасаясь с металлической поверхностью, смачивают ее и образуют на ней сплошную жидкостную пленку. Жидкость на этой пленке держится достаточно хорошо и при достижении определенной толщины начинает непрерывно стекать вниз. Это явление называется эффектом сетчатой сепарации.

Сепараторы типа ГС предназначены для отделения газа от продукции газовых скважин на первой и последующей ступенях сепарации жидкости и газа, включая горячую сепарацию на последней ступени.

Выпускается нормальный ряд сепараторов ГС с пропускной способностью по жидкости 2000¸30000 т/сут [1].

Газо-жидкостной сепаратор СЦВ-7 предназначен для глубокой очистки газового потока от капельной, мелкодисперсной, аэрозольной жидкости, масла и тведрдых примесей. При сепарации бинарной смеси (газ - жидкость) одновременно осуществляется и процесс разгазирования жидкой фазы. Используются на предприятиях нефтегазовой, химической, металлургической, машиностроительной, легкой промышленности.

Принцип работы сепаратора:

Газожидкостная смесь, подводится в аппарат через вводной патрубок (5), распложенный в верхней его части. Установка входного патрубка, смещенного по горизонтам относительно осевой линии корпуса на 1/2 его диаметра позволяет решить задачу сохранения величины центробежного эффекта на входе газожидкостной смеси в аппарат, практически не ослабив надежности корпуса сепаратора. Дефлектор (6) препятствует поступлению газа в осевую зону сепарационного пакета (8) без предварительного разделения газовзвеси.

Использование дефлектора с изменяющимся данным сечением (в начале увеличивает свое сечение до максимально допустимой величины, после чего сужается по горизонтали и возрастает по высоте, сохраняя при этом площадь поперечного сечения в максимально широком участке) позволяет удалить по горизонтали на выходе из дефлектора газожидкостный поток от щелевых отверстий сепарационного пакета (8), а по высоте равномерно рассредоточить и в тоже время за счёт минимальной щели «придавить» жидкую фазу к внутренней поверхности сепаратора, что в конечном счете, улучшает процесс сепарации.



Рисунок 1.1 - Сепаратор СЦВ-7 (схематический рисунок)

В пространстве, образованном стенкой корпуса (1) и пластинами (9) из газового потока выделяется основная масса жидкости. Капли жидкости отбрасываются центробежной силой на стенки корпуса (1) сепаратора и под действием гравитационных сил, по ходу газового потока, нисходящей спирали транспортируются через кольцевой зазор (19) к сливному патрубку (18).

Исполнение дефлектора с узкой щелью удаленного от направляющих щелевых сепарационного пакета создает значительный зазор между вращающейся по внутренней поверхности корпуса жидкостной пленке и щелевыми каналами, засасывающими газовый поток в направляющие пакета, при этом условия сепарации отделенной жидкой фазы идеальные.

Из-за того, что по ходу движения жидкостного потока установлена карман-ловушка, состоящая из боковых направляющих корпуса (1) и изогнутой пластины (20), а также крышки, составляющей часть перегородки (2), условия для удаления жидкой фазы идеальные, в этом конструктивном исполнении дефлектор полностью изолирует наличие жидкой фазы вблизи вертикальных лопастей. Направляемая жидкость сливается через открытую нижнюю часть ловушки-кармана.

Мелкодисперсная капельная жидкость, не осевшая на корпусе (1) попадает на наружную поверхность пластин (9) и транспортируется газовым потоком через входные тангенциальные щели, попадая на их внутреннюю поверхность.

В конце верхней суженой части дефлектора (6) установлена дугообразная пластина (7) нисходящая по ходу газожидкостного потока и направленная по отношению к горизонтальной прямой под углом 25°, такое инженерное решение позволило вращающийся между корпусом и сепарационным пакетом вектор газожидкостного потока направить по нисходящей кривой, в результате чего газовый слой, вращающийся непосредственно по внутренней поверхности сепарационного пакета разделился на три слоя со своими векторами осевых скоростей: непосредственно у стенки направлен вниз, далее незначительный слой «неподвижный» и следующий третий основной слой направлен вверх. Наличие первого слоя с направлением вектора осевой скорости вниз позволило сгонять (в зависимости от режима - росу, капли, пленку) вниз избежав дополнительных направляющих, удаляющих по спирали вниз, частицы жидкой фазы. Опускаясь по внутренней поверхности пластин (9) частицы жидкости, приблизившись к нижней кромке, соскальзывают и попадают на поверхность шайбы (17), откуда через кольцевой зазор (19) транспортируются в направлении сливного патрубка (18) [3].


2       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	100	40	60
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

Характеристика	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	220	220
Диаметр корпуса, мм	100	150
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 измерений избыточного давления	0-75% диапазона показаний	0-75% диапазона 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 измерения, °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	220
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	25
Напряжение источника питания цепей управления, В	22-26
Электрическое питание, В	220/380
Потребляемая мощность, Вт	57

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].

4.2    Расчет оптимальных настроек регулятора


Регулятор работает в дискретном режиме, а передаточная функция объекта регулирования непрерывна,  поэтому необходимо рассчитать Z-передаточную функцию объекта. Для этого в систему вводится экстраполятор (фиксатор) нулевого порядка с передаточной функцией . Фиксатор нулевого порядка сохраняет измеренную в начале каждого периода квантования амплитуду на весь период квантования. В результате структурная схема САР примет вид,  представленный     на рисунке 4.2.



Рисунок 4.2 – Структурная схема дискретной САР

Для того чтобы выбрать тип регулятора, определяем отношение τ_об/Т_об:

.                                                

Отношение 0,2<t
_об
/
T
_об<0,7, следовательно, для регулирования будем использовать ПИ-регулятор.

Приведенная непрерывная часть системы представляет собой последовательное включение фиксатора нулевого порядка и объекта с  заданной передаточной функцией: 

.                       (4.5)

Z-передаточная функция приведенной части рассчитывается по формуле:

.                                    (4.6)

Следовательно, Z-передаточная функция приведенной части примет вид:



Передаточная функция дискретного ПИ-регулятора имеет вид:

.                    (4.7)

Передаточная функция разомкнутой системы :

                            

Заменяем  и получаем комплексную частотную характеристику (КЧХ) или амплитудно-фазовую частотную характеристику разомкнутой системы (АФЧХ):

                       

Так как Т=1, то частоту при построении КЧХ можно изменять в  пределах  или .

По номограммам Солодовникова при известном значении допустимого перерегулирования  определяется , модуль , запас по фазе  и [9].

На комплексной плоскости строится окружность:

.                              (4.8)

Радиус данной окружности определяется по формуле:

.                                                       (4.8)

                 

Центр окружности лежит в точке О:

КЧХ строится на том же графике, что и запретная область. При этом задается  и подбирается такой  , чтобы КЧХ касался запретной области, но не пересекал ее границы. Оптимальными являются те значения, для которых отношение К_р/Т_и  является наибольшим. Интервал варьирования  будет от 2 до 6, так как  наибольшее значение К_р/Т_и  приходится на =3.2. Шаг выберем 0.4.

 Результаты сводятся в таблицу 4.1.

Таблица 4.1 –  Значения настроек  ПИ-регулятора

Tи	2	2.4	2.8	3.2	3.6	4	4.4	4.8	5.2	5.6	6
Кр	0.383	0.538	0.702	0.829	0.912	0.968	1.01	1.043	1.07	1.0925	1.113
Кр/Ти	0.1915	0.22417	0.25071	0.25906	0.25333	0.242	0.2295	0.2173	0.20577	0.19509	0.1855

Оптимальные настройки, таким образом, равны , .

Для того чтобы убедиться в оптимальности полученных настроек, нужно рассчитать прямые и косвенные показатели качества:

Косвенные показатели качества определяются по АЧХ замкнутой        системы (рисунок 4.3).



Рисунок 4.3 – Амплитудно – частотная характеристика замкнутой системы при настройках ПИ-регулятора   К_{р опт} = 0.829 ,  Т_{и опт} =3.2

Фактическое значение частотного показателя колебательности , то есть расчет можно считать удовлетворительным.

Прямые показатели качества определяются по переходной характеристике замкнутой системы (рисунок 4.4).



Рисунок 4.4 – График переходной характеристики замкнутой системы при настройках ПИ-регулятора   К_{р опт} = 0.829,  Т_{и опт} =3.2

Прямые показатели качества:

-               перерегулирование σ_факт =12.3% < σ_доп =20%;

-               время регулирования  t_p
=9с < t
_доп=(3÷4)Т_об=12 с ÷ 16 с.


Так как полученные  показатели качества управления меньше допустимых, настройки ПИ-регулятора можно считать оптимальными.


Заключение

В работе дана общая характеристика объекта. В последующем идет выбор оборудования, которое наиболее подходит данному объекту, необходимое для создания системы автоматизированного управления. Для автоматизации работы сепаратора выбирается оборудование нижнего уровня системы автоматизации удовлетворяющее следующим требованиям:

- способность работать в неблагоприятных условиях;

- надежность;

- диапазон измерения;

- погрешность измерения;

- наличие определенных видов защиты;

- несложный монтаж;

- наличие унифицированного выходного сигнала.

А также идет сравнение и выбор программно-логического контроллера, учитывая его характеристики и соотношения цена-качество. Выбор определен в пользу SLC-500 серии 1746 с типичной потребляемой мощностью 137 ВА.

Приведено описание программы для ПЛК, написанной в программном пакете RSLogix 500 в соответствии с разработанной блок схемой.

Произведен расчет системы автоматического регулирования давления в сепараторе. Регулирование производится с помощью ПИ-закона регулирования. Произведена оценка качества регулирования (σ = 12.3%, t_р. = 12 с). Так как показатели качества не превышают допустимых значений (ε<20%, t_р <(3÷4)Т_об ), настройки регулятора К_{р опт} = 0.829,  Т_{и опт} =3.2 - являются оптимальными.



Список использованных источников



1                   Технологический регламент КС-7 Федоровского месторождения.

2                   Справочник слесаря по контрольно измерительным приборам. Гресько А.А., Долгая А.А. Киев, «Техника – 2005».

3                   www.kipiasoft.su  - Библиотека специалиста по КИПиА

4                   www.rizur.ru - датчики давления, преобразователи давления

5                   Проектирование систем автоматизации технологических процессов: Справочное пособие по содержанию и оформлению проектов. Емельянов А.И., Капник О.В. М.: Энергоатомиздат, 2006.

6                   Аналоговые модули ввода – вывода (серия 1746) SLC 500. Руководство пользователя / Allen – Bradley A Rockwell International Company. 2007. – 66c.

7                   Кармазин В. В., Кармазин В. И., Бинкевич В. А., Магнитная регенерация и сепарация при обогащении руд и углей, [М.], 2005;

8                   Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений, М., 2007.

9                   Ротач В.Я. Теория автоматического управления энергетическими процессами, М, Энергоатомиздат, 2004.

10              Приборы и средства автоматизации. Каталог Т1. Приборы для измерения температуры, М.




Приложение А



Рисунок А.1 – Схема автоматизации функциональная


Приложение Б




 Приложение В


Расчет оптимальных настроек регулятора


Приложение Г




Приложение Д


Текст программы контроллера