Курсовая работа (т): Разработка системы автоматизации технологического процесса дожимной насосной станции

дистанционное измерение давления нефти (105; 52а; 49б; 49а;);

первичный измерительный преобразователь для измерения расхода (54в-54г; 54д-54е; 51д-51е; 51в-51г);

автоматическая задвижка (а.з.20; а.з. 15).

Блок насосов откачки воды:

дистанционное измерение температуры подшипников насоса (40ж; 40з);

дистанционное измерение давления на выкеде насоса (40л; 40б);

дистанционное измерение перепада давления на фильтре (39а; 39б);

управление включением и отключением насосом Н-1 и Н-2 по избыточному давлению на выкиде насоса (40л; 40м);

автоматическое отключение насосов Н-1 и Н-2 по температуре подшипников (40ж; 40з);

автоматическое отключение насосов Н-1 и Н-2 по превышению уровня в маслосборнике (40в;40г);

управление включением и отключением насосом Н-1 и Н-2 по избыточному давлению на всасе насоса (40а; 40б);

Блок насосов откачки нефти:

дистанционное измерение температуры подшипников насоса (45ж; 45з);

дистанционное измерение давления на выкеде насоса (45л; 45м);

дистанционное измерение перепада давления на фильтре (44а; 44б);

управление включением и отключением насосом Н-3 и Н-4 по избыточному давлению на выкиде насоса (45л; 45м);

автоматическое отключение насосов Н-3 и Н-4 по температуре подшипников (45ж; 45з);

автоматическое отключение насосов Н-3 и Н-4 по превышению уровня в маслосборнике (40в;40г);

управление включением и отключением насосом Н-3 и Н-4 по избыточному давлению на всасе насоса (40а; 40б);

.3Выбор технических средств автоматизации нижнего уровня

Для контроля, измерения, регистрации, и вычисления различных параметров в технологических аппаратах установки осушки и очистки газа, были применены следующие технические средства.

2.3.1 Выбор датчик для измерения уровня

При выборе датчика для измерения уровня были рассмотрены VEGAPULS 62, Yokogawa EJX210Aи Сапфир-22ДУ-Вн.

Таблица 2.1 - Технические характеристики датчиков измерения уровня

Был выбран Сапфир-22ДУ-Вн, так как он работает в наиболее подходящем диапазоне температур окружающей среды.

Преобразователь состоит из измерительного блока и электронного преобразователя.

При изменении измеряемого уровня происходит изменение гидростатической выталкивающей силы, воздействующей на чувствительный элемент-буек. Это изменение через рычаг передается на тензопреобразователь, размещенный в измерительном блоке, где линейно преобразуется в изменение электрического сопротивления тензорезисторов. Электронный преобразователь преобразует это изменение сопротивления в токовый выходной сигнал.

2.3.2 Выбор датчика разности давления

Для выбора датчика разности давления было выполнено сравнение датчиков: Yokogawa EJX430A, Метран-150-CD, Сапфир-22ДИ.

Таблица 2.2 - Технические характеристики датчиков разности давления

Для измерения разности давления был выбран датчик Метран-150-CD.

Основные преимущества датчика Метран-150-CD более низкая погрешность измерения и простота ввода в эксплуатацию и обслуживания.

Принцип действия измерительный блок датчиков этих моделей состоит из корпуса и емкостной измерительной ячейки Rosemount. Емкостная ячейка изолирована механически, электрически и термически от измеряемой и окружающей сред. Измеряемое давление передается через разделительные мембраны и разделительную жидкость к измерительной мембране, расположенной в центре емкостной ячейки. Воздействие давления вызывает изменение положения измерительной мембраны, что приводит к появлению разности емкостей между измерительной мембраной и пластинами конденсатора, расположенным по обеим сторонам от измерительной мембраны. Разность емкостей измеряется АЦП и преобразуется электронным преобразователем в выходной сигнал.

2.3.3 Выбор датчика измерения давления

Для выбора датчика избыточного давления было выполнено сравнение датчиковYokogawaEJX 430A, Сапфир-22ДИ, Метран-150TG.

Таблица 2.3 - Технические характеристики датчиков избыточного давления

Для измерения избыточного давления был выбран датчик Метран-150TG

Основные преимущества датчика Метран-150-TG,более низкая погрешность,соотношение цены и качества, защита от переходных процессов высокая надежность.

Принцип действиядатчик состоит из преобразователя давления и электронного преобразователя. Датчики имеют унифицированный электронный преобразователь. Измеряемая входная величина подается в камеру сенсорного блока и преобразуется в деформацию чувствительного элемента (тензопреобразователя), вызывая при этом изменение электрического сопротивления его тензорезисторов. Электронный преобразователь датчика преобразует это изменение сопротивления в токовый выходной сигнал.

2.3.4 Выбор датчика измерения расхода

Для выбора датчика расхода было выполнено сравнение датчиков: Метран 350, ADMAG AXF и Rosemount 3051 SFC.

Таблица 2.4 - Технические характеристики датчиков измерения расхода

Для измерения расхода был выбран датчик Rosemount 3051SFC.

Основные преимущества Rosemount 3051интегральная конструкция расходомера исключает потребность в импульсных линиях и дополнительных устройствах, сокращает количество потенциальных мест утечек среды; более высокий класс точности.

Расходомеры на базе компактных диафрагм Rosemount 405 представляет собой жесткую неразборную конструкцию, состоящую из собственно диска измерительной диафрагмы с угловым отбором давления, кольцевых камер, удлинителя, а также монтируемого на удлинителе вентильного блока (для интегрального монтажа датчика) либо переходников (для подсоединения датчика импульсными линиями).

Диафрагма устанавливается между фланцами, а центрирующее кольцо обеспечивает оптимальную точность установки.

.3.5 Выбор датчика измерения влажности

Для измерения влажности было выполнено сравнение датчиков: Конг-Прима-4, HYGROVISION-BL, Торос-3-1у.

Таблица 2.5 - Характеристика приборов

Для измерения влажности был применен датчик Конг-Прима-4

Основные преимущества датчика Конг-Прима это более низкая погрешность при измерении точки росы.

Прибор предназначен для измерения точки росы в природном газе или воздухе при рабочем давлении и преобразования точки росы в унифицированный токовый сигнал 4 - 20 мА. Прибор работает по классическому методу определения точки росы, при котором определяется температура, до которой необходимо охладить прилегающий к охлаждаемой поверхности слой влажного газа, для того чтобы довести его до состояния насыщения при рабочем давлении.

.3.6 Выбор датчика измерения температуры

Для температуры было выполнено сравнение датчиков: ТСМ-50М;YokogawaRM-00; ТСМ Метран-243

Таблица 2.6 - Характеристика приборов

В качестве прибора для измерения температуры был выбран ТСМ-50М. Его основные преимущества - это низкая погрешность измерения, наиболее подходящий диапазон измеряемой температуры, а так же более низкая стоимость.

Принцип работы термопреобразователя сопротивления основан на зависимости электрического сопротивления металлов от температуры. Чувствительный элемент термопреобразователя - катушка из тонкой медной или платиновой проволоки на каркасе из изоляционного материала, заключенная в защитную гильзу (арматуру).Термопреобразователь сопротивления характеризуется двумя параметрами: R - сопротивление датчика при 0 °С и W100 - отношение сопротивления датчика при 100 °С к его сопротивлению при 0 °С.

Подключения термопреобразователя сопротивления к вторичным приборам (измерителям-регуляторам температуры) обычно осуществляется медным проводом по трехпроводной схеме, которая позволяет уменьшить погрешность измерения, возникающую при изменении сопротивления проводов (например, при изменении их температуры). К одному из выводов терморезистора подсоединяются два провода, а третий подключается к другому выводу.

.3.7 Управление задвижками и клапанами

Для выбора исполнительного механизма было выполнено сравнение механизмов: МЭО, МЭП и AUMA. Их технические характеристики приведены в таблице 2.7.

Таблица 2.7 - Технические характеристики исполнительных механизмов

В качестве исполнительного механизма был выбран МЭП-2500/6300.

Основные преимущества МЭП это соотношение цены и качества, стабильность характеристик. Кроме того он более удобен в обслуживании.

Принцип действия исполнительного механизма заключается в преобразовании электрического сигнала, поступающего от регулирующего или управляющего устройства, в перемещение выходного элемента, передающего перестановочное усилие или момент регулирующему органу.

Механизмы устанавливаются вблизи или на регулирующих органах и связываются с ними посредством тяг, рычагов, шпинделей, штоков или других силовых конструкционных элементов.

При использовании во взрывоопасной зоне механизм должен поставляться в комплекте с датчиком положения во взрывозащищенной оболочке.

. Программируемый логический контроллер

.1 Обоснование выбора контроллера

Рынок промышленных контроллеров может предложить покупателю широкий спектр всевозможных моделей различных фирм - производителей, как отечественных, так и зарубежных. Анализируя предложение, приходим к тому, что наиболее подходящими по таким параметрам, как функциональные возможности, программное обеспечение и развитая архитектура, являются контроллеры ведущих мировых фирм: Advantech, Siemens, ScadaPack, Allen-Bradley (Rockwell).

Произведем анализ стоимости контроллеров приблизительно равной конфигурации, среди них: MIC 3000 («Advantech», Германия), ScadaPackRS-485 («ControlMicrosystemsIns», Канада) и SLC-500 (RockwellAutomation, США), данные по стоимости и анализ характеристик аппаратных средств приведены ниже в таблице3.1.

Таблица 3.1 - Стоимость и характеристики аппаратных средств