Дожимная насосная станция.

Наличие 32-канальных модулей В/В снижает, кроме того, требования к монтажному пространству.Мощность и гибкость для реализации завершенных решений задач управления, мощный набор инструкций процессора, развитые инструментальные средства программирования, а также обширные возможности данных продуктов дают нам веские основания для выбора данных продуктов при построении систем автоматизации.Программируемые контроллеры SLC-500 имеют встроенный порт сети DH-485, обеспечивая тем самым программную поддержку и мониторинг.Чем меньше отклонений от технологического режима и аварийных остановок объекта происходит за определённый промежуток времени, тем больше прибыли получает предприятие.Важности критерием является время, необходимое на разработку и внедрение системы автоматизации. По этой причине более подходящими являются контроллеры фирмы AllenBradley, так как их базовое программное обеспечение (пакет RSLogix500) отличается удобством в написании прикладных программ.Разные контроллеры имеют свои недостатки и преимущества.Преимуществами SLC-500 являются:время выполнение операции;расширенный набор инструкций;гибкость коммуникационной сети;большой выбор устройств ввода/вывода;рассчитан на производственные условия;пакет программирования на платформе Windows.В виду всего этого, контроллеры серии SLC-500 - исключительная надежность, подтвержденная в сотнях тысяч приложений, контроллеры данной фирмы имеют расширенную систему команд, включающие косвенную адресацию, широкие математические возможности и вычисление выражений и, конечно же, популярное решение для расширяемых приложений автоматизации. Контроллеры серии SLC-500 — широко используются во всем мире, они зарекомендовали себя на рынке как самые популярные и продаваемые контроллеры. 3.2 Выбор проектной конфигурации контроллераСогласно перечню сигналов, контроллер должен обрабатывать следующее количество сигналов (с учетом резерва):входные аналоговые (AI) – 77, резерв – 11;входные дискретные (DI) – 78, резерв – 18; выходные дискретные (DO) – 56, резерв – 8.Для этого необходима следующая конфигурация контроллера: процессор SLC 5/04 с ёмкостью памяти 28К слов и дополнительными 4К для данных (каталожный номер 1747-L542); одно шасси, 1шт. на 13 слотов (1746-А13); три модуля ввода дискретных сигналов, 3шт.1746-IB32; два модуля вывода дискретных сигналов, 2шт.1746-OB32; шесть модулей ввода аналоговых сигналов 5шт.1746-NI16 и 1шт. 1746-NI8; один источник питания 1746-Р2.Расчет энергопотребления контроллера представлен в таблице 3.2Таблица 3.2 – Расчет энергопотребления контроллера№ шасси№ слотаКаталожный номерПотребляемый ток от шасси, mAОписание5В12В1746-А1301747-L54210002005/04 CPU11746-NI1612575Аналоговый вход21746-NI161257531746-NI16125751746-А1341746-NI161257551746-NI161257561746-NI820010071746-OB32452- Дискретный выход81746-OB32452- 91746-IB32 106- Дискретный вход101746-IB32 106-111746-IB32 106- 12- -- Резерв ИтогоI,A3047675Блок питанияБПI,A5000960ЗапасI,A1953285Необходимым условием при выборе источника питания является то, что его мощность должна быть больше мощности, потребляемой всеми модулями и процессором. Выбранный источник питания – 1746 - Р2.Характеристики блока питания:напряжение – 85-132/170-265 VАС, 47-63Гц;потребляемая мощность – 180 ВА;допустимая нагрузка – 5А для 5В, 0.96А для 24В.Расчет системы регулирования уровня в сепараторе С-14.1 Определение параметров модели объекта и выбор типа регулятораКачество работы современных автоматизированных систем управления промышленными технологическими процессами в значительной степени зависит от того, насколько правильно выбраны настройки регуляторов, входящих в состав этих систем. Проблеме правильного выбора настроек регуляторов усугубляется еще и тем, что в процессе эксплуатации автоматической системы параметры объекта управления изменяются, и для обеспечения соответствия между этими параметрами и настраиваемыми параметрами регуляторов требуется их перенастройка. Решением проблемы может быть использование регуляторов с автоматической, в определенном смысле, оптимальной настройкой их параметров. В данной работе производится расчёт САР сепаратора первой ступени сепарации (С-1) для системы регулирования уровня нефти при ступенчатом изменении регулирующего органа. Исходные данные для выполнения расчёта:- величина относительного изменения выходного параметра μ=2%;- допустимое перерегулирование σ=16%;- кривая разгонной характеристики сепаратора приведена на рисунке 4.1Рисунок 4.1 – Определение динамических характеристик С-1 Запаздывание τ и постоянную времени Т0 определяют по графику переходного процесса.((1)Динамические характеристики объекта находятся методом касательной. Для этогосоздается касательная в точке максимального наклона кривой разгонной характеристики. Постоянные времени объекта определяются графически.По данной переходной характеристике объекта можно определить параметры объекта регулирования (время запаздывания опостоянную времени объекта То, передаточный коэффициент Ко).Для этого проводим касательную к кривой до пересечения с установившимся значением выходной величины и определяем постоянную времени объекта То. Время запаздывания определяется из графика как разница времени от пересечения касательной с начальным значением переходной характеристики и момента начала открытия регулирующего клапана.Коэффициент передачи объекта находится по формуле 2.((2)Тогда передаточную функцию объекта регулирования запишем в виде:((3)Для выбора типа регулятора сравниваются динамические характеристики объекта регулирования. Главным критерием является соотношение запаздывания и постоянной времени объекта (формула 4).((4)Для данного значения критерия предпочтительно использовать пропорционально-интегральный регулятор.4.2 Расчёт оптимальных настроек регулятора уровняДля расчёта настроек регулятора необходимо построить приведённую передаточную функцию системы, которая представляет собой последовательное соединение фиксатора и передаточной функции непрерывной части. Используется фиксатор нулевого порядка с передаточной функцией вида (формула 5).((5)Период дискретизации выбирается согласно теореме Котельникова, которая гласит, что аналоговая непрерывная функция, переданная в виде последовательности её дискретных по времени значений может быть точно восстановлена, если период дискретизации в два раза меньше, чем период самой высокой гармоники спектра исходной функции. Использование меньшего периода дискретизации не сделает работу САР более точной, но приведёт к избыточному использованию вычислительной мощности ПЛК.В соответствии с теоремой Котельникова выбирается период дискретизации, равный 6.6с. Передаточная функция фиксатора нулевого порядка принимает вид:((6)Поиск оптимальных настроек регулятора можно проводить несколькими методами. В этой работе используется метод ограничения на частотный показатель колебательности М. Допустимое значение М находится с помощью номограмм Солодовникова. Так как допустимое перерегулирование σ=16%, то в соответствии с номограммами Солодовникова берётся M=1,06. Тогда параметры окружности равны:((7)По методу ограничения на частотный показатель колебательности на одной комплексной плоскости строятся окружность с параметрами, зависящими от частотного показателя колебательности, и АФЧХ системы с регулятором. Для различных значений времени интегрирования регулятора выбираются значения коэффициентов передачи регулятора , при которых окружность и АФЧХ касаются, но не пересекаются. Из всех полученных пар настроек регуляторов за оптимальные принимаются настройки с максимальным соотношением коэффициента передачи и времени регулирования (формула 8).((8)Значения времени интегрирования выбираются из диапазона . Рисунок 4.2 – АФЧХ системы и окружность на комплексной плоскостиПодставляем каждое значение времени интегрирования и получаем соответствующие им значения коэффициентов передачи регуляторов.Таблица 4.1 – Настройки ПИ-регуляторовТиKrKr/Ти12,30,130,0115,10,170,01117,60,20,012210,270,01421,50,320,01424,50,350,01428,50,380,013310,400,01333,50,410,012340,420,01237,60,430,011На рисунке 4.3 изображена зависимость Kr/Тиот Ти.Рисунок 4.3 – график зависимости Kr/Ти от Ти.За оптимальные принимаются настройки ПИ-регулятора Найденные настройки проверяются на обеспечение качества регулирования. Для этОго вычисляется передаточная функция замкнутой системы. В случае с единичной обратной связью она имеет вид (формула 9).;.(9)Фактический показатель колебательности находится по АЧХ, построенной с помощью MatLab, и сравнивается с заданным значением D = Kr/Tи.АЧХ системы с регулятором имеет вид (рисунок 4.4):Рисунок 4.4 – АЧХ системы с ПИ-регулятором, расчёт удовлетворительный.Для нахождения прямых показателей качества в MatLabсоздается переходная характеристика системы с ПИ-регулятором (рисунок 4.5).Рисунок 4.5 – Переходная характеристика системы с ПИ-регуляторомНаходим значение перерегулирования:Перерегулированием σ - называется максимальное отклонение регулируемой величины от ее установившегося значения, выраженное в процентах. σ =.По графику переходного процесса определяем:hmax=1.09; h(∞)=1;σ =.Задавшись ошибкой Δ=0.05 (для технических расчётов достаточно) определяем время регулирования. Система устойчива и имеет прямые показатели качества управления показатели качества управления удовлетворительные. В качестве оптимального принимается ПИ-регулятор с параметрами ЗаключениеВ данной работе была решена поставленная задача создания проекта системы автоматизации дожимной насосной станции. В ходе выполнения работы были выбраны технические средства нижнего уровня. Использование современных датчиков позволило повысить точность измерения технологических параметров, что существенно с учётом высокой стоимости триэтиленгликоля. В заключительном разделе был произведено определение оптимальных PLSнастроек системы автоматического регулирования уровня в сепараторепервой ступени сепарации, что позволило повысить точность технологического процесса.Список использованных источниковАнаненков А.Г., Ставкин Г.П., ACУ TП промыслов газоконденсатного месторождения Крайнего Севера - Москва. “Недра” – 2005г. - 132с.Ротач В. Я. Теория автоматического управления. Учебник для вузов 2-е изд. – Термика-М – 2005 г.Технический паспорт преобразователей давления серии 2600T - ABB - 24с.Технический паспорт датчиков температуры SensyTempTSP311, TSP321, TSP331 - ABB - 34с.Технический паспорт компактных вихревых расходомеров FV400-VT4/VR4 (Vortex), FS4000-ST4/SR4 (Swirl) - ABB - 17с.Технический паспорт радарных уровнемеров VEGAPULS 61, 62, 63, 65, 66, 67, 68 - Vega - 24с.Технический паспорт емкостных уровнемеров VEGACAL 62, 63, 64, 65, 66, 67 - Vega - 22с.Технологический регламент ДНC-17 Самотлорского месторождения. ОАО «Самотлорнефтегаз», г. Нижневартовск, 2002 г. Интерактивный каталог «Электротехническое оборудование и сервис» (www.novec.ru/catalog)Измерительные приборы, всё о КИП (www.kipinfo.ru)