Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ

государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Самарской области

«Сызранский политехнический колледж»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

220703.01.376.00.15

По междисциплинарному курсу: «Технология формирования систем автоматического управления типовых технологических процессов, средств измерений, несложных мехатронных устройств»

Разработал: Блинов А.В.

Проверил: Потапова А. П.

2015

Введение

Процесс компаундирования бензинов один из самых важных процессов производства жидкого топлива, в значительной степени определяющий качество готового продукта.

Получение качественных бензинов это процесс компаундирования различных продуктов нефтепереработки и специальных добавок. Новые экологические требования к качеству продукта вынуждают использовать более дорогие компоненты смеси и жестко следить за качеством конечного продукта. Именно эти факторы подвигли большинство российских нефтеперерабатывающих заводов включить реконструкцию узла смешения в свои планы.

Проблемы автоматизированного управления процессом смешения активно разрабатывались в нашей стране и за рубежом, однако решение многих задач в этой области по-прежнему остается актуальным. Главными направлениями повышения качества получения высокооктановых бензинов является разработка новых способов смешения бензинов, создание и использование систем автоматизированного управления. Практика показывает, что дальнейшее повышение качества компаундирования невозможно без серьезной математической и алгоритмической проработки возможностей использования современных поточных средств контроля качества, как исходных компонентов, так и готовой продукции.

Таким образом, для повышения эффективности компаундирования необходимо создание систем автоматизированного управления с использованием поточных анализаторов качества, совершенствование алгоритмического обеспечения автоматизации технологического процесса смешения бензинов. Поэтому исследования в данной области являются актуальными.

1. Разработка и описание функциональной схемы автоматизации технологического процесса

измерительный компонентный бензин прибор

Функциональная схема станции смешения (рисунок 1) содержит n-входных каналов, равное числу компонентов смешения, трубопроводный коллектор и необходимые средства контроля и управления.

1-резервуар компонент смеси, 2-насос, 3-измеритель давления, 4-фильтр, 5-регулирующий клапан, 6-анализатор качества на входе коллектора, 7-расходомер на входе коллектора, 8-отсечная задвижка на входе, 9-трубопроводный коллектор смешения, 10-анализатор качества на выходе коллектора, 11-расходомер на выходе коллектора, 12 - отсечная задвижка на выходе коллектора, 13-резервуар готового продукта, - координаты регулирующих клапанов относительно коллектора смешения по каналам регулирования 1,2,…,n; - координаты расходомеров компонентов смеси относительно регулирующих клапанов для каналов 1,2,…,n; - координата расходомера готового продукта относительно коллектора смешения

Рисунок 1 - Функциональная схема станции смешения

Типовая схема процесса перемешивания. Трубопровод как объект управления

1. Регулирование.

-Регулирование качества Ссм по подаче реагента Ga - как показателя эффективности процесса перемешивания с целью получения гомонизированого раствора.

-Регулирование уровня в аппарате Hcм по подаче реагента Gб - для обеспечения материального баланса по жидкой фазе.

2. Котроль

-расходы - Gа, Gб, Gсм

-качество - Ссм

-уровень - Hcм

3. Сигнализация

- Существенные отклонения Ссм и Hсм от задания

- Резкое падение расходов исходных реагентов Ga вниз или Gб вверх. При этом формируется сигнал «В схему защиты»

4. Система защиты

По сигналу «В схему защиты» -отключается магистрали подачи исходных реагентов Ga, Gб и отбора смеси Gсм.

Система регулирования и контроля расхода включает следующие приборы и аппаратуру:

1. Уровнемер в резервуаре

2. регулирующий клапан

3. расходомер на входе коллектора

4. анализатор качества на выходе коллектора

5. расходомер на выходе коллектора

2. Расчет регулирующей аппаратуры

В технологических процессах важную роль играют системы автоматического регулирования количества и расхода, давления жидкостей паров и газов. Используемые среды могут быть как общепромышленными (вода, пар, воздух) нормальной и повышенной температуры, так и специальными, отличающимися высокой агрессивностью, вязкостью, загрязненностью и т.п., что обуславливает выбор регулирующей арматуры различной конструкции в зависимости от свойств регулируемой среды.

Максимальная пропускная способность измерительного устройства:

Q (1)

Где Q- максимальный расход, м/ч;

- коэффициент запаса;

- плотность жидкости, гс/см

- перепад давления;

3000=3600 (2)

Проверяем влияние вязкости на пропускную способность измерительного устройства:

Re=3530 (3)

Где Dy- диаметр условного прохода, Dy=150-500 мм;

Re=3530 (4)

Проверяем возможность возникновения кавитации для выбранного измерительного устройства:

=15,6 (5)

Где Кvу- условная пропускная способность;

Dy - диаметр условного прохода

=15,6=31590 (6)

Критическое значение коэффициента кавитации К с.мах=0,475

Для выбора термопреобразователя необходимо определить допустимое отклонение:

?t=0,25+0,0035 t (7)

где t - температура контролируемой среды

?t=0,25+0,0035*10=0,285 (8)

3. Выбор и обоснование контрольно-измерительных приборов аппаратуры для автоматизации технологического процесса

В соответствии с рассчитанным значением по приложению Гпровел выбор приборов регулирования и контроля. При выборе также учитывал:

- Кvу?

- температуру рабочей среды -40С до 40С;

- диаметр условного прохода Dy=150-500 мм

- температурой окружающей среды -40С до 40С;

- максимальный расход Q=3000м/ч

Счётчик жидкости «ППО 10» предназначается для замеров объёмного количества жидкостей. Счетчики выпускаются в общепромышленном и химическом исполнении.

Основная область применения преобразователя ППО-10 - использование присадок в составе дозатора. Также преобразователя ППО-10 можно применять комплектно с вторичным прибором как самостоятельное средство измерения. В этом случае его комплектность уточняется в заказе.

Учёт количества жидкости, которая прошла черезпреобразователь ППО-10, базируется на отсчёте числа оборотов овальных шестерен.

Поток измеряемой жидкости, поступающий в счётчик ППО-10 через входной патрубок и проходящий через измерительную камеру, создает крутящий момент, приводящий овальные шестерни во вращение за счет потери части напора.

В зависимости от угла поворота шестерни, попеременно каждая из них становится то ведущей то ведомой. Измерение количества жидкости осуществляется за счёт периодического отсечения её объёмных порций, заключённых в пространстве, образованном цилиндрическими поверхностями корпуса и овальными шестернями. Четыре таких порции отсекается за полный оборот шестерен.

Вращение овальных шестерен регистрируется двумя датчиками.

Технические характеристики ППО-10

Датчик-реле уровня РОС-101 (в дальнейшем датчик-реле) предназначен для контроля уровня жидких, твердых (сыпучих) сред, контроля уровня раздела жидкостей: нефтепродукты-вода и других жидкостей с резко отличающимися относительными диэлектрическими проницаемостями, например: вода-масло в стационарных и корабельных условиях.

Датчик-реле состоит из первичного (ПП) и передающего (ППР) преобразователей.

Первичный преобразователь датчика-реле имеет маркировку взрывозащиты «ОЕхiаПСТ6 в комплекте РОС-101» по ГОСТ 12.2.020. соответствует требованиям ГОСТ 22782.5, ГОСТ2 22782.0 и может устанавливаться во взрывоопасных зонах помещений и наружных установок согласно гл. 7.3 «Правил устройств электроустановок» (ПУЭ) и другим директивным документам, регламентирующим применение электрооборудования во взрывоопасных зонах.

Передающий преобразователь датчика-реле имеет маркировку взрывозащиты «ЕхiаПС в комплекте РОС-101», искробезопасные выходные цепи уровня ia по ГОСТ 22782.5 и предназначен для установки вне взрывоопасных зон.

Передающий преобразователь имеет степень защиты оболочки IP54 по ГОСТ 14254 и может устанавливаться в помещениях класса В-Па согласно гл. 7.3 ПУЭ.

Датчик-реле соответствует климатическим исполнениям УХЛ или ОМ категории размещения 2 по ГОСТ 15150, но для работы при температуре окружающего воздуха от минус 50 до плюс 600С для первичного преобразователя и от минус 30 до плюс 500С для передающего преобразователя.

Датчики-реле климатического исполнения ОМ изготавливаются под техническим надзором Регистра РФ.

Камерная диафрагма ДК-6-50 применяется для измерения расхода жидкости пара или газа по методу переменного перепада давления в комплектн с преобразователями разности давления или дифманометрами в системах контроля, регулирования и управления технологическими процессами. Диафрагма камерная состоит из диска и корпусов кольцевых мер. Для уплотнения между плоскостью соприкосновения камер и диска вставлена прокладка.

4. Анализ выбранных средств измерений

Для измерения расхода жидкости первичные преобразователи устанавливаются в сечении трубопровода, поэтому на схеме указано, как правило, изображаются встроенными в трубопровод.

4-1 Диафрагма марки ДК6-50 (сужающее устройство). Условное давление 0,6МПа, условный проход 50 мм. Преобразователи широко применяются в химической, нефтеперерабатывающей, нефтехимической промышленностях и ряде других областей.

Необходимость взрывозащищённого исполнения для работы на взрывопожароопасных участках.

Например, при измерениях в сильно запылённых помещениях, а также в загазованных местах, где имеется вероятность взрыва, применяют термопреобразователь с маркировкой Ex.

Соответствие прочности корпуса датчика условиям эксплуатации.

В зависимости от среды, которая может и довольно часто и бывает агрессивной и от того, какая необходима точность измерений, выбор уровнемера в основном производится из трёх типов. 1. Буйковые и поплавковые уровнемеры применяются в стационарных резервуарах для измерения уровня неагрессивных сред. 2. Ультразвуковые уровнемеры - для измерения уровня в резервуарах при отсутствии излишней запылённости и при однородном характере среды, где применение поплавковых и буйковых уровнемеров не представляется возможным. 3. Радарные уровнемеры - во всех остальных случаях.

5. Разработка и описание структурной схемы

Рисунок - Схема адаптивной системы компаундированием бензинов с идентификатором

6. Разработка спецификации приборов и средств автоматизации

Пример выполнения спецификации автоматизации технологического процесса

Размещено на Allbest.ur