Файл: Высшего образования казанский.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.11.2023

Просмотров: 69

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯРОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования«КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»Кафедра автоматизации технологических процессов и производств (АТПП)РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТАпо дисциплинеАвтоматизация способов получения конечного продуктаСОСТАВЛЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СХЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ И РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК СИСТЕМВариант № 7ВЫПОЛНИЛ Загриев Д.Ф.ПРОВЕРИЛ Сафин М.А.Казань 2023 Составить схему контроля, сигнализации, регистрации расхода исходной смеси, температуры легкой фракции и давления в сепараторе. Выбрать из справочника приборы. Рассчитать среднеквадратическую погрешность контроля. Определить абсолютную и относительную погрешность на отметке 1400кг/час; 15 °С; 0,15 МПа. Составить схему автоматического регулирования уровня в сепараторе. Выбрать из справочника приборы. Предусмотреть защиту привода от прекращения подачи исходной смеси. Составить спецификацию на приборы и средства автоматизации. Решение Схема контроля, сигнализации, регистрации изображена на функциональной схеме. Спецификация на приборы и средства автоматизации в таблице А1 в приложении. Выбор приборов осуществляется исходя из: диапазона измерения – ориентировочно верхний предел измерения определяется Nвп=Nном1,5. Здесь Nном- номинальное значение параметра согласно заданию. Далее из справочника берется ближайшее значение верхнего предела в сторону увеличения. Верхний предел измерения:для расходомераNвп=1600 1,5=2400кг/ч. Nвп=2600 1,5=3900кг/ч. для датчика температурыNвп=20 1,5=30Co. для датчика давленияNвп=0,3 1,5=0,45МПа. по объемному расходу, скорректированному по п.1. Если в задании дан массовый расход G[кг/ч], необходимо вычислить объемный [ ] [ ]Выбор расходомера для легкой фракции. Выбор расходомера для тяжелой фракции. Необходим расходомер переменного перепада давленияДалее задаются среднерасходными скоростями перемещения технологических сред.газы w = 10 ÷ 30 м/с;жидкости w = 1 ÷ 3 м/с;вязкие жидкости w = 0.3 ÷ 1м/с.Ориентировочное значение диаметра трубопровода Далее из справочника берется ближайшее значение диаметра в сторону увеличения. Если D < 50 мм рекомендуется выбрать расходомер обтекания (ротаметры). В случае D50 мм, то следует выбрать расходомер переменного перепада давления.Если в качестве расходомера выбран ротаметр (расходомер обтекания) и измеряемая среда - вода, то конкретные характеристики ротаметра определяются по верхнему пределу измерения, приведенному в справочнике. Нижние пределы измерения ротаметров в справочнике указаны отдельно, что составляет 10 % или 20 % от верхнего предела измерения.Если измеряемая среда газ или другая жидкость кроме воды, то прибор выбирается по условному (среднерасходному) диаметру D.Расходомер переменного перепада включает в себя сужающее устройство, дифманометр и вторичный прибор.Сужающее устройство выбирается по условному (среднерасходному) диаметру D. Дифманометр-расходомер рекомендуется выбрать сильфонного типа по характеристикам расхода из ряда по справочнику. Нижний предел расходомера переменного давления определяется как 30 % от верхнего предела измерения.3) РАСЧЕТ СРЕДНЕКВАДРАТИЧНОЙ ПОГРЕШНОСТИ КОНТРОЛЯ.Среднеквадратичная погрешность контроля параметра содержит основные погрешности приборов, входящих в комплект измерения  П , %где 1– основная погрешность (класс точности) первичного прибора,%; (датчик)i– основные погрешности (классы точности) промежуточныхпреобразователей, %;ВП– основная погрешность (класс точности) вторичного прибора, %.Среднеквадратичная погрешность контроля для расходомера: Среднеквадратичная погрешность контроля для термопары: = 0,52 %Среднеквадратичная погрешность контроля для датчика давления: ОПРЕДЕЛЕНИЕ АБСОЛЮТНОЙ И ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ПОГРЕШНОСТЕЙ. Абсолютная погрешность измерения параметра определяется поформулеП  ПNк Nн , ед. изм. параметра,100% где Nк- верхний предел измерения комплекта приборов;Nн- нижний предел измерения комплекта приборов.Следует отметить, что диапазон измерения комплекта приборов определяется прибором, имеющим самый узкий диапазон.Относительная погрешность измерения параметра определяется по формуле  П 100%,N где N– отметка, на которой определяется относительная погрешность;Расчёт для комплекта измерения расхода: Измерения расхода состоит из Krohne micro motion с пределами измерения 1366-3220 , с погрешностью 0,5%.Абсолютная погрешность Относительная погрешность на отметке 1400 кг/ч 0,94% Расчёт для комплекта измерения температуры:Комплект измерения температуры состоит из преобразователя измерительного Rosemount 644с пределами измерения –50 +200 °С, с погрешностью 0,15%.Абсолютная погрешность Относительная погрешность на отметке 15С Расчёт для комплекта измерения давления:Комплект измерения давления состоит из датчика давления EJX530A с пределами измерения 0,04-2 МПа, с погрешностью 0,04%.Абсолютная погрешность 0,010 МПаОтносительная погрешность на отметке 0,15 МПа. Выбор приборовРасходомер Рисунок 1 Расходомер Krohne micro motion Первичные преобразователи Micro Motion серии R предназначены для эксплуатации в самых разнообразных сферах применения и предоставляют возможности по измерению расхода и плотности. Благодаря преимуществам эффекта Кориолиса расходомеры Micro Motion серии R являются идеальной заменой механическим расходомерам.Особенности и преимуществаМногопараметрическое измерение расхода и плотности Характеристики измерения массового расхода жидкости, объемного расхода и плотности Сокращенное время монтажа и минимальное воздействие окружающей среды Лучшее решение для различных применений Самодренируемая конструкция для работы в условиях критических технологических процессов Компактная конструкция обеспечивает гибкость установки Широкий спектр возможностей ввода-вывода, в том числе интерфейсы HART, FOUNDATION Fieldbus, 4—20 мА, а также возможности беспроводной связи Исключительная надежность и безопасность Отсутствие изнашиваемых подвижных частей, подлежащих замене, способствует сокращению затрат на техническое обслуживание и обеспечивает надежность и долговечность эксплуатации Оптимальное решение для измерения расхода в стандартных условиях применения Точные измерения и компактная дренируемая конструкция, благодаря которой повышается производительность рабочих процессов Низкочастотный высокочувствительный измерительный прибор отличается высокой надежностью и точностью даже в самых сложных технологических условиях Типоразмерный ряд идеально подходит для дозирования, коммерческого и межцехового учета Лучшие в отрасли возможности позволяют полностью раскрыть потенциал производства Широкий выбор преобразователей и возможностей монтажа для максимальной совместимости с существующими системами Превосходные калибровочные стенды, соответствующие требованиям ISO-IEC 17025, позволяют достигать непревзойденной точности измерений с минимальной неопределенностью в ±0,014% Лучший в отрасли выбор протоколов обмена данными, включая Smart WirelessИспользование полностью многопараметрической технологии позволяет осуществлять одновременное измерение технологических параметров расхода Непревзойденные характеристики при измерении параметров двухфазных сред Небольшие потери давления, небольшой вес сенсора позволяют снизить затраты на монтаж и ввод в эксплуатацию Не имеющая аналогов технология MVD цифровой обработкой сигнала позволяет добиться минимального времени отклика для точного измерения параметров при дозировании и измерении параметров производственных процессов Smart Meter Verification: расширенная диагностика всей системыКомплексное тестирование, которое может быть запущено как на месте установки, так и из помещения операторской, обеспечивает уверенность в исправной работе и высоком уровне рабочих характеристик измерительных приборов Проверка соответствия характеристик расходомера тем, которые были у прибора при установке, менее чем за 90 секунд Значительное снижение затрат достигается за счет снижения трудоемкости и отсутствия необходимости в калибровке приборов сотрудниками специализированных организаций при одновременном уменьшении времени простоя технологического оборудования. Погрешность и повторяемостьВоспроизводимость и точность измерения для жидкостей и суспензий

Список используемых источников



- Напряжение:110 / 220 VAC 50/60Гц ,

380 / 440 VAC 50/60Гц,

- Материал: Алюминий

- Цифровой протокол: ProfiBus, ModBus, FieldBus

- Масса: 16кг

- Температура окружающей среды от -40 до +55 °С; от -60 до +55 °С

Уровнемер радарный



Рисунок 7 уровнемер радарный «Взлет РУ Ех»

Уровнемер радарный Взлет РУ Ex обеспечивает:

- измерение текущего уровня контролируемой среды;

- измерение дистанции до границы раздела воздуха и контролируемой среды;

- определение объема измеряемой среды при вводе в прибор объемно-уровневой характеристики емкости;

- индикацию измеренных, расчетных, установочных и архивированных параметров на встроенном дисплее;

- вывод результатов измерений уровня или дистанции в виде импульсно-частотных и/или токовых сигналов;

- формирование логических выходных сигналов при выходе измеряемых параметров за заданные границы диапазона, а также при отсутствии радиосигнала и пропадании внешнего питания;

- архивирование установочных параметров в энергонезависимой памяти;

- сохранение результатов измерений, времени наработки и простоя, а также данных о неисправностях и нештатных ситуациях в часовом, суточном и произвольном архивах;

- вывод измерительной, диагностической, установочной и архивной информации через последовательный интерфейс RS-485 и интерфейс HART (в соответствующем исполнении);

- автоматический контроль и индикацию наличия неисправностей уровнемера и нештатных ситуаций;

- защиту архивных и установочных данных от несанкционированного доступа.

Таблица 5

Характеристики уравнемера

Рабочий диапазон, м

0,4...20

Погрешность

не более ±2,0 мм

0,03%

Диапазон рабочих температур, °С 

от -50 до +60 (для исполнения Ех от -40 до +60)

Степень защиты 

IP67 (для исполнения Ех IP66/68)

Напряжение питания, В

24

Потребляемая мощность, Вт

не более 20

Маркировка взрывозащиты (для исполнения Ех)

1Ex db [ib] IIC T6…T2 Gb X

Вывод информации:

токовая петля 4-20мА,
RS-485 Modbus RTU,
универсальный выход,
HART,
на жидкокристаллический индикатор»(ЖКИ)



Список используемых источников


1. Руководство по эксплуатации [Электронный ресурс]: https://www.yokogawa.com/cis/solutions/products-and-services/measurement/field-instruments-products/pressure-transmitters/gauge-pressure/ejx530a/

2. Руководство по эксплуатации [Электронный ресурс]: https://mirkip.ru/product/koriolisovye-rashodomery-i-plotnomery-obshhepromyshlennogo-naznacheniya-micro-motion-modeli-r

3. Лист технических данных [Электронный ресурс]: https://www.emerson.com/documents/automation/лист-технических-данных-интеллектуальный-измерительный-преобразователь-температуры-rosemount-644-ru-ru-76466.pdf

4. Руководство по эксплуатации [Электронный ресурс]: https://www.kb-agava.ru/kontrollery/kontrollery_universalnogo_primeneniya/agava-plc-50

5. Руководство [Электронный ресурс]: https://vzljot.ru/catalogue/izmenenie_urovnya_sred/vzlet_ru/

6. Справочная информация [Электронный ресурс] https://emico.su/nl

Приложение А

Таблица А1
Спецификация на приборы и средства автоматизации

Позиционное обозначение


Наименование параметра, среды и места отбора импульса

Предельное рабочее значение параметра


Место установки

Наименование и характеристика


Тип и модель


Количество


Завод- изготовитель

На один агрегат

На все агрегаты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1-1

Расход легкой фракции

1600 кг/ч

На трубопроводе

Расходомер переменного перепада давления, с пределами измерения 1366-3220 с погрешностью 0,5%. Выходной сигнал: 4-20 мA. Взрывонепроницаемая оболочка (1ExdllCT4T6), материал: нержавеющая сталь 08Х18Н10.

Krohne micro motion

1

3

Micro Motion

4-1

Давление в сепараторе

0.45МПа

На емкости сепаратора

Датчика давления, с пределами измерения 0-0,04…0-2 МПа, с погрешностью ± 0.04%. Выходной сигнал (4-20 мА, взрывонепроницаемое исполнение EExdIIСТ4, Т5, Т6, искробезопасное исполнение EExiaIICT5, корпус исполнен из нержавеющей стали марки 316L SST.

Yokogawa EJX530А

1

1

Yokogawa

3-1

Температура на трубопроводе легкой фракции

30°С

На трубопроводе

Комплект преобразователь измерительный, диапазон измерений -50 до +200 °С, с погрешность 0,18%. Выходной сигнал 4-20 мА. Материал термопары 316 SST, корпус из нержавеющей стали. Взрывозащитное исполнение 1Ехd II CT6.



Rosemount 644

1

1

Rosemount

2-1

Уровень

1200мм

Уровень в сепараторе

Уровнемер радарный, рабочий диапазон 0,4…до 20м, погрешность 0,03%, степень защиты IP67, маркировка взрывозащиты 1Ex db [ib] IIC T6…T2 Gb X, Выходной сигнал 4-20 мА.

Взлёт РУ Ех

1

1

Взлёт




Регулирующий клапан




На выходе исходной смеси

Регулятор прямоходный, степень пылевлагозащиты IP67, степень взрывозащиты Ex d IIB T4, поддержка цифровых протоколов ProfiBus, ModBus, FieldBus, корпус из алюминия

Noah NL 04

1

1

Noah










На щите

Промышленный логический контроллер, габаритные размеры 195 × 153,6 × 64, степень защиты корпуса IP54 лицевая часть и IP20 – задняя часть, питание 220 В, 50 Гц, объем флеш памяти 4 Гб, а так же объем SD-карты до 2 Тб, микроконтроллер 32-разрядный, Cortex-A8, 1 ГГц, 3D ускоритель, L2-кэш 256 Кб, интерфейс программирования Ethernet, USB (RNDIS), резистивная сенсорная панель, интерфейсы RS-485 со скоростью до 230.4 Кб/c, Profibus со скоростью до 230.4 Кб/с, RS-232 со скорость до 921.6 Кб/с, Ethernet гальваническая развязка, 10/100 Мб/с.

АГАВА ПЛК-50

1

1

КБ «АГАВА»