Файл: Автоматизация учета расхода топлива и электроэнергии на производстве.pdf
Добавлен: 20.05.2023
Просмотров: 424
Скачиваний: 8
ВВЕДЕНИЕ.
Данная работа посвящена автоматизации сложных технических процессов на производстве, таких как учет электроэнергии и расход топлива.
Объектом исследования избраны проблемы, возникающие в ходе планирования расходов.
Предметом исследования являются технические трудности в автоматизации.
Целью данной работы является изучение особенностей специфики процесса автоматизации.
Задачи поставленные в ходе достижения цели.
1)Исследовать проблемы автоматизации.
2)Выявить специфику проблемы автоматизации
3)Сформулировать вывод по данной работе.
В работе были использованы следующие методы
1)анализ процесса автоматизации;
2)сравнение разных способов автоматизации
Данная работа состоит из введения, теоретической и практической частей и заключения.
Введение определяет объект и предмет, цель, задачи, методы и актуальность исследования.
В теоретической части представлены понятие автоматизации, наиболее часто возникающие проблемы в условиях данного процесса, причины их возникновения, исследования, проводимые в этой области, а также структура и специфика.
В практической части приведены конкретные примеры и их анализ.
И в заключении сформированы определённые выводы по текущей (настоящей) работе.
Актуальность данного исследования заключается в том, что в наше время технического прогресса необходима автоматизация всех процессов расходных материалов, так как вовремя замеченная утечка топлива или отчет о сбои в элетроэнергии может установить причину проблемы и приступать к немедленному ее решению.
1.Автоматизация контроля расхода топлива.
Зачастую транспортные предприятия, приобретая специализированные системы и устройства контроля расхода дизельного топлива, сталкиваются с проблемами реализации энергосберегающей технологии.
Недооценка многих факторов при выборе этого оборудования может стать причиной как неэффективной траты средств и отсутствия надежных систем или приборов контроля, так и недостоверного учета расхода топлива. Чтобы понизить риски принятия ошибочных в этой работе решений, приведем ее цели и основные требования к системам контроля расхода топлива тепловозов.
Успешное решение топливно-энергетической проблемы невозможно без наличия автоматизированных систем точного учета топлива, что отражено в целевой программе ОАО «РЖД» «Топливо и энергия».
Одним из ключевых пунктов этой программы является автоматизация учета топлива и других нефтепродуктов на различных объектах локомотивного хозяйства ОАО «РЖД»: базах нефтепродуктов, пунктах экипировки тепловозов дизельным топливом и маслом, непосредственно на подвижном составе и т.д. В настоящее время на складах топлива и пунктах технического обслуживания тепловозов используется автоматизированная система измерений и учета нефтепродуктов ,которая позволяет полностью автоматизировать технологический процесс экипировки тепловозов дизельным топливом и маслом
Однако на подвижном составе процесс учета и контроля расхода топлива не автоматизирован. Это не позволяет определить динамику расхода топлива при различных режимах работы дизеля тепловоза. Зная ее, можно на ранних стадиях выявить отклонения в работе силовой установки тепловоза. С учетом данных о скорости движения, веса поезда, профиля пути можно получить реальную картину энергопотребления и уточнить маршрутные карты ведения поездов, оптимизировать график их движения. Кроме этого, данные о количестве топлива в реальном масштабе времени позволят выявлять факты его хищения, что весьма актуально для маневрового парка тепловозов. Решение этих задач возможно только при накоплении результатов измерения электронными средствами автоматизированной системы учета и контроля расхода топлива.
В связи с этим актуальной проблемой является разработка автоматизированной системы контроля и учета расхода дизельного топлива на подвижном составе.
Назначение систем контроля расхода топлива. В настоящее время тепловозы оборудуют различными системами контроля расхода топлива. Они отличаются принципами измерения и, следовательно, стоимостью. Сначала следует определить его расчетную эффективность для достижения конкретной цели.
Первая и наиболее важная цель — сократить непроизводительный расход топлива на тягу поездов посредством стимулирования и повышения ответственности работников предприятия. Для этого необходимо иметь систему учета топлива, позволяющую при помощи датчиков-уровнемеров регистрировать изменение количества топлива в баке тепловоза при экипировке, сливах и в поездке, выявлять наиболее явные нарушения, которые могут допускать машинисты.
На выходе такой системы формируется самая простая форма контроля, представляющая собой визуализацию изменения количества топлива в баке тепловоза за любой период времени. Следует учесть, что при обнаружении фактов нецелевого использования (сливов) топлива доказательной базой могут быть только показания метрологически поверенной системы. При этом она должна быть сертифицирована как средство измерения.
Вторая цель — оценка качества работы (профессионализма) машинистов. Для ее достижения используются системы учета топлива на основе расходомеров и/или уровнемеров, а также оборудования, позволяющего регистрировать режимы работы тепловоза — скорость, пробег, позицию контроллера и др.
Расходомеры, устанавливаемые в топливную магистраль дизеля, могут более точно отображать картину потребления им топлива, поскольку контролируют топливный трафик непосредственно в напорной и сливной магистралях, но не позволяют контролировать поступление топлива при экипировке и сливы.
Уровнемеры, устанавливаемые в бак тепловоза, учитывают все возможные изменения количества топлива без разделения на потребление его дизелем и прочие потери. Это затрудняет анализ эффективности работы дизеля, но при этом решается задача контроля с допустимой погрешностью текущего количества топлива в баке. Выходные данные таких систем представляют собой результаты расшифровки регистрируемых параметров поездки, в которой динамика изменения количества топлива (потребляемого дизелем или находящегося в баке) сопоставляется с режимами работы тепловоза и экипировками локомотива в тот или иной промежуток времени.
Третья цель — удаленный мониторинг эксплуатации тепловоза с последующей оценкой его состояния, включая теплотехническое. Преследуя эту цель, на тепловоз устанавливают системы, обеспечивающие автоматическую регистрацию не только данных о расходе/поступлении топлива, позиции контроллера машиниста, скорости, пробеге и местоположении локомотива, но и целого ряда параметров работы его силовой установки .
На основе этих данных определяется фактический расход на разных режимах работы, который сравнивается с паспортными показателями силовой установки. Выходной информацией такой системы являются данные о совершенной поездке с указанием режимов работы тепловоза (пробеге, общем времени работы, а также на холостом ходу, под нагрузкой и при простое).
Кроме того, система сравнивает фактические и нормативные значения параметров работы силовой установки, а когда требуется — регистрирует отчеты о завышенном расходе топлива и его причинах. Все расчеты выполняются программой расшифровки автоматически и при необходимости позволяют оценить теплотехническое состояние локомотива и условия поездки.
Когда будут определены цель энергосберегающей технологии и способы ее реализации, необходимо обратить внимание на применяемые в выбранной системе методы измерения потребляемого количества топлива и типы датчиков. Как правило, если система применяется для диагностики потребления топлива тепловозом, то в качестве датчика может использоваться расходомер.
Если же система применяется для учета количества и точных данных о заправке и расходе, предотвращения несанкционированного использования топлива, то роль датчика обычно выполняет уровнемер.
Расходомеры. Они предназначены для определения расхода топлива, преобразуя его средний объем в электрический сигнал, устанавливаются в напорную и сливную магистрали. Как правило, применяются ролико-лопастные или так называемые турболопастные расходомеры, менее распространены — магнитодинамические и ультразвуковые.
Погрешность таких расходомеров может составлять не более 0,1%, что позволяет определять расход топлива дизелем с высокой точностью. Турболопастные расходомеры можно использовать как вспомогательные средства в составе более общих систем контроля параметров тепловозов. В локомотивном хозяйстве ОАО «РЖД» применяются автоматизированные программные комплексы АПК «Борт», РПДА, РПРТ, АСК-ВИС.
Эти комплексы регистрируют и отображают достоверную информацию о количестве топлива в баках. Использовать же расходомеры в качестве самостоятельной единицы учета топлива не рекомендуется, так как в этом случае не выявляются потери топлива, происходящие из-за возможных утечек и других причин, не связанных с работой дизеляю
Наиболее точные — сегментированные датчики, чувствительный элемент которых представляет собой не цельную концентрическую трубу, а набор фрагментов, каждый из которых является коаксиальным конденсатором. Эти фрагменты располагаются друг за другом по всей длине датчика с минимальным зазором . Сегментирование чувствительного элемента позволяет оперативно учитывать изменения диэлектрической проницаемости дизельного топлива путем анализа емкости полностью заполненных топливом сегментов по отношению к пустым сегментам. Кроме того, это позволяет увеличить абсолютную точность датчика, поскольку измерение уровня производится в пределах одного сегмента.
Ультразвуковой датчик может располагаться в верхней либо нижней части бака. В первом случае погрешность измерений зависит от давления и температуры смеси воздуха и паров топлива. Сильное поглощение ультразвука газовыми средами требует большей мощности источника, чем при определении границы топливо-воздух через жидкость.
Преимущества ультразвуковых датчиков — они не контактируют с измеряемой жидкостью, отсутствуют подвижные части, простой монтаж. Кроме того, приборы очень компактны, имеют надежную конструкцию и практически не нуждаются в обслуживании. Относительная погрешность измерения уровня без учета отдельных факторов составляет 0,5%. В датчиках с температурной компенсацией погрешность может быть снижена до 0,25%.
Однако, как показывает практика, если топливный бак имеет сложную форму, то ультразвуковые датчики не всегда выдают достоверные показания. Причина — большое количество сигналов, которые отражают стенки и внутренние перегородки бака. Вследствие этого на тепловозе рекомендуется применять ультразвуковые датчики уровня топлива, в которых акустическая волна распространяется внутри трубы, погруженной и заполненной топливом до общего его уровня в баке. Однако при этом отмеченные выше преимущества отсутствуют.
Принцип гидростатического преобразователя уровня основан на измерении разности давления на дне топливного бака и атмосферного давления. При этом измеряется давление столба жидкости (гидростатическое).
Таким образом, между уровнем топлива и показаниями датчика давления устанавливается прямая пропорциональность. Однако давление столба жидкости, которое определяет гидростатический измеритель, прямо пропорционально не только высоте столба (т.е. собственно уровня), но и плотности жидкости в этом столбе. В баке с постоянной по высоте площадью сечения при постоянном количестве жидкости высота ее уровня обратно пропорциональна плотности. Здесь показания гидростатического уровнемера пропорциональны количеству жидкости и не зависят от ее плотности. То есть в баке с неизменяемым сечением по высоте измеритель гидростатического типа непосредственно определяет не уровень, а количество жидкости в баке. При этом измерение плотности не требуется. Применение гидростатических измерителей в системах контроля позволяет
осуществлять непосредственный контроль количества топлива в топливном баке (в кг) без измерения плотности. Но если рассматривать практическое применение данного метода на локомотиве, то можно отметить и ряд существенных недостатков.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1.
Как видно автоматизация расхода топлива одна из важнейших целей в любой компании как и на примере ОАО РЖД. Для точного измерения всех необходимых данных используются специальные приборы учета,но каждый из них имеет свои недостатки ,в виде сложности в монтаже или погрешность конечных данных.Поэтому модернизация данной отрасли важна на любом производстве.