Система автоматического регулирования уровня на КСУ-1,2,3 на КСП-5 - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа

Главная

Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Система автоматического регулирования уровня на КСУ-1,2,3 на КСП-5

Технология подготовки нефти в КСУ-1,2,3 на КСП-5. Комплекс технических средств системы автоматического регулирования уровня. Схема автоматизации функциональная регулирования уровня. Устойчивость по критерию Гурвица. Критический коэффициент усиления.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

(филиал) федерального государственного бюджетного
образовательного учреждения высшего профессионального образования
«Югорский государственный университет»
по дисциплине «Автоматическое управление»
на тему: «Система автоматического регулирования уровня на КСУ-1,2,3 на КСП-5»
Перечень условный обозначений и принятых сокращений
1.1 Технология подготовки нефти в КСУ-1,2,3 на КСП-5
1.2 Комплекс технических средств системы автоматического регулирования уровня в КСУ-1,2,3 на КСП-5
1.3 Схема автоматизации функциональная регулирования уровня в КСУ-1,2,3 на КСП-5
2.2 Математическая модель объекта регулирования
2.3 Математическая модель ПИД регуляторов
2.4 Математическая модель исполнительно механизма, регулирующего органа и измерительного преобразователя
3.1 Устойчивость по критерию Гурвица. Критический коэффициент усиления.
4.1 График переходного процесса (аналитический метод)
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ
система автоматического регулирования.
предохранительный линейный клапане.
блок токовых выходов искробезопасный.
Любая целенаправленная деятельность или процесс нуждаются в управлении. Если управление осуществляется техническими средствами без участия человека( или другого живого организма), - это автоматическое управление. Системы автоматического управления (САУ) предназначены для управления техническими процессами без непосредственного вмешательства или участия человека.
В составе САУ различают собственно объект управления и управляющие устройства. Объект и управляющее устройство связаны через исполнительные механизмы, по которым на объект передаются управляющие воздействия, и измерительную аппаратуру, от которой управляющие устройства получают сигналы о состоянии объекта. Технически в САУ входят также аппаратура и линии связи между перечисленными частями САУ, и их возможным влиянием на сигналы в системе нельзя пренебрегать. При построении анализе САУ принимаются во внимание.
Именно информационные потоки и связи, а также те преобразования (и искажения) сигналов, которые происходят в объекте, управляющем устройстве и связной аппаратуре. Все системы автоматики, как правило, связаны между собой, образуя множество контуров управления. В частности, устройства, ответственные за оптимизацию, задают уровни, на которых САР должны стабилизировать параметры процессов.
Системы управления могут иметь сложную иерархическую структуру и включать в себя множество подсистем, каждая из которых является локальной САУ. При этом обычно система в целом оказывается автоматизированной - на верхнем уровне находится человек - оператор, в то время как отдельные подсистемы выполняют свои функции полностью автоматически.
Цель курсового проекта разработать систему автоматическому регулирования уровня КСУ-1,2,3 на КСУ-5. Разработанная система должна быть установленной и обладать необходимого качества. Предложенная система автоматизаций должна быть современной и соответствовать условиям эксплуатаций.
1.1 Технология сепарации в КСУ-1,2,3 на КСП-5
Нефть из технологического отстойника ТО-11 через задвижку 55н по трубопроводу Ш426 мм поступает в КСУ через задвижки №№ 62н (КСУ-1), 63н (КСУ-2), 64н (КСУ-3). В КСУ-1 - 3 происходит отделение остаточного газа от нефти. Нефть отбирается из КСУ через патрубки и задвижки №№ 65н (КСУ-1), 66н (КСУ-2), 67н (КСУ-3) и по общему трубопроводу Ш530 мм поступает во входные коллекторы РВС-10000 м3 на временное хранение.
Газ, отделившийся в аппаратах, отбирается через верхние патрубки и задвижки №№ 92г (КСУ-1), 93г (КСУ-2), 94г (КСУ-3) и направляется на факел для сжигания.
Каждая емкость снабжена люк - лазами, предназначенными для внутреннего осмотра. Сосуд заземлен на контур. Для обслуживания оборудования, имеется площадка обслуживания с лестницами и ограждениями.
Для освобождения аппаратов имеются дренажные патрубки и задвижки: №№23д (КСУ-1), 24д (КСУ-2), 25д (КСУ-3). Сброс жидкости осуществляется по трубопроводу Ш219 мм в канализационный колодец КК-38, слив в грязевую ёмкость ГЕ-3 (V-40 м3), оснащенную погружными насосами типа НВ 50х50, откуда жидкость откачивается через обратный клапан и задвижки №№163н, 164н в коллектор поступления жидкости с ОГ-7 - 9 в РВС очистных сооружений.
Рисунок 1.1 -КСУ - 1,2,3 на КСП - 5
1.2 Комплекс технических средств САР уровня в КСУ-1,2,3 на КСП-5
Для реализации системы автоматического регулирования уровня в КСУ-1,2,3 необходимо подобрать три основных компонента регулирования: уровнемер, механизм электроприводного регулирования клапана и контроллер.
В качестве датчика уровня предлагаю использовать ультразвуковой уровнемер ДУУ4М.
Ультразвуковой уровнемер ДУУ4М - Уровнемеры поплавковые ДУУ4М (далее «уровнемеры») предназначены для измерения уровня различных жидкостей, уровней раздела сред многофазных жидкостей (нефть - эмульсия - подтоварная вода и т.п.), а также измерения температуры и давления контролируемой среды.
Уровнемеры применяются в системах автоматизации производственных объектов нефтегазовой, нефтехимической, химической, энергетической, металлургической, пищевой и других отраслей промышленности в аппаратах с атмосферным или избыточным (до 2,0 МПа) давлением.
Уровнемеры устанавливаются на объектах в зонах класса 1 и класса 2 по ГОСТ Р 51330.9, где возможно образование смесей горючих газов и паров с воздухом категории IIB по ГОСТ Р 51330.11 температурной группы T4 (для датчиков ДУУ2М-02Т, -10Т) или температурной группы T5 (для остальных датчиков) по ГОСТ Р 51330.9.
Уровнемеры внесены в Государственный реестр средств измерений.
Уровнемеры имеют взрывозащищенное исполнение, соответствуют требованиям технических условий, ГОСТ Р 51330.0, ГОСТ Р 51330.10, комплекту конструкторской документации, согласованной и утвержденной в установленном порядке в соответствии с «Правилами сертификации электрооборудования для взрывоопасных сред ПБ 03-538-03», и «Общим правилам взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств ПБ 09-540-03», имеют вид взрывозащиты «Искробезопасная электрическая цепь», уровень взрывозащиты «Взрывобезопасный» для взрывоопасных смесей категории IIB по ГОСТ Р 51330.11-99 (МЭК 60079-12-78) температурной группы T4 (для датчиков ДУУ2М-02Т, -10Т) или температурной группы T5 (для остальных датчиков), маркировку взрывозащиты «1ExibIIBT4 X» (для датчиков ДУУ2М-02Т, -10Т) или «1ExibIIBT5 X» (для остальных датчиков) по ГОСТ Р 51330.0 и могут применяться во взрывоопасных зонах согласно требованиям главы 7.3 ПУЭ (шестое издание) или других нормативно-технических документов, регламентирующих применение оборудования во взрывоопасных зонах.
Знак «Х» указывает на возможность применения датчика в комплекте с БТВИ3 или БИИ3 (далее «блоки»), а также на необходимость предотвращения условий образования статического электричества на поплавке типа I (запрещается протирка, обдув сухим воздухом) во взрывоопасной зоне.
Контроллер SLC-500 - это развивающееся семейство малых программируемых контроллеров, построенное на двух аппаратных модификациях: фиксированный контроллер с опцией расширения при помощи 2-x слотного шасси, или модульный контроллер до 960 точек ввода/вывода. Средства программирования и большинство модулей В/В совместимы для обеих модификаций, так что Вы можете реализовать с минимальной стоимостью широкий спектр приложений.
В дополнение к гибкости конфигурирования программируемые контроллеры SLC 500 имеют встроенный порт сети DH-485, обеспечивая тем самым программную поддержку и мониторинг. Процессор SLC 5/03 (каталожный номер 1747-L532 C) обеспечивает до 960 точек В/В, программирование в режиме ONLINE, и переключатель для выбора одного из 3-х режимов функционирования (RUN, PROGRAMM и REMOTE). предлагает широкий выбор модулей дискретного В/В, которые позволяют Вам строить системы управления с минимальными затратами. Наличие 32-канальных модулей В/В снижает, кроме того, требования к монтажному пространству. Все дискретные и специализированные модули сертифицированы в соответствии со стандартами индустриальных приложений UL и CSA, а большинство из них одобрено для использования в условиях окружающей среды Класс 1, Дивизион 2.
В качестве механизма электроприводного регулирования клапана используем механизм МЭОФ-250/160-0,63-97К. Это однооборотные электрические фланцевые исполнительные механизмы, обеспечивающие передачу крутящего момента на рабочий орган арматуры неполноповоротного принципа действия.
Механизмы МЭОФ предназначены для перемещения рабочих органов запорно-регулирующей трубопроводной арматуры поворотного принципа действия (шаровые и пробковые краны, поворотные дисковые затворы, заслонки и пр.) в системах автоматического регулирования технологическими процессами различных отраслей промышленности в соответствии с командными сигналами, поступающими от регулирующих или управляющих устройств. Механизмы устанавливаются непосредственно на арматуру.
Модули процессора SLC серии 1746 обеспечивает надёжное управление промышленными объектами. Процессор SLC, может подключаться к различным сетям связи для распределённого управления и работать с удалёнными модулями ввода-вывода.
Семейство SLC 500 -- это развивающееся семейство малых программируемых контроллеров, построенное на двух аппаратных модификациях: фиксированный контроллер с опцией расширения при помощи 2-x слотного шасси, или модульный контроллер до 960 точек ввода/вывода. Средства программирования и большинство модулей В/В совместимы для обеих модификаций. С помощью контроллера данного типа можно реализовать с минимальной стоимостью широкий спектр приложений.
Таблица 1.1 - параметры автоматизации КСУ - 1,2,3
1.3 Схема функциональная КСУ- 1,2,3 на КСП - 5
На КСП-5 предусмотрены три установки концевой сепарационной, предназначенные для отделения нефти от газа.
Концевая сепарационная установка КСУ предназначена для полной дегазации нефти при отключении электроэнергии на продолжительное время или при аварийной остановке насосов внешней перекачки нефти.
C ТО-11 по трубопровод поступает нефть которая попадает в КСУ -1, 2, 3, где делится на нефть и газ. После чего по трубопроводу на факел уходит газ, а нефть на РВС 10000.
На каждом КСУ предусмотрен датчик уровня ДУУ4М (поз. 1а, 2а, 3а). Датчик определяет значение уровня в установке и через вторичный прибор (поз. 1б, 2б, 3б) передает унифицированный электрический сигнал контроллеру.
В памяти контроллера хранятся уставки уровня (20%). Контроллер сравнивает сигнал с уровнемера с уставками. При наличии рассогласования, формирует управляющий сигнал и отправляет его на электродвигатель клапана механизма МЭОФ-250/160-0,63-97К. Электродвигатель, изменяя положение клапана, регулирует уровень в КСУ -1,2,3.
На территории есть опасность появления утечки газа. Поэтому по технике безопасности все виды технологического оборудования должны быть оснащены сигнализаторами загазованности СТМ-10 (поз. 4а-1, 4а-2, 4а-3). Датчики СТМ определяют загазованность прилегающей территории, сигнализация осуществляется при достижении загазованности 20%НКПР.
АР - автоматический регулятор - контроллер SLC-500
ИМ - исполнительный механизм - МЭОФ-250/160-0,63-97К;
ОР - объект регулирования КСУ-1,2,3;
бтви - вторичный блок датчика уровня БТВИ3
y - регулируемый параметр - уровень;
Для определения математической модели САР необходимо определить математическую модель каждого элемента структурной схемы, а затем в соответствии с правилами соединения элементов математическая модель всей системы.
Так как в данной системе два входа, то формулу для расчета математической модели определяется дважды.
Математическая модель по заданному воздействию
2.2 Математическая модель объекта регулирования
Математическая модель объекта регулирования можно определить аналитическим способом или по экспериментально снятой переходной характеристике.
Аналитический метод предполагает знание физических законов, процессов проходящих в данном технологическом объекте.
В курсовом проекте математическую модель объекта регулирования будем определять по переходной характеристики. Переходную характеристику построим на основание данных технологического регламента.
Рисунок 2.2 - Переходная характеристика объекта регулирования.
нефть технический автоматический регулирование
График представляет собой S-образную характеристику. По динамическим свойствам этот объект соответствует последовательным соединением звена запаздывания и нескольких апериодических звеньев.
Определяем численное значение коэффициентов:
Определим Lуст и рассчитываем значение К.
Перейдем в относительные единицы, разделив отрезок 0 Lуст на 10 равных частей.
Откладываем точку А = 0,7 и определяем соответствующее ей время ta = 9,6
Определим точку i = 0,1 и определяем время ti = 7,4.
Принимаем число звеньев m = 1 и определяем значение коэффициентов Та*,Аia, Bia по таблице 7.8 [ ], где а=7; i=1
Подставляя в формулу 2.3 найденные коэффициенты, получаем математическую модель объекта регулирования РВС
Математическую модель автоматического регулятора определяем из закона регулирования. Согласно заданию закон регулирования пропорционально интегрально дифференциальный.
где y - выходная величина регулятора;
kп - коэффициент пропорциональности;
Ти - постоянная времени интегрирования;
Тд - постоянная времени дифференцирования.
Так как математическая модель это передаточная функция то для ее определения выполним преобразование Лапласа.
Численные значения коэффициентов определяем методом приближенных формул (таблица 7.13 [1]).
Определяем характеристику объекта регулирования:
Характеристика объекта регулирования
Постоянная времени дифференцирования
Определим коэффициент усиления регулятора
Таким образом, передаточная функция автоматического регулятора для ПИД закона
Составляем главный определитель Гурвица и рассчитываем его:
Теперь проверяем, все ли определители Гурвица положительны:
Все определители Гурвица положительны, значит САР устойчива. Теперь определяем критический коэффициент усиления. По критерию Гурвица система будет находится на границе устойчивости, если определители Гурвица будут равны нулю. За коэффициент усиления принимают число без . САР при этом равна нулю. Заменяем слагаемое 7 на неизвестную :
При система находится на границе устойчивости. Чтобы система была устойчивой, необходимо взять любое значение меньше 131,3.
· максимальное относительное отклонение всего 48%. Это значит, что уровень в КСУ максимально отклонится до
29,6% от уровня всего КСУ, что не приведет к аварийной ситуации;
· статическая ошибка при ПИД - законе регулирования равна 0,7, а это значит, что система автоматического регулирования полностью возвращает уровень к заданным регламентам установками;
· время регулирования системы составляет всего 3с.
1. Клюев А.С. Автоматическое регулирование: Учебник для сред. спец. учеб. заведений. - М.: Высш.шк.,1986. - 351 с.
2. Наладка средств автоматизации и автоматических систем регулирования: Справочное пособие/ А.С. Клюев, А.Т. Лебедев, С.А. Клюев, А.Г. Товарнов; Под ред. А.С. Клюева. М.: Энергоатомиздат,1989. - 368 с.
Оценка устойчивости системы автоматического регулирования по критериям устойчивости Найквиста, Михайлова, Гурвица (Рауса-Гурвица). Составление матрицы главного определителя для определения устойчивости системы. Листинг программы и анализ результатов. лабораторная работа [844,0 K], добавлен 06.06.2016
Описание системы автоматического контроля и регулирования уровня воды в котле. Выбор регулятора и определение параметров его настройки. Анализ частотных характеристик проектируемой системы. Составление схемы автоматизации управления устройством. курсовая работа [390,0 K], добавлен 04.06.2015
Принципиальная схема системы автоматического регулирования (САР) скорости электровоза (режим реостатного торможения). Коэффициент усиления САР. Передаточные функции и частотные характеристики динамических звеньев. Основные критерии устойчивости САР. курсовая работа [1,6 M], добавлен 19.02.2015
Трубопровод с участком регулирования расхода пара. Инструментальная модель объекта регулирования. Модель системы автоматического регулирования расхода. Функциональная схема блока электропривода. Графики зависимостей для различных настроек регулятора. курсовая работа [202,5 K], добавлен 14.10.2012
Характеристика системы автоматического регулирования скорости двигателя, математическое описание ее динамики, расчет необходимого коэффициента передачи. Оптимизация параметров корректирующего устройства по интегральному квадратичному критерию, его схема. курсовая работа [2,8 M], добавлен 14.01.2011
Определение передаточных функций звеньев системы автоматического регулирования (САР). Оценка устойчивости и исследование показателей качества САР. Построение частотных характеристик разомкнутой системы. Определение параметров регулятора методом ЛАЧХ. курсовая работа [1,2 M], добавлен 31.05.2013
Функциональная зависимость между входными и выходными параметрами как основная цель автоматического управления техническими системами. Система автоматического регулирования угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя, алгоритмы функционирования. курсовая работа [2,4 M], добавлен 19.11.2012
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Система автоматического регулирования уровня на КСУ-1,2,3 на КСП-5 курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Реферат: "Повелитель приключений"
Дипломная работа по теме Анализ и совершенствование функциональной структуры управления муниципалитета (на примере администрации г. Шумиха)
Реферат по теме Состояние и основные пути улучшения использования трудовых ресурсов на примере АО Прогресс Саратовская область Питерский район
Сколько Томов Ленина В Полном Собрании Сочинений
Дипломная работа по теме Участие предпринимательства в инвестиционных проектах регионального и местного значения на территории Санкт-Петербурга
Курсовая работа по теме Комахи-запилювачі
Сочинение На Тему Петр Гринев И Швабрин
Курсовая работа по теме Развитие библиотек в России в первой половине XIX в.
Курсовая работа по теме Разработка мелиоративных мероприятий в условиях Бакчарского совхоза Томской области
Реферат На Тему Анализ В Кабинете Врача И На Дому
Курсовая работа по теме Модель распределения
Реферат по теме Біосфера та сучасні погляди на її проблеми
Курсовая работа: Развитие института суда присяжных в России
Практическое задание по теме Гласные и согласные звуки старославянского языка
Контрольная Работа По Алгебре Алгебраические Дроби
Курсовая работа по теме Расчёт корреляции между живой массой и косой длиной туловища коров холмогорской породы
Математические Сказки 4 Класс Реферат
Отчет по практике по теме Деятельность ОАО 'Нижневартовское нефтегазодобывающее предприятие'
Реферат: Приоритет гносеонологии. Проблемы достоверности знания: радикализм Р. Декарта. Скачать бесплатно и без регистрации
Пособие по теме Семиотика кино
Мировое соглашение в гражданском процессе - Государство и право курсовая работа
Документы, фиксирующие юридические факты - Государство и право реферат
Российская Федерация - светское государство - Государство и право курсовая работа