125046 (Автоматизированная система управления компрессорной установки), страница 11

Рис. 5.16 - Термоэлектрический преобразователь ТХА - 241 с габаритными размерами

1. Датчик вибрации серии ТХ 5634 (анализ состояния двигателя)

• Диапазон частот: 2 Гц…10 кГц (ускорение), 2 Гц…1 кГц (скорость);

• Принцип измерения: пьезо электрический;

• Линейность: 1%;

• Температура окружающей среды: - 25 ⁰С…80 ⁰С;

• Аналоговый выход: 4-20 мА;

• Материал: нержавеющая сталь;

• Исполнение: IP67;

• Маркировка взрывозащиты: EEX ia I;

• Максимальная вибрация: 50g;

• Диапазон измерений: 1,2,5,10,20 g (ускорение), 10,20,25,50,10 мм/с (скорость);

• Резонанс: 18 кГц (номинал).

Общий вид датчика представлены на Рис. 5.17.

Рис. 5.17 - Датчик вибрации серии ТХ 5634 в общем виде

1. Измеритель осевого сдвига ротора ТС – 201 А в комплекте с датчиком типа КТ - 136С (анализ состояния двигателя)

Система отслеживания осевого сдвига - одна из главных в общем комплексе мероприятий по защите компрессорных машин. Другие нарушения в работе машин также могут приводить к катастрофическим последствиям, но ухудшение работы или дефект упорного подшипника может произойти при очень слабых признаках опасности и за очень быстрый период, а это приводит к полному разрушению машины. Поэтому в первую очередь требуются технические приемы для измерения осевого сдвига. При этом необходимо избегать ошибок при установке соответствующих систем защиты.

• Диапазон измерения осевого сдвига ротора: от -2,0 до 1,5 мм;

• Пределы допускаемой абсолютной погрешности прибора при измерении зазора: (10 + 0,07 •Z) мкм;

• диапазон значений выходного тока: 4-20 мА;

• Время установления рабочего режима, не более: 5 мин;

• Средняя наработка на отказ, не менее: 10000 часов;

• Средний срок службы, не менее: 8 лет;

• Среднее время восстановления работоспособности, не более: 2 часов;

• Температура окружающего воздуха: 10…55 ⁰С;

• Относительная влажность воздуха при температуре 35 С, (без конденсации): 93.3%.

1. Функциональный блок MICROMASTER 430

Преобразователи частоты сегодня возрастающими темпами заменяют механические решения регулирования скорости вращения электрических двигателей. Они позволяют осуществлять регулирование проще и с меньшими расходами на техническое обслуживание. Фирма «Сименс» производит преобразователи частоты уже несколько десятилетий.

Сейчас на Российском рынке появились новые преобразователи частоты четвертого поколения, имеющие ещё более широкие возможности. Среди появившихся новшеств следует отметить расширение рабочего температурного диапазона, увеличения выпускаемого диапазона мощностей, невысокую цену, универсальность всех основных опций, и возможность доступа практически ко всем параметрам, что дает возможность «тонко» настроить преобразователь.

Одним из таких является MICROMASTER 430, основные параметры которого представлены ниже:

• Диапазон мощностей: 7,5 кВт - 250 кВт 400 В 3 AC;

• Диапазон напряжений: 380 - 480 В +/- 10%;

• Входная частота: 47- 63 Гц;

• Коэффициент мощности: cos Φ ≥ 0.7;

• Пусковой ток: не больше, чем номинальный;

• КПД: 97%;

• Рабочая температура: - 10 до +40 °C;

• Температура хранения: - 40 до +70°C;

• Допустимая относительная влажность воздуха: 95%;

• Степень защиты: IP20 / NEMA 1;

• Выходная частота: 0 - 650 Гц;

• Разрешение выходной частоты: 0.01 Гц;

• Перегрузочная способность 110% от номинального тока в течение 60 c, 140% % от номинального тока в течение 3 c ( каждые 300 с.);

• Способ регулирования: потокосцеплением (FCC), линейный (U/f),

• квадратичный (U/f2), режим энергосбережения, произвольная настройка;

• Цифровые воды: 6 (18 функции);

• Аналоговый вход: 0-10 В, 0-20 мА, -10 В / +10 В биполярный, разрешение 10 бит;

• Релейный выход: 30 В DC 2 A, 240 В AC 0.8 A параметрируемый;

• RS485 интерфейс: есть;

• Способ торможения: генераторное, динамическое, комбинированное;

• Быстрое ограничение тока: есть;

• Функции защиты по:

1. пониженному напряжению;

2. перенапряжению;

3. перегрузке;

4. включению на землю;

5. короткому замыканию;

6. блокировке двигателя;

7. перегреву двигателя;

8. перегреву преобразователя;

   • Регулятор: встроенный ПИД- регулятор, Встроенный источник питания 24 В для датчика ПИД-регулятора;

   • Нормы: разрешение Госгортехнадзора.

Основная схема принципа регулирования представлена на Рис. 8.18.

Рис. 5.18 - Структурная схема преобразователя частоты с промежуточным контуром постоянного тока

1. Запорная арматура системы управления

Трубопроводная арматура (вентили, обратные клапаны) представляют собой устройства, предназначенные для управления потоками газа, транспортируемого по трубопроводам, отключения одного участка трубопровода от другого, включения и отключения технологических установок, аппаратов, сосудов и т.д.

К характерным особенностям работы запорной арматуры на КУ относятся: высокое давление транспортируемого газа (до 7,5 МПа), относительно высокая температура газа на выходе КС (60-130°С), наличие в составе газа механических примесей и компонентов, вызывающих коррозию, эрозию металла и т.д.

К запорной арматуре предъявляются основные требования: обеспечивать герметичное отключение отдельных участков газопровода, сосудов, аппаратов от технологических газопроводов и длительное время сохранять эту герметичность, иметь высокую работоспособность, быть коррозионно-стойкой и взрывобезопасной.

На КУ применяется запорная арматура различного типа, но для нашей системы будем использовать клапана компании EMERSON Process Management. Возможность использования клапанами коммуникационных протоколов Fieldbus позволяет применять их в составе нашей систем автоматизации.

Клапан конструкции GX

Регулирующий клапан конструкции GX предназначен для управления потоком среды (регулирование или отсекание) и представляет собой односедельный клапан с направлением потока вверх, с ввинчиваемым седлом, с одним из трех типов трима (комплекта внутренних деталей): с направляющей по штоку, с направляющим седлом или с разгруженным плунжером. Привод пневматический (МИМ) с несколькими пружинами.
Для клапана каждого размера возможно исполнение с неразгруженным плунжером, которое исключает "мертвые зоны", с возникающей в них полимеризацией рабочей среды. Полно поточный трим и трим с ограниченной пропускной способностью могут иметь как линейную, так и равно процентную характеристику потока.

Ниже перечислены факторы, на основе которых был сделан выбор данного оборудования:

• стабильность потока через тракт клапана;

• полный спектр материалов, включая сплавы;

• исполнения с высокой пропускной способностью;

• высокая унификация деталей для всех типоразмеров;

• заменяемый комплект внутренних деталей (трим);

• реверсируемый в полевых условиях привод;

• простота технического обслуживания.

Общий вид данного класса представлен на Рис. 5.19.

Рис. 5.19

1. Программная реализация обеспечения для контроля и управления

Программное обеспечение для контроля и управления DeltaV поддерживает разработку управляющих стратегий с помощью языков, соответствующих стандарту IEC 61131-3, а также функциональных блоков FOUNDATION fieldbus. Компоновка и изменение этих стратегий производится в графическом режиме. Визуальная разработка стратегий интуитивно понятна, что помогает начинающим пользователям быстро добиться результатов. Языки управления IEC 61131-3, включают в себя Диаграммы функциональных блоков (ДФБ), Диаграммы функциональных последовательностей (ДФП) и структурированный текст (СТ), на основе которых реализуются системы практически любой сложности.

Диаграммы функциональных блоков (ДФБ)

Диаграммы функциональных блоков используются в DeltaV для реализации непрерывно выполняемых вычислений, контроля процесса и стратегий управления. Различные блоки на диаграмме соединяются графическими «проводами». По каждому «проводу» передается один или несколько блоков данных. Весь обмен данными в системе DeltaV выполняется автоматически. Функциональные блоки DeltaV реализованы в соответствии со стандартом FOUNDATION fieldbus, однако расширены и дополнены для большей гибкости при разработке стратегий управления. Совместимые со стандартом полевой шины функциональные блоки позволяют реализовать распределенное управление в полевых приборах.

Структурированный текст (СТ)

С помощью структурированного текста вы можете писать программы сложных расчетов, используя широкий набор алгебраических и тригонометрических функций и операторов. Кроме того, вы можете составлять сложные логические выражения, используя условные и итерационные структуры.

Сбор данных

Отображение, построение трендов, генерация алармов и использование внешних данных таким же образом, как и собственной информации в/в DeltaV. Все приложения DeltaV могут получать доступ к внешним данным, как к собственной информации DeltaV. В процессе выполнения механизм оповещения об исключительных ситуациях передает данные в соответствующее системное приложение. База данных глобальной конфигурации делает управление этими данными и их использование очень простым.

1. Разработка алгоритмов

Система DeltaV использует параметры в функциональных блоках, мо­дулях, конфигурации Вв/Выв и диагностических функциях. Параметры обеспечивают пользователя значениями переменных, которые явля­ются определенными константами различных приложений и могут опи­сывать эти приложения. Это позволяет пользователю конфигурировать логику в блоке или модуле, читать или писать по конкретным адресам Вв/Выв или диагностировать неисправности системы.

В системе DeltaV используется модульный принцип при разработке стратегии управления. Управляющие модули являются уникальными поименованными управляющими единицами в системе DeltaV. Функ­циональный блок – это основной компонент управляющего модуля, то есть, это блок, из которых строится управляющий модуль. Каждый функциональный блок содержит в себе управляющий алгоритм (такой, как ПИД, Аналоговый Выход или Аналоговый Вход). Алгоритмы Усо­вершенствованного Управления процессом также включены в функцио­нальные блоки, например, регулирование с функцией Нечеткой логики. Будучи соединенными вместе в определенной последовательности, несколько функциональных блоков образуют управляющий модуль.

Принцип действия управляющих модулей КУ будет основываться на алгоритмах, описанных в п. 2.3.

Кроме этого, необходимо разработать четкий механизм событий и алармов, согласно которым и будет производится управление и поддержание процесса на необходимом уровне.

Событие – есть важное изменение состояния во время выполнения управляющего процесса. Событие может быть зарегистрировано или использовано для оповещения оператора.

Система DeltaV позволяет создавать уставки (пределы) алармов для функциональных блоков и управляющих модулей. Эти уставки можно использовать для создания звуковой или визуальной сигнализации об аларме для оператора.