Разработка системы автоматического регулирования давления рецикла водорода в буферной ёмкости Е-4 установки по производству водорода

Описание установки как объекта автоматизации, варианты совершенствования технологического процесса. Расчет и выбор элементов комплекса технических средств. Расчет системы автоматического управления. Разработка прикладного программного обеспечения.

Рубрика Производство и технологии
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 24.11.2014
Размер файла 4,2 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

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

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

автоматизация управление программный технологический

Водород - это энергоноситель (как, например, электричество), а не основной источник энергии (как, например, угля). Использование водорода в качестве топлива положительно повлияет на энергетическую безопасность, экологию и экономический рост. Водород поможет улучшить энергетическую безопасность (т.е. независимость от стран-поставщиков), так как его можно получать из многих первичных источников энергии, в том числе и возобновляемых. Таким образом, водород может стать полноценной альтернативой нефти. Водород можно получать используя самые разнообразные природные ресурсы: газ, угля, органические отходы, биотопливо, отходы сельского хозяйства. Основная часть водорода, производится промышленностью, добывается из природного газа, но предполагается увеличение роли других источников. Для получения водорода можно использовать различные источники энергии: ископаемые ископаемые, ядерную энергию и возобновляемые технологии, такие как солнечная, ветровая, гидро-, био- и геотермальная энергии. Благодаря такому многообразию ресурсов и технологий, водород можно будет производить во всех регионах страны и во всем мире. Сегодня из более 50 млн тонн водорода, вырабатываемого половина получается путем конверсии водяного пара с природным газом (48%). Также водород добывают из нефти (30%), угля (18%) и воды (4%). В современной углеводородной энергетике транспортировки питается прежде нефтью. В результате сжигания углеводородного топлива выделяется диоксид углерода и другие загрязнители атмосферы. Фото экономически выгодных углеводородных ресурсов в мире ограничен, а спрос на углеводородное топливо растет, особенно в Китае, Индии и других развивающихся.

Сторонники будущего внедрения водородной энергетики в мировых масштабах утверждают, что водород может быть экологически чистым источником энергии для конечных потребителей, особенно в транспортной отрасли, в месте конечного использования выбросов загрязняющих веществ и твердых частиц или диоксида углерода не будет. В анализе, проведенном в 2004 году, утверждается, что "вся цепь водородного поставки высвобождает значительно меньше углекислого газа в атмосферу, чем бензин в гибридных автомобилях", и значительное сокращение объема выбросов двуокиси углерода был бы возможен, если бы в местах производства энергии и водорода были использованы методы поглощения или изоляции углерода.

Водород имеет высокую плотность энергии по весу. Цикл Отто в двигателе внутреннего сгорания, работающего на водороде, имеет максимальный КПД около 38%, что на 8% выше, чем в двигателе внутреннего сгорания на бензине. Сочетание топливного элемента и электрического двигателя в 2-3 раза эффективнее, чем двигатель внутреннего сгорания. Тем не менее, высокая цена топливного элемента - одно из главных препятствий его развития. Сейчас ученые ищут средства уменьшения использования платины, или ее замены на более дешевые аналоги. Лучшие модели двигателей на топливных элементах содержат 30 г платины. Этот фактор необходимо преодолеть до коммерциализации проекта. Другие технические препятствия, связанные с топливными элементами, - это обязательность чистоты водорода - в некоторых современных технологиях топливный элемент требует чистоты водорода не менее 99,999%. С другой стороны, использование водородных двигателей является экономически выгодным, чем применение топливных элементов.

1. Анализ объекта автоматизации и обоснование необходимости создания АСУТП

1.1 Описание выбранной установки как объекта автоматизации

Установка по производству водорода предназначена для получения водорода (Н2 - 99,99%) и обеспечения водородом установку изомеризации в полном объеме. Производительность установки 7030м?/час (5000т/год).

Сырьем установки получения водорода является сжиженное пропан бутановое топливо (СПБТ) и питательная вода. Процесс производства водорода с высокой концентрацией (Н2 - 99,99%) основан на паровой конверсии сжиженного пропан бутанового топлива - СПБТ.

Сырьем станции дожима является водородсодержащий газ (ВСГ), поступающий с установок риформинга 35-11/300, 35-11/600, 35/6.

В состав установки входят:

1) блок установки получения водорода (включая сырьевую насосную) фирмы «Mahler AGS» (Германия), включает в себя следующие процессы:

- гидрирование и обессеривание исходного сырья;

- паровой риформинг;

- конверсия СО.

2) блок КЦА фирмы «UOP» производства США, включающий в себя процесс концентрирования полученного водорода методом коротко-цикловой адсорбции загрязнителей (углеводородов, сероводорода и других примесей) и десорбции (удаление поглощенных веществ с поверхности адсорбента). Примеси адсорбируются при высоком давлении, а затем десорбируются при низком давлении.

3) станция дожима предназначенная для повышения давления и концентрации водорода в ВГС установок риформинга для обеспечения установок 24/8С, 24/6, 24/7.

Производительность станции по 1 компрессору:

- максимальная - 61215нм?/ч;

- минимальная - 45206нм?/ч.

4) аппаратный двор на площадке которого размещены:

- постамент - с размещением на отм. 0,00 сырьевой насосной, на отм. 6,0 сырьевой емкости Е-1;

- ресиверы воздуха КИП и азота Е-2, Е-3;

- ресиверы пускового водорода Е-4;

- сепаратор факельного газа С-2.

5) деаэрационно-питательный блок предназначенный для приготовления питательной воды установки получения водорода. Производительность блока составляет 10,0 м?/ч.

6) трассы тепломатериалопроводов связывают между собой блок получения водорода с блоком КЦА, станцию дожима, аппаратный двор, деаэрационно-питательный блок и подключают перечисленные объекты комплекса к сетям общезаводского хозяйства завода.

7) насосная пенотушения предназначенная для автоматического локального тушения компрессоров ПК-1, ПК-2, расположенных в станции дожима ВСГ.

8) отдельностоящая операторная во взрывозащищенном исполнении из которой осуществляется управление комплексом установки производства водорода с блоком КЦА.

Схема технологического процесса установки по производству водорода представлена на рисунке - 1.1.

Для хранения и бесперебойной подачи СПБТ - сырья водородной установки, принята к установке емкость Е-1. Сырье СПБТ от границы установки поступает в емкость Е-1, затем в сырьевой насосной разделяется на два потока.

Один поток пропаривается в испарителе И-101 и используется в качестве топлива для горелок риформера П-101. Другой поток сырья насосами Н-101/102 смешивается с небольшим рецикловым потоком водорода из вспомогательной водородной линии.

Далее, смесь сырья и рециклового потока водорода пропаривается и перегревается в нагревателе сырья Т-101 и подается на блок сероочистки. Блок сероочистки состоит из реактора Р-101 с катализатором гидрирования (CoMo), в котором нереактивные соединения серы гидрируются в H2S, а также, гидрируются ненасыщенные углеводороды. Температура в реакторе повышается в соответствии с их содержанием в сырье.

Адсорбция сероводорода происходит на окиси цинка (катализаторе) в двух реакторах Р-102, Р-103. По истечении адсорбционной способности катализатора в одном реакторе, в работу включается катализатор другого реактора.

Обессеренное сырье смешивается с технологическим паром из дымогарного котла ДК-101, перегревается в нагревателях Т-103/А,В,С и поступает в печь парового риформинга П-101.

Смесь сырья и водяного пара риформируется в нагретых трубках риформера из высоколегированного сплава, заполненных катализатором на основе никеля.

Далее, газ охлаждается в охладителе газа Т-104 с генерированием насыщенного пара. Охладитель Т-104 интегрирован в дымогарный котел ДК-101. Точность температуры газа риформера на выходе, контролируется через внутренний байпас, что позволяет гарантировать оптимальные условия эксплуатации также при частичной нагрузке.

Риформированный газ проходит через высокотемпературный конвертер конверсии СО поз. Р-104. Реакция конверсии проводится на железо-хромовом катализаторе в конвертере. Большая часть окиси углерода вступает в реакцию с избыточным количеством водяного пара, который присутствует в конвертированном газе, для производства дополнительного водорода.

Рисунок 1.1- Схема технологического процесса установки по производству водорода

Тепло от конвертированного технологического газа утилизируется в серии теплообменников-утилизаторов:

- в первом теплообменнике (нагревателе сырья) Т-101, тепло от конвертированного технологического газа утилизируется путем пропаривания и перегревания смеси сырья и рециклового потока водорода;

- второй теплообменник Т-102 используется в качестве экономайзера;

- конвертированный технологический газ окончательно охлаждается в концевом холодильнике Х-104.

В процессе охлаждения, избыточное количество пара в конвертированном технологическом газе конденсируется и отделяется в технологическом сепараторе С-103.

Конвертированный технологический газ подается в систему короткоцикловой адсорбции (блок КЦА).

В системе КЦА, из водорода удаляются такие примеси, как H2O, CO, CO2 и не участвовавший в реакции CH4. Система КЦА включает 5 адсорберов А-101?А-105, каждый из которых заполнен тремя типами адсорбентов. Примеси адсорбируются под тем же давлением, что и давление продукта. Регенерация адсорбентов осуществляется через понижение давления до низкого уровня и продувку.

Полный цикл, включает следующие стадии:

а) адсорбция:

- на стадии адсорбции, технологический газ подается в адсорбер снизу. При подъеме вверх, примеси адсорбируются, что позволяет на выходе из адсорбера получить водород высокой чистоты. Давление в блоке КЦА держится на постоянном уровне, благодаря клапану регулирования давления в водородной линии. После того, как стадия адсорбции завершается, регенерированный ранее адсорбер автоматически переключается на адсорбцию, что обеспечивает непрерывность движения потока продукта;

б) регенерация:

- регенерация отработанного адсорбера начинается со сброса давления до низкого уровня. На этой стадии, большая часть газа расходуется на восстановление давления и продувку остальных адсорберов, которые находятся в разной стадии регенерации. Отходящий декомпрессионный газ подается в резервуар продувочного газа Б-103;

в) продувка:

- давление в адсорбере примерно такое же, что и давление внешней среды. Адсорбер продувается ВСГ из другого адсорбера. Продувочный газ отводится в резервуар продувочного;

г) восстановление давления:

- после продувки, давление в адсорбере повышается до давления адсорбции. Это делается с помощью декомпрессионного газа, поступающего из другого адсорбера и, в конечном счете, рециклового потока водородного продукта. На этом, регенерация адсорбера заканчивается, и он переключается на адсорбцию.

В любое определенное время цикла, один из пяти адсорберов блока КЦА работает, в то время как другие адсорберы находятся на разных стадиях регенерации. Оптимальное управление блоком КЦА осуществляется с помощью автоматизированной системы программируемых логических контроллеров (ПЛК), что позволяет блоку КЦА работать с высокой эффективностью. Данная система автоматически подгоняет продолжительность цикла адсорберов, что позволяет, во всех случаях частичных нагрузок, достигать оптимального извлечения водорода.

Полученный водород поступает к границе установки.

В продувочном газе из блока КЦА содержатся примеси H2O, CO2, CO, CH4 и некоторое количество H2. Продувочный газ подается в буферный резервуар Б-103, который предназначен для некоторого «поддержания» с тем, чтобы свести к минимуму колебания в концентрации продувочного газа, теплоте сгорания и числе Воббе.

Продувочный газ используется в качестве топлива в печи риформинга П-101. При обычном режиме эксплуатации, большая часть необходимого тепла в риформере обеспечивается за счет этого продувочного газа. Дополнительно необходимое тепло получается за счет сжигания СПБТ (топлива), поступающего из сырьевой насосной.

Утилизация тепла от горячего дымового газа с риформера осуществляется посредством:

- перегревания сырья и технологического пара в нагревателях Т-103/А,В,С;

- производства технологического пара в дымогарном котле ДК-101. Технологический пар смешивается с обессеренным сырьем;

- предварительного нагрева воздуха горения в подогревателе воздуха горения Т-105.

Дымовой газ уходит с установки через дымосос Д-101 и дымовую трубу ДТ-101.

Холодильник риформированного газа Т-104 интегрирован в дымогарный котел. Точность температуры риформированного газа на выходе, контролируется через внутренний байпас, что позволяет гарантировать оптимальные условия эксплуатации также при частичной нагрузке.

Продуктовый водород от установки производства водорода поступает на установку изомеризации. Так же предусмотрена возможность перепуска продуктового водорода в приемную линию ВСГ на станции дожима.

1.2 Варианты совершенствования технологического процесса

Схема технологического процесса подачи водорода в ёмкость Е-4 представлена на рисунке - 1.2.

С установки ПГИ-ДИГ-250 (изомеризация) рецикловый водород поступает в буферную ёмкость Е-4. Эта ёмкость предназначена для приёма, хранения и подачи рециклового водорода далее в технологический процесс на установке. Небольшое количество рециклового водорода смешивается с СПБТ (сжиженное пропан бутановое топливо), которое подаётся с ёмкости Е-1. В ёмкость Е-1 СПБТ поступает с установки ГФУ. Далее сырьё и рецикловый водород пропаривается и перегревается в нагревателе сырья Т-101 и подаётся на блок сероочистки, который состоит из реактора Р-101.

Рисунок 1.2- Схема технологического процесса подачи водорода в ёмкость Е-4

Основным недостатком в работе системы подачи рецикла водорода в буферную ёмкость Е-4 установки по производству водорода, в настоящее время является отсутствие системы автоматического регулирования давления в ёмкости Е-4.

В исходном варианте регулирование давления осуществляется в ручном режиме, путём открытия или закрытия задвижки клиновой (ЗКЛ), которая установлена на линии подачи рецикла водорода с установки ПГИ-ДИГ-250 (изомеризация) в буферную ёмкость Е-4. Контроль за давлением рецикла водорода ведётся по показаниям датчика давления, установленного непосредственно на этой линии.

Ручное регулирование давления требует присутствия обслуживающего персонала для контроля параметров, что особенно затруднительно в условиях удаленной его установки.

Также ёмкость Е-4 не оснащена системой аварийной сигнализации и прерывания процесса подачи рецикла водорода в ёмкость, что может привести к возникновению аварийных ситуаций, созданию условий для возникновения пожаров.

Устранение вышеперечисленных недостатков возможно за счет создания автоматизированной системы автоматического регулирования давления в буферной емкости Е-4 установки по производству водорода. Эта система позволит контролировать и регулировать основные параметры процесса (давление рецикла водорода), путем воздействия на исполнительные устройства с электромеханическими (электромагнитными) приводами, выполнять алгоритмы защиты и аварийной блокировки оборудования, а также реализовать удаленный диспетчерский контроль и управление за счет создания автоматизированного рабочего места оператора установки, что позволит вывести оператора из зоны негативных экологического, температурного и вибрационного воздействия, сделав условия труда более комфортными.

1.3 Техническое задание на разработку АСУТП

Постановка цели и задач проектирования

Целью дипломного проекта является разработка системы автоматического регулирования давления рецикла водорода в буферной ёмкости Е-4 установки по производству водорода с применением программируемого логического контроллера (PLC) и автоматизированного рабочего места оператора (АРМ).

В связи с вышесказанным, в рамках данного дипломного проекта ставятся следующие задачи:

- сформулировать требования к выдерживаемым параметрам технологического процесса, оборудованию (средства измерения, контроллер, исполнительные устройства) и его монтажу;

- разработать структурную схему комплекса технических средств и произвести расчет и выбор необходимого оборудования (средства измерения, контроллер, исполнительные устройства);

- определить пути повышения надежности автоматизированной системы управления и обосновать их;

- произвести расчет системы автоматического управления (регулирования) давления водорода в емкости Е-4, включая параметры настройки регулятора и проанализировать показатели качества спроектированной системы на компьютерной модели;

- произвести разработку прикладного программного обеспечения автоматизированной системы управления: алгоритмов программ контроля и управления, программного кода программ, человеко-машинного интерфейса оператора и настройку каналов обмена данными;

- разработать мероприятия по охране труда и технике безопасности;

- привести технико-экономическое обоснование целесообразности предлагаемых в проекте действий.

Основными целями автоматизации являются:

- обеспечение автоматического регулирования давления водорода в буферной ёмкости Е-4;

- реализация системы удаленного диспетчерского контроля и управления, а также мониторинга аварийных ситуаций посредством SCADA-системы и их предотвращения;

- улучшение условий труда оператора, за счёт уменьшения времени нахождения оператора в зоне негативных экологических, температурных и виброакустических воздействий;

- повышение оперативности действий технологического персонала.

В результате модернизации система должна обеспечивать выполнение следующих функций:

- представление информации о состоянии технологического процесса и его параметрах (давление водорода в буферной ёмкости Е-4 и состоянии исполнительных устройств) оператору диспетчерского пункта в удобном для восприятия виде в качестве мнемосхемы процесса, анимации, графиков, гистограмм и др.

- автоматическое регулирование давления водорода в буферной ёмкости в соответствии с заданием оператора установки;

- автоматическую обработку, регистрацию и архивирование поступающих значений технологических параметров;

Требования к параметрам технологического процесса на рассматриваемом участке

Основным параметром технологического процесса, является давление рецикла водорода. Требования к параметрам технологического процесса представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Требования к параметрам технологического процесса

Наименование

Значение

Рабочее давление в Е-4

30 кгс/см2

Температура в Е-4:

Расчётная

Рабочая

100оС

40 оС

Давление СПБТ

20-23 кгс/см2

Расход СПБТ

40-66 м3

Требования к технологическому оборудованию рассматриваемого узла

Требования к буферной ёмкости Е-4 представлены в таблице 1.2

Таблица 1.2 - Требования к буферной ёмкости Е-4

Наименование

Характеристика технологического оборудования

Высота, мм

10145

Диаметр, мм

2400

Материал

09Г2С

Давление:

Расчётное, кгс/см2

Рабочее, кгс/см2

45

39

Температура:

Расчётная, оС

Рабочая, оС

100

40

Номинальный объем, м3

40

Рабочая среда

Водород

Требования к средствам измерения и информационным каналам разрабатываемой системы

Поскольку основным параметром технологического процесса является давление, сформулируем требования к соответствующему датчику. Требования к датчику давления представлены в таблице 1.3

Таблица 1.3 - Требования к датчику давления

Характеристика

Значение

Измеряемая среда

газ

Диапазон измерения давления, кгс/см2

0-40

Температура:

Окружающей среды, °С

Измеряемой среды, °С

от -40 до 85°С

от -40 до 121°С

Предел допускаемой основной приведенной погрешности при измерении,%

±0,5

Выходной сигнал

4…20 мА

Категория защиты

IP65

Взрывобезопасность

1ExdIIAT4

Требования к устройствам контроля и управления

Сформулируем требования к контроллеру. Основные из них представлены в таблице 1.4

Таблица 1.4 - Требуемые характеристики контроллера

Наименование

Значение

Напряжение питания, В

10-30 DC

Степень пыле - влагозащищенности

IP20

Температурный режим эксплуатации (при внутришкафном монтаже), °С

5…40

Каналы ввода-вывода:

- аналоговые входные (датчик давления, положение рабочего органа клапана - 1 шт.)

- аналоговые выходные (задание регулирующему клапану - 1шт.)

- дискретные входные

- дискретные выходные

2

-

2

2

Необходимые поддерживаемые интерфейсы и протоколы передачи данных

Ethernet (ModBus TCP)

RS-485 (ModBus RTU)

Операционная система

+

Регулирование давления в буферной ёмкости Е-4 вертикального исполнения осуществляется клапаном, который установлен на трубопроводе линии подачи рецикла водорода с установки ПГИ-ДИГ-250 (изомеризация) в ёмкость Е-4.

Требования к исполнительным устройствам

Исполнительным устройством является клапан с электроприводом. Требования к клапану с электроприводом представлены в таблице 1.5.

Таблица 1.5 - Требования к клапану с электроприводом

Наименование

Значение

Рабочая среда

газ

Давление рабочей среды, кгс/см2, не менее

25

Вид статической характеристики клапана

Линейная

Ход шпинделя, мм

16

Пропускная способность Kv (при рабочих условиях), не менее, м3

0,2

Время полного открытия/закрытия клапана, с, не более

36

Тип датчика сигнализации положения

токовый, 4…20 мА

Материал корпуса клапана

сталь

Температура рабочей среды, не менее, °С

30

Вид климатического исполнения клапана

УХЛ.1

Вид климатического исполнения электропривода

УХЛ.1

Степень защиты клапана

IP65

Степень защиты электропривода

IP65

Питание электропривода

220В 50 Гц

Взрывозащита электропривода

1ExdIIAT4

2. Расчет и выбор элементов комплекса технических средств автоматизации

2.1 Структурная схема комплекса технических средств

Разрабатываемая система автоматического регулирования давления рецикла водорода в ёмкости Е-4 будет представлять собой многоуровневую распределенную систему автоматизации с выделением уровня технологического оборудования, контроллерного уровня и уровня диспетчерского управления. Структурная схема комплекса технических средств системы представлена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 - Структурная схема комплекса технических средств

К аналоговым входам (AI) контроллера, расположенного в шкафу управления, посредством унифицированных токовых сигналов 4…20 мА осуществляется подключение датчика давления, а также аналогового датчика положения (П) рабочего органа клапана с токовым выходным сигналом.

Для приема сигналов от концевых выключателей по положению (КПВ - верхнего, КПН - нижнего) рабочих органов клапанов типа «сухой контакт» применяется модуль дискретного ввода (DI) соответствующего типа.

Управление бесконтактным реверсивным пускателем (ПБР), используемым для управления электроприводом клапана (М), регулирующим давление водорода в ёмкости Е-4, осуществляется дискретными сигналами 24В DC, формируемыми модулем дискретного вывода (DO). Подключение производится по схеме с открытым коллектором (ОК).

Обмен данными с АРМ оператора, установленным в диспетчерском пункте, осуществляется по сети Ethernet протоколу Modbus TCP.

2.2 Выбор технических элементов информационно - измерительной системы

Выбор датчика давления

В соответствии с требованиями, предъявленными в п.п. 1.6, произведем выбор датчика давления.

Рассмотрим датчик давления Yokogawa Electric EJX530А. Датчик представлен на рисунке 2.2.

Преобразователи (датчики) давления серии EJX обладают всеми функциями современных интеллектуальных датчиков. Отличительной особенностью преобразователей серии EJX является принцип измерения давления: в качестве чувствительного элемента в них используется кремниевый механический резонатор - уникальная разработка фирмы Иокогава.

Рисунок 2.2 - Внешний вид Yokogawa Electric EJX530А

Преобразователи (датчики) давления серии EJX обладают всеми функциями современных интеллектуальных датчиков. Отличительной особенностью преобразователей серии EJX является принцип измерения давления: в качестве чувствительного элемента в них используется кремниевый механический резонатор - уникальная разработка фирмы Иокогава.

Кремниевый резонатор представляет собой параллелепипед плоской формы, защищенный герметичной капсулой и интегрированный в плоскость кремниевой мембраны. При изготовлении чувствительных элементов применяются самые современные технологи роста кристаллов, благодаря чему вся эта сложная структура получается с единой монокристаллической решеткой.

Принцип работы кремниевого резонатора: в зависимости от знака приложенного давления резонатор растягивается или сжимается, в результате чего частота его собственных механических колебаний соответственно растет или уменьшается. Колебания механического резонатора в постоянном магнитном поле преобразуются в колебания электрического контура, и, в итоге, на выходе чувствительного элемента получается цифровой (частотный) сигнал, точно отражающий величину измеряемого давления.

Беспроводной датчик избыточного давления EJX530A предназначен для измерения избыточного давления различных сред: жидкости, газа и пара. Датчик работает от внутреннего блока батарей, вследствие чего стоимость установки датчика давления может быть снижена в сравнение с проводным методом соединения. Беспроводная связь с 128 битным шифрованием обеспечивает безопасное использование и многочисленные функции, включая мониторинг состояния устройств, расширенные возможности диагностики и регулировку параметров устройства.

Рабочие характеристики: калиброванная шкала с отсчетом нуля, линейный выход. Внешняя регулировка нуля может осуществляться плавно с дискретностью 0,01% от шкалы. Установка шкалы может выполняться по месту с помощью встроенного ЖК индикатора с переключателем диапазона.

Влияние положения при монтаже: вращение в плоскости диафрагмы не оказывает влияния. Наклон на 90° вызывает сдвиг нуля до 0,4 кПа, который может быть устранен подстройкой нуля.

Выходной сигнал 2-х проводной 4-20 мА с цифровой связью по HART протоколу. Цифровой сигнал накладывается на аналоговый 4-20 мА.

Корпус усилителя литой из алюминиевого сплава с низким содержанием меди и с полиуретановым покрытием.

Характеристики датчика давления Yokogawa Electric EJX530А представлены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Характеристики датчика давления Yokogawa Electric EJX530А

Характеристика датчика

Yokogawa Electric EJX530А

Измеряемый параметр

Избыточное давление

Измеряемая среда

Газ

Диапазон измерения, кПа

0,1-10000

Предел допустимой погрешности,%

±0,2

Диапазон окружающих температур,°С

- 30..+80

Температура измеряемой среды,°С

- 40…+120

Выходной сигнал

4..20mA/HART, Foundation Fieldbus

Питание

10,5 - 42 VDC

Вид защиты от внешних воздействий

IP 67

Взрывозащищенность

ExdIICТ5

Далее рассмотрим датчик давления Rosemount 3051CG. Датчик представлен на рисунке 2.3.

В датчиках на базе емкостного сенсора давление процесса через разделительные мембраны (мембрану в датчиках избыточного давления) и заполняющую жидкость передается на измерительную мембрану, расположенную между пластинами конденсатора. Под воздействием измеряемого давления мембрана прогибается в результате изменяется электрическая емкость ячеек, образованных сенсорной мембраной и пластинами конденсатора.

Рисунок 2.3 - Внешний вид Rosemount 3051CG

Сенсорный модуль датчиков 3051 имеет встроенный термометр для коррекции и учета температурных эффектов. Во время процедуры характеризации на заводе все сенсоры подвергаются воздействию температур и давления во всем рабочем диапазоне. В результате характеризации коэффициенты коррекции заносятся в ПЗУ, и используются для коррекции выходного сигнала при работе датчика в условиях эксплуатации.

Схема электронного преобразователя позволяет быстро и удобно производить тестирование и конфигурирование датчика с помощью коммуникатора моделей 475, 375, Метран-650. Двухсекционная конструкция электронного блока позволяет выполнить подключение к клеммам без нарушения целостности электронных схем. Выходной блок электронной платы преобразует сигналы измерительной информации в выходной сигнал. Стандартным аналоговым выходным сигналом является выход 4-20 мА; экономичный датчик имеет вольтовый выходной сигнал 1-5 В (или 0,8-3,2 В в датчиках 3051). По заказу может быть установлен ЖК-индикатор, который выводит цифровые значения сигнала в физических единицах или процентах от диапазона измерений. Данные конфигурации хранятся в энергонезависимой памяти электронного модуля датчика. Эти данные остаются в датчике даже при отключенном электропитании, поэтому при включении питания датчик сразу готов к работе.

Конфигурирование датчика легко осуществить с помощью портативного коммуникатора 375. Конфигурирование устанавливает рабочие параметры датчика: давление в точках 4 и 20 мА; значение времени демпфирования (от 0 до 36 с - по выбору пользователя); вид физических единиц; тэг: 8 алфавитно-цифровых знаков; дескриптор: 16 алфавитно-цифровых знаков; сообщение: 32 алфавитно-цифровых знака; дата и др. параметры. Кроме этих конфигурационных параметров в программном обеспечении датчика содержится информация, которая не может быть изменена пользователем: тип датчика, пределы сенсора, минимальная шкала, заполняющая жидкость, изоляционные материалы, серийный номер модуля и номер версии программного обеспечения.

Датчики устойчивы к воздействию температуры окружающего воздуха в рабочем диапазоне от минус 40 до плюс 85°С. Температура технологического процесса в датчике от минус 40 до плюс 121°С. Также датчики устойчивы к воздействию относительной влажности окружающего воздуха до 100% при температуре 35°С и более низких с конденсацией влаги.

Датчик проводит непрерывную самодиагностику. При возникновении неисправности датчик активизирует аналоговый предупредительный сигнал, выбираемый пользователем. Коммуникатор HART или система управления могут затем запросить датчик о характере неисправности. Датчик выдает информацию для выполнений корректирующих действий. Если оператор считает, что неисправность возникла в цепи, датчик может быть настроен на выдачу специального выходного сигнала для тестирования цепи.

Рабочие характеристики выходят на заданный уровень менее, чем за 2,0 с (10,0 с для протокола Profibus) после включения питания.

Датчик 3051 имеет электронное демпфирование выходного сигнала, которое позволяет сгладить выходной сигнал при быстром изменении выходного сигнала. Время демпфирования устанавливается от 0 до 36 с.

Характеристики датчика давления Yokogawa Electric EJX530А представлены в таблице 2.2.

Таблица 2.2 - Характеристики датчика давления Rosemount 3051CG

Характеристика датчика

Rosemount 3051CG

Измеряемый параметр

Избыточное давление

Измеряемая среда

Газ

Диапазон измерения, кПа

101-13790

Предел допустимой погрешности,%

±0,15

Диапазон окружающих температур,°С

- 40..+85

Температура измеряемой среды,°С

- 40…+121

Выходной сигнал

4..20 mA/HART

Питание

24 VDC

Вид защиты от внешних воздействий

IP 67

Взрывозащищенность

ExdIICТ5

Далее рассмотрим датчик давления Метран-150CG. Датчик представлен на рисунке 2.4.

Датчик состоит из сенсорного модуля и электронного преобразователя. Cенсор состоит из измерительного блока и платы аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Давление подается в камеру измерительного блока, преобразуется в деформацию чувствительного элемента и изменение электрического сигнала.

Рисунок 2.4 - Внешний вид Метран-150CG

Измерительный блок датчиков этих моделей состоит из корпуса и емкостной измерительной ячейки Rosemount. Емкостная ячейка изолирована механически, электрически и термически от измеряемой и окружающей сред. Измеряемое давление передается через разделительные мембраны и разделительную жидкость к измерительной мембране, расположенной в центре емкостной ячейки. Воздействие давления вызывает изменение положения измерительной мембраны, что приводит к появлению разности емкостей между измерительной мембраной и пластинами конденсатора, расположенным по обеим сторонам от измерительной мембраны. Разность емкостей измеряется АЦП и преобразуется электронным преобразователем в выходной сигнал.

Датчики в том числе с установленным ЖКИ (опция М5), устойчивы к воздействию температуры окружающего воздуха в рабочем диапазоне от минус 40 до плюс 80°С.

Датчики устойчивы к воздействию относительной влажности окружающего воздуха 100% при температуре 35°С и более низких температурах с конденсацией влаги.

Степень защиты от воздействия пыли и воды IP66.

Температура технологического процесса на входе в датчик -40…149°С в зависимости от модели. Для снижения температуры измеряемой среды в рабочей полости датчика рекомендуется использовать специальные устройства (удлиненные импульсные линии, разделительные сосуды и т.д.).

Датчики имеют встроенный блок защиты от переходных процессов в линии связи, вызванных разрядами молний, работой сварочного оборудования. Датчики устойчивы к электромагнитным помехам.

Настройка датчика Метран-150CG с кодом выходного сигнала А (4-20 мА с HART) осуществляется по цифровому каналу связи с помощью управляющих устройств, поддерживающих HART-протокол (HART-коммуникатор, HART-модем, HART-мультиплексор и др.) и конфигурационных программ или с помощью встроенного ЖКИ и клавиатуры (опция М5), расположенных под крышкой электронного преобразователя, по символам режимов настройки в соответствии с «Руководством по эксплуатации».

Цифровой сигнал от датчиков Метран-150 (код выходного сигнала А) может приниматься и обрабатываться любым HART-устройством, поддерживающим HART-протокол в объеме универсальных и общих команд.

Для датчиков Метран-150CG реализованы специальные команды: команда калибровки сенсора, команда чтения уникальных параметров датчика, ввод пароля, чтение состояния вывода на дисплей, запись состояния вывода на дисплей.

HART-коммуникатор Метран-650 и 475, а также конфигурационная программа HART-Master и AMS взаимодействуют с датчиками Метран-150 в полном объеме команд (все команды HART-протокола можно разделить на 3 группы: "универсальные", "общие" и "специальные"; универсальные и общие команды поддерживаются всеми HART-совместимыми устройствами).

Характеристики датчика давления Yokogawa Electric EJX530А представлены в таблице 2.3.

Таблица 2.3 - Характеристики датчика давления Метран 150CG

Характеристика датчика

Метран 150CG

Измеряемый параметр

Избыточное давление

Измеряемая среда

Газ

Диапазон измерения, кПа

200-10000

Предел допустимой погрешности,%

±0,2

Диапазон окружающих температур,°С

- 40..+80

Температура измеряемой среды,°С

- 40…+149

Выходной сигнал

4..20mA/HART

Питание

12 - 42 VDC

Вид защиты от внешних воздействий

IP 66

Взрывозащищенность

ExdIICT5

Сведем данные по удовлетворяющим требованиям датчикам в единую таблицу и выберем из них наилучший вариант для решения задач измерения давления в данном дипломном проекте. Обобщенные данные представлены в таблице 2.4. Учитывая, что параметры датчиков варьируются в пределах модельного ряда, в таблице представлены конкретные модели, отобранные на предыдущем этапе.

Таблица 2.4 - Обобщённые данные по рассмотренным датчикам давления

Характеристика датчика

Yokogawa Electric EJX530А

Rosemount 3051CG

Метран 150CG

Измеряемый параметр

Избыточное давление

Избыточное давление

Избыточное давление

Измеряемая среда

Газ

Газ

Газ

Диапазон измерения, кПа

0,1-10000

101-13790

200-10000

Предел допустимой погрешности,%

±0,2

±0,15

±0,2

Диапазон окружающих температур,°С

- 30..+80

- 40..+85

- 40..+80

Температура измеряемой среды,°С

- 40…+120

- 40…+121

- 40…+149

Выходной сигнал

4..20mA/HART,

Foundation Fieldbus

4..20 mA/HART

4..20mA/HART

Питание

10,5 - 42 VDC

24 VDC

12 - 42 VDC

Вид защиты от внешних воздействий

IP 67

IP 67

IP 66

Взрывозащищенность

ExdIICТ5

ExdIICТ5

ExdIICT5

Из таблицы 2.4 следует, что все типы датчиков давления удовлетворяют предъявленным требованиям. Однако датчик давления Rosemount 3051CG имеет наименьшую погрешность (по сравнению с другими датчиками), конфигурирование датчика легко осуществляется с помощью портативного коммуникатора 375, а также датчик давления Rosemount 3051CG широко распространен на производстве ОАО «СНПЗ» и имеет положительный опыт эксплуатации.

2.3 Расчёт и выбор исполнительных устройств

В данном дипломном проекте исполнительным устройством является регулирующий клапан с электроприводом. Произведём выбор регулирующего клапана с электроприводом.

Рассмотрим клапан регулирующий КМР-Э с электроприводом фирмы AUMA NORM. Клапан представлен на рисунке 2.5.

Рисунок 2.5 - Внешний вид регулирующего клапана КМР-Э с электроприводом фирмы AUMA NORM

Клапаны регулирующие с электроприводом предназначены для автоматического регулирования расхода и перекрытия жидких и газообразных сред, изготавливаются с условным проходом от 10 до 200 мм с условной пропускной способностью от 0,006 до 630 м?/ч на условное давление 1,6; 2,5; 4,0; 6,3; 10,0 и 16,0 МПа, в том числе новая конструкция клапанов КМР.Э до Dу 125 мм и Kvy от 0,006 до 200 м?/ч. Указанные клапаны применяются на трубопроводах с Dу до 400 мм. Корпуса клапанов изготавливаются из стали 20, 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М3Т, хладостойких углеродистых сталей или других материалов по специальному заказу. Дроссельная пара изготавливается из сталей 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М3Т или специальных материалов.

Клапаны изготавливаются как во взрывозащищенном исполнении с маркировкой взрывозащиты 1ExdIIAT4, так и без взрывозащиты. Привод Auma обеспечивает большую гибкость при выборе комплектации клапана: от самых простых - Auma NORM, до приводов, управляемых по цифровому интерфейсу, через позиционер с сигналом 4?20 мА, со встроенным PID-регулятором и сборщиком операционных данных, с интегрированным интерфейсом PROFIBUS и т.д.

Основные параметры:

- cкорость перемещения штока - выбирается Заказчиком при заказе.

Напряжение питания:

- 220В (для клапанов с электроприводом без взрывозащиты);

- 380В (для клапанов с электроприводом с взрывозащитой);

- выходной сигнал датчика положения штока - постоянный ток, в диапазоне 4?20 мА;

- ход штока - задается в ходе эксплуатации или по заказу;

- Усилие на ручном дублере - не более 5 кг;

- Размеры привода позволяют устанавливать его на клапанах с Dу от 25 до 200 мм;

- диапазон рабочих температур окружающей среды: от минус 25 до плюс 70°С, от минус 50 до плюс 70°С, от минус 60 до плюс 70°С, в зависимости от комплектации;

- степень взрывозащиты - взрывонепроницаемая оболочка (маркировка 1ExdIIAT4 по ГОСТ 12.2.020-76);

- Степень защиты от воздействия окружающей среды - IP68 по ГОСТ 14254-80.

Привод может комплектоваться дополнительным модулем со встроенными пускателями и местными кнопками управления. Вся индикация выводится на табло, расположенное на приводе. Привод имеет защиту от перегрузки мотора. При этом клапан с электроприводом управляется входным сигналом 4?20 мА через встроенный позиционер. Дополнительный блок может располагаться как на приводе, так и устанавливаться отдельно от привода в операторской, иметь как общепромышленное исполнение, так и изготавливаться во взрывозащищенном варианте.

Технические характеристики клапана КМР-Э с электроприводом фирмы AUMA NORM приведены в таблице 2.5.

Таблица 2.5 - Характеристика клапана КМР-Э с электроприводом фирмы AUMA NORM

Характеристика

Значение

Рабочая среда

Газ

Диаметр условного прохода, мм

25

Температура окружающей среды,°С

От - 50 до +70

Тип клапана

Регулирующий

Пропускная характеристика

Линейная

Материал корпуса клапана

Сталь 20

Пропускная способность Kv (при рабочих условиях), не менее, м3

0,25

Тип датчика сигнализации положения

токовый, 4…20 мА

Тип привода

Электрический

Вид климатического исполнения клапана

УХЛ 1

Вид климатического исполнения электропривода

УХЛ 1

Степень защиты клапана

IP 68

Степень защиты электропривода

IP 68

Питание электропривода

220В 50 Гц

Взрывозащита электропривода

1ExdIIAT5

Далее рассмотрим клапан регулирующий КР-1 с электроприводом Regada ST mini. Клапан представлен на рисунке 2.6.

Рисунок 2.6 - Внешний вид регулирующего клапана КР-1 с электроприводом Regada ST mini

Клапаны регулирующие электрическим приводом КР-1 предназначены для регулирования расхода жидких, паро- и газообразных сред, неагрессивных к материалам клапана.

Регулирующий клапан КР-1 состоит из корпуса со стандартизованным фланцевым соединением, внутри которого смонтирован регулирующий орган и исполнительный механизм. Исполнительный механизм включает электродвигатель, редуктор, обеспечивающий ручной привод, и реечный блок. На входе клапанов КР-1 обычно устанавливаются сетчатые фильтры, обеспечивающие их защиту от преждевременного выхода из строя.

Клапаны регулирующие КР-1 имеют исполнительные механизмы, обеспечивающие их функционирование в ручном и, при наличии блока автоматики, в автоматическом режимах. Для привода исполнительного механизма кранов применяется электропривод Regada ST mini (Словакия) или. Управление электроприводом осуществляется от переменного напряжения однофазной сети 220 В (50 Гц). Регулирование расхода циркулирующей среды осуществляется за счет перемещения в нужном направлении штока на номинальное значение с помощью электродвигателя привода.

Клапаны регулирующие КР-1 имеют, как правило, большое число конструктивных исполнений в зависимости от функционального предназначения. При этом детали корпусов изготавливаются из чугуна, стали или нержавеющей стали. Клапан обычно изготавливается из стали коррозионно-стойкой 20?13, а стакан из бронзы ОЗЦ7С5Н1. Типы фланцевых соединений и материалы прокладок определяются коррозионными свойствами циркулирующей среды, рабочим давлением и температурой от 0 до 180 °С при температуре окружающего воздуха от минус 10 до 50 °С.

Технические характеристики клапана КР-1 с электроприводом Regada ST mini приведены в таблице 2.6.

Таблица 2.6 - Характеристика клапана КР-1 с электроприводом Regada ST mini

Характеристика

Значение

Рабочая среда

Газ

Диаметр условного прохода, мм

25

Температура окружающей среды,°С

От - 10 до +50

Тип клапана

Регулирующий

Пропускная характеристика

Линейная

Материал корпуса клапана

Сталь 20Л

Пропускная способность Kv (при рабочих условиях), не менее, м3

0,25

Тип датчика сигнализации положения

токовый, 4…20 мА

Тип привода

Электрический

Вид климатического исполнения клапана

УХЛ 1

Вид климатического исполнения электропривода

УХЛ 1

Степень защиты клапана

IP 66

Степень защиты электропривода

IP 67

Питание электропривода

220В 50 Гц

Взрывозащита электропривода

1ExdIIAT4

Следующим рассмотрим регулирующий клапан РУСТ 520-2 с электроприводом AUMA SARExC 07.1. Клапан представлен на рисунке 2.7.

Рисунок 2.7 - Внешний вид регулирующего клапана РУСТ 520-2 с электроприводом AUMA SARExC 07.1

Данные клапаны комплектуются электроприводами как отечественных, так и зарубежных производителей: «AUMA» (Германия), «Schiebel» (Австрия), «Rotork» (Великобритания), BIFFI (Италия), «ЗЭиМ» (Россия, г.Чебоксары), «Сибирский машиностроитель» (Россия, г.Томск), «Томская электронная компания» (Россия, г.Томск) и др. Электроприводы предназначены для управления с заданными параметрами движения рабочими органами клапанов, эксплуатируемых на объектах нефтяной и газовой промышленности, а также нефтехимических, химических и других производствах, в том числе во взрывоопасных зонах.

Электроприводы обеспечивают выполнение следующих функций:

- открытие-закрытие с автоматическим отключением по концевым или моментным датчикам;

- локальное управление клапаном с местного пульта или при помощи ручного дублера;

- автоматическое выключение ручного дублера при запуске электродвигателя;

- указание положения выходного звена на местном механическом указателе положения.

- температурная защита электродвигателя;

- работа при низких температурах с подогревом элементной базы приводного модуля электропривода при помощи обогревателя и других средств;

- автоматическое отключение электродвигателя по сигналам устройства ограничения усилия при превышении допустимых нагрузок на выходном звене электропривода в любом промежуточном положении запорного устройства арматуры и при его достижении крайних положений;

- контроль положения выходного звена электропривода при помощи датчика положения;

- формирование унифицированного токового сигнала 4-20 мА от датчика положения выходного звена электропривода;

- сохранение положения клапана при потере электропитания;

- режим НО, НЗ или сохранение положения клапана при потере сигнала управления.

Рассматриваемой моделью является РУСТ 520-2 Ду 15 с электроприводом AUMA SARExC 07.1.

Таблица 2.7 - Характеристика клапана РУСТ 520-2 с электроприводом AUMA SARExC 07.1

Характеристика

Значение

Рабочая среда

Газ

Диаметр условного прохода, мм

25

Температура окружающей среды,°С

От - 30 до +70

Тип клапана

Регулирующий

Пропускная характеристика

Линейная

Материал корпуса клапана

Сталь 20

Пропускная способность Kv (при рабочих условиях), не менее, м3

0,25

Тип датчика сигнализации положения

токовый, 4…20 мА

Тип привода

Электрический

Вид климатического исполнения клапана

УХЛ 1

Вид климатического исполнения электропривода

УХЛ 1

Степень защиты клапана

IP 66

Степень защиты электропривода

IP 67

Питание электропривода

220В 50 Гц

Взрывозащита электропривода

1ExdIIAT4

Сведем данные по удовлетворяющим требованиям регулирующим клапанам в единую таблицу и выберем из них наилучший вариант для решения задач в данном дипломном проекте. Обобщенные данные представлены в Таблице 2.8. Учитывая, что параметры регулирующих клапанов варьируются в пределах модельного ряда, в таблице представлены конкретные модели, отобранные на предыдущем этапе.

Таблица 2.8 - Обобщенные данные по рассмотренным регулирующим клапанам

Характеристика

КМР-Э с электроприводом фирмы AUMA NORM

КР-1 с электроприводом Regada ST mini

РУСТ 520-2 с электроприводом AUMA SARExC 07.1

Рабочая среда

Газ

Газ

Газ

Диаметр условного прохода, мм

25

25

25

Температура окружающей среды,°С

От - 50 до +70

От - 10 до +50

От - 30 до +70

Тип клапана

Регулирующий

Регулирующий

Регулирующий

Пропускная характеристика

Линейная

Линейная

Линейная

Материал корпуса клапана

Сталь 20

Сталь 20Л

Сталь 20

Пропускная способность Kv (при рабочих условиях), не менее, м3

0,25

0,25

0,25

Тип датчика сигнализации положения

токовый, 4…20 мА

токовый, 4…20 мА

токовый, 4…20 мА

Тип привода

Электрический

Электрический

Электрический

Вид климатического исполнения клапана

УХЛ 1

УХЛ 1

УХЛ 1

Вид климатического исполнения электропривода

УХЛ 1

УХЛ 1

УХЛ 1

Степень защиты клапана

IP 68

IP 66

IP 66

Степень защиты электропривода

IP 68

IP 67

IP 67

Питание электропривода

220В 50 Гц

220В 50 Гц

220В 50 Гц

Взрывозащита электропривода

1ExdIIAT5

1ExdIIAT4

1ExdIIAT4

По данным таблицы 2.8 видно, что все выбранные клапаны удовлетворяют требования, однако клапан КМР-Э с электроприводом фирмы AUMA NORM рассчитан на эксплуатацию при более низкой температуре окружающей среды по сравнению с остальными клапанами. Также у этого клапана лучшая степень защиты от попадания пыли и влаги (IP68) и он обладает лучшей взрывозащитой электропривода в отличие от двух других клапанов.

2.4 Выбор устройств контроля и управления

Учитывая многообразие возможных вариантов реализации управления, рассмотрим три варианта с использованием контроллеров различных производителей, позволяющих построить различные по сложности, перспективам расширения и количеству дополнительного оборудования системы управления.

Принимая во внимание малое количество каналов ввода-вывода, выбор будем производить среди контроллеров для малых систем автоматизации.

Рассмотрим контроллер ADVANTECH серии ADAM-5000. Контроллеры ADVANTECH серии ADAM-5000 предназначены для построения территориально-распределенных систем сбора данных и управления. Рассмотрим из этой серии контроллер ADAM-5000L/TCP. Учитывая, что необходимые в дипломном проекте средства коммуникации расположены в самом базовом модуле, произведем выбор модуля ввода аналоговых сигналов, модуля ввода дискретных сигналов и модуля вывода дискретных сигналов.

Внешний вид контроллера ADAM-5000L/TCP с модулями ADAM-5017 и ADAM-5050 показан на рисунке 2.8.

Рисунок 2.8 - Внешний вид контроллера ADAM-5000L/TCP с модулями ADAM-5017 и ADAM-5050

В качестве данных модулей выберем ADAM-5017 (8-ми канальный модуль аналогового ввода) и ADAM-5050 (модуль дискретного ввода/вывода, 16 универсальных каналов).

Технически характеристики контроллера ADAM-5000L/TCP с модулями ADAM-5017 и ADAM-5050 приведены в таблице 2.9.

Таблица 2.9 - Технические характеристики контроллера ADAM-5000L/TCP

Техническая характеристика

Значение

Напряжение питания, В

24 DC

Степень защиты корпуса

IP20

Температурный режим эксплуатации, ?С

-10…70

Центральный процессор

32-х разрядный RISC процессор

Операционная система

Real-time OS

Объем оперативной памяти

4 МБ

Объем энергонезависимой памяти хранения ОС и программ

512 кБ

Количество аналоговых входов (модуль ADAM-5017), шт.

8

Количество дискретных входов/выходов (модуль ADAM-5050), шт.

16 (универсальных каналов)

Тип входного аналогового сигнала

±150, ±500 мВ, ±1, ±5, ±10 В; 0…20 мА

Тип входного дискретного сигнала

сухой контакт

Тип выходного дискретного сигнала

24 DC, открытый коллектор

Поддерживаемые интерфейсы

1хEthernet 100BaseT,

1хRS-232,

2хRS-485

Поддерживаемые протоколы передачи данных

ModBus RTU/ TCP

Далее рассмотрим контроллер WinPAC 8441. Модульный программируемый контроллер на базе ОС Windows CE 5.0 с 4 слотами расширения для модулей серий I-8K/I-87K. Учитывая, что необходимые в дипломном проекте средства коммуникации расположены в самом базовом модуле, произведем выбор модуля ввода аналоговых сигналов, модуля ввода дискретных сигналов и модуля вывода дискретных сигналов.

В качестве данных модулей выберем I-8017 (4-канальный модуль аналогового вывода) и I-8054 (модуль дискретного 8-канального ввода и 8-канального вывода).

Внешний вид контроллера WP - 8441 с модулями I-8017 и I-8054 показан на рисунке 2.9.

Рисунок 2.9 - Внешний вид контроллера WP - 8441 с модулями I-8017 и I-8054

Технически характеристики контроллера WP - 8441 с модулями I-8017 и I-8054 приведены в таблице 2.10.

Таблица 2.10 - Технические характеристики контроллера WP - 8441 с модулями I-8024 и I-8054

Техническая характеристика

Значение

Напряжение питания, В

24 DC

Степень защиты корпуса

IP20

Температурный режим эксплуатации, ?С

-25…75

Центральный процессор

32-х разрядный PXA270 520 МГц

Операционная система

Windows CE

Объем оперативной памяти

128 МБ

Объем энергонезависимой памяти хранения ОС и программ

96 Мб + 1 Гб внешней

Количество аналоговых входов (модуль I-8017), шт.

4

Количество дискретных входов/выходов (модуль I-8054), шт.

8 каналов ввода и 8 каналов вывода

Тип входного аналогового сигнала

±150, ±500 мВ, ±1, ±5, ±10 В; 0…20 мА

Тип входного дискретного сигнала

сухой контакт

Тип выходного дискретного сигнала

24 DC, открытый коллектор


Подобные документы

  • Выбор и расчет основных элементов нестабилизированной системы автоматического управления положением объекта. Устойчивость системы и синтез корректирующего устройства, обеспечивающего требуемые качественные показатели, описание принципиальной схемы.

    курсовая работа [2,9 M], добавлен 18.04.2011

  • Основные понятия о системах автоматического управления. Выборка приборов и средств автоматизации объекта. Разработка схемы технологического контроля и автоматического регулирования параметров давления, расхода и температуры пара в редукционной установке.

    курсовая работа [820,3 K], добавлен 22.06.2012

  • Основные стадии технологического процесса производства спирта. Выбор элементов системы автоматического контроля и регулирования: микропроцессорного контроллера, термопреобразователя, исполнительного механизма. Расчет экономической эффективности проекта.

    дипломная работа [145,0 K], добавлен 14.09.2011

  • Краткое описание технологического процесса, конструкция, режимы работы и технические характеристики центрального кондиционера. Выбор технических средств автоматизации, программного обеспечения и датчиков, расчет регулирующего и исполнительного механизма.

    дипломная работа [2,4 M], добавлен 26.05.2010

  • Разработка системы автоматического регулирования давления пара в уплотнениях турбины. Выбор структуры автоматической системы и технических средств. Составление заказной спецификации. Проектирование монтажной схемы системы, выбор регулирующего органа.

    курсовая работа [198,1 K], добавлен 30.04.2012

  • Элементы рабочего процесса, осуществляемого в котельной установке. Схема конструкции парового котла. Описание схемы автоматизации объекта, монтажа и наладки системы автоматического регулирования. Расчет чувствительности системы управления подачей пара.

    дипломная работа [1,1 M], добавлен 03.09.2013

  • Анализ технологического процесса как объекта управления. Комплекс технических средств, на базе которого реализована система регулирования. Структурная схема математической модели системы автоматического управления давлением пара в барабане котла.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 11.12.2014

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.