Наиболее важным направлением модернизации существующих нефтебаз и резервуарных парков являются автоматизированные системы управления технологическим процессом (АСУ ТП). Нефте-газовая промышленность в настоящее время имеет все большее число примеров, когда инвестиции в системы автоматизации дали не только значительные технические преимущества предприятиям, но и позволили увеличить доходы. Есть, конечно, различные уровни систем автоматизации от полностью интегрированной компьютеризированной системы до более простой системы. Но без сомнения, реализация технологии автоматизации является одним из наиболее экономически эффективных способов для развития бизнеса.

Преимущества систем автоматизации нефтебаз и резервуарных парков

Эффективность - улучшает точность, доступность и алгоритмы управления критически важными участками объекта. Визуализация всех технологических параметров, контроль производительности насосных агрегатов и энергопотребления оборудования, мониторинг всех подсистем - это только малая часть всех преимуществ. Кроме того, обновление автоматизированной системы и ее обслуживание могут выполняться без остановки техпроцесса, обеспечивая ему дополнительную надежность посредством дополнительных аварийных блокировок.

  
В механизмах прямого действия, когда давление воздуха в рабочей полости увеличивается, свободный конец штока удаляется от плоскости закрепления мембраны. В механизмах обратного действия повышение давления в рабочей полости приводит к приближению свободного конца штока к плоскости закрепления мембраны. Эти варианты конструкции дают возможность реализовать различные по действию исполнительные устройства - нормально открытые и нормально закрытые. Поршневые исполнительные механизмы типа ПСП - это механизмы, в которых усилие для изменения положения регулирующего органа (РО) создается за счет изменения давления рабочей среды в полостях поршня.

Типы регулирующих органов автоматизированных систем

Регулирующие органы предназначены для изменения расхода вещества или энергии для объекта регулирования путем изменения его пропускной способности. Регулирующий орган состоит из двух основных частей: затвора - подвижной части РО, перемещением которого достигается изменение проходного сечения и, соответственно, пропускной способности; седла - неподвижной части РО, которое образует вместе с затвором проходное сечение. Под пропускной способностью КУ понимают расход жидкости плотностью 1000 кг/м3, которую пропускает РО при перепаде давления на нем 0,1 МПа.

  
Автоматической системой регулирования (АСР) называют систему, задачей которой является автоматическое поддержание регулируемой величины на заданном уровне. Автоматические системы регулирования работают непосредственно на объекте, то есть они являются нижним уровнем компьютерно-интегрированной системы управления. Для общего представления о множестве систем регулирования и управления целесообразно рассмотреть их классификацию по основным признакам. По виду регулируемой величины АСР называют автоматическими системами регулирования температуры, давления, расхода и другие.

Структура автоматических систем регулирования

В зависимости от направления передачи информации и ее использования в процессе управления существуют два типа систем - разомкнутые и замкнутые. В разомкнутых системах отсутствует обратная связь, а информация передается только от автоматического регулятора или другого устройства управления к объекту. Возможен вариант системы, в которой одновременно используются оба сигнала, однако применение разомкнутых систем в каждом конкретном случае определяется свойствами объекта (в первую очередь его стационарностью, неизменностью свойств со временем) и характером действующих возмущений.

  
Одним из эффективных приемов получения и представления математических моделей (ММ) системы является использование типовых элементарных звеньев. Основная идея этого метода заключается в том, что вводятся элементарные звенья с заданными свойствами, а их перечень дает возможность представить любую автоматическую систему регулирования (АСР) совокупностью этих звеньев и определенными связями между ними. Типичное элементарное звено - это звено с одним входом и выходом, которое является направленным, то есть сигнал проходит только в одном направлении - от входа на выход.

Типичные элементарные звенья АСР

Имея перечень типовых элементарных звеньев и их характеристики, реальную АСР представляют соответствующими соединениями указанных звеньев. При этом одной из них может соответствовать как отдельный элемент АСР, так и некоторая ее часть, то есть возможность получать ММ разной степени детализации. Итак, объекту можно поставить в соответствие одно звено или несколько звеньев. В теории автоматического регулирования пользуются такими элементарными звеньями: усилительным, интегрируемым, дифференцирующим, апериодическим, колебательным, с постоянным запаздыванием.

  
При создании и исследовании автоматических систем регулирования (АСР), то есть, при решении двух основных задач - анализа и синтеза, используют математические модели (ММ). Они представляют собой совокупность математических зависимостей, связывающих выход отдельного элемента или системы в целом с различными входными величинами (возмущениями и управлениями) в статике и динамике, то есть в установившемся и переходном режимах. В последнее время при применении микропроцессорных систем матмодели используют значительно шире. Они могут включаться непосредственно в контур управления или с их помощью решают задачи оптимального управления сложными объектами.

Использование математических моделей в АСР

Хорошо известны системы с идентификатором в цепи обратной связи, эталонными моделями (идентификатор - устройство, с помощью которого по экспериментальным данным в процессе работы системы получают необходимые ММ). Вопрос получения и анализа ММ очень сложные, они охватывают широкий спектр понятий и приемов. Чаще всего используют такой принцип: АСР разбивают на участки или элементы, для которых легко найти ММ, а модель системы в целом получают использованием ММ отдельных элементов.

  
При длительной работе системы управления происходят определенные изменения характеристик и свойств отдельных ее элементов, прежде всего объекта. Поэтому в общем случае все системы условно разделяют на стационарные и нестационарные. Для первых принимается предположение, что параметры системы не изменяются (вернее, этими изменениями можно пренебречь). Для вторых изменения параметров приобретают существенное значение, их необходимо учитывать, а это предопределяет создание адаптивных систем.

Принципы регулирования в АСР

По характеристикам сигналов все системы делятся на непрерывные (аналоговые) и дискретные. В непрерывных системах все сигналы - это непрерывные функции времени. В дискретных системах есть элементы, выходные сигналы которых меняются скачкообразно при плавном изменении входных и представляют собой импульсы определенной величины и продолжительности. К дискретным системам относятся позиционные (релейные), импульсные и цифровые. Последние имеют сейчас наибольшее значение в связи с использованием в системах управления микропроцессорных устройств и компьютеров.

  
Для каждого уровня системы определяется характерный комплекс задач, но определяющим является многоуровневая структуризация систем принятия решений и управления, реализуется при таких подходах:
- сложная система разбивается на ряд взаимосвязанных подсистем, каждая из которых имеет свои задачи и критерии оценки эффективности их функционирования;
- определяющим в иерархических системах управления является совокупность подзадач, которым соответствует иерархия математических моделей и иерархия технических средств;
- для согласованного функционирования системы формируется дополнительное специальное задание координации работы подсистем - для согласования их целей с глобальной задачей ТК, в чем проявляется интеграция подсистем.

Многоуровневая структуризация технологических комплексов с точки зрения задач автоматизации

Технологические комплексы различных производств имеют значительное количество степеней (процессов) переработки сырья или полупродуктов, при которых происходят сложные физико-химические изменения вещества. Машинно-аппаратурная схема ТК включает как параллельно, так и последовательно соединенные элементы, а также участки с байпасами и обратными технологическими связями.

  
Автоматизация производства дает лучшие результаты только при системном подходе, когда в совершенстве изучаются свойства объекта автоматизации, разрабатывается функциональная структура как совокупность выполняемых системой функций. В соответствии к этому относится техническая структура как совокупность технических средств и определенных связей между ними, а эффективность системы управления оценивается единственным обобщенным показателем. Сейчас существует большое количество определений понятия "система", поскольку в различных ситуациях в него вкладывается разный смысл, но в любом случае система представляет собой подмножество взаимосвязанных элементов определенной природы, в зависимости от решаемой задачи.

Особенности технологического процесса и комплекса как объекта управления

Главным является то, что система - это не сумма элементов, а целостное образование с новыми свойствами, которых не имеют отдельные элементы. Каждая система функционирует во внешней среде, образованной своими элементами. В реальности нет изолированных систем. Все они связаны с внешней средой и взаимодействуют с ней. Кроме того, реальные системы являются открытыми, они могут со временем меняться по составу элементов и связей между ними.

  
Система контроля основных параметров газа выполнена с применением приборов серийного производства. Температура чистого и грязного газа измеряется датчиками температуры с унифицированным токовым выходом 4-20 mA. Для контроля давления и расхода газа, воды, пара применяются стандартные комплекты - регистрирующие дифманометры типа ВФС. Наличие унифицированных выходных сигналов позволяет использовать комплект в автоматизированных системах регулирования. Сигнализация отклонения параметров от нормы выполняется трехпозиционными контактными устройствами вторичных приборов.

Базовая информация по автоматизации процессов очистки газа

Основные узлы автоматического регулирования для очистки газа следующие:
- регулирование расхода воды на электрофильтры;
- регулирование расхода воды на трубы-распылители;
- регулирование расхода воды на скрубберы;
- регулирование давления доменного газа на свечу.

  
Высокое качество пива требует точного соблюдения всех нюансов технологического процесса на всех его этапах, что на сегодняшний день можно обеспечить только с помощью современной автоматизированной системы управления технологическим процессом. Автоматизировать процессы необходимо с начального этапа приемки солода и до конечного этапа разлива пива, включая контроль расхода солода, дрожжей и всех дополнительных компонентов. Предлагаемая нами система имеет три уровня: нижний, средний и верхний.

АСУ ТП участка по производству пива

Нижний уровень системы включает датчики КИПиА и устройства сбора информации, которые обеспечивают прием дискретных и аналоговых сигналов с датчиков температуры / давления / уровня / расхода, а также формируют управляющие сигналы на различные исполнительные механизмы (насосные агрегаты, запорные клапаны, шаровые раны с электроприводами).


Яндекс.Метрика Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru   "СМАРТ Системы"      © 2007-2016 Все права защищены.