CC BY
7
Список использованной литературы:
1. П. П. Березовский. Основы радиотехники и связи. Учебное пособие;
2. В.А. Котельников, А.М. Николаев. Основы радиотехники. Часть 1;
3. В.А. Котельников, А.М. Николаев. Основы радиотехники. Часть 2;
© Кирнев Г.В., 2022
УДК 62
Лабынцев Д.С.
Научный руководитель: Проскурин Д.А.
ОГУ, Оренбург
ПРИМЕНЕНИЕ СМАРТ ТЕХНОЛОГИЙ В СИСТЕМЕ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ РЕГУЛИРУЮЩИХ ОРГАНОВ
Актуальность темы:
На сегодняшний день на Оренбургском ГПЗ проходит плановое техническое перевооружение средств автоматизации. В том числе по специально разработанным «Мероприятиям по обеспечению ведения технологического процесса ОГПЗ» предусмотрено техническое перевооружение контуров регулирования технологическими процессами. Необходимость продиктована физическим состоянием оборудования, составляющего контуры регулирования и отсутствием запасных частей для проведения капитального ремонта.
Для этих целей была разработана концепция проведения технического перевооружения контуров регулирования исполнительными механизмами технологических объектов Оренбургского ГПЗ.
О концепции:
Какой бы сложности и разнообразия не представляли собой контуры регулирования, их можно представить в виде структуры:
1. Первичный преобразователь параметра, который необходимо регулировать.
2. Линии связи
3. Станция управления (контроллер со встроенным ПИД регулятором)
4. Регулирующий орган с навесным оборудованием управления - позиционером.
На первом этапе технического перевооружения контуров регулирования производилась:
прокладка магистральных кабельных линий связи к каждой технологической установке для обеспечения передачи информации от датчиков технологических параметров и сигналов управления к регулирующим органам (регулирующим клапанам, приводам, задвижкам итд);
Вторым этапом производится поконтурное техническое перевооружение. В первую очередь второго этапа проводилось техническое перевооружение второстепенных контуров регулирования, на которых были опробованы все новые технические решения средств регулирования регулирующих контуров. Технологическому персоналу приходилось учиться работать с новым оборудованием по специально разработанным памяткам и инструкциям пользователя. Первое время ошибок человеческого фактора исключить было не возможно, но второстепенность контуров регулирования позволило избежать значимых нарушений технологического режима. При дальнейшей работе по техническому перевооружению контуров регулирования трудностей при работе с уже знакомым оборудованием не возникает.
При техническом перевооружении контура регулирования производили:
• замену пневматических датчиков нижнего (полевого) уровня на современные электронные аналоговые датчики с унифицированным выходным сигналом 4-20мА;
• замену пневматических станции управления с пневматическими регуляторами на отечественные щитовые контроллеры, осуществляющие формирование выходного сигнала управления для автоматического поддержания значении технологических параметров в автоматическом режиме работы контура регулирования;
• замену пневматических позиционеров на электропневматические для управления регулирующими органами в соответствии с сигналом управления контроллера.
Вы можете обратить внимание, что все узлы контуров регулирования подлежат замене в рамках технического перевооружения. Эффективность и надежность работы контуров регулирования зависит от каждого узла его составляющего, поэтому особое внимание было уделено подбору средств автоматизации, участвующих в контуре регулирования. Таким образом, полная замена составляющих узлов контуров позволит повысить эффективность регулирования и обеспечить надежную работу.
Построенная стратегия технического перевооружения уже начинает оправдывать свои ожидания, но это не означает, что не возникает никаких вопросов и сложностей на пути реализации поставленных задач.
В своей работе я хочу рассмотреть некоторые из непростых задач, с которыми нам пришлось столкнуться на первых этапах проведения технического перевооружения контуров регулирования технологических установок, и предложить свой вариант их решения. Предложить использование технологий, которые отличаются от тех, которые применялись при проектировании и строительстве нашего завода, но являются неотъемлемой частью нашего времени, современных технологий в направлении автоматизации промышленных комплексов.
Применение «SMART» технологий в системе позиционирования регулирующих органов.
Это - использование «смарт» позиционеров - высокотехнологичных интеллектуальных устройств управления исполнительными механизмами, регулирующими клапанами, приводами, заслонками, задвижками итд.
В данной работе предлагаю рассмотреть достоинства и недостатки данных позиционеров и способы применения в рамках проведения технического перевооружения контуров регулирования по разработанным мероприятиям.
Рассмотрим вариант на примере технического перевооружения классического контура регулирования одного параметра. В качестве первоначальных условий предположим, что все узлы, составляющие контур регулирования подлежали замене в ППР технологической установки.
После проведенного монтажа оборудования перед пуском технологической установки в работу оперативным персоналом производится проверка работоспособности исполнительных механизмов -регулирующих клапанов, производят, так называемую «прогонку» клапанов со щита управления операторной, контролируя соответствие заданного значения открытия клапана на станции управления и фактического открытия клапана на установке. Для проведения такой работы было необходимо не менее 2-х человек. Один, как правило, оператор 6 разряда, который формирует задание на станции управления в операторной. И второй, оператор 5 разряда, который, посредством радиосвязи, передает значение фактического открытия клапана, находясь на установке. При использовании СМАРТ позиционера, который передает информацию о фактическом положении штока клапана в операторную в процентах, оператору 6 разряда дополнительно не требуется оператора 5 разряда. Таким образом, время проведения проверки значительно сократится. В дальнейшем данная опция позволит сократить время диагностирования неполадок связанных с работой исполнительных механизмов контуров регулирования. А своевременное устранение неполадок, позволит исключить или свести к минимуму, вероятность перехода неполадки в разряд инцидента или аварии.
Еще к одной полезной функциональной возможности СМАРТ-позиционера, можно отнести -наличие дискретных выходов, которые можно сконфигурировать как конечные выключатели крайних положений регулирующих клапанов. Данные выключатели могут быть применены в схемах сигнализации положения регулирующих клапанов.
Во время работы технологической установки, в процессе ее эксплуатации, по различным причинам, могут возникать неполадки в контурах регулирования, как показывает практика, неполадки происходят с наиболее уязвимыми звеньями, составляющим контур. В случае неполадки, связанной с работой регулирующего клапана возможны варианты:
• когда неполадка связанна с нарушением герметичности корпуса клапана, обрывом плунжера от штока плунжера, разрывом мембраны мембранного привода или нарушение герметичности между камерами поршневого привода, в таких случаях применение СМАРТ технологий в системе позиционирования регулирующими клапанами не поможет.
• но встречаются неполадки, когда происходит «промывание» дроссельного узла регулирующего клапана, в результате чего изменяется пропускная способность клапана, становится не линейной. Такой же результат могут принести «задиры» штоков привода и дроссельного узла регулирующих клапанов, (наблюдаются рывки при движении штоков клапанов) небольшие нарушения герметичности резьбовых соединений пневматических линий воздействия на мембранные или поршневые механизмы итд.
В таких случаях, при условии, что все прочие узлы контура регулирования находятся в работоспособном состоянии, контур регулирования переходит в режим «автоколебаний»
Режим «автоколебаний» справляется с функцией поддержания технологического параметра в автоматическом режиме, но поскольку контуры регулирования, зачастую взаимосвязаны между собой
технологией процессов, то колебания одного контура могут вывести из состояния равновесия систему контуров регулирования объединенных технологическим процессом установки или смежных установок.
/ Переходный процесс
\
автоколебательный режим - 1 \ 1 I I / |\ Г л 1 / х
- - 1 \ 1 Ч 10 \ *> I \ I/ I 10 *0\ 50 60 70 j / \_J tto
- - V У
СМАРТ технологичный позиционер имеет в своем составе ПИД регулятор, настройками которого можно скомпенсировать образовавшиеся дефекты регулирующих клапанов до момента остановки технологической установки в плановый предупредительный ремонт. В дополнение устройство смарт-позиционера позволяет производить корректировку настроек удаленно по НДКТ-протоколу из взрывобезапасного помещения операторной технологической установки. Так же имеется функция автоматической настройки позиционера на процесс, когда позиционер в автоматическом режиме самостоятельно определяет величину хода штока клапана, определяет шкалу его работы, производит «прогонку» и формирование сигнала положения штока. Такую настройку позиционера возможно произвести во время работы регулирующего клапана, не исключая его из технологии процесса.
При планировании технического перевооружения «следящих» контуров регулирования мы столкнулись с небольшими сложностями. «Следящие» контуры регулирования - это контуры регулирования, в которых сигнал управляющего воздействия на регулирующие органы формируется в зависимости от значения параметров изменяющихся по заведомо неизвестному закону. В нашем случае управление клапаном регулирования уровня по фактическому положению уровня в аппарате. Данный контур реализован на пневматическом датчике уровня, пневматических линиях связи, с пневматическим позиционером и мембранным регулирующим клапаном. Приняли решение произвести эксперимент, в котором заменили все пневматические составляющие контура на электронные. Уровнемер с пневматическим выходным сигналом на уровнемер с выходным токовым сигналом 4-20мА, пневматические линии связи - на электрические, пневматический позиционер - на электропневматический. После включения в работу контур регулирования вошел в режим автоколебаний. Пневматические линии связи пневматического контура регулирования выполняли функцию пневматического дросселя, который привносил временную задержку передачи пневматического сигнала от уровнемера к регулирующему клапану. Заменив линии связи, мы исключили временную задержку, столь значимую для работы данного контура регулирования, в результате чего контур регулирования перешел в режим автоколебаний. Поскольку у «следящего» регулятора отсутствуют настройки ПИД регулирования, единственным решением на тот момент было добавление в контур регулирования дополнительного узла - электронного ПИД регулятора. Добавление дополнительного узла в контур регулирования делает систему автоматического регулирования менее надежной, поскольку неисправность любого узла, составляющего контур, отражается на качестве регулирования. Увеличение узлов увеличивает и затраты на техническое перевооружение данного контура. Применение СМАРТ-
позиционера, в данном случае, позволит, не увеличивая количества узлов контура регулирования, добиться устойчивости системы регулирования, используя ПИД регулятор СМАРТ-позиционера.
Заключение:
Актуальность моей темы прекрасно демонстрируют контуры регулирования, которые после технического перевооружения, уже работают в автоматическом режиме работы на технологических объектах 2-го технологического цеха, парка хранения 3-го технологического цеха У300. Обратной связью, которая подтверждает правильность выбранного, нашим руководством пути, является одобрение нашей работы технологическим персоналом операторов, для которых работа контуров регулирования в автоматическом режиме работы является основой ведения технологического режима.
© Лабынцев Д.С., 2022
УДК 658
Лелет Д.В.
магистрант 1 курса СпбГУАП, г. Санкт-Петербург, РФ
УЛУЧШЕНИЕ КАЧЕСТВА ПРОДУКЦИИ
Аннотация
В статье анализируется процесс улучшения качества продукции, понятие качества. Основные изменения, которые необходимы для улучшения качества заключается в системе контроля
