CC BY
17
РАЗРАБОТКА ЧЕЛОВЕКО-МАШИННОГО ИНТЕРФЕЙСА ДЛЯ ТЕПЛОВОГО НАСОСА СО2-ЭКСТРАКЦИОННОЙ УСТАНОВКИ Шарипов Одил Олимович, студент (e-mail: [email protected]) Бухарский инженерно-технологический институт, г.Бухара, Узбекистан ГафуровКарим Хакимович, к.т.н., доцент (e-mail: [email protected]) Файзиев Шавкат Исматович, старший преподаватель (e-mail: [email protected]) Бухарский инженерно-технологический институт, г.Бухара, Узбекистан
В данной статье рассматриваются вопросы разработки человеко-машинного интерфейса для управления работой теплового насоса, который входит в состав информационной-коммуникационной системы управления СО ^экстракционной установки.
Ключевые слова: тепловой насос, СО2-экстракционная установка, сепаратор-испаритель, конденсатор, дроссельный клапан, человеко-машинный интерфейс.
Разработанная на кафедре «Информационно-коммуникационные системы управления технологическими процессами» Бухарского инженерно-технологического института СО2-экстракционная установка позволяет получать качественно новые высококонцентрированные экстракты из местного сырья [1].
Использование в качестве возобновляемых источников энергии устройств регенерации тепла (тепловых насосов) значительно влияет на эффективность процесса СО2-экстракции с точки зрения экономии энергетических затрат [2,3].
В технологической схеме СО2-экстракционной установки дополнительно подключен тепловой насос для охлаждения экстрагента в конденсаторе 3 и для поддержания необходимой температуры экстракта в сепараторе-испарителе 1 (рис.1). Рабочий агент - фреон R-21- сжимается в компрессоре теплового насоса 4, проходит через змеевик сепаратора-испарителя 1, отдает свое тепло и охлаждается, выходит из змеевика сепаратора-испарителя и проходит через дроссельный клапан 2, где теряет давление. Охлажденный рабочий агент входит в рубашку конденсатора 3, где забирая тепло от экстрагента, испаряется, и газообразном состоянии приходит в компрессор и цикл повторяется. Таким образом, в роли конденсатора теплового насоса вступает змеевик сепаратора-испарителя 1, здесь рабочий агент, отдавая свою теплоту, поддерживает необходимую температуру для отделения экстрагента от экстракта и конденсируется, а в роли испарителя теплового насоса вступает рубашка конденсатора 3, где рабочий агент, забирая теплоту от экстрагента, испаряется.
L__
Мисцелла
Выход жидкого С02
из экстрактора
Выход экстракта
Рисунок 1 - Схема применения теплового насоса в предлагаемой СО2-экстракционной установке
I- сепаратор-испаритель для отделения экстракта от экстрагента-СО2; II- дроссельный клапан; III- конденсатор; IV- компрессор теплового
насоса.
Для поддерживания необходимой температуры для отделения экстра-гента от экстрагированного масла в сепараторе-испарителе температура должна быть в пределах 30°С. Для измерения температуры в сепараторе-испарителе установлен датчик температуры, который показывает значения по месту и направляет унифицированный сигнал 4...20мА на контроллер. При отклонении от заданных значений датчик сигнализирует.
С целью снижения температуры рабочего агента и изменения его агрегатного состояния дополнительно осуществляется сброс давления с помощью дроссельного клапана. Для измерения давления рабочего агента перед дроссельным клапаном установлен датчик давления. Датчик направляет унифицированный сигнал 4...20мА на контроллер и показывает по месту. При выше допустимого значения давления контроллер подает дискретный сигнал 230В на привод дроссельного клапана.
Человеко-машинный интерфейс (ЧМИ) (англ. Human - machine interface, HMI) — широкое понятие, охватывающее инженерные решения, обеспечивающие взаимодействие человека-оператора с управляемыми им машинами [4].
В промышленных условиях ЧМИ чаще всего реализуется с использованием типовых средств: операторских интерфейсов, компьютеров и типового программного обеспечения.
ЧМИ для управления процессом работы теплового насоса установки СО2-экстракции разработан на языке програмирования Delphi. Интерфейс оператора показан на рис. 2.
Так как процесс в основном режиме протекает автоматически, оператор с помощью интерфейса может наблюдать за ходом протекания процесса. Интерфейс разработан так, чтобы оператор получал информацию о состоянии исполнительных механизмов, о результатах показаний датчиков, установленных по месту.
В интерфейсе оператор наблюдает за процессом виде технологической схемы (рис. 3).
Рисунок 2 - Интерфейс оператора
Для запуска или отключения электродвигателя компрессора существует кнопка «Start / Stop». Если электродвигатель включен, то в интерфейсе оператора будет гореть синий сигнал (рис. 5). Если выключен, то красный.
Кнопкой «Close LV» оператор способен закрыть отсечной нормально открытый клапан LY 3-2, тем самым перекрыть поступление мисцеллы в сепаратор-испаритель.
I
1С С-2
I
1о 5-1
Рисунок 3 - Технологическая схема процесса
Рисунок 4 - Область управления интерфейса оператора
X
d
75 %
TIF 1-1 24,45 №
Iс-и
FT 1-1 0,01
m/s
opened
Л
LY 3-2
from ' E-1
©
H-l
С ON С OFF
-T 3-1
I
Рисунок 5 - Сепаратор-испаритель
В интерфейсе идентифицируется значения датчиков уровня LT 3-1, расхода FT 2-1 и температуры TIT 1-1.
Кнопкой «OPEN THROTTLE VALVE» оператор способен открыть дроссельный клапан PY 4-2, тем самым сбросить давление рабочего агента (рис.6).
Рисунок 6 - Конденсатор
Параметры давления показывается в интерфейсе в цифровом виде PIT 4-
Кнопка «Setting ComPort» служит для того, чтобы задать порт компьютера, соединенный с контроллером либо, иным устройством, которое соединяется верхний уровень со средним (рис.7).
Setup
Settings Port
Baud rate Data bits Stop bits Parity
Flow control
X
"V
9600 "V
8 "V
1 V
None "V
None V
OK
Cancel
Рисунок 7 - Окно настройки порта
Таким образом, разработанная информационно-коммуникационная система управления процесса позволяет осуществлять контроль, управление и мониторинг работы теплового насоса удаленным доступом.
Список литературы 1. Гафуров К.Х.,
Сафаров А.Ф.
Современные технологии в экстракционной промышленности // "Развитие науки и технологий" научно-технический журнал, №1, 2015. С.5-9.
2. Гафуров К.Х., |Сафаров А.Ф.|, Мирзаева Ш.У. Энергосбережение в установке для экстракции сверхкритичным углекислым газом //«Научный вестник БГУ» научно-технический журнал, №1, 2016. С.21-26.
3. Гумеров Г.И. Экономика сверхкритических технологий // Вестник Казанского технологического университета, №1, 1988. С. 128-140.
4. ГОСТ 34.601-90. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ. СТАДИИ СОЗДАНИЯ.
Sharipov Od.il Olimovich, student (e-mail: [email protected])
Bukhara engineering-technology institute, Bukhara, Uzbekistan Gafurov Karim Khakimovich, Cand.Tech.Sci., associate professor (e-mail:[email protected])
Fayziev Shavkat Ismatovich, the senior teacher (e-mail:[email protected])
Bukhara engineering-technology institute, Bukhara, Uzbekistan
DEVELOPMENT HUMAN-MACHINE INTERFACE FOR HEAT PUMPS CO2 -EXTRACTION UNIT
Abstracts. This article discusses the development of the human-machine interface to control the operation of the heat pump. This human-machine interface is part of the information and communications control system for CO2-extraction unit.
Keywords: heat pump, CO2-extraction unit, evaporator-separator, condenser, throttle valve, human-machine interface.
УДК 681.533.3
ВОПРОСЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ДИСПЕТЧЕРСКОГО УПРАВЛЕНИЯ КОМПЛЕКСАМИ ВОДОСНАБЖЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПАКЕТА ПРОГРАММ Expert ClearSCADA И
КОНТРОЛЛЕРОВ SCADAPack Эргашев Бахтиёр Тилавович, старший преподаватель (e-mail: [email protected]) Ахмедов Фаррух Фахриддинович, магистр (e-mail: [email protected]) Бухарский инженерно-технологический институт,г.Бухара, Узбекистан
В данной работе рассмотрены вопросы автоматизации диспетчерского управления комплексами водоснабжения и водоотведения систем жилищно-коммунального хозяйства с использованием пакета программ Expert clearSCADA и контроллеров SCADAPack.
Ключевые слова: водоснабжение, диспетчерское управление, микроконтроллер, безпроводные датчики, пакет программ,иерархическая структура, насосные агрегаты.
Водоснабжение и водоотведение-одни из ключевых систем жилищно-коммунального хозяйства в условиях соременного мира и цивилизаци. В настоящее время, процессы автоматизации и диспетчеризации инженерных сетей и сооружений не только обеспечивают контроль над работой систем водоснабжения, но также являются основой для формарования единой информационно-управляющей системы, которая позволяет значительно снизить энергопотребление систем водоснабжения, а также повысить надежность их работы.
Автоматизация - применение специальных технических средств, приспособлений, устройств и систем, осуществляющих контроль и управление технологическими процессами на различных объектах систем водоснабжения.
Средствами автоматики решаются следующие задачи, возникающие в процессе эксплуатации объектов систем водоснабжения:
- обеспечивается поддержание на заданном уровне различных технологических параметров: количественных (давление, расход, уровень, тем-
