МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ СТУДЕНТОВ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ по ПМ 02 Организация работ по монтажу, ремонту и наладке систем автоматизации, средств измерений и мехатронных систем. МДК 02.01. Теоретические основы организации монтажа, ремонта, на

Министерство образования и науки РФ
Лянторский нефтяной техникум (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Югорский государственный университет»
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ДЛЯ СТУДЕНТОВ
ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ
по ПМ 02 Организация работ по монтажу, ремонту и наладке систем автоматизации, средств измерений и мехатронных систем.
МДК 02.01. Теоретические основы организации монтажа, ремонта, наладки систем автоматического управления, средств измерений и мехатронных систем.

для специальности 220703 Автоматизация технологических процессов и производств (по отраслям)
2015 г.
Методические указания для студентов разработаны на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее – ФГОС) среднего профессионального образования по специальности 220703 «Автоматизация технологических процессов и производств (по отраслям)» базового уровня подготовки.
Организация разработчик – Лянторский нефтяной техникум (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Югорский государственный университет».
Разработчик: Абдуллин В.Ш.- преподаватель спец.дисциплин
Ф.И.О., ученая степень, звание, должность
Одобрено на заседании предметной (цикловой) комиссии электротехнических и электромеханических дисциплин
Протокол №______ от «____»__________2015 г.
Председатель ПЦК ____________/Медведева Л.В./

Одобрено Методическим советом техникума
Протокол №_______ от «_____» _________ 2015 г.
Председатель______________Энвери Л.А.
Содержание
Пояснительная записка. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Перечень практических занятий по по ПМ 02 Организация работ по монтажу, ремонту и наладке систем автоматизации, средств измерений и мехатронных систем. МДК 02.01. Теоретические основы организации монтажа, ремонта, наладки систем автоматического управления, средств измерений и мехатронных систем. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Правила выполнения практических работ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Практическая работа №1 Изучение устройства и принципа работы пневматических приводов САР. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Практическая работа №2 Изучение принципа работы электромагнитных муфт. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Практическая работа №3 Изучение принципа работы шаговых электродвигателей. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Практическая работа №4 Автоматизация АГЗУ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Практическая работа №5 Автоматизация насосов перекачки нефти. . . . . . . . Практическая работа №6 Автоматизация сепарационной установки.. . . . . . .
Практическая работа №7 Автоматизация узлов учёта нефти, воды и газа. .
Практическая работа №8 Автоматизация насосного агрегата КНС. . . . . . . .
Практическая работа №9 Разработка функциональной схемы автоматиза-ции. Выбор средств автоматизации.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Практическая работа №10 Монтаж датчиков давления.. . . . . . . . . . . . . . . . . . Практическая работа №11 Монтаж датчиков температуры.. . . . . . . . . . . . . . . Практическая работа №12 Монтаж расходомеров. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Практическая работа №13 Монтаж датчиков уровня. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Практическая работа №14 Монтаж систем газового анализа. . . . . . . . . . . . . Практическая работа №15 Наладка автоматических систем регулирования с контроллером ГАММА-7. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Литература. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
5
6
7
10
14
17
20
23
26
29
31
34
36
39
42
45
49
54
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
 
Методические указания составлены в соответствии с учебной программой и предназначены для выполнения практических работ по ПМ 02 «Организация работ по монтажу, ремонту и наладке систем автоматизации, средств измерений и мехатронных систем».
Методические указания содержат: пояснительную записку, требования к знаниям и умениям студентов, перечень практических занятий, перечень основной и дополнительной литературы.
Учебная программа предусматривает выполнение практических работ в количестве 30 часов.
В результате освоения дисциплины обучающийся должен уметь:
Выполнять работы по монтажу САУ с учетом специфики технологического процесса;
Выбирать приборы и средства автоматизации с учётом специфики технологических процессов;
Проводить техническое обслуживание средствам автоматизации;
В результате освоения дисциплины обучающийся должен знать:
Назначение и способы применения систем автоматизации и их элементов.;Методы и способы монтажа систем автоматизации;
Технологические операции по техническому обслуживанию средств автоматизации;
- Меры предотвращения всех видов отказов оборудования.
При решении задачи  у студентов вырабатываются навыки применения методов монтажа и наладки автоматизированных систем управления, формировании прочных связей между общими теоретическими положениями и конкретными прикладными проблемами, выработке умения анализировать первичные данные и строить на этой базе конечные модели, взаимодействовать со специалистами прочих направлений, подготовке студентов к полноценному восприятию профильных дисциплин, необходимому для их эффективного практического использования.
ПЕРЕЧЕНЬ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ ПО ПМ 02
«Организация работ по монтажу, ремонту и наладке систем автоматизации, средств измерений и мехатронных систем».
Номер
работы Тема Наименование работы Количество
часов
1 1.3 Изучение устройства и принципа работы пневматических приводов САР. 2
2 1.3 Изучение принципа работы электромагнитных муфт. 2
3 1.3 Изучение принципа работы шаговых электродвигателей 2
4 1.4 Автоматизация АГЗУ 2
5 1.4 Автоматизация насосов перекачки нефти. 2
6 1.4 Автоматизация сепарационной установки. 2
7 1.4 Автоматизация узлов учёта нефти, воды и газа. 2
8 1.4 Автоматизация насосного агрегата КНС. 2
9 1.5 Разработка функциональной схемы автоматизации. Выбор средств автоматизации. 2
10 1.5 Монтаж датчиков давления. 2
11 1.5 Монтаж датчиков температуры. 2
12 1.5 Монтаж расходомеров. 2
13 1.5 Монтаж датчиков уровня. 2
14 1.5 Монтаж систем газового анализа. 2
15 1.6 Наладка автоматических систем регулирования с контроллером ГАММА-7 2
Итого 30
ПРАВИЛА ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ
При решении сквозной задачи по ПМ 02«Организация работ по монтажу, ремонту и наладке систем автоматизации, средств измерений и мехатронных систем», студент самостоятельно проводит своего рода мини-исследование, начиная от постановки задачи и заканчивая анализом результатов, полученных в результате проведенных расчетов, выявляя при этом закономерности развития исследуемого явления. Проходя по этапам такого мини-исследования, студент постигает суть решения поставленной задачи. При этом студент должен показать навыки обобщения материала в форме выводов и уметь доказать значимость полученных результатов. Студент должен уметь сочетать теоретическую подготовку с изучением и анализом практического навыка, применяемого при проведении практической работы.
Перед началом выполнения практической работы студент выполняет опережающее домашнее задание по указанной теме.
Работа должна быть написана разборчиво, без помарок и сокращений слов.
При выполнении практических работ студент должен самостоятельно изучить методические рекомендации по проведению конкретной работы. Если студент не выполнил практическую работу или часть работы, то он выполняет работу или оставшуюся часть в неурочное время и защищает на консультации.
После выполнения работы студент должен представить отчёт о проделанной работе и устно её защитить.
Оценка выставляется по итогам выполнения и защиты каждой практической работы.
ЛИТЕРАТУРА
Александровская А.Н. Автоматика – М.: Издательский центр «Академия», 2013г.
Барласов Б.З., Ильин В.И. Наладка приборов и систем автоматизации - М.: Высшая школа, 1985г.
Бриллиантов В.В. Автоматизация производства и контрольно-измерительные приборы - М.:Недра, 1989г.
Головинский О.И. Основы автоматики – М.: Высшая школа, 1987г.
Исакович Р.Я., Попадько В.Е. Контроль и автоматизация добычи нефти и газа – М.: Недра, 1985г.
Кисаримов Р.А. Практическая автоматика – М.: Издательское предприятие РадиоСофт 2004г.
Минаев П.А. Монтаж систем контроля и автоматики - М. Стройиздат, 1990г.
Рульнов А.А., Горюнов И.И., Евстафьев К.Ю. – М.: ИНФРА-М 2008 г.
Правила устройства электроустановок (ПУЭ) – М.: Главэнергонадзор, 2007.
СНиП 3.05.07 – 85 «Строительные нормы и правила при производстве монтажно-наладочных работ».
Гусев, В. Г., Электроника и микропроцессорная техника : учебникКнорус, 2013
Шишмарев, В. Ю., Диагностика и надежность автоматизированных систем : учебник (ФГОС), Академия, 2013
Управляющие вычислительные комплексы для промышленной автоматизации : учебное пособие, Издательство МГТУ им.Баумана, 2012.
Электронные ресурсы:
1).http://window.edu.ru/catalog?p_rubr=2.2.75.2.42).http://techlibrary.ru/.
3).http://ntb.misis.ru:591/OpacUnicode/index.php?url=/auteurs/view/9320/source:default4).HYPERLINK "http://podstanc.ru/load/tekhnicheskie%20spravochniki/montazh%20sredstv%20izmerenij%20i%20avtomatizacii%20spravochnik%20pod%20red%20%20a%20s%20kljueva%20djvu/2-1-0-6"http://podstanc.ru/load/tekhnicheskie spravochniki/montazh sredstv izmerenij i avtomatizacii spravochnik pod red a s kljueva djvu/2-1-0-6
Практическая работа №1
Тема: Изучение устройства и принципа работы пневматических приводов САР исполнительных устройств.
Цель работы: Изучение устройства, принципа работы и назначения пневматических устройств.
Студент должен знать: Устройство, принцип работы пневматических исполнительных устройств.
Студент должен уметь: Объяснить принцип работы, область применения, достоинства пневматических исполнительных устройств.
Теоретическое обоснование:
Пневматические исполнительные механизмы делятся на мембранные и поршневые.
Мембранные исполнительные механизмы имеют герметизированную полость, ограниченную подвижной мембраной, на которую давит пружина. При впуске сжатого воздуха полость расширяется, мембрана отодвигается, сжимая пружину. В мембрану вмонтирован конец рабочего штока, который непосредственно связан с регулирующим органом.
Усилие, создаваемое мембранным исполнительным механизмом, без учета трения может быть определено по формуле
Fмб=πDм24Pв-СпSшгде Fмб- усиление, создаваемое исполнительным механизмом; Dм- диаметр мембраны; Pв- давление сжатого воздуха; Сп - коэффициент упругости пружины (сила, необходимая для сжатия пружины на единицу длины); Sш- ход рабочего штока.
Мембранные исполнительные механизмы выпускаются с диаметром мембраны 80-500 мм и рабочим ходом штока 6-100 мм.
В игольчатом клапане с мембранным исполнительным механизмом при впуске сжатого воздуха через отверстие 1 в головке 2 мембрана 3 под его давлением пойдет вниз, сжимая пружину 4, рабочий шток механизма 5 опустится и прижмет игольчатый клапан 6 к седлу. Трубопровод будет перекрыт. При выпуске сжатого воздуха клапан откроется под действием пружины. Мембранные исполнительные механизмы выпускаются отрегулированными на получение полного хода при изменении командного давления от 9,8 до 98 кПа.
Регулирующее устройство, как известно, формирует один из стандартных законов регулирования и состоит из элементов сравнения и формирующего устройства. Элемент сравнения в пневматических регуляторах выполняется в виде сборок мембран, а формирующее устройство – в виде узла «сопло-заслонка» и усилителя охваченного обратными связями
Рис. 1 Игольчатый клапан с мембранным исполнительным механизмом.
Клапан в открытом положении
Пневматический исполнительный механизм служит для преоб-разования командного пневматического сигнала с выхода регулирующего устройства в перемещение регулирующего органа. Наибольшее распространение получили мембранные исполнительные механизмы.
В качестве линии связи для передачи информации в пневматических регуляторах используют металлические или пластмассовые трубопроводы. По ним сигнал в виде избыточного давления сжатого воздуха, изменяющегося к регулирующему устройству и от этого устройства – к исполнительному механизму. Подобные линии связи – пневмопроводы – характеризуются существенно ограниченной скоростью передачи сигналов. Однако для довольно инерционных технологических процессов нефтяной и газовой промышленности эта скорость вполне достаточна. Протяженность пневматических линий связи заметно ограничена, обычно она не превышает 300 м.
Для пневматических регуляторов необходимо иметь особый источник питания – систему подачи сжатого воздуха, осушенного и очищенного от пыли и масла, с хорошо стабилизированным давлением pпит=0,14 МПа±10%. В большинстве случаев для этой цели приходится создавать специальную систему воздухоснабжения, к качеству и надежности работы которой предъявляются достаточно жесткие требования.
Важная особенность пневматических регуляторов – высокий уровень их эксплуатационной надежности. Они могут безотказно работать в тяжелых эксплуатационных условиях в течение длительного времени. В их состав не входят элементы с существенно ограниченным сроком службы. Для эксплуатации пневматических регуляторов не требуется высокой квалификации обслуживающего персонала.
Ход работы:
1. Изучить работу и устройство пневматического исполнительного устройства.
2. Проанализировать изученный материал.
3. Проверить, усвоение материала практической работы, ответив на вопросы.
Контрольные вопросы:
1. Как работает пневматический исполнительный механизм?
2. Преимущества пневматических приборов перед электрическими?
3. Какие недостатки имеют пневматические устройства?
4. Какие пневматические приборы Вы ещё знаете?
Содержание отчёта
1. Номер, тема и цель работы
2. Письменный ответ на контрольные вопросы.
Литература
Р. Я. Исакович, В. Е. Попадько Контроль и автоматизация добычи нефти и газа М.: «Недра» 2013, с. 207-220.
Практическое занятие №2
Тема: Изучение принципа работы электромагнитных муфт.
Цель работы: Изучение устройства, принципа работы и назначения электромагнитных муфт.
Студент должен знать: Устройство, принцип работы электромагнитных муфт.
Студент должен уметь: Объяснить принцип работы, область применения электромагнитных муфт.
Теоретическое обоснование:
Электромагнитные муфты. Эти муфты являются связующими звеньями между приводом и рабочим механизмом. Принцип их действия основан на электромагнитных свойствах связываемых элементов. В зависимости от вида связи муфты подразделяются на фрикционные сухого трения, вязкого трения и различные индукционные. Регулирующее воздействие муфт осуществляется за счет изменения их сцепления.

Рис. 1.1. Электромагнитная муф-Рис. 1.2. Электромагнитная
та сухого трения:муфта вязкого трения;
1 – обмотка; 2 – кольцо; 3, 9 – ва-1,2 – полумуфты; 3 – обмотка;
лы; 4 – щетки; 5,6 – полумуфты; 7 4 – ферромагнитная среда.
– пружина; 8 – шпонка.
При выборе электромагнитной муфты необходимо учитывать следующие требования:
■ принцип действия муфты должен соответствовать требуемому режиму (позиционного действия или при регулировании частоты вращения) и области применения
■ муфта должна быть рассчитана на требуемую мощность и обладать перегрузочной способностью; должна обеспечить требуемый коэффициент передачи, требуемое быстродействие и надежность; быть удобной в эксплуатации и простой в обслуживании.
Муфта сухого трения (рис. 1.1) состоит из двух полумуфт 5 и 6, соответственно связанных с валами 3 и 9 обмотки 1, в которую подается ток через кольца 2 и щетки 4. Ведомая часть полумуфты 6 перемещается вдоль оси по шпонке 8 и связана валом 9 с рабочим механизмом. Ведомая полумуфта 6 отжимается от ведущей 5 пружиной 7. При подаче тока в обмотку возбуждения электромагнитное поле, преодолевая усилие пружины, притягивает ведомую полумуфту. За счет сил трения между полумуфтами передается крутящий момент с ведущего вала на ведомый. Для увеличения передаваемого крутящего момента муфты изготавливают многодисковыми.
Муфты вязкого трения – ферропорошковые или магнитоэмульсионные работают по принципу намагничивания магнитного порошка, образуя сцепляющий слой ведомого и ведущего элементов муфты. Характерной особенностью таких муфт является то, что с увеличением магнитного потока возрастает передаваемый крутящий момент. Это позволяет использовать муфты вязкого трения в системах автоматического регулирования частоты вращения.
Конструктивная схема муфты вязкого трения дискового типа, показана на рис. 1.2. Муфты вязкого трения различаются по конструктивному исполнению – расположением катушек (униполярные, многополюсные), их числом (однокатушечные, многокатушечные); по форме рабочей поверхности (дисковые, цилиндрические, барабанные, конусные); по числу рабочих зазоров (одно- и многокатушечные); по виду токопроводов ( с контактными кольцами и бесконтактные); по скорости срабатывания (малоинерционные и инерционные). Такие муфты не боятся перегрузок, являются быстродействующими исполнительными элементами.
Электрические исполнительные механизмы. В зависимости типа принципа действия эти механизмы подразделяют на электромагнитные и электродвигательные.
Электромагнитные исполнительные механизмы являются наиболее простыми надежными и быстродействующими. Их используют для управления различного рода регулирующими и затворными клапанами, вентилями, золотниками и т.д. По виду движения исполнительного (регулирующего) органа (шток, выходной вал) электромагнитные механизмы подразделяют на электромагниты с прямолинейным движением и электромагнитные муфты с вращательным движением.
В зависимости от требований электромагниты могут отличаться друг от друга конструктивно. Однако они имеют общие элементы (рис.1.3): катушку, подвижный сердечник, возвратную пружину. С помощью подвижного сердечника энергия магнитного поля преобразуется в механическую и через шток передается запирающему элементу. Перемещение сердечника, при котором происходит движение запирающего элемента, называют рабочим ходом б.
По характеру движения сердечника и связанного с ним регулирующего органа электромагнитные механизмы подразделяют на тянущие, толкающие, поворотные, удерживающие и реверсивные.
В тянущих механизмах линейное перемещение сердечника направлено от точки приложения противодействующих сил, а в толкающих – наоборот. В поворотных электромагнитных механизмах при подаче напряжения на обмотку катушки силовой элемент поворачивается на определенный угол. Применение поворотных механизмов ограничивается вследствие малых крутящих моментов и громоздкости конструкции. Реверсивные
left752475электромагнитные механизмы обеспечивают изменение перемещения силового элемента в зависимости от характера электрического сигнала. Реверсивный механизм обычно содержит два электромагнита, сердечники которых механически связаны с запирающим элементом.
По числу позиций выходного силового элемента (регулирующего органа) различают одно-, двух и трехпозиционные электромагнитные механизмы. У однопозиционных механизмов при подаче тока на обмотку катушки сердечник занимает одно определенное положение. У двухпозиционных механизмов силовой элемент занимает одно из двух положений в зависимости от того, на обмотку какого электромагнита подается электрический ток

Рис. 1.3. Электромагнит
1 – пружина; 2 – катушка;
3 – сердечник; 4 – шток.
Ход работы:
1. Изучить работу и устройство электромагнитных муфт.
2. Проанализировать изученный материал.
3. Проверить, усвоение материала практической работы, ответив на вопросы.
Контрольные вопросы:
1. Как работают электромагнитные муфты?
2. Какие аппараты называются исполнительными устройствами?
3. Какие электрические муфты применяются в системах автоматика?
4. Какие электрические исполнительные механизмы вы ещё знаете?
Содержание отчёта
1. Номер, тема и цель работы.
2. Письменный ответ на контрольные вопросы.
Литература
А. Н. Александровская Автоматика М.: «Академия» 2013, с.80-82.
Практическое занятие №3
Тема: Изучение принципа работы шаговых электродвигателей.
Цель работы: Изучение устройства, принципа работы и назначения шаговых электродвигателей.
Студент должен знать: Устройство, принцип работы шаговых электродвигателей.
Студент должен уметь: Объяснить принцип работы, область применения шаговых электродвигателей.
Теоретическое обоснование:
Шаговые исполнительные двигатели
Шаговые исполнительные двигатели преобразуют электрический управляющий сигнал в дискретное (скачкообразное) угловое перемещение выходного вала. Угол поворота вала, называемый угловым шагом, точно соответствует числу и порядку следования управляющих импульсов, поступающих на обмотки статора шагового двигателя. По принципу работы шаговые двигатели являются синхронными, так как электромагнитный момент, действующий на их ротор, создается силами магнитного притяжения полюсов статора и ротора.
Шаговые двигатели получили наибольшее применение в автоматизированном программном электроприводе. Используются шаговые двигатели с пассивным (невозбужденным) и активным (возбужденным) ротором.
Шаговые двигатели с пассивным ротором. Такие двигатели называют реактивными. Статор реактивного трехфазного шагового двигателя (рис. 1.1) имеет шесть явно выраженных полюсов (по два полюса на фазу), а ротор – два выступа (невозбужденных полюса). При прохождении импульса тока в обмотке фазы 1 статора ротор занимает положение, при котором его ось совмещается с осью 1–1 полюсов статора. В момент времени t1 при появлении импульса тока в фазе 2 на ротор действуют силы магнитного притяжения, обусловленные одновременным намагничиванием полюсов 1–1 и 2–2. В результате ротор повернется на угловой шаг aш=30 ͦ. В момент времени t2 импульс тока в фазе 3 и ротор, совершив еще один шаг aш=30 ͦ, займет положение по оси 2–2. В момент времени t2 импульс тока в фазе 3 и ротор, повернувшись на 30 ͦ, займет положение по оси 2–2. В момент t3 появится импульс тока в фазе 3 и ротор, повернувшись на 30 ͦ, займет среднее положение между полюсами 2–2 и 3–3. Суммарный угол поворота ротора составит 90 ͦ. В моменты времени t4, t5и t6 ротор также будет совершать угловые шаги по 30 ͦ и в конце цикла займет положение по оси полюсов статора 1–1, совершив половину оборота (180 ͦ). В последующие циклы подачи на обмотку статора управляющих, импульсов напряжение u1, u2и u3 процессы в шаговом двигателе будут повторяться. Двигатель работает по шеститактной схеме коммутации с раздельно-совместным включением обмоток фазы: 1→1,2→2→2,3→3→3,1 …

Рис. 1.1. К принципу действия реактивного
шагового двигателя.
Реактивные Шаговые двигатели работают от однополярных импульсов, так как изменение полярности импульса не изменяет направления сил, действующих на невозбужденный ротор. Чтобы изменить направление вращения ротора (реверс) шагового двигателя, необходимо поменять схему коммутации обмоток статора, например принять 1→1,3→3→3,2→2→2,1 …
Шаговый двигатель работает совместно с коммутатором, преобразу-
ющим заданную последовательность управляющих импульсов в m1-фазную систему импульсов напряжения прямоугольной формы.
Шаговый двигатели с активным ротором. Ротор такого двигателя выполнен из постоянного магнита, а статор – такой же, как у реактивных шаговых двигателей, т.е. с сердечником с явно выраженными полюсами и многофазной обмоткой. В шаговом двигателе с активным ротором можно применять двухполярные импульсы напряжения, так как с изменением направления тока в обмотке фазы статора меняется магнитная полярность соответствующих полюсов. Так как ротор двигателя намагничен, то изменение полярности полюсов статора вызывает изменение направления сил взаимодействия между полюсами статора и ротора.

Рис.1.2. К принципу действия шагового двигателя
с активным ротором
Рассмотрим принцип действия двухфазного двигателя с двухполюсным постоянным магнитом на роторе и четырьмя явно выраженными полюсами на статоре (рис 1.2).
При подаче импульса напряжения положительной полярности (+u1) в обмотку 1 фазы два полюса этой фазы приобретают магнитную полярность, как на рис. 1.2, б. В результате ротор поворачивается против часовой стрелки на aш=90 ͦ. В момент времени t2 на обмотку фазы 1 подается импульс напряжения отрицательной полярности (-u1), а с этой фазы приобретут полярность, как на рис. 1.2,в, и ротор повернется против часовой стрелки еще на 90 ͦ (рис. 1.2, г). При подаче импульса напряжения (+u1) на обмотку фазы 1 ротор заканчивает полный оборот и занимает исходное положение (см. рис. 1.2, а).
Ход работы:
1. Изучить работу и устройство шаговых электродвигателей.
2. Проанализировать изученный материал.
3. Проверить усвоение материала практической работы, ответив на вопросы.
Контрольные вопросы:
1. Где применяются шаговые электродвигатели?
2. Как работают реактивные шаговые электродвигатели?
3. Как работают шаговые электродвигатели с активным ротором?
4. В каком шаговом двигателе можно применять двухполярные импульсы управляющего напряжения?
Содержание отчёта
1. Номер, тема и цель работы
2. Письменный ответ на контрольные вопросы.
Литература
А. Н. Александровская Автоматика М.: «Академия» 2013, с. 80-82.
Практическое занятие № 4
Тема: Автоматизация АГЗУ
Цель работы: Изучение средств автоматики автоматизированной групповой замерной установки.
Студент должен знать: средства сигнализации, противоаварийных защит блокировок, а также КИПиА АГЗУ.
Студент должен уметь: читать схему, рассказать принцип работы АГЗУ, объяснить назначение и местонахождение КИПиА АГЗУ.
Теоретическое обоснование:
Продукция скважин подается на замерную установку типа «Спутник», на которой проводится периодический замер объема жидкости, подаваемой скважиной, определяются процентное содержание воды в жидкости и количество свободного газа. Запроектированы и применяются установки типа «Спутник-А», «Спутник-В», «Спутник-Б40» и «Спутник-Б40-24». Рассмотрим работу установки «Спутник-Б40» (рис.1).
Он предназначен для автоматического переключения скважин на замер по заданной программе и автоматического измерения дебита скважин. На «Спутнике-Б40» установлен автоматический влагомер нефти, непрерывно определяющий процентное содержание воды в потоке нефти; автоматически при помощи турбинного расходомера (вертушки) 15измеряется количество выделившегося из нефти в гидроциклоне свободного газа. Турбинный расходомер жидкости (ТОР1-50) в «Спутнике-Б40» установлен ниже уровня жидкости в технологической емкости гидроциклонного сепаратора.
При помощи «Спутника-Б40», так же как «Спутника-Б» и «Спутника-А», можно измерять раздельно дебиты обводненных и необводнённых скважин. Для этого поступают следующим образом. Если, например, 2 скважины (см.рис. 1) обводнились, а остальные 12 скважин, подключ-енных к «Спутнику», подают чистую нефть, то вручную перекрывают специальные обратные клапаны 1 и продукция обводненных скважин по обводной линии через задвижки 12 направляется в сборный коллектор 8. Продукция скважин, подающих чистую нефть, направляется в емкость многоходового переключателя скважин ПСМ, из которого она поступает в сборный коллектор 6, а далее в коллектор безводной нефти 23.
Жидкость любой скважины, поставленной на замер, направляется через роторный переключатель скважин 4 в гидроциклонный сепаратор 13. На выходе газа из сепаратора установлен регулятор перепада давления 14, поддерживающий постоянный перепад между сепаратором и расходомером газа 15. Постоянный перепад давления передается золотниковыми механизмами 16 и 16а, от которых также передается постоянный перепад на поршневой клапан 19.
Рис. 1. Принципиальная схема «Спутника-Б40».
1 – обратные клапаны; 2 – задвижки; 3 – переключатель скважин многоходовой ПСМ;
4 - роторный переключатель скважин; 5 - замерная линия; 6- общая линия; 7- отсекатели; 8-коллектор обводненной нефти; 9 и 12 – задвижки(закрытые); 10 и 11 – задвижки(открытые);
13 – гидроциклонный сепаратор; 14 – регулятор перепада давления 15– расходомер газа;
16 и 16а – золотники; 17 – поплавок; 18 - расходомер жидкости; 19 – поршневой клапан;20 – влагомер; 21 – гидропривод; 22 – электродвигатель; 23 – коллектор безводной нефти; m – выкидные линии от скважин
Количество жидкости измеряется по скважинам следующим образом. Когда поплавок 17 уровнемера находится в крайнем нижнем положении, верхняя вилка поплавкового механизма нажимает на верхний выступ золотника, а в результате чего повышенное давление от регулятора 14 передается на правую часть поршневого клапана 19 и прикрывает его; подача жидкости прекращается и турбинный расходомер 18 перестает работать. С этого момента уровень жидкости в сепараторе повышается. Как только уровень жидкости в сепараторе достигнет крайнего верхнего положения и нижняя вилка поплавкового механизма нажмет на выступ золотника 16а, повышенное давление от регулятора 14 действует на левую часть поршневого клапана 19 и открывает его; начинается течение жидкости в системе, и турбинный расходомер 18 отсчитывает количество прошедшей через него жидкости.
Для определения процента обводненности нефти на «Спутнике» установлен влагомер 20, через который пропускается вся продукция скважины.
Ход работы:
1. Изучить принципиальную схему АГЗУ.
2. Проанализировать изученный материал.
3. Проверить, усвоение материала практической работы, ответив на вопросы
Контрольные вопросы:
1. Для чего нужна автоматизированная групповая установка?
2. Какими приборами измеряется расход жидкости в АГЗУ?
3. Какие средства КИПиА применяются на кусте скважин?
4. Применяется ли телемеханика в АГЗУ?
5. Какие основные параметры контролируются в АГЗУ?
Содержание отчёта
1. Номер, тема и цель работы
2. Письменный ответ на контрольные вопросы.
Литература
Л. Г Чичеров Нефтепромысловые машины и механизмы –М,: «Недра» 2010 г. с 282-286
Практическое занятие №5
Тема: Автоматизация насосов перекачки нефти
Цель работы: Изучить принцип работы системы автоматизации насосного агрегата по перекачке нефти по функциональной схеме.
Студент должен знать : Технологические параметры работы насосного агрегата, принцип работы системы автоматизации, приборы и средства автоматизации.
Студент должен уметь: анализировать работу системы автоматизации по функциональной схеме, выбирать средства автоматизации
1.Теоретическое обоснование:
На дожимных насосных станциях (ДНС) применяются, в основном, насосные агрегаты с асинхронными электрическими двигателями. Нефть с кустов поступает на сепараторы первой ступени сепарации, где происходит первичное отделение газа от жидкости, далее частично дегазированная жидкость поступает в установку предварительного сброса воды (УПСВ), где происходит разделение газоводонефтяной смеси на три фазы: нефть, газ и воду. Нефть после УПСВ поступает в буферный сепаратор , из которого самотёком поступает на нефтяные насосы ДНС, которые создают необходимый напор для транспортировки нефти до ЦППН.
Для безопасной и безаварийной работы насосов предусмотрены схемы автоматических блокировок и защит насосных агрегатов ДНС, а также замеров технологических параметров и передачи данных в систему автоматического регулирования.
Система контроля и управления ДНС предназначена для оперативного учёта, поддержания заданных параметров технологического процесса и предотвращения возникновения аварийных ситуаций и обеспечивает:
- автоматическое регулирование пропускной способности ДНС;
- автоматическую защиту её при аварийных уровнях нефти в сепараторах;
- автоматическое отключение насосов в аварийных ситуациях;
- автоматическую защиту ДНС при аварийном повышении или снижении давления в трубопроводах;
Защита агрегатов по давлению осуществляется с помощью взрывозащищённых манометров типа ДМ 2005 и датчиков давления типа «Метран» и «Сапфир». Согласно карте уставок, при низком давлении на входе и при высоком давлении на выкиде агрегата, происходит его отключение. Отключение агрегатов происходит и при низком уровне нефти в буферном сепараторе, при помощи сигнализатора уровня типа ДПУ.
Также производится контроль температуры подшипников электродвигателя и насосного агрегата, а также гидропяты с помощью датчиков температуры ТСМ – 50. При превышении допустимой температуры (70 Со), насосы также останавливаются.
Кроме этого производится защита электродвигателя по току нагрузки по короткому замыканию, по напряжению.
Предусмотрена сигнализация утечки сальников, которая срабатывает при достижении жидкостью в стакане утечек сальников предельного уровня, о котором сигнализирует датчик уровня типа ДПУ.
При достижении содержания газа в помещении насосной 20% нижнего предела распространения пламени, срабатывает звуковая и световая сигнализации, включается вентилятор, а при достижении уровня загазованности 40% от нижнего предела распространения пламени предусмотрено отключение насосов.
Кроме этого предусмотрено отключение насосов, вентиляторов и ряда другого оборудования при срабатывании датчиков пожарной опасности.
Все параметры передаются и фиксируются на мониторах автоматизированного рабочего места (АРМ) оператора и машиниста и передаются в систему «ОКО ДНС».
Также все параметры и сигналы выводятся на щиты КИПиА ДНС, т.е. на вторичные приборы и в систему аварийной сигнализации.
Кроме всего этого , в помещении ДНС находится «Линия качества» - комплекс приборов замеряющих параметры нефти: температуру, плотность, расход, влагосодержание с последующим выводом этих параметров в операторную на вторичный преобразователь и в систему «ОКО ДНС».
Функциональная схема автоматизации насосного агрегата показана на рисунке.
Ход работы:
1.Изучить функциональную схему автоматизации насосных агрегатов..2.Описать технологический процесс работы НА.
3.Предложить конкретные приборы для данной схемы.
4.Проверить, усвоение материала практической работы, ответив на вопросы
Контрольные вопросы:
1.Какие параметры необходимо контролировать в процессе работы НА?
2.Перечислите датчики устанавливаемые по месту?
3.Какие приборы устанавливаются на щите автоматики в операторной?
4.По каким параметрам происходит отключение агрегата?
Содержание отчёта
1.Номер, тема и цель работы
2.Письменный ответ на контрольные вопросы.
Литература
Р.Я.Исакович, В.Е.Попадько Контроль и автоматизация добычи нефти и газа М., «Недра» 2013 г.
Практическое занятие №6
Тема: Автоматизация сепарационной установки,
Цель работы: Изучить принцип работы системы автоматизации сепарационной установки по функциональной схеме.
Студент должен знать : Технологические параметры работы сепарационной установки, принцип работы системы автоматизации, приборы и средства автоматизации.
Студент должен уметь: анализировать работу системы автоматизации по функциональной схеме, выбирать средства автоматизации.
1.Теоретическое обоснование:
Газоводонефтяная смесь, после измерения дебита в АГЗУ, поступает в сепарационные установки., где отделяется нефть от газа. Это разделение осуществляется для: отделения газа для дальнейшей его транспортировки к потребителю (ГПЗ, КС, ГРЭС и т.д.), уменьшения интенсивности перемешивания водонефтегазового потока и образования эмульсий, уменьшения пульсаций давления.
Технологическая схема предусматривает поступление газожидкостной смеси с кустов в первый сепаратор ДНС (С-1) предварительной сепарации. В этом сепараторе происходит первичное отделение газа от жидкости из-за резкого падения давления и ударов жидкости об отбойники, а также при прохождении по лоткам и через тарелки в сепараторах тарельчатого типа. Для отслеживания хода ТП на данном этапе, операторам необходимо знать такие параметры как уровень в сепараторе, для контроля и анализа количества жидкости, идущей с кустов (уменьшается подача с кустов, увеличивается или не изменяется), для этого на сепараторе устанавливается уровнемер типа ДУУ2-05 со вторичным преобразователем ГАММА-7. Также необходимо знать давление на входе в сепараторы, для этого на входе в сепараторы устанавливается датчик давления типа КРТ или «Сапфир 22ДИ» с токовым выходом 4-20 мА. Кроме автоматики на сепараторе установлен предохранительный клапан СППК для сброса излишнего давления при аварийном превышении давления в сепараторе выше допустимого.
После сепаратора С-1 жидкость поступает в сепаратор первой ступени сепарации С-2, где также происходит дальнейшее разгазирование жидкости. В С-2 происходит автоматическое регулирование уровня жидкости, но это тема другой лекции. На сепараторе же установлены датчик предельного уровня жидкости в сепараторе типа ДПУ3, датчик давления типа и уровнемер типа ДУУ2 для совместной работы с контроллером ГАММА-7 и исполнительным механизмом в виде электромеханического регулирующего клапана.
После С-2 жидкость поступает в трёхфазный сепаратор типа «Хитер-Тритер», приборы и автоматику которого мы уже рассмотрели в предыдущих лекциях.
После УПСВ практически чистая, с обводнённостью не больше 1% нефть поступает в, так называемый, буферный сепаратор С-3, где давление составляет порядка 1,2 кгс/см2. С С-3 нефть самотёком поступает на вход насосов по откачке нефти. В третем сепараторе нам необходимо мерить минимальный уровень нефти, чтобы в сепараторе всегда оставалась нефть и газ не попал на вход насосов, и давление на входе не упало до нуля, при этом насосы остановятся. В схему блокировок и защит включён датчик уровня таким образом, что кроме аналоговых показаний уровня в сепараторе, с выводом показаний на дисплей АРМ оператора ООУ, он даёт сигнал на остановку нефтяных агрегатов при достижении уровня 0,6 м (согласно карте уставок). Также установлен датчик уровня ДПУ3 по максимальному уровню в сепараторе, чтобы нефть не пошла на УПТГ и на факел.
Отделившийся на первой ступени сепарации газ с давлением порядка 5,5 кгс/см2 поступает в газовый сепаратор ГС, в котором также установлены приборы автоматики. Это сигнализатор уровня типа ДПУ3 по максимальному значению согласно карте уставок, для того, чтобы не допустить попадание конденсата в газопровод на КС. Кроме того после сепаратора установлен автоматический клапан-регулятор КР-1 для работы в паре с другим регулятором КР-2 который следит за давлением подачи газа на факел после УПТГ. КР-1 в случае недостаточного давления газа на факел, для предотвращения погасания факела , приоткрывает перемычку с газопровода на КС и восстанавливает недостающее давление. При достижении необходимого давления, он перекрывает перемычку. На газопроводе после ГС, на УУГ установлен датчик давления типа «Сапфир 22ДИ» для определения давления в газопроводе.
На газосепараторе ГС-2 УПТГ также установлены датчики предельного уровня для предупреждения накопления конденсата в этой ёмкости.
На всех сепараторах, согласно правил безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением установлены технические манометры типа МП4-Уф.
Ход работы:
1.Изучить функциональную схему автоматизации сепарационной установки.
2.Описать технологический процесс работы сепарационной установки.
3.Предложить конкретные приборы для данной схемы.
4.Проверить, усвоение материала практической работы, ответив на вопросы.
Контрольные вопросы:
1.Какие параметры необходимо контролировать в процессе работы сепараци-
онной установки ? 2.Перечислите датчики устанавливаемые по месту?
3.Какие приборы устанавливаются на щите автоматики в операторной?
4.По каким параметрам буфер-сепаратора С-3 происходит отключение нефтяных насосов ? Содержание отчёта
1.Номер, тема и цель работы
2.Письменный ответ на контрольные вопросы.
3.Нарисовать функциональную схему.
Литература
Р.Я.Исакович, В.Е.Попадько Контроль и автоматизация добычи нефти и газа
М., «Недра» 2013 г.

Практическое занятие №7
Тема: Автоматизация узлов учёта нефти, воды и газа.
Цель работы: Изучить принцип работы системы автоматизации узлов учёта нефти, воды и газа по функциональной схеме.
Студент должен знать : Технологические параметры работы узлов учёта нефти, воды и газа, принцип работы системы автоматизации, приборы и средства автоматизации.
Студент должен уметь: анализировать работу системы автоматизации по функциональной схеме, выбирать средства автоматизации.
1.Теоретическое обоснование:
Итогом любого технологического процесса является конечный результат. В нефтяной промышленности таким результатом является количество полученной продукции, а именно: нефти, газа и воды. Точный и полноценный учёт особенно важен в коммерческом плане, при расчёте затрат, экономии и прибыли от продажи продукции.
Для учёта данной продукции создаются различные способы учёта. На ДНС применяются различные узлы учёта: узлы учёта газа на компрессорную станцию, на собственные нужды, на факел; узлы учёта нефти; узлы учёта воды.
Узел учёта нефти по технологической линии находится в самом конце, на выходе ДНС. УУН представляет собой систему трубопроводов, запорной арматуры, КИПиА и счётчиков нефти. В состав УУН входят: байпасная линия, фильтры, струевыпрямители, две линии замера продукции, одна из которых является резервной, контрольная линия, регулирующий клапан расхода нефти, линия качества нефти, площадки обслуживания.
Нефть постоянно проходит через одну из замерных линий, где через «Кареолисный» расходомер происходит замер количества прошедшей через него нефти. Контрольная линия нужна для сличения показаний замерной и контрольной линий между собой, с целью выявления ошибки в показаниях замерных устройств. С помощью регулирующего клапана выставляют необходимый расход нефти, соответствующий полученной нефти (чтобы не опорожнялся и не переполнялся третий сепаратор). Кроме этого есть фильтры для очистки поступающей на счётчики нефти, струевыпрямители для выравнивания потока нефти перед расходомером, чтобы завихрения потока не вносили ошибки в замеры расхода, технические манометры до и после фильтров, на контрольной линии и на выходе УУН. Ранее на узле учёта нефти устанавливался прибор «Агар», для замеров обводнённости продукции, в настоящее время внутри здания ДНС устанавливаются «линии качества», в состав которых входят плотномеры, влагомеры фирм «Phase» и «Dimetiks», пробоотборники.
Пробоотборник работает следующим образом: на линии качества установлен автоматический клапан, который периодически, по команде вторичного прибора (через установленные на нём промежутки времени) открывается, и жидкость из трубопровода набирается в специальную ёмкость, расположенную под клапаном. Это и есть проба нефти, которую можно сдавать в лабораторию.
Также в состав узла учёта нефти входят переключающие потоки задвижки, в том числе и дренажные.
На ДНС-УПСВ установлено несколько узлов учёта газа (УУГ). Это УУГ на КС (компрессорную станцию УВСИНГ), УУГ на собственные нужды в виде диафрагмы и дифманометра (здесь учитывается газ на котельную и на «Хитер»), УУГ на факел, есть свои УУГ и внутри «Хитеров» в виде небольшой диафрагмы и дифманометра, чтобы знать какое количество газа выделилось в «Хитере». До недавнего времени для учёта газа на факел использовались расходомеры СУРГ, которые устанавливались непосредственно на трубе, сейчас применяются приборы КURZ. На всех остальных узлах учёта применяется традиционный способ измерения расхода с помощью диафрагмы (сужающего устройства) и дифференциальных манометров, выдающих значения давлений до сужающего устройства и после. Разница показаний пропорциональна расходу.
Узел учёта газа с диафрагмой, представляет собой утеплённый шкаф, расположенный над фланцами газопровода, между которыми установлены плюсовая, минусовая камеры диафрагмы и сама диафрагма. В шкафу находятся импульсные трубки, соединяющие с газопроводом, с плюсовой и минусовой камерами, дифманометр, типа «Сапфир 22ДД», датчик давления, типа «Метран 100 ДИ», или «Сапфир 22 ДИ», так же недалеко от шкафа на газопроводе находится термометр, типа «Метран100». Все сигналы с датчиков унифицированы и имеют размерность 4-20 мА. Все сигналы поступают на АРМ оператора ООУ.

Ход работы:
1.Изучить функциональную схему автоматизации узлов учёта нефти, воды и газа.
2.Описать технологический процесс работы узлов учёта нефти, воды и газа.
3.Предложить конкретные приборы для данной схемы.
4.Проверить, усвоение материала практической работы, ответив на вопросы.
Контрольные вопросы:
1.Какие параметры необходимо контролировать в процессе работы узлов учёта нефти, воды и газа?
2.Перечислите датчики устанавливаемые по месту?
3.Какие приборы устанавливаются на щите автоматики в операторной?
4.Каким образом показания узлов учёта отображаются на экране АРМ?
Содержание отчёта
1.Номер, тема и цель работы
2.Письменный ответ на контрольные вопросы.
3.Нарисовать функциональную схему.
Литература
Р.Я.Исакович, В.Е.Попадько Контроль и автоматизация добычи нефти и газа М., «Недра» 2013 г.
Практическое занятие № 8
Тема: Автоматизация насосного агрегата КНС
Цель работы: Изучить принцип работы системы автоматизации насосного агрегата КНС по функциональной схеме.
Студент должен знать : Технологические параметры работы насосного агрегата, принцип работы системы автоматизации, приборы и средства автоматизации.
Студент должен уметь: анализировать работу системы автоматизации по функциональной схеме, выбирать средства автоматизации
1.Теоретическое обоснование:
В системе ППД для закачки воды в пласт применяются насосы типа ЦНС 180/1422 и синхронные электродвигатели СТД. Система блокировок и защит данных агрегатов идентична системе на ДНС. Основными параметрами, контролируемыми на агрегатах ППД, являются: давление на входе и выкиде агрегатов, давление в маслосистеме СТД и ЦНС. давление в напорном трубопроводе, температура подшипников насосов (рабочий и полевой), температура подшипников электродвигателя (рабочий и полевой), температура гидропяты, осевой сдвиг, электрические параметры электродвигателя – напряжение, ток перегрузки. Контроль параметров осуществляется с помощью контроллера БКНС (блок контроля насосной станции), которые установлены в помещении щитовой, рядом с машинным залом КНС. На каждый агрегат приходится свой БКНС. В БКНС приходят все аналоговые и дискретные сигналы с агрегатов КНС.
Кроме автоматики насосных агрегатов на КНС существует контроль и сигнализация уровня в дренажной ёмкости, в которую стекает промливневая вода, утечки с сальников, аварийные сбросы воды. По сигналам этой системы включаются дренажные насосы откачки воды из дренажной ёмкости. Контроль уровня осуществляется датчиками уровня типа ДПУ.
Кустовая насосная станция предназначена для закачки подтоварной воды, отделённой на УПСВ от нефти и воды пришедшей с водозабора в пласт для поддержания пластового давления. Закачка воды производится под давлением порядка 130-150 кгс/см2. Иногда, при нехватке воды для закачивания в пласт, бурят дополнительно сеноманские скважины и добавляют к закачиваемой воде эту воду. Но это связано с рядом трудностей, т.к. вода идёт с газом, и для его отделения возникает необходимость в сепарации, т.е. строят дополнительные сепарационные установки и факельную линию для сжигания отделившегося в сепараторах попутного газа. Кроме того, сразу же возникает необходимость во взрывозащищённом оборудовании.
Для контроля давления и сигнализации о предельных параметрах давления воды на входе и выкиде, а также давления масла в маслосистеме ЦНС и СТД, применяются электроконтактные манометры типа ДМ 2005, а также технические манометры типа МП4 –Уф. Для измерения давления применяются датчики с токовым выходом 4-20 мА типа КРТ, «Сапфир» или «Метран».
Возле каждого агрегата, по месту, на специальном стативе установлены кнопки «Пуск» и «Стоп» агрегата, манометры маслосистемы ЦНС и СТД, манометры контроля давления на входе и выкиде насоса, дренажные вентили, импульсные трубки. Перед каждым пуском агрегата машинист проверяет и выставляет уставки на манометрах согласно карте уставок.
Для контроля и сигнализации о предельных параметрах, а также непрерывных замеров по температуре, применяются термометры сопротивления типа ТСМ-50, которые устанавливаются в специальные карманы возле рабочего и полевого подшипников насоса, рабочего и полевого подшипников электродвигателя, а также в трубопроводе разгрузки гидропяты. Предельное значение температуры на подшипниках 70 Со.
Сигналы температуры и давления поступают на БКНС, который контролирует сигналы и, в случае достижения предельных значений, включает звуковую и световую сигнализацию, а также, при необходимости, выдаёт команду на остановку агрегата, т.е. выполняет функции аварийной защиты и сигнализации. Кроме того, все замеры и сигналы передаются по линии интерфейса в компьютер и на вторичные приборы на щиты автоматики в операторную машинистов КНС.
Кроме контроля и замера параметров насосных агрегатов, на КНС производится непрерывный замер расхода закачиваемой воды на выкидных трубопроводах насосов. Для этого используются ультразвуковые вихревые счётчики типа СВУ или ДРС. Измеренный расход подаётся на вход вторичного прибора – сумматора, в котором производится подсчёт показаний датчика расхода, запоминание данных, их индикация на жидко-кристаллическом экране, а также передача их в компьютерную сеть по линии интерфейса.
На насосах производится контроль осевого сдвига вала насоса. При износе диска разгрузки вал насоса, под действием центробежных сил стремится сместиться вдоль оси. Для предотвращения трения о корпус, ставится, так называемый, диск разгрузки гидропяты. Со временем он изнашивается, и контроль его толщины как раз и выполняет датчик осевого сдвига (ИП). При превышении допустимого значения толщины диска, датчик осевого сдвига даёт сигнал на остановку насосного агрегата.
Ход работы:
1.Изучить функциональную схему автоматизации насосных агрегатов..2.Описать технологический процесс работы НА.
3.Предложить конкретные приборы для данной схемы.
4.Проверить, усвоение материала практической работы, ответив на вопросы
Контрольные вопросы:
1.Какие параметры необходимо контролировать в процессе работы НА?
2.Перечислите датчики устанавливаемые по месту?
3.Какие приборы устанавливаются на щите автоматики в операторной?
4.По каким параметрам происходит отключение агрегата?
Содержание отчёта
1.Номер, тема и цель работы
2.Письменный ответ на контрольные вопросы.
Литература
Р.Я.Исакович, В.Е.Попадько Контроль и автоматизация добычи нефти и газа М., «Недра» 2013 г.
Практическое занятие № 9
Тема: Разработка функциональной схемы автоматизации. Выбор средств автоматизации.
Цель работы: Изучить принцип составления функциональной схемы.
Студент должен знать: Технологические параметры объекта, принцип работы системы автоматизации, приборы и средства автоматизации, способы изображения средств автоматизации на функциональной схемы.Студент должен уметь: составлять функциональную схему, анализи-ровать работу системы автоматизации по функциональной схеме, выбирать средства автоматизации.
Теоретическое обоснование:
Функциональные схемы проектов автоматизации представляют собой символическое изображение аппаратов и агрегатов технологического проце-сса и трубопроводов, соединяющих их. На них устанавливают связи между технологическим оборудованием и элементами систем автоматизации. Функ-циональные схемы несложных процессов выполняют на одном листе, слож-ные установки разбивают на отдельные узлы, для которых выполняют схемы несложных процессов выполняют на одном листе, сложные установки разби-вают на отдельные узлы, для которых выполняют схемы на отдельных листах
Изображение приборов и средств автоматизации на функциональной схеме может быть развернутым, упрощенным или комбинированным.
При развернутом изображении каждое устройство, входящее в комплект системы, показывают отдельным графическим изображением.
Комбинированное изображение применяют, когда наряду с простыми системами проектом предусмотрены сложные разветвленные. В этом случае основную массу систем изображают упрощенно, а наиболее сложные узлы – развернуто.
Как правило, на функциональной схеме помещения преобразователей, щиты операторов, диспетчера и т.п. изображают в виде прямоугольников, расположенных в нижней части чертежа (рис. 1). Комплекту аппаратуры, образующему локальную систему, присваивают порядковый номер, а каж-дому элементу системы – буквенный индекс (например, а, б, в). Полное обоз-начение элемента при таком способе имеет вид 7б, 5а и т.п. Иногда перед обозначением ставят букву п (позиция), например п. 7б. На соединительных линиях между отборными устройствами и преобразователями указывают зна-чение измеряемой или регулируемой величины при нормальном технологи-ческом режиме.
Рассмотрим выполнение функциональной схемы автоматизации узла адсорбции (рис. 1, а). В адсорбер нагнетателем по трубопроводу газа 20 по-дают газовую смесь, которая барботируя (пробулькивая) через жидкость, поступает в головку аппарата. Навстречу газовому потоку по трубопроводу 1 подают холодную воду, которая поглощает растворимые компоненты газо-вой смеси. Инертные газы по трубопроводу 6 направляются на переработку, а жидкая фаза по мере накопления удаляется на склад жидких продуктов. Как видно из рисунка, проектом предусмотрено измерение расходов газа, воды и продукта (позиции 2,6 и 7) и контроль давления воды после нагнетателя и в линии инертных газов (позиции 1 и 5). Для измерения температуры в зоне поглощения применены многозонный термопреобразователь и измеритель-ный комплект (позиция 3). Для регулирования постоянного уровня примене-на АСР уровня (позиция 4).
Рис. 1. Функциональная схема автоматизации узла
адсорбции (а) и пример ее выполнения с разрывом связи (б):
1 – нагнетатль, 2 – адсорбер, 3 – насос.
При сложных и связанных системах автоматизации таки схемы трудно читать из-за большого числа скрещивающихся линий и трудно оценить объем работ по видам систем (например, определить общее число систем расхода, давления и т.п.). Поэтому применяют изображения, где линии связи разорваны и пронумерованы (рис. 1, б). В этом случае приборы и регуля-торы можно сгруппировать по назначению, как это сделано на рисунк, и сде-лать чертеж более читаемым.
Ход работы:
1. Изучить принцип составления функциональной схемы.
2. Описать технологический процесс работы объекта.
3. Предложить конкретные приборы для данной схемы.
4. Проверить, усвоение материала практической работы, ответив на вопросы.
Контрольные вопросы:
1. Для чего предназначена функциональная схема?
2. Какие параметры необходимо контролировать в процессе работы объекта?
3. Перечислите датчики устанавливаемые по месту?
4. Какие приборы устанавливаются на щите автоматики в операторной?
5. По каким параметрам происходит отключение объекта?
Содержание отчёта
1. Номер, тема и цель работы
2. Письменный ответ на контрольные вопросы.
3. Начертить на схеме устанавливаемы приборы и обозначить их соответственно.
Литература
Р. Я. Исакович, В. Е. Попадько Контроль и автоматизация добычи нефти и газа М., «Недра» 2013 г.
Практическое занятие № 10
Тема: Монтаж датчиков давления.
Цель работы: Изучить способы и правила монтажа датчиков давления.
Студент должен знать: способы и правила монтажа датчиков давле-ния.
Студент должен уметь: применять простейшие способы монтажа дат-чиков давления.
Теоретическое обоснование:
Манометры должны устанавливаться в вертикальном положении (см. рис. 59). Во избежании перекоса и повреждения кинематического механизма при установке манометров нельзя завинчивать ниппель, вращая манометр от руки. Завинчивать его можно только тарированным гаечным ключом, одно-временно поддерживая другим ключом соединительную гайку крана.
При резких колебаниях давления во избежании повреждения пружины манометра и затруднений в отсчете показаний перед манометром ставят су-женную соединительную трубку или несколько прикрывают трехходовой вентиль. Колебания измеряемого давления при этом не сразу сказываются на состоянии пружины сильфона или мембраны, и стрелка перемещается по шкале плавно. Такое устройство называется буфером, или демпфером.
Соединительные линии между местом отбора давления и манометром прокладываются медными, алюминиевыми или стальными трубами внутр-енним диаметром 4-14 мм. После монтажа, установки и сборки соединитель-ные линии испытывают на грмтичность (непроницаемость), опрессовывая их воздухом или водой под давлением. Для поддержания чистоты внутри трубок их через определенные промежутки времени продувают паром или сжатым воздухом.
Соединения в подводящей линии осуществляют накидными гайками и уплотнительными шайбами (желательно из паронита или красной мди). Пе-ред монтажом приборов с электрическими устройствами подводят линию переменного тока и заземляют прибор. Для этого в боковой стенке корпуса прибора предусмотрено отверстие (над ним изображен красной эмалью знак заземления) с резьбой для винта М5, к которому крепится провод заземления.
Преобразователи «Сапфир-22Д» как и другие модификации этих при-боров, монтируют в основном вертикально на трубе.
При установке и эксплуатации преобразователей в диапазоне минусо-вых температур необходимо исключить: накопление и замерзание конденсата в рабочих камерах и внутри соединительных трубок (при измерении парамет-ров газообразных сред) и замерзание, кристаллизацию срды или выкристалл-изование из нее отдельных компонентов (при измерении жидких сред).
Соединительные трубки от места отбора давления к преобразователю должны быть проложены по кратчайшему расстоянию; однако длина линии должна быть достаточной для того, чтобы температура среды, поступающей в преобразователь, не отличалась от температуры окружающего воздуха. Ре-комендуемая длина линии – не более 15 м. Соединительные линии должны иметь односторонний уклон (не менее 1:10) от места отбора давления вверх к преобразователю, если измеряемая среда – жидкость. Если это невозможно, при измерении давления или разности давлений газа в нижних точках соеди-нительной линии следует устанавливать отстойные сосуды, а при измерении давления или разности давлений жидкости в наивысших точках – газосбор-ники.
Ход работы:
1.Изучить способы и правила монтажа датчиков давления.
2.Описать способы и правила монтажа датчиков давления.
3.Проврить, усвоение материала практической работы, ответив на воп-росы.
Контрольные вопросы:
1.Какие приспособления применяют для компенсации пульсаций?
2.Какие приспособления применяют для изоляции от агрессивных сред?
3.Основные особенности монтажа датчиков давления?
4.Каки виды датчиков давления Вы знаете?
5. Монтаж вторичных приборов давления?
Содержание отчёта
1.Номер, тема и цель работы.
2.Письмнный ответ на контрольные вопросы.
3.Начертить на схеме способы монтажа датчиков давления.
Литература
Р. Я. Исакович, В. Е. Попадько Контроль и автоматизация добычи неф-ти и газа М., «Недра» 2013 г.
Практическое занятие № 11
Тема: Монтаж датчиков температуры.
Цель работы: Изучить способы и правила монтажа датчиков темпера-туры.
Студент должен знать: способы и правила монтажа датчиков темпера-турыСтудент должен уметь: применять простейшие способы монтажа дат-чиков температуры.
Теоретическое обоснование:
УСТАНОВКА ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ СОПРОТИВЛЕНИЯ И ТЕРМОЭЛКТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
Термопреобразователи (термометры) сопротивления. Принцип действия таких термометров основан на свойстве проводников изменять электрическое сопротивление при повышении или понижении их темпера-туры. Данные термопреобразователи работают в комплекте с логометрами и автоматическими мостами, для которых сопротивление внешней лини (кана-ла связи) должно быть 5 или 15 Ом (обычно оно указывается на шкале прибо-ра).
Термопреобразователи сопротивления могут находиться на большом расстоянии от измеритльного прибора, а потому в качеств соединительных проводов обычно используют медные провода сечением 1 – 1,5 мм². Приме-нение проводов с алюминиевыми жилами нежелательно из-за их более высо-кого удельного электрического сопротивления и недостаточной механичес-кой прочности. Кроме того, сопротивление перехода алюминий – медь (например, при подключении к медному термопреобразователю сопротивле-ния) значительно изменяется со временем.
Соединительными проводами к термопреобразователям сопротивления могут служить одножильные установочные медные провода ПРИ (с резино-вой изоляцией в оплетке из хлопчатобумажной пряжки, пропитанной специ-альным составом); ПВ1 (с поливинилхлоридной изоляцией); ПРГИ (гибкий, с резиновой изоляцией); АПРИ (гибкий, с поливинилхлоридной изоляций); при температур верхнего предела применения до 300 °С – 2 МОм, до 500 °С – 0,5 МОм.
При замерах температуры сред, находящихся под высоким давлением и движущихся с большой скоростью, погружаемые термопреобразователи соп-ротивлния монтируют в специальных защитных гильзах, которые поставляет завод-изготовитель по требованию заказчика.
Монтируя термопреобразователи сопротивления, нужно стремиться к уменьшению утечки и притока тепла извне к чувствительному элементу. Выступающая часть термопреобразователя при температуре окружающей среды выше 50°С должна быть теплоизолирована и экранирована от нагрева излучением.
При измерении температуры более 400 °С термопреобразователи сопротивления надо устанавливать вертикально. В случае необходимости их горизонтальной установки при рабочей длине более 500 мм проектом пре-дусматривается закладная конструкция с дополнительной опорой в конце закладной трубы. При горизонтальном и наклонном монтаже штуцер для ввода проводов в головку термопреобразователи сопротивления нужно на-правлять вниз. Сечение соединительных проводов должно быть 1 – 1,5 мм².
Термопреобразователи сопротивления надо устанавливать в местах, где поток измеряемой среды не нарушается открытием близрасположенной за-порной и регулирующей арматуры, подсосом наружного воздуха через не-плотности. Платиновые термопробразователи не следует устанавливать на вибрирующем оборудовании и трубопроводах.
Изменние материала защитной арматуры без разрешения проектной ор-ганизации не допускается.
Термопреобразователи сопротивления, измеряющие температуру воздуха в помещениях, устанавливать непосредственно на стене не разреша-ется. Их следует устанавливать на конструкциях, находящихся на расстоянии 50 – 70 мм от стены. Провода к термопробразователям проводят в метало-рукавах длинной не менее 500 мм. Разрешается непосредственное подсо-единение защитной трубы к головк термопреобразователя; при этом пре-дусматривают разъемное соединение. Подводимые к термопреобразователю сопротивления кабели, провода и трубы должны быть маркированы соот-ветственно проекту.
Чтобы обеспечить надежную работу термпопробразователей (термо-метров) сопротивления, при их монтаж нужно соблюдать следующие пра-вила.
При выборе глубины погружения термопреобразователя сопротивления учитывают длину чувствительного элемента, активная часть которого у пла-тинового термометра составляет 30 – 120 мм, а у медного – около 60 мм.
Конец погружаемой части платиновых термопреобразователей сопротивления должен находиться на 50-70 мм ниже оси измеряемого потока, медный – на 25 – 30 мм.
На трубопроводах диаметром 50 мм и меньше термопреобразователи сопротивления устанавливают в специальных расширителях (см. рис. 65). Ра-бочая часть поверхностных термопреобразователей должна плотно прилегать к измеряемой поверхности на возможно большей площади. Перед установкой таких термопреобразователей должна плотно прилегать к измеряемой поверхности на возможно большей площади. Перед установкой таких термо-преобразователей места соприкосновения на металлической поверхности нужно зачистить до блеска.
Исполнение монтируемых термопреобразователей сопротивления должно соответствовать параметрам и свойствам измеряемой и окружающей среды. Перед их установкой надо проверить целостность токоведущих частей и сопротивление изоляции между токоведущей частью и арматурой термо-преобразователя мегомметром с номинальным напряжением до 500 В. Электрическая изоляция термопреобразователя должна выдерживать в течние 1 мин испытательное напряжение переменного тока 500 В частотой 50 Гц при температуре 20±5 °С и относительной влажности окружающего воздуха до 80%.Ход работы:
1. Изучить способы и правила монтажа датчиков температуры.
2. Описать способы и правила монтажа датчиков температуры.
3. Проверить, усвоение материала практической работы, ответив на вопросы
Контрольные вопросы:
1. Какие виды датчиков температуры Вы знаете?
2. Как устанавливаются датчики температуры на технологических объектах?
3. Основные особенности монтажа датчиков температуры?
4. Монтаж вторичных приборов измерения температуры?
Соедржание отчёта
1.Номер, тема и цель работы.
2.Письменный ответ на контрольные вопросы.
3.Начертить на схеме способы монтажа датчиков давления.
Литература
П. А. Минаев Монтаж систем контроля и автоматики. М., «Недра» 2010
Практическое занятие 12
Тема: Монтаж расходомеров.
Цель работы: Изучить способы и правила монтажа расходомеров.
Студент должен знать: способы и правила монтажа расходомеров.
Студент должен уметь: применять простейшие способы монтажа рас-ходомеров.
Теоретическое обоснование:
Для измерения расхода жидкостей и газов широко применяют сильф-онные и мембранные дифманометры. Работа расходомеров основана на из-мерении перепада давления в сужающем устройстве трубопровода, завися-щего от скорости протекания вещества. Расходомер состоит из сужающего устройства (диафрагмы, сопла или расходомерной трубы) и подключенного к нему при помощи соединительных трубок дифманометра, измеряющего пе-репад. Для дистанционной передачи показаний комплект расходомера дополняется вторичными показывающими, записывающими и суммирующи-ми приборами.
Поток, протекающий по трубопроводу, можно сузить с помощью лю-бого устройства, но зависимость между расходом и перепадом давления поз-волит измерить расход лишь при определенной форме сужающего устройст-ва. К таким устройствам относятся нормальная диафрагма и нормальная тру-ба Вентури, которую часто называют расходомерной трубой или соплом с конусом. Среди нормальных диафрагм наиболее распространены диафрагмы камерны ДК и бескамерные ДБ. Эти диафрагмы предназначены для измере-ния расхода жидкостей, газов и паров, протекающих в трубопроводах, по ме-тоду переменного перепада давлений.
При монтаже приборов для измерения расхода при помощи сужающих устройств, следует учитывать что перед сужающим устройством должен быть прямой участок без различных препятствий длиной 10 диаметров тру-провода. Такой же участок, длиной не менее 5 диаметров трубопровода дол-жен быть и за сужающим устройством. Приборы узла учёта расхода должны находиться в отапливаемом шкафу в непосредственной близости от сужа-ющего устройства.
Перепад давления передается чувствительному элементу дифмано-метра по соединительным трубам (см. рис. 71). Дифманометр является дат-чиком, воспринимающим величину перепада давления от сужающего уст-ройства, преобразующим её в перемещение показывающей стрелки по шка-ле и записывающего пера на диаграммном диске пропорционально перепаду. Шкала и диаграммный диск градуируются в единицах расхода.
Стрелка и перо перемещаются посредством их кинематических связей с чувствительным элементом дифманометра, а также посредством преобра-зования перепада давления в электрические величины (ток или напряжение) либо в давление сжатого воздуха (пневматические приборы).
Электрические величины или давление сжатого воздуха передаются по соединительным линиям на вторичные приборы установленные на щитах. Кроме диафрагменных счётчиков расхода, также применяют скоростные и объёмные датчики расхода жидкости.
Счётчики измеряют количество жидкости, протекающей по трубопро-воду за определённый промежуток времени. Отсчёт ведётся непрерывно в те-чение всего времени срока службы в нарастающем порядке. Разность показа-ний в начале и в конце учётного периода равна расхода жидкости.
В зависимости от способа измерения счётчики разделяются на объём-ные и скоростные. Объёмные счётчики измеряют количество протекшей жидкости по объему, скоростные – по скорости движения потока. Те и дру-гие показывают общее количество жидкости, которое протекло через прибор за время его работы.
Скоростные счётчики выпускают двух типов: с крыльчатой вертикаль-ной вертушкой. Их работа основана на действии потока жидкости на вертуш-ку. Чем больше расход протекающей жидкости, тем выше скорость потока и тем с большим числом оборотов вращается вертушка. Ее вращение механи-чески передается на счётчик, градуированный в кубических метрах воды. Счетчики с вертикальной вертушкой предназначены для измерения малых расходов жидкости, а с горизонтальной – больших.При установке скоростных счётчиков – водомеров должны выполнять-ся следующие основные требования;
водомеры с крыльчатой вертикальной вертушкой можно устанавливать только на горизонтальных участках трубопровода;
водомеры с горизонтальной вертушкой можно размещать на гори-зонтальных вертикальных и наклонных участках трубопроводов;
устанавливая счётчик с горизонтальной вертушкой, необходимо обес-печивать перед ним прямолинейность участка трубопровода длиной, равной его 8–9 диаметрам, и после него – длиной не менее 5 диаметрам трубопро-вода;
водомер надо устанавливать в трубопровод так, чтобы его струевыпря-митель был расположен навстречу потоку;
направлние стрелки на корпусе прибора должно совпадать с направле-нием потока;
участок трубопровода, на котором устанавливается счетчик, должен быть при работе полностью заполнен жидкостью, иначе прибор будет давать неправильные показания.
Ход работы:
1. Изучить способы и правила монтажа расходомеров.
2. Описать способы и правила монтажа расходомеров.
3. Проверить, усвоение материала практической работы, ответив на вопросы
Контрольные вопросы:
1. Какие виды расходомеров Вы знаете?
2. Как устанавливаются расходомеры на технологических объектах?
3. Основные особенности монтажа расходомеров?
4. Монтаж вторичных приборов измерения расхода?
Содержание отчёта
1. Номер, тема и цель работы
2. Письменный ответ на контрольные вопросы.
3. Начертить на схеме способы монтажа датчиков давления
Литература
П. А. Минаев Монтаж систем контроля и автоматики. М., «Недра» 2010
Практическое занятие № 13
Тема: Монтаж датчиков уровня.
Цель работы: Изучить способы и правила монтажа датчиков уровня.
Студент должен знать: способы и правила монтажа датчиков уровня.
Студент должен уметь: применять простейшие способы монтажа датчиков уровня.
1.Теоретическое обоснование:
Существуют различные уровнемеры: поплавковые, буйковые, ёмкостные, гидростатического давления, ультразвуковые и др.
-по выходному сигналу: пневматические, гидравлические, электрические и т.д.
-по характеру слежения за уровнем: непрерывного слежения и сигнализаторы предельных значений.
Визуальные уровнемеры : смотровые стёкла (простейший тип уровнемеров);
Поплавковые уровнемеры. Раньше были УДУ-10, где на разградуированной ленте вне резервуара можно было наблюдать показания в метрах, т.к. она механически была связана с поплавком внутри резервуара. Теперь в поплавке установлен магнит, и электронная схема определяет его местоположение по электрическому сигналу прошедшему до поплавка и отразившемуся от его магнитного поля.. Марки таких датчиков: ДУУ-2М (ЗАО «Альбатрос») и ПМП-118 (НПП»Сенсор»).
Буйковые уровнемеры: у них в жидкости плавает буёк в виде трубки из нержавеющей стали. По закону Архимеда на буёк действует выталкивающая сила, пропорциональная погружённой в жидкость части буйка. А степень погружения буйка зависит от уровня жидкости. У нас применяется «Сапфир -22ДУ». Для пневматических приборов раньше использовались УБ-ПВ (уровнемер буйковый пневматический воздушный).
Измерение уровня дифференциальными манометрами. Зависимость уровня от гидростатического давления в резервуаре («Метран-100 (150)ДД).
Ультразвуковые уровнемеры и сигнализаторы уровня. Электронный блок уровнемера оценивает время распространения ультразвуковых волн до поплавка, плавающего по стержню с проводником, по которому распространяются волны. Время распространения сигнала пропорционально уровню, на котором находится поплавок. ДУУ-2М
Радарные уровнемеры, используют явление отражения э/магнитных колебаний от плоскости раздела сред жидкость-газ. Радарные датчики не имеют контакта с измеряемым объектом. По сравнению с ультразвуковыми уровнемерами, радарные способны обеспечить большую точность. Датчик сделан по принципу локатора. Микроволновый генератор формирует радиосигнал, он излучается в сторону объекта, отражается от него и возвращается обратно в антенну. При сравнении частот излучённого и принятого сигнала, определяют время прохождения
сигнала, которое пропорционально измеряемому уровню. Названия приборов: ГАММА-РДУ1, Rosemount5400, Krohne OPTIWAVE 7300 и др.
Сигнализаторы уровня: сигнализаторы не производят текущего замера уровня, а выдают сигнал о достижении жидкостью предельного уровня.
Буйковые сигнализаторы уровня ДУЖЭ-200М. На тросике подвешиваются керамические грузики (диски), количество зависит от плотности жидкости. При изменении уровня поплавки всплывали (или опускались) и замыкали контакт.
Ультрозвуковые сигнализаторы уровня реагируют на перекрытие продуктом линии распространения ультразвуковых колебаний двумя электродами: излучателем и приёмником. СУР-5, состоящий из датчика ДПУ-5, блока питания и сигнализации ПВС-4.
Ёмкостные сигнализаторы уровня. При контакте с рабочей средой у датчика меняется электрическая ёмкость.
Существуют также трёхфазные рулетки для ручного замера уровня и толщины плёнки нефти в РВС через замерной люк. В настоящее время, для измерения уровня в резервуарах, наиболее часто применяются уровнемеры с унифицированным токовым выходом типа ДУУ-2М, У-1500.
При монтаже приборов для измерения уровня на резервуарах, поплавки уровнемеров должны находиться внутри успокоителей, выполненных из перфорированных труб, расположенных вертикально под люком, на котором крепится уровнемер. Уровнемер не должен быть подвержен влиянию входящей струи. Успокоительная труба не должна доходить до днища на 20-30 см, чтобы был проход для жидкости в успокоительную трубу. Прибор крепится с помощью накидной гайки к бобышке, заранее приваренной к крышке люка на крыше резервуара. Стержень волновода должен оттягиваться вниз с помощью прикрепленного к нижнему концу груза.
Электрические провода должны герметично входить в корпус прибора и проходить через металлорукав. Прибор должен быть во взрывобезопасном исполнении.
Сигнализаторы уровня на подземных ёмкостях, РВС, сепараторах также крепятся к корпусам сосудов, к заранее приваренным бобышкам, с помощью накидных гаек.
Монтаж проводов проводится по эстакадам, в трубах и с применением металлорукавов.
Монтаж вторичных приборов измерения уровня производится идентично монтажу других приборов.
Ход работы:
1.Изучить способы и правила монтажа датчиков уровня.
2.Описать способы и правила монтажа датчиков уровня.
3.Проверить, усвоение материала практической работы, ответив на вопросы

Контрольные вопросы:
1.Какие виды датчиков уровня Вы знаете?
2.Как устанавливаются датчики уровня на технологических объектах?
3.Основные особенности монтажа датчиков уровня на РВС?
4.Монтаж вторичных приборов измерения уровня?
Содержание отчёта
1.Номер, тема и цель работы
2.Письменный ответ на контрольные вопросы.
3.Начертить на схеме способы монтажа датчиков уровня на РВС.
Литература
П.А.Минаев Монтаж систем контроля и автоматики. М., «Недра» 2010 г.
Практическое занятие № 14
Тема: Монтаж систем газового анализа.
Цель работы: Изучить способы и правила монтажа систем газового анализа.
Студент должен знать: способы и правила монтажа систем газового анализа.
Студент должен уметь: применять простейшие способы монтажа систем газового анализа.
Теоретическое обоснование:
Требования правил определяют места установки датчиков стационарных газосигнализаторов предельно допустимых концентраций (ПДК) вредных веществ и довзрывоопасных концентраций (ДВК) горючих газов и паров в производственных помещениях и на наружных площадках.
Датчики ПДК вредных веществ следует устанавливать в рабочей зоне технологических установок промысловой подготовки и транспорта нефти и газа, где есть источники возможного выделения опасных для здоровья газов и паров.
В производственных помещениях датчики ПДК следует устанавливать в местах преимущественного пребывания персонала в количестве не менее одного датчика на 200 м² площади, но не менее одного датчика на помещение.
Датчик ПДК следует устанавливать на расстоянии не менее 3м от воздухоподающих устройств приточной вентиляции, не менее 1м от возмож-ных источников утечки вредных веществ.
Датчики ДВК в помещениях насосных станций следует устанавливать у каждого перекачивающего агрегата в местах наиболее вероятного выде-ления газа.
Датчики ДВК в помещениях следует устанавливать в соответствии с плотностями газов:
- над источником если плотность газа по отношению к воздуху меньше 0,8;
- по высоте источника или ниже него, если плотность газа по отношению к воздуху от 0,8 до 1,5;
- не более 0,5м над полом, если плотность газа по отношению к воздуху более 1,5;
Газосигнализаторы ДВК должны обеспечивать подачу предупреж-дающего светового и звукового сигналов при концентрации горючих газов 20% и аварийного при 50% от нижнего концентрационного предела воспламенения (НКПВ).
В производственных помещениях аварийные вентиляционные установ-ки должны быть сблокированы с газосигнализаторами для автоматического включения при ПДК вредных веществ рабочей зоны. (РД БТ 39-0147171-003-88).
Газосигнализатор – это прибор для подачи сигнала о превышении норм допустимой концентрации опасных газов и паров в воздух рабочей зоны, для предотвращения отравлений токсичными газами и исключения опасности взрыва горючих газов. Приборы подразделяют на индивидуаль-ные (переносны, портативные) и стационарные. Портативные приборы используют для включения и отключения различных вторичных устройств. Существуют приборы как для контроля одного компонента, так и универ-сальные (на СН4 и СО).
Приборы контроля взрывоопасных концентраций метана
Для контроля взрывоопасных концентраций метана и других горючих газов в основном применяют два типа сигнализаторов: электрохимические и оптические.
Электрохимические газосигнализаторы
Принцип действия электрохимических сигнализаторов заключается в измерении теплового эффекта от окисления горючих газов и паров на ка-талитически активном элементе датчика. Реакция окисления горючего газа кислородом воздуха на чувствительном элементе датчика сопровождается выделением тепла, которое пропорционально количеству поступившего газа.
Нагрев чувствительного элемента контролируется электронной схемой, которая по установленным порогам выдает сигнал. В ОАО «Сургутнефтегаз» применяются по большей части стационарные сигнализаторы СТМ-10, СТМ-30, ГСМ-05 и переносные СГГ-4М, Калион-1В.

Рис. СТМ-10, Калион-1В
Оптические газосигнализаторы
Принцип действия преобразователей основан на селективном поглощении газовой средой электромагнитного излучения и заключается в измерении интенсивности инфракрасного излучения после прохождения им среды с тестируемым газом (оптическая абсорбция). В ОАО «Сургутнефтегаз» применяются газосигнализаторы данного типа СГОЭС (рис. 26).

Размещение газосигнализаторов
Пробоотборные устройства сигнализаторов до взрывоопасных концен-траций следует размещать по высоте помещений в соответствии с плот-ностями газов и паров с учетом поправки на температуру:
∙ при выделении газов и паров с плотностями относительно воздуха менее 1,0 – на высоте от 0,5 до 0,7 м над источником;
∙ при выделении газов и паров с плотностью относительно воздуха от 1,0 до 1,5 – на высоте источника или ниже его не более чем на 0,7 м;
∙ при выделении газов и паров с плотностью относительно воздуха более 1,5 – не более 0,5 м над полом;
При выделении водорода или метана пробоотборные устройства к датчикам сигнализаторов довзврывоопасных концентраций рекомендуется устанавливать на высоте от 0,5 до 0,7 м над сосредоточенным источником выделения или на расстоянии 0,5-0,6 м ниж верхнего горизонтального перекрытия при многих рассредоточенных источниках выделения или в других, наиболее вероятных местах скопления указанных газов.
15.6.2. Приборы контроля опасных концентраций угарного газа (СО)
Основным прибором, применяющимся в ОАО «Сургутнфтегз», является СОУ-1 (рис. 27).
В основу принципа действия сигнализатора положен электрохимиче-ский метод. Электрохимический датчик (ЭХД) включает в себя чувствительный элемент – электрохимическую ячейку (ЭХЯ) и плату, на которой электрода и вспомогательного электрода, которые изготовлены путем нанесения металлического катализатора на пористую фторопластовую пленку. При попадании детектируемого газа через пористую подложку на металлический катализатор рабочего электрода происходит окисления газа с выделением свободных электронов. ЭХЯ формирует токовые сигнал, пропорциональный концентрации измеряемого компонента в воздухе. Электрический сигнал с ЭХД поступает в устройство обработки сигнала, где усиливается и сравнивается с установленным порогом сигнализации.

Ход работы:
1.Изучить способы и правила монтажа систем газового анализа.
2.Описать способы и правила монтажа систем газового анализа.
3.Проверить, усвоение материала практической работы, ответив на вопросы.
Контрольные вопросы:
1.Какие виды систем газового анализа Вы знаете?
2.Как устанавливаются системы газового анализа на технологических объектах?
3.Основные особенности монтажа систем газового анализа?
4.Монтаж вторичных приборов систем газового анализа.
Содержание отчёта
1.Номер, тема и цель работы.
2.Письменный ответ на контрольные вопросы.
3.Начертить на схеме способы монтажа систем газового анализа.
Литература
П.А.Минаев Монтаж систем контроля и автоматики. М., «Недра» 2010 г.
Практическое занятие № 15
Тема: Наладка автоматических систем регулирования с контроллером ГАММА-7.
Цель работы: Изучить способы и правила наладки автоматических систем регулирования с контроллером ГАММА-7.
Студент должен знать: способы и правила наладки автоматических систем регулирования с контроллером ГАММА-7.
Студент должен уметь: применять способы наладки автоматических систем регулирования с контроллером ГАММА-7.
Теоретическое обоснование:
Для выполнения ПНР для автоматических систем регулирования с контроллером ГАММА-7, как и для других комплексов необходимо пройти три стадии выполнения ПНР: первая выполняется вне строительной площадки, т.е. подготавливается сам прибор, изучается документация; вторая – на недействующем технологическом оборудовании: проверяется монтаж и линии связи; и третья – во время комплексного опробывания и начального периода освоения оборудования.
Для начала работ первой стадии на объекте требуется выполнить ряд требований, без которых невозможно осуществлять пусконаладочные работы.
Первое требование – получить от заказчика и изучить полный комплект проекта автоматизации. Только на основе этого можно составить смету на объем работ, определить потребность в наладочном персонале, вспомогательных материалах, поверочном оборудовании и т.д.
Для выполнения наладочных работ на промышленных объектах должна быть создана производственная база, поэтому второе требование – готовность производственных помещений для оборудования производственной базы наладочной организации.
Третье требование – обученный, высококвалифицированный персонал.
Правильность соединения элементов системы автоматизации провряют двумя методами. Непосредственно прослеживают электрические и трубные линии, определяя правильность коммутации элементов системы и их взаимное расположение; состояние линии на всем ее протяжении, возможные электрические влияние со стороны соседних цепей. Этот метод неприменим при большем числе параллельно идущих линий и цепей, а также при взаимном удалении элементов систем. Второй метод основан на прозвонке (продувке) электрических цепей и трубных линий.
По окончании прозвонки наладчики проверяют соответствие выполненного монтажа внешних цепей схемам внутренних соединений подключенной аппаратуры. Все нарушенные во время прозвонки резьбовые соединения и контакты по окончании проверки монтажа подтягивают. Приборы, аппаратуру, соединительные коробки и переборочные соединения закрывают крышками.
После осмотра и проверки правильности монтажа проверяют смонтированные элементы систем автоматизации только при условии завершения монтажных работ по проверяемой системе.
Системы контроля. Взаимодействие элементов проверяют, как правило, при трех значениях контролируемого параметра – нулевом, среднем и максимальном. Причем погрешность измерений определяют при среднем значении измеряем параметра. При необходимости наладчики должны подрегулировать нулевое значение параметра и диапазон измерения прибора органами настройки, выведенным на лицевую панель или корпус прибора. Время передачи показаний в системе определяется как время между ступенчатым изменением значения величины на входе системы и моментом достижения этого же значения на отсчетном устройстве вторичного прибора. Во время опробывания узлы регистрации вторичных приборов также включают в работу.
Автоматические системы регулирования. Устанавливают среднее значение задания регулятору. Изменяют значение регулируемой величины имитирующим устройством в окрестности заданного. При переходе значе-ния регулируемой величины через заданное управляющий сигнал регуля-тора должен переместить регулирующий орган в сторону, компенсирующую это изменение. Если регулирующий орган переместился в обратную сторону, изменяют фазировку системы регулирования и осуществляют статическую настройку таким образом, чтобы обеспечить заданное проектом соотношение или значение регулируемых величин во всем диапазоне изменения технологических режимов.
Системы дистанционного управления. Проверяют правильность фази-ровки элементов. Во время проверки снимают так называемые механические характеристики регулирующих органов, которые отражают зависимоть между перемещением клапана или заслонки и значением управляющего сигнала (обычно в процентах от максимального значения). Для большинства регулирующих органов механическая характеристика должна быть близка к прямолинейной. В противном случае производят линеаризацию
Ход работы:
1.Изучить способы и правила наладки автоматических систем регулирования с контроллером ГАММА-7.
2.Описать способы и правила наладки автоматических систем регулирования с контроллером ГАММА-7.
3.Проверить, усвоение материала практической работы, ответив на вопросы.
Контрольные вопросы:
1.Какие стадии наладки Вы знаете?
2.Какие требования предъявляются к монтажу контроллера ГАММА-7?
3.Основные особенности наладки автоматических систем регулирования с контроллером ГАММА-7?
4.Монтаж вторичных приборов систем газового анализа.
Содержание отчёта
1.Номер, тема и цель работы.
2.Письменный ответ на контрольные вопросы.
3.Начертить на схеме способы монтажа систем газового анализа.
Литература
П.А.Минаев Монтаж систем контроля и автоматики. М., «Недра» 2010 г.