Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Документ'
Москаленко А.М., Халеп Ю.М., Кирій В.А., Булда В.А., Веремейчик Н.М., Будько С.О. Методичні підходи до ціноутворення на мікробні препарати як наукоємн...полностью>>
'Документ'
Лексичне багатство мови свідчить про рівень розвитку суспільства. З розвитком знань про світ мова невпинно зростає. Її лексичний склад не залишається...полностью>>
'Элективный курс'
Цель: рассмотреть виды профессиональных заболеваний, сформировать потребность соблюдать правила профессиональной гигиены в школе в своём будущем рабоч...полностью>>
'Документ'
Наряду с реализацией долгосрочных федеральных целевых программ с 2005 года стали внедряться приоритетные национальные проекты. Результатом концентрац...полностью>>

Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников образовательных учреждений среднего (1)

Главная > Методические указания
Сохрани ссылку в одной из сетей:

Открытое акционерное общество «Газпром»

Негосударственное образовательное учреждение

Среднего профессионального образования

Новоуренгойский техникум газовой промышленности

«Автоматизация производственных процессов»

Методические указания и контрольные задания

для студентов-заочников

образовательных учреждений среднего

профессионального образования

для специальности 13050251 «Сооружение и эксплуатация

газонефтепроводов и газонефтехранилищ»

среднего профессионального образования

(базовый уровень)

Новый Уренгой, 2005

1 Введение

Рабочая программа учебной дисциплины «Автоматизация производственных процессов» предназначена для реализации государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по специальности 13050251 «Сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ». Данная программа является общей для всех форм обучения. Рабочая программа составлена в соответствии с примерной программой, утвержденной учебно-методическим кабинетом по горному, нефтяному, энергетическому образованию – Государственное образовательное учреждение Минэнерго России от 25.06.2003 г..

Учебная дисциплина «Автоматизация производственных процессов» является специальной, устанавливающей базовые знания для изучения других дисциплин и получения практических навыков работы с приборами и аппаратами контроля за работой технологического оборудования. При изучении данной учебной дисциплины необходимы знания и умения, которые получены студентами при изучении общеобразовательных и общепрофессиональных дисциплин: математика, информатика, физика, инженерная графика, техническая механика, материаловедение, гидравлика, электротехника и электроника.

Программа дисциплины предусматривает изучение конструкции, принципа действия и применение датчиков и вторичных приборов, основ теории автоматического регулирования, автоматизации основных технологических процессов при хранении и транспортировке нефти, газа и конденсата. Также предусматривается изучение структуры автоматизированных систем управления технологическими процессами, их обеспечение.

Учитывая специфику подготовки специалистов для региона рассматривается автоматический контроль и сигнализация ГПА-Ц-16 с авиаприводом и ГПА-2 «Урал», ГПА-Ц-25, микропроцессорная система централизованного контроля и управления МСЦКУ-50, система ССС.

Материал программы необходимо систематически пополнять новейшими сведениями о достижениях в области автоматизации производства, новых средствах автоматизации, применяемых в газовой отрасли.

По учебному плану изучение данной дисциплины предусматривает проведение обзорных лекций и лабораторных работ в период лабораторно-экзаменационной сессии и межсессионных консультаций. Большая часть теоретического материала подлежит самостоятельному изучению студентами-заочниками, и в качестве одной из форм самостоятельной работы студентов предусмотрено выполнение домашней контрольной работы, включающей задания практического характера. Лабораторные работы предназначены для углубленного изучения теоретического материала и получения практических навыков и умения при работе со средствами измерения и автоматизации.

В качестве итогового контроля знаний предусматривается экзамен.

В результате изучения дисциплины студент должен

знать :

- назначение и функции каждого элемента в системе автоматического регулирования, конструкцию и принцип действия серийных датчиков и вторичных приборов, исполнительных устройств, принципы регулирования параметров, использование ЭВМ в АСУ ТП, схемы автоматизации технологических процессов.

уметь :

- составлять и читать функциональные схемы автоматизации технологических процессов, производить основные технические измерения, работать с вторичными приборами, выбирать по справочникам и каталогам приборы.

Цель методических указаний – оказать помощь студентам-заочникам при выполнении домашней контрольной работы и изучении теоретического курса дисциплины.

2 Тематический план

Наименование

Разделов и тем

Кол-во ауд.

Часов для очной формы обучения

всего

Лаб. и практ.

занятий

Введение

2

-

Раздел 1 Основные понятия и определения, элементы систем автоматизации

32

12

10

2

Тема 1.1 Классификация и функции элементов автоматики

2

Тема 1.2 Датчики технологических параметров и измерительные приборы

24

Тема 1.3 Элементы устройств автоматического управления, защиты и сигнализации

6

Раздел 2 Основы теории автоматического регулирования

22

6

6

Тема 2.1 Основные сведения об автоматических системах регулирования

4

Тема 2.2 Объекты регулирования и их характеристики

Тема 2.3 Технические средства автоматизации

Тема 2.4 Исполнительные устройства автомати-зированных систем

2

12

4

Раздел 3 Принципы построения схем автоматизации

4

Тема 3.1 Техническая документация на средства и системы автоматизации

Тема 3.2 Функциональные схемы автоматизированных систем управления производственными процессами

2

2

Раздел 4 Автоматизация оборудования перекачивающих и компрессорных станций

Тема 4.1 Автоматизация компрессорных станций с газомоторными компрессорами

24

4

Тема 4.2 Автоматизация газотурбинных установок на компрессорных станциях магистральных трубопроводов

Тема 4.3 Автоматизация компрессорных станций с электроприводными газоперекачивающими агрегатами

Тема 4.4 Автоматизация вспомогательных служб компрессорных станций газопроводов

Тема 4.5 Автоматизация насосных станций нефтепроводов

Тема 4.6 Автоматизация вспомогательных сооружений на нефтепроводах

4

4

4

4

4

Раздел 5 Автоматизация оборудования и сооружений предприятий хранения и распределения нефти, нефтепродуктов и газа

Тема 5.1 Автоматизация станций подземного хранения газа

Тема 5.2 Автоматизация газораспределительных станций

Тема 5.3 Автоматизация хранения и распределения нефтепродуктов

Тема 5.4 Автоматизация баз сжиженного газа

10

2

2

4

2

Раздел 6 Автоматизация и телемеханизация линейной части газонефтепроводов

Тема 6.1 Принципы защиты от коррозии подземных металлических трубопроводов

Тема 6.2 Телеконтроль станций катодной защиты

Тема 6.3 Автоматизация слива конденсата

Тема 6.4 Автоматизация запорных органов на линейной части магистральных трубопроводов

10

2

2

2

4

Раздел 7 Автоматизированные системы управления технологическими процессами

Тема 7.1 Автоматизированные системы управления технологическими процессами

6

6

Всего

110

18

4 Перечень лабораторных работ

№ работы

Наименование работы

Кол-во часов

1

Лабораторная работа № 1

Изучение конструкции и поверка манометра

2

2

Лабораторная работа № 2

Изучение конструкции и поверка измерительного преобразователя давления

2

3

Лабораторная работа № 3

Моделирование систем автоматического управления с использованием программируемого логического контроллера

2

5 Литература

Основная :

  1. Комягин А.Ф. Автоматизация производственных процессов и АСУ ТП газонефтепроводов, М., Недра, 1983.

  2. Озол П.Ж. Автоматизация компрессорных станций с электроприводными газоперекачивающими агрегатами, Л., Недра, 1981.

  3. Клюев А.С. Автоматическое регулирование, М., Недра, 1986.

  4. Подкопаев А.П. Технологические измерения и контрольно-измерительные приборы, М., Недра, 1986.

  5. Плотников В.М. Средства контроля и автоматизации объектов транспорта газа, М., Недра, 1985.

  6. Андреев Е.Б., Попадько В.Е. Технические средства систем управления технологическими процессами в нефтяной и газовой промышленности, М., РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина, 2004.

  7. Клюев А.С. Проектирование систем автоматизации технологических процессов, М., Энергия, 1980.

  8. Болтон У. Справочник инженера-метролога, М., Додека, 2002.

Дополнительная :
  1. Исакович Р.Я., Контроль и автоматизация добычи нефти и газа, М., Недра, 1985.

  2. Лапшенков Г.И., Автоматизация производственных процессов в химической промышленности , М., Химия, 1988.

  3. Суринович В.К., Борщенко Л.И., Машинист технологических компрессоров, М., Недра, 1986.

  4. Самсонов В.С., Автоматизированные системы управления, М., Высшая школа, 1985.

5 Справочник по автоматизации в газовой промышленности, М., Недра, 1990.

6 Кязимов К.Г. Основы газового хозяйства, М., Высшая школа, 1987.

7 Уильямс А.Ф., Лом У.Л. Сжиженные нефтяные газы, М., Недра, 1985.

8 Глазков А.М. Электрооборудование насосных, компрессорных станций и нефтебаз, М., Недра, 1980.

  1. Журналы «Контрольно-измерительные приборы и системы».

  2. Журналы «Компьютер-пресс».

Стандарты:

РМГ 29-99 Метрология. Термины и определения.

ГОСТ 8.157-75 ГСИ Шкалы температурные практические.

ГОСТ 8.361-74 ГСИ Расход жидкости и газа. Методики выполнения измерений по скорости в одной точке сечения трубы.

ГОСТ 8.407-74 ГСИ Расходомеры несжимаемых жидкостей. Нормируемые метрологические характеристики

ГОСТ 8.271-77 Средства измерения давления. Термины, определения.

ГОСТ 15528-86 Приборы для измерения расхода и количества жидкости, газа, пара. Термины и определения.

ГОСТ 21.404-85 СПДС. Автоматизация технологических процессов. Обозначения условные. Приборы и средства автоматизации в схемах.

6 Методические указания

к выполнению контрольной работы

Учебным планом предусматривается одна домашняя контрольная работа.

Контрольная работа является составной частью самостоятельной работы студента заочной формы обучения по усвоению программы дисциплины.

Контрольное задание включает три задачи и два теоретических вопроса. При выполнении задач предусматривается определение параметров и характеристик приборов и измерительных преобразователей температуры, давления, расхода газа и жидкости, уровня жидкости, влажности газа и воздуха; определение метрологических параметров и характеристик приборов и измерительных преобразователей. Задачи, расчеты и теоретические вопросы должны выполняться с подробными пояснениями и ссылками на литературу. При решении задач необходимо использовать методические указания. (п.п. 6.1-6.5), Приложения, рекомендуемую литературу.

Перед выполнением каждого задания необходимо изучить программный материал курса, относящийся к данной теме.

При выполнении контрольной работы необходимо :

- правильно оформить графики. Оси координат должны быть обозначены, на осях проставлены масштабные деления и их цифровые значения. Чертить графики необходимо на клетчатой или миллиметровой бумаге;

- схемы чертить в соответствии с действующими стандартами на буквенные и графические обозначения элементов схем (схемы можно выполнить в графическом редакторе на компьютере);

- список литературы должен быть приведен в конце контрольной работы. При выполнении работы должны быть приведены ссылки на использованную литературу;

  • все расчеты производятся в системе СИ;

  • справочные данные и коэффициенты указаны в Приложении … методических указаний или в справочной литературе

Применение ксерокопий в задании, требующем графического выполнения схем, не допускается.

Контрольные задания разработаны на 30 вариантов. Номер варианта соответствует порядковому номеру студента по списку в журнале учебных занятий.

Контрольные работы, выполненные небрежно, с нарушением предъявляемых требований и не соответствующие заданному варианту, не зачитываются.

6.1 Измерение температуры (задача № 1 для вариантов 1 – 30)

1 Термометры расширения действуют на основании способности жидкости изменять свой объем, а твердых тел – размер при изменении температуры.

Жидкостный термометр расширения состоит из резервуара, заполненного жидкостью (ртуть, спирт), капиллярной трубки и шкалы. Объем жидкости в зависимости от температуры определяется по формуле

V = V0 [ 1+ αV (t – t0)] (6.1)

где V и V0 – объемы жидкости при температурах tо и tо0, м3;

αV - коэффициент объемного расширения, 1/Со.

Дилатометрический термометр расширения действует на основании использования теплового линейного расширения твердых тел (стержней, пластинок, спиралей).

l = l0 [1 + (t – t0)] (6.2)

где l и l0 – линейные размеры при температуре t и t0, м;

α e - коэффициент линейного расширения, 1/оС.

Перемещение стержня с большим коэффициентом линейного расширения передается через рычажную передачу указательной стрелке. Относительное перемещение стрелки l, вызванное изменением температуры, находят по формуле:

l = k l0 α e t, (6.3)

где k – отношение плеч рычага;

l0 – начальная длина стержня, м;

t - измерение температуры, оС.

2 Манометрический термометр состоит из чувствительного элемента – термобаллона, погруженного в измерительную среду, капиллярной трубки и трубчато-пружинного манометра. Все элементы соединены герметично, вследствие чего внутренняя полость термометра представляет собой замкнутое пространство, заполненное газом или жидкостью. При нагревании термобаллона в системе создается давление, которое вызывает перемещение механизма указателя.

В газовых термометрах термобаллон заполнен азотом, аргоном или гелием, и зависимость давления от температуры определяется по формуле:

Р = Р0 [ 1+ αV (t – t0)] (6.4)

где Р, Р0 – давление газа при температурах t и t0, Па;

α V - коэффициент объемного расширения газа, 1/Со.

3 Термоэлектрический преобразователь (термопара) работает на основании возникновения термо-ЭДС в цепи, состоящей из двух разнородных проводников при наличии разности температур t и t0 соединений их концов.

Одно из соединений термопары (холодный спай) находится в среде с постоянной температурой, а другое (горячий спай) – в измерительной среде. Зависимость Е = f (t,t0) , близка к линейной и определяется материалами проводников термоэлектрической цепи. Для расчетов используются градуировочные таблицы значений Е= f (t,t0) при t0=0оС, которые приведены в приложении А.

Обычно измерения проводят в окружающей среде, температура которой отличается от 0оС, поэтому необходимо вводить поправку на температуру холодных спаев. Её можно рассчитать по формуле:

tист = tи + k(tх – t0)], (6.5)

где tист и tи – истинное и измеренное значение температуры, оС;

tх и t0 - температура холодных спаев при измерении и градуировке

(t0 = 0оС);

k - поправочный коэффициент, значение которого приведено в приложении 1.

Термопара работает в комплекте со вторичными приборами: милливольтметром и потенциометром.

Напряжение на выводах милливольтметра связано с термо-ЭДС соотношением

Et

U = --------------, (6.6)

1 + Rвн / RV

где Rвн – сопротивление измерительной цепи (термопары, соединительных проводов, контактов и т.д.), Ом;

RV - внутреннее сопротивление вольтметра, Ом.

Металлические проволочные термосопротивления характеризуются следующими зависимостями сопротивления от температуры: платиновые (ТСП) в диапазоне от 0о до 650оС

Rt = Ro (1+ α 1t + α2t2), (6.7)

где α 1 = 3,97 10-3 1/оС температурные коэффициенты

α 2 = 5,85 10-7 1/оС2 сопротивления

медные (ТСМ) в диапазоне от -50оС до 180оС

Rt = Ro (1+ α t t) (6.8)

где α t = 4,26 10-3 1/оС.

Сопротивление Ro градуируют при 0оС. В Приложении показаны основные данные термосопротивлений.

Термосопротивления работают в комплекте со вторичными приборами: логометрами и измерительными мостами.

Схема уравновешенного моста приведена на рисунке 1. В одно из плеч моста включено термосопротивление. Питание от источника напряжения GB подключено к одной из диагоналей моста, в другую включен измерительный прибор. Если мост уравновешен, то ток в измерительной диагонали равен нулю; условие равновесия моста R2Rt = R1R3.

GB

Рисунок 1 – Схема уравновешенного моста

Принцип измерения температуры состоит в том, что при изменении сопротивления Rt с помощью переменного резистора R3 добиваются равновесия моста. Указатель шкалы связан с подвижным контактом переменного резистора R3 (шкала отградуирована в оС).

6.2 Измерение давления (задача 2 для вариантов 1-14)

1 Жидкостные манометры.

В жидкостных манометрах используется принцип сообщающихся сосудов. Действие их основано на уравновешивании измеряемого давления силой тяжести столба жидкости .

Для U-образного двухтрубного манометра давления определяется по разности уровней жидкости в трубах, в которые подаются атмосферное и абсолютное давления (или разность давлений).

Рисунок 2 – Жидкостный манометр

Ризб = gh (6.9)

P = P1 – P2 = qh, (6.10)

где  - плотность заполняющей трубки жидкости, кг/м3

q - ускорение силы тяжести, м/с2.

2 Деформационные манометры действуют по принципу преобразования давления в перемещение упругого элемента. В зависимости от типа применяемых элементов различают мембранные, сильфонные, трубчато-пружинные манометры.

1 – мембрана; 2 - рычаг; 3 – стрелка; 4 – шкала

Рисунок 3 – Деформационный манометр (мембранный)

Максимальное перемещение центра мембраны под действием давления (рисунок 3) определяется по формуле:

PD4

max = 0,17 (6.11)

16 EG h

где ЕG – модуль упругости, Па;

D - диаметр мембраны, м;

h - толщина мембраны, м;

Максимальное допустимое механическое напряжение на мембране max (Па):

PD2

max = 0,75 (6.12)

4h2

3 Электрические преобразователи давления действуют по принципу преобразования давления в электрический сигнал. К таким преобразователям относятся пьезоэлектрические, тензометрические, емкостные.

В пьезоэлектрических преобразователях используется явление возникновения напряжения U на гранях кристаллов при воздействии на них механического усилия или давления.

1012 К Р S

U = (6.13 )

Cвх/ n + Co

где К- пьезоэлектрическая постоянная, Кл/н

( для кварца К = 2,2 10-12 Кл/н);

S – площадь поверхности кристалла, м2

Свх – емкость измерительной цепи, пФ;

Со – емкость кристалла, пФ;

n - число пластинок кристалла;

Р - давление (Па).

Емкость Со (пФ) пьезокристалла определяется по формуле:



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников образовательных учреждений среднего (2)

    Методические указания
    Рабочая программа дисциплины «Автоматизация производственных процессов» предназначена для реализации государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки студентов по специальности 13050351 «Разработка и эксплуатация
  2. Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников образовательных учреждений среднего (3)

    Методические указания
    Программа дисциплины «Электрооборудование предприятий нефтегазовой отрасли» предусматривает изучение электротехнических установок и комплексов предприятий добычи нефти и газа.
  3. Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников образовательных учреждений среднего профессионального образования по специальности 240404 «Переработка нефти и газа»

    Методические указания
    Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников со­ставлены на основе ГОС СПО по специальности240404 «Переработка нефти и газа» и примерной программы по дисциплине «Химия и технология нефти и газа» базового уровня СПО.
  4. Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников образовательных учреждений среднего профессионального образования по специальности 27011651

    Методические указания
    Дисциплина «Основы электронной и микропроцессорной техники» предназначена для реализации Государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки студентов по специальности 27011651 «Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования
  5. Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников образовательных учреждений среднего профессионального образования по специальности 250202 Лесное и лесопарковое хозяйство (2)

    Методические указания
    Целью изучения дисциплины «Ботаника» является профессиональная подготовка выпускников в области морфологии, анатомии, физиологии и систематики растений.

Другие похожие документы..