Типовой комплект учебного оборудования
«Управление насосной перекачивающей станцией систем водоснабжения» СУ-УНПССВ-01
Лабораторный комплекс предназначен для обучения студентов электротехнических, технологических и механических специальностей нефтяной промышленности. В частности, для проведения лабораторных работ по междисциплинарным курсам «Автоматизация систем водоснабжения», «Автоматизация типовых технологических процессов», «Механика жидкости и газа», «Динамические насосы», «Насосное оборудование» «Электропривод и исполнительные устройства».
Гидравлическая часть лабораторного комплекса:
Рама насосной станции д.б. установлена на опорах. На раме д.б. установлены два бака для воды, емкостью 60 л и 100 л. В нижней части рамной конструкции находится поддон, на котором смонтированы два насосных агрегата.
Насосные агрегаты состоят из консольных центробежных насосов и электродвигателей.
В схеме имеется: три задвижки с электроуправлением. Назначением этих задвижек является управление потоком жидкости при подаче ее в емкость и управление уровнем жидкости.
Насосы приводятся в действие асинхронными электродвигателями. В качестве регулирующих задвижек применены клиновые (или дисковые) задвижки с возвратно-поступательным перемещением задвижки. В качестве задвижек, обеспечивающих состояние открыто/закрыто применены шаровые краны поворотного действия.
Электрическая часть лабораторного комплекса:
Электрическая схема лабораторного комплекса включает:
- выключатели с дистанционным/автоматическим управлением;
- контроллеры, обеспечивающие измерение и индикацию действующих значений тока, напряжения, cos, активной и реактивной мощности, коэффициентов гармонических составляющих тока и напряжения, показателей качества электроэнергии;
- контроллеры, обеспечивающие измерение и индикацию скорости вращения двигателей;
- дистанционную индикацию давлений, расходов, уровня и скоростей двигателей;
- дистанционное управление преобразователями частоты, задвижками и клапанами;
- отображение мнемосхемы лабораторной установки на экране монитора персонального компьютера;
- отображение текущего состояния электромеханических устройств;
- осциллографирование и регистрацию дискретных и эквивалентовых сигналов.
Система автоматизации лабораторного комплекса:
Система автоматизации насосной станции представляет собой мастер-контроллер с базовым набором входов/выходов, основной задачей которого является отработка заранее записанной в него управляющей программы, с системой распределенного ввода/вывода, обеспечивающей сбор и обработку информации с эквивалентовых датчиков давления (3 штуки), расходомеров (3 штуки), расположенных в различных точках системы трубопроводов насосной станции и эквивалентового датчика уровня. Кроме того, распределенная система ввода/вывода обеспечивает управление преобразователями частоты, находящимися в электрической части лабораторной установки, и обеспечивающими изменение частоты вращения, а, следовательно, и производительности насосов насосной станции, отсечным электромагнитным клапаном, находящимся на выходе нижнего бака, и управляемой эквивалентовым сигналом электрозадвижкой, расположенной на входе верхнего бака.
Для визуализации и управления технологическим процессом, выбора режима работы и других функций в системе автоматизации насосной станции установлена панель оператора. На ней отображается вся поступающая с датчиков давления и расходомеров информация, а также информация о состоянии датчиков уровня, коммутационных элементов (отсечного клапана и электрозадвижки), насосов и преобразователей частоты.
Кроме того, для программирования промышленного контроллера, панели оператора, конфигурирования распределенной системы автоматизации, а также визуализации и управления технологическим процессом насосной станции и сбором и анализом различной информации, поступающей с насосной станции, в системе автоматизации предусмотрено автоматизированное рабочее место, представляющее собой персональный компьютер со SCADA-системой и всем необходимым предустановленным программным обеспечением.
Состав:
1) Насосная станция в составе:
- асинхронный электродвигатель — 2 шт.
- насос центробежный – 2 шт.
- датчики давления – 3 шт.
- измеритель-преобразователь для датчиков давления – 3 шт.
- расходомер – 3 шт.
- клапан электромагнитный – 3 шт.
- вентиль регулирующий с электроуправлением – 1 шт.
- задвижки клиновые – 3 шт.
- кран шаровый – 3 шт.
- клапан обратный – 1 шт.
- бак водяной – 2 шт.
- датчик уровня дискретный – 2 шт.
- измеритель уровня – 1 шт.
2) Электропитание и распределенная система автоматизации в составе:
- трехфазный автоматический выключатель – 1 шт.
- блок время-токовой защиты – 1 шт.
- преобразователь частоты OMRON или эквивалент — 2 шт.
- выключатели с дистанционным управлением – 2 шт.
- контроллер измерительный – 2 шт.
- терминалы удаленного ввода/вывода – 2 шт.
- программируемый контроллер – 1 шт.
- пульт оператора – 1 шт.
3) Автоматизированное рабочее место систем автоматизации технологического процесса – 1 шт.
4) Программное обеспечение лабораторного комплекса в составе:
- программное обеспечение преобразователя частоты - 2 шт.
- программное обеспечение АСУТП — 1 шт.
5) Комплект соединительных проводов — 1 шт.
6) Техническое описание
7) Методические указания по проведению лабораторных работ.
8) Руководство по эксплуатации лабораторного комплекса, паспорт.
Основные технические характеристики:
- напряжение питания, В - 3х380;
- потребляемая мощность, не более, кВт - 3,0;
- диапазон рабочих температур, °С 10…35
габаритные размеры, не более, мм:
- длина – 3500;
- глубина – 1000;
- Высота – 2000.
Лабораторные работы по дисциплине «Элементы систем автоматизации»:
- Изучение принципа действия и технических характеристик датчиков давления, расхода и уровня.
- Изучение принципа действия и технических характеристик исполнительных устройств: электрозадвижек, регулирующих и отсечных клапанов.
- Изучение технических характеристик и программирование параметров электромеханической системы: асинхронный двигатель, насос, преобразователь частоты.
- Изучение управляющего устройства системы автоматизации (программируемого контроллера СJ1).
- Изучение архитектуры распределенной системы автоматизации.
- Изучение программного обеспечения системы автоматизации.
- Изучение программного обеспечения SCADA-системы.
Лабораторные работы по дисциплинам «Автоматизация систем водоснабжения» и «Автоматизация технологических процессов и комплексов»:
- Изучение замкнутой системы поддержания расхода: задание величины расхода в рассматриваемой системе. Введение возмущений в виде закрытия/открытия задвижек. Изучение процесса увеличения/уменьшения расхода до восстановления прежнего уровня;
- Изучение замкнутой системы регулирования расхода при изменении закона управления. Пропорциональное, пропорционально-интегральное и пропорционально-интегрально-дифференциальные законы управления;
- Изучение замкнутой системы поддержания давления. Введение возмущений в виде закрытия/открытия задвижек. Изучение процесса увеличения/уменьшения давления до восстановления прежнего уровня;
- Изучение замкнутой системы регулирования давления при изменении закона управления. Пропорциональное, пропорционально-интегральное и пропорционально-интегрально-дифференциального законы регулирования давления во времени. Изучение процесса работы системы слежения за изменением и управления давлением.
- Изучение замкнутой системы регулирования уровня. Задание величины уровня в рассматриваемой системе. Введение возмущений в виде закрытия/открытия задвижек. Изучение процесса увеличения/уменьшения уровня до восстановления заданного уровня.
Лабораторные работы по дисциплине «Насосное оборудование»:
- Определение напорных характеристик насоса при независимой работы каждого из насосов на свой трубопровод:;
- Исследование характеристик трубопроводов с местными сопротивлениями в виде задвижек.
- Исследование характеристик насосов при их последовательном соединении.
- Исследование характеристик насосов при их параллельном соединении.
Лабораторные работы по дисциплинам, связанным с технологией перекачки воды:
- Вывод трубопровода на режим при последовательном запуске насосов с контролем значений расхода жидкости и давления в контрольных точках при заданных законах изменения частоты вращения двигателей, подачи и давления;
- Вывод трубопровода на режим при одновременном запуске ЭД с автоматическим управлением каждым из них с помощью частотного регулятора для поддержания (не превышения) давления и подачи;
- Обеспечение заданной производительности при заданных ограничениях давления в характерных точках трубопровода. Влияние возмущающих воздействий (открытие/закрытие задвижек). Корректировка подачи снижением частоты вращения вала насоса. Корректировка подачи увеличением частоты вращения вала насоса.
Лабораторные работы по дисциплине «Электропривод и исполнительные устройства»:
- Изучение принципа действия и технических характеристик датчиков исполнительных устройств системы автоматизации: датчики давления, расхода и уровня, электрозадвижки, регулирующих и отсечных клапаны.
- Изучение преобразователя частоты Omron F7.
- Разомкнутая система ПЧ-АД.
- Разомкнутая система ПЧ-АД.
| < Предыдущая |
|---|
