Разработка стенда контроля уровня, температуры
ДАВЛЕНИЯ И РАСХОДА В КОНТРОЛЬНЫХ ЕМКОСТЯХ
В УСЛОВИЯХ «УЧЕБНОГО ЦЕНТРА
«БГТУ – АО «ТРАНСНЕФТЬ-ДРУЖБА»
Объект исследования: процесс перекачки нефтепродуктов, их хранение и транспортировка.
Результаты, полученные лично автором: разработан учебный стенд, позволяющий изучать датчики контроля уровня, давления и температуры, применяемые на объектах нефтегазовой отрасли.
В настоящее время имеется широкий спектр задач и вопросов, связанных с измерением уровня светлых нефтепродуктов. Контроль уровня может быть как частью технологических процессов перегонки сырьевой нефти в конечный продукт на нефтеперерабатывающих комплексах, так и неотъемлемой частью процессов коммерческого учета на нефтехранилищах, АЗС и им подобных.
Измерение уровня светлых нефтепродуктов неспроста выделяется в отдельный раздел из общего направления, занимающегося вопросами контроля уровня жидких сред. Причин тому несколько:
· Низкая диэлектрическая проницаемость светлых нефтепродуктов (порядка 1,7 — 2,5), накладывающая определенные ограничения на использование некоторых типов датчиков (например, емкостных);
· Необходимая высокая точность измерения, обусловленная учетно-коммерческим подтекстом.
Так же помимо непосредственного контроля уровня необходимо так же производить контроль давления и температуры, как для косвенного подтверждения правдоподобности измерений других датчиков, так и для обеспечения безопасности технологических процессов, связанных с хранением и транспортировкой нефти и нефтепродуктов. Известно, что не все типы датчиков могут удовлетворить предъявленным требованиям.
В состав учебного стенда входят следующие датчики:
· Датчик уровня ультразвуковой ДУУ2М. В датчиках измеряется время от момента формирования импульса тока до момента приема импульсов упругой деформации, принятых и преобразованных пьезоэлементом. Это позволяет определить расстояние до местоположения поплавка, определяемого положением уровня жидкости.
· Датчик уровня ультразвуковой ДУУ6. В датчиках измеряются интервалы времени от момента формирования импульса тока в катушке до момента приема импульса упругой деформации от поплавка. Это позволяет определить расстояние до местоположения поплавка, определяемого положением уровня контролируемой среды.
· Датчик температуры многоточечный ДТМ2. Измерение температуры продукта выполняется цифровыми интегральными термометрами фирмы Maxim Integrated Products, Inc. установленными на чувствительном элементе с шагом 0.25м.
· Сигнализатор уровня СУР-8. Измерение времени, прошедшего с момента формирования импульса тока до момента приема сигнала от пьезодатчика, позволяет вычислить расстояние до местоположения поплавка, определяемого положением уровня жидкости, и сравнить его с двумя программируемыми уставками срабатывания прибора.
В связи с требованиями безопасности и нецелесообразностью использованию реальных нефтепродуктов в стенде они были заменены водой. Наполнение контрольных емкостей обеспечивается циркуляционными насосами, перекачивающими жидкость из встроенного в стенд бака с водой.
Так же стенд реализует два варианта работы: ручной и автоматический режимы управления и индикации. При ручном управлении каждый насос управляется со своей отдельной кнопки, а индикация работы происходит за счет индикаторных ламп, установленных на каждый канал управления.
В режиме автоматического управления сигналы с датчиков собираются в контроллер ГАММА-8МА, и передаются далее по протоколу Modbus на программируемый логический контроллер ОВЕН ПЛК 160. ПЛК обеспечивает отработку заранее запрограммированного алгоритма перекачки жидкости, так же обеспечивает отображение информации с датчиков на сенсорной панели оператора СП270, так же включенную в сеть по протоколу Modbus.
Материал поступил в редколлегию 13.04.2017
УДК 004.35
А.В. Степанов, К.А. Литвинчев
Научный руководитель: доцент кафедры «Автоматизированные технологические системы», к.т.н., В.П. Матлахов
[email protected], [email protected]
РАЗРАБОТКА ТРЕХОСЕВОГО ГРАФИЧЕСКОГО ПЛОТТЕРА
НА БАЗЕ ARDUINO
Объект исследования: механическая и программная части графопостроителей.
Результаты, полученные лично авторами: разработан рабочий прототип трехосевого графического плоттера, позволяющий производить отрисовку элементарных графических фигур.
Графопостроитель, плоттер — устройство для автоматического вычерчивания с большой точностью рисунков, схем, сложных чертежей, карт и другой графической информации на бумаге размером до A0 или кальке.
Одной из самых передовых разработок на современном рынке графических плоттеров является разработка американской компании Evil Mad Science LLC – графопостроитель AxiDraw. AxiDraw является проектом с открытым исходным кодом и находящимся в открытом доступе. Это означает что любой желающий может в точности воспроизвести изделие оригинал или используя некоторые основные технические и программные решения смоделировать свое собственное изделие.
Основой нашего проекта служит макетная плата Arduino Uno -контроллер построенный на микроконтроллере ATmega328 и плата дле его расширения CNC Shield. Плата расширения CNC Shield v3.0 для Arduino UNO создана, что бы на её основе можно было изготовить CNC машины (ЧПУ станки):
· 3D принтер (необходимо реле для нагрева хотэнда и стола);
· Гравировальные роутеры;
· Фрезерные роутеры;
· Лазерные роутеры.
Перемещение рабочего инструмента обеспечивается по трем координатным осям: перемещение по осям Х и У обеспечивается перемещением каретки с помощью ременной передачи и двух шаговых двигателей расположенных на противоположных концах корпуса модели. Перемещение по оси Z обеспечивается подъемом пишущего инструмента с помощью шагового двигателя, установленного непосредственно на рабочей каретке.
Наша разработка изначально была спроектирована таким образом, что после простой смены рабочего инструмента, плоттер можно переоборудовать как в ЧПУ фрезерный станок – установив на рабочий орган вращающейся фрезы, так и переоборудовать в лазерный ЧПУ-гравер путем установки выжигательного лазера.
Управление плоттером осуществляется с помощью управляющих команд заранее написанных на языке для ЧПУ станков - G коде. Управляющие программы можно писать, как самостоятельно, так и генерировать с помощью специальных программ, позволяющих преобразовывать векторные изображения в управляющие коды. В качестве основной программы для генерации управляющего кода в нашем проекте использовалась открытое программное обеспечение – Incscape – редактор векторной графики, а также использовали специализированное расширение для данной программы – GcodeTools, позволяющее преобразовывать вектор в линейное перемещение рабочего инструмента.
Материал поступил в редколлегию 13.04.2017
УДК 621
А.А. Сторчило
Научный руководитель: доцент кафедры «Автоматизированные технологические системы», к.т.н., С.Ю. Съянов