Описание объекта управления и создание статической части экранной формы

1. Цель работы заключается в ознакомлении с технологической операцией неполного обезвоживания нефтепродукта и в создании экранной формы, представляющей схему автоматизации отстойника

2. Предварительные сведения

1. Объектом управления (ОУ) является технологическая операция неполного обезвоживания нефтепродукта в отстойнике. На рис. 1.1. представлена схема автоматизации ОУ.

Рис. 1.1. Схема автоматизации ОУ

Отстойник представляет собой буллит диаметром 3,4 м. и объемом 200 м³. В1 – нерегулируемый вентиль (открыт/закрыт), В2 – регулируемый вентиль; F1, F2, F3 – расходомеры (м³/с), L – измеритель межфазного уровня МФУ (м.).

2. Алгоритм функционирования ОУ состоит в следующем. Сырая нефть Н1 через вентиль В1 поступает в отстойник. Коэффициент обводненности сырой нефти может колебаться в широких пределах (k_об=0,1 0,8). В отстойнике происходит седиментация (осаждение) частичек воды и формирование межфазного уровня (МФУ). МФУ – это граница раздела осажденной воды В и частично обезвоженной нефти Н2. Значение МФУ, измеряемое уровнемером L, должно поддерживаться на заданном уровне L0 с помощью автоматического регулятора, управляющего плавным закрыванием/открыванием вентиля В2. Если L>L0, то вентиль В2 открывается и увеличивается сброс осажденной воды В в очистные сооружения до тех пор, пока значение L не станет равным L0. Частично обезвоженная нефть Н2 является выходным продуктом технологической операции.

3. Постановка задачи управления.

Исходная информация:

1. расход F1 по притоку Н1 изменяется в диапазоне 0 м³/с;

номинальный расход F1=0,02 м³/с;

2. коэффициент обводненности k_об=0,1 0,8 (показывает долю воды в общем потоке сырой нефти); номинальное значение k_об=0,25.

3. переходная (разгонная) характеристика вентиля В2

, с.,

где d – величина хода плунжера в см.;

- время хода плунжера;

4. градуировочная характеристика вентиля В2

,

где F – пропускная способность вентиля В2 в м³/с

5. значение вводимой уставки L0 = 0,1 м.;

6. габариты буллита: диаметр D = 3,4 м., объем V_O = 200 м³;

Выходная информация:

1. L – текущее значение МФУ;

2. F2,F3 – значения расходов по потреблению воды и нефти.

Информация, выводимая на дисплей, должна удовлетворять следующим требованиям:

1. значения расходов F1, F2, F3 – два знака после запятой;

1. коэффициент обводненности k_об – два знака после запятой;

2. значение МФУ – три знака после запятой;

3. значение отклонения (L-L0) – три знака после запятой;

4. Алгоритм управления – это совокупность вычислительных процедур, формирующих выходную информацию по заданной исходной информации. Алгоритм управления включает следующие процедуры:

• Процедура 1: формирование расхода по притоку F1,коэффициента обводненности коб и включение/выключение вентиляВ1;

• Процедура 2: создание градуировочной таблицы буллита и формирование межфазного уровня;

• Процедура 3: программирование регулятора МФУ и формирование расходов F2 и F3;

• Процедура 4: расчет объема и расхода частично обезвоженной нефти.

• Процедура 5: организация сохранения данных.

Процедуры 1, 2, 3 реализуются соответственно в лабораторных работах №2, №3 , №4, №5 и №6.