ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Расчет и выбор исполнительных устройств систем управления из "Инженерные задачи в нефтепереработке и нефтехимии" Бурное развитие современной нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности неразрывно связано с развитием теории и практики автоматического управления технологическими процессами. Постоянно повышаются требования, предъявляемые как к системам управления в целом, так и к отдельным элементам. [c.128] Неотъемлемым элементом любой системы управления является исполнительное устройство (ИУ), входящее, в соответствии с ГОСТ 16084—75, в техническое обеспечение — комплекс технических средств (КТС) АСУ ТП. Исполнительное устройство воздействует на процесс согласно получаемой командной информации (см. ГОСТ 14691—69). Воздействие на процесс осуществляется путем такого изменения расхода проходящей через ИУ среды (управляющий расход), которое приведет к соответствующему изменению управляемой величины. Входом ИУ является выходной сигнал управляющего устройства (например, УВМ или автоматический регулятор), выходом — расход протекающей через ИУ среды. [c.128] Место ИУ в типовой структурной схеме системы управления показано на рис. 1П-22. [c.129] С внедрением новых технологических процессов и повышением требований к эксплуатационным параметрам (условные проходы, статические давления, перепады давления, негерметичность и т. п.) выдвигаются новые требования и к ИУ. [c.129] Следует отметить, что из всех приборов и средств автоматизации ИУ имеют самую широкую номенклатуру. Это связано с многообразием условий, в которых они работают (коррозионные свойства рабочих сред, широкие пределы изменения статических давлений, перепадов давления, температур, расходов, параметров окружающей среды и т. п.). Некоторые зарубежные фирмы выпускают по нескольку тысяч типоразмеров ИУ. В настоящее время как в нашей стране, так и за рубежом номенклатура разрабатываемых ИУ непрерывно растет за счет появления новых прогрессивных конструкций. [c.129] Установке исполнительного устройства конкретной системы управления на конкретном участке трубопроводной сети должен предшествовать комплекс определенных расчетов, в результате проведения которых выбирается ИУ, наиболее полно соответствующее требованиям данной системы управления. [c.130] Одним из основных параметров ИУ является его пропускная способность (см. ГОСТ 14691—69). Расчет и выбор ИУ по пропускной способности значительно проще и эффективнее расчета и выбора ИУ по коэффициенту гидравлического сопротивления. В шестидесятые годы были разработаны формулы для определения пропускной способности ИУ, регулирующих потоки жидкостей, газов и водяного пара. Различные модификации этих формул приведены как в отечественной, так и в зарубежной литературе, например в работах [4, 9, 25, 26]. Эти формулы дают удовлетворительные результаты прн расчете пропускной способности традиционных двухседельных исполнительных устройств, регулирующих потоки несжимаемых или сжимаемых сред при малых перепадах давления. [c.130] Развитие новых технологических процессов, характеризующихся высокими показателями параметров регулируемых сред, а также повышение требований к качеству современных систем управления привели к созданию и широкому использованию новых типов ИУ, значительно отличающихся по своей конструкции от двухседельных. Широко применяются регулирующие заслонки, шаровые регулирующие клапаны, угловые односедельные регулирующие клапаны с расширяющимся выходом и др. Применение традиционных расчетных формул в случае регулирования такими ИУ потоков сжимаемых сред при больших перепадах давления приводит к значительным ошибкам. Объясняется это тем, что все традиционные формулы определяют пропускную способность ИУ только в зависимости от технологических параметров среды, но независимо от конструкции проточной части ИУ и направления потока регулируемой среды. Для более точного определения необходимой пропускной способности ИУ следует итывать целый ряд параметров как регулируемой среды, так и самого ИУ [18, 27]. Естественно, что увеличение точности расчета приводит к его усложнению. [c.130] Оптимальный расчет и выбор ИУ предусматривает, с одной стороны, учет свойств конкретной гидравлической системы, неотъемлемым элементом которой является ИУ, а с другой — учет требований системы управления, неотъемлемым элементом которой также является ИУ. Следовательно, оптимальный расчет и выбор ИУ представляет собой сложную задачу, решение которой требует значительных затрат квалифицированного труда и учета большого числа самых разнообразных факторов. [c.130] Отечественная инженерная методика расчета и выбора основных параметров ИУ была впервые регламентирована ГОСТ 16443—70 Устройства исполнительные. Методы расчета пропускной способности, выбора условного прохода и пропускной характеристики . [c.130] Затем Специальное конструкторское бюро по автоматике в нефтепереработке и нефтехимии (СКВ АНН) разработало усовершенствованную методику расчета и выбора ИУ, изложенную в стандарте предприятия СКВ АНН СТП АЖЦ 607—72 Устройства исполнительные систем автоматического регулирования. Методы расчета и выбора основных параметров . [c.130] Необходимость в этой методике была продиктована недостаточной полнотой приведенных в ГОСТ 16443—70 данных по выбору характеристик ИУ, несоответствием ряда формул последним теоретическим и экспериментальным данным, неучетом ряда важных расчетных факторов (например, коэффициента критического расхода), а также полным отсутствием справочного материала. [c.130] Расчет и выбор ИУ в соответствии с СТП АЖЦ 607—72 представляет собой достаточно трудоемкую и длительную процедуру, выполнение которой должно производиться высококвалифицированными специалистами. При этом точность расчета, выполненного вручную, в ряде случаев может быть явно недостаточной. [c.131] Следует отметить, что ввиду огромного числа исполнительных устройств, применяемых в нефтепереработке, нефтехимии, химии, энергетике и других отраслях промышленности (сотни тысяч штук), расчет и выбор ИУ является каждодневно решаемой задачей как при проектировании систем управления, так при их эксплуатации и модернизации. [c.131] Единственно правильной тенденцией в области расчета и выбора ИУ систем управления как в СССР, так и за рубежом является уточнение методов расчета и выбора ИУ за счет использования большого числа исходных (и в том числе, справочных) данных. Ввиду естественного усложнения расчет и выбор ИУ следует проводить с помощью ЭВМ. [c.131] Создание комплекса алгоритмов и программ для расчета и выбора ИУ на ЭВМ позволяет резко сократить затраты времени и увеличить точность расчета и выбора ИУ, а также унифицировать расчет и выбор ИУ для различных предприятий и отраслей промышленности. [c.131] Вернуться к основной статье