В данной статье предлагается к рассмотрению процесс модификации стенда с установленным автоматом аварийного закрытия крана (далее — ААЗК), функционирующего от ручного управления в лабораторных условиях на территории испытательного участка оборонного предприятия.
Модификация будет заключаться в подборе контрольно-измерительных средств, контроллерного оборудования, устройств для осуществления дистанционного наблюдения и снятия измерений (в дальнейшей работе), сводящая ручной труд операторов испытательного участка к минимуму.
Ключевые слова: исполнительный механизм, аварийная ситуация, аварийное закрытие крана, испытательный стенд, ручное управление.
In this article, we propose to consider the process of modifying a stand with an installed automatic emergency closing of a crane (hereinafter — AAZK), operating from manual control in laboratory conditions on the territory of the test site of a defense enterprise.
The modification will consist in the selection of control and measuring instruments, controller equipment, devices for remote monitoring and taking measurements (in further work), reducing the manual labor of the test site operators to a minimum.
Keywords: actuating mechanism, emergency, emergency closing of the crane, test bench, manual control.
Введение
Установка стенда для испытаний ААЗК на производственном участке предназначена для отработки и выявления аварийного темпа падения давления в магистрали и, как следствие, своевременный запуск сигнала на закрытие крана, в случае выявления утечки газа в атмосферу.
На сегодняшний день основными недостатками испытательного стенда являются трудоёмкость процесса испытаний, обусловленная ручной системой управления ААЗК.
Материалы исследования
В исследовательской части проводится анализ работы стенда на испытательном участке оборонного предприятия.
В практической части осуществляется подбор исполнительных устройств и проектирование автоматизированной системы управления (далее-АСУ) стенда.
Испытательный стенд (см. на рис.1 ниже) на данный момент состоит из следующих исполнительных элементов:
- Шкаф для хранения баллонов — 1 шт.;
- Панель — 1 шт.;
- Манометр образцовый МО модель 1226 класс точности 0,25 от 1 до 16 Мпа, Ø250 мм — 1 шт.;
- Узел фильтрации — 1 шт.;
- Редуктор давления — 1 шт.;
- Кран шаровой — 1 шт.;
- Манометр ДМ-1001–16 Мпа-2,5 ТУ — 1 шт.;
- 4600А-3–8–280–2 — Металлорукав — 2 шт.;
- 4600А-1–6–280–1,5 — Металлорукав — 2 шт.;
- 40–150У — Баллон — 2 шт.
Рис. 1. Схема стенда с подключенным ААЗК
Подбор исполнительных устройств, КИПиА
1. Датчики давления
— Rosemount 3051S (Emerson) — высокоточный датчик давления с возможностью удаленной диагностики и настройки.
— Yokogawa EJX110A — емкостной датчик давления, устойчивый к вибрациям и перепадам температуры.
— WIKA S-10 — универсальный тензометрический датчик давления для широкого диапазона применений.
2. Температурные датчики
— Honeywell STT3500 — прецизионный RTD-датчик с высокой стабильностью и длительным сроком службы.
— Omega PR-13 — недорогой и надежный терморезистор с широким диапазоном рабочих температур.
— Thermometrics TCS303 — миниатюрный термистор для точного измерения температуры в ограниченном пространстве.
3. Газоанализаторы
— Dräger Polytron 8700 — инфракрасный газоанализатор для определения концентрации метана и других углеводородов.
— MSA ALTAIR 4XR — многофункциональный электрохимический газоанализатор с поддержкой нескольких газов одновременно.
— Figaro TGS2610 — полупроводниковый газоанализатор, предназначенный для обнаружения природного газа и других горючих веществ.
4. Ультразвуковые датчики
— UE Systems Ultraprobe 9000 — профессиональный ультразвуковой детектор утечек газа с функцией записи данных.
— SDT270 — портативный ультразвуковой датчик для обнаружения утечек и оценки состояния оборудования.
5. Программируемый логический контроллер (ПЛК)
Siemens SIMATIC S7–1500 — поддерживает широкий спектр различных типов датчиков благодаря своим встроенным функциям и возможности использования дополнительных модулей ввода-вывода.
Для работы с функцией программного ПИД-регулятора чаще всего используются аналоговые датчики, такие как датчики температуры, давления, уровня и других физических величин.
Эти модели являются одними из наиболее популярных и проверенных временем в области промышленной автоматизации.
Рис. 3. Блок-схема автоматизации стенда
Заключение
Данная схема автоматизации обеспечивает комплексный подход к управлению и контролю состояния газопровода, включая мониторинг основных параметров, раннее обнаружение проблем и принятие мер по устранению аварийных ситуаций.
Литература:
1. ГОСТ 31441.5–2011«Оборудование неэлектрическое, предназначенное для применения в потенциально взрывоопасных средах. Часть 5. Защита конструкционной безопасностью «с»;
2. ГОСТ Р МЭК 60079–20–1–2011 «Взрывоопасные среды. Часть 20–1. Характеристики веществ для классификации газа и пара. Методы испытаний и данные»;
3. https://cyberleninka.ru/article/n/modelirovanie-strukturno-slozhnyh-tehnicheskih-sistem-dlya-resheniya-zadach-otsenki-nadezhnosti-bezopasnosti-i-pereklyucheniya;
4. https://cyberleninka.ru/article/n/sovremennye-sredstva-obespecheniya-bezopasnosti-magistralnyh-gazoprovodov;
5. СТО Газпром 2–4.1–212–2008 «Общие технические требования к трубопроводной арматуре, поставляемой на объекты ОАО «Газпром».
