Автономное учреждение
Профессионального образования
Ханты-Мансийского автономного округа – Югры
«СУРГУТСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»
Структурное подразделение – 4
ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ
15.01.20 Слесарь по контрольно-измерительным приборам и автоматике
Допуск к защите
Заведующий по УПР СП-4__________________/Е.В.Рябошапко
ПИСЬМЕННАЯ ЭКЗАМЕНАЦИОННАЯ РАБОТА
| Тема: Техническая эксплуатация и обработка измерительной информации промышленным теплоэнергоконтролером ИМ2300 | ||||||
| Выпускник(фамилия и инициалы) | Группа №504 | |||||
| Работа выполнена (подпись обучающегося) | ||||||
| Руководитель работы | Бондаренко А.В. | 15.01.2016 г. | ||||
| Руководитель ПМО | Березина Ю.Ю. | 15.01.2016 г. | ||||
| Консультант по практической части | Манцарев Г.В. | 15.01.2016 г. | ||||
Сургут 2016
ЗАДАНИЕ
для выпускной квалификационной работы
| Выпускнику группы № 504 | Горбушину Александру Константиновичу |
| Программа подготовки квалифицированных рабочих и служащих | Слесарь по контрольно-измерительным приборам и автоматике |
| Тема задания | Техническая эксплуатация и обработка измерительной информации промышленным теплоэнергоконтролером ИМ2300 |
| Дата выдачи работы | 07.04.2015 |
| Срок сдачи работы | 17.01.2016 |
I. Перечень вопросов, подлежащих разработке
в письменной экзаменационной работе
| 1. | Техническая эксплуатация комплекса ИМ 2300 |
| 2. | Порядок подключения и подготовка к работе |
| 3. | Методика поверки ИМ 2300 |
| 4. | Техника безопасности при обслуживании ИМ 2300 |
II. Тема практической квалификационной работы
| Техническое обслуживание и эксплуатация комплекса автоматизированного учета теплоэнерго носителей ИМ 2300 |
Задание получил ______________/_____________________
подпись расшифровка подписи
Задание выдал руководитель работы _______________/______________________
подпись расшифровка подписи
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 4
1.Основная часть.............................................................................................. 5
1.2 Охрана труда............................................................................................... 12
2. Практическая часть..................................................................................... 17
Заключение
Список использованных источников и литературы........................................ 36
Приложения А
Приложение Б
ВВЕДЕНИЕ
Развитие промышленного производства продолжается по пути роста разнообразия производимой продукции, усложнения технологических процессов и процедур управления. Сейчас ни одно предприятие не может обойтись без использования информационных технологий для поддержания выполняемых управленческих процедур. Эти процедуры выполняются в автоматизированных системах управления.
Для технологических объектов отрасли, как объектов автоматизации, характерными являются следующие особенности: наличие разнородных функциональных задач, возникающих при автоматизации, сравнительно высокий уровень автоматизации существующих ТОУ, повышение актуальности задач оптимизации. Управлять подобными объектами невозможно без современных средств автоматизации и вычислительной техники, без высокоэффективных автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП).
ИМ2300 предназначен для измерения, регистрации и контроля температуры, давления и расхода, преобразованных в электрические сигналы, силы и напряжения постоянного тока или активное сопротивление. Контроллер используется в различных технологических процессах промышленности и энергетике. Основной целью моей работы является изучение технических характеристик теплоэнергоконтроллера ИМ 2300, приобретение навыков работы с программным обеспечением, построение архивов данных по температурным данным и давлению. При выполнении выпускной квалификационной работы я использовал техническую документацию по ИМ 2300, монтажные схемы подключения первичных преобразователей к контроллеру, схемы распиновки интерфейсов.
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Комплексы предназначены для измерений объема газа в рабочих условиях и вычисления объема газа, приведенного к стандартным условиям, при контроле и учете, в том числе коммерческом, потребления природного и нефтяного попутного газа в различных отраслях промышленности и в жилищно-коммунальном хозяйстве. Комплексы обеспечивают автоматизированный учет потребления газа, а также контроль параметров, характеризующих условия эксплуатации.
Комплексы обеспечивают индикацию текущих значений измеренных и вычисленных параметров газа, а также регистрацию их среднечасовых значений (не менее 35 суток), итоговых значений объема и времени работы. Информация с комплексов может быть передана в персональный компьютер по интерфейсам RS232, RS485 либо непосредственно, либо через считыватель архива ИМ2330.
В состав комплексов входят следующие функциональные блоки, которые представляют собой серийно выпускаемые средства измерений, типы которых внесены в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений:
- вычислитель объема газа в стандартных условиях, в качестве которого выступает прибор вторичный теплоэнергоконтроллер ИМ2300 обычного исполнения или ИМ2300ЩМ1-Ex (далее – вычислитель);
- измерительные преобразователи (датчики) параметров газа: объема, давления и температуры.
Дополнительно комплексы могут комплектоваться датчиком перепада давления для измерения потери давления на датчике объема.
На основе одного вычислителя могут быть созданы один или два комплекса.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
| Рабочая среда | природный или нефтяной попутный газ | |
| Диапазоны измерений параметров газа: | ||
| - абсолютное давление, МПа, | от 0,08 до 12 | |
| - температура, °С | от минус 23 до плюс 70 | |
| - рабочий объем и объем, приведенный к стандартным условиям, м 3 (тыс. м 3) | от 0 до 999 999 | |
| - Уровни точности измерений по ГОСТ Р 8.740, обеспечиваемые комплексами | В, Г, Д | |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений объема газа, приведенного к стандартным условиям, составляют: | ||
| - для уровня точности В, % | 1,5 | |
| - для уровня точности Г, % | 2,5 | |
| - для уровня точности Д, % | ||
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений объема газа при рабочих условиях составляют: | ||
| - для уровня точности В, % | ||
| - для уровня точности Г, % | 1,5 | |
| - для уровня точности Д, % | 2,5 | |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений термодинамической (абсолютной) температуры газа составляют: | ||
| - для уровня точности В, % | 0,3 | |
| - для уровня точности Г, % | 0,6 | |
| - для уровня точности Д, % | 0,75 | |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений абсолютного давления газа составляют: | ||
| - для уровня точности В, % | 0,85 | |
| - для уровня точности Г, % | 1,7 | |
| - для уровня точности Д, % | ||
| Параметры электрического питания функциональных блоков комплексов: | |
| вычислителя | |
| - напряжение, В | 220 (+10%, -15%) |
| - частота сети при питании 220, Гц | |
| питание датчиков давления и температуры | от вычислителя |
| датчиков объема | |
| - напряжение, В, не более | |
| - ток нагрузки, мА, не более | |
| Степень защиты взрывозащиты вычислителя: | |
| - исполнения ИМ2300 | обыкновенное |
| - исполнения ИМ2300ЩМ1-Ex | Ex ib Gb IIBX |
| - условия эксплуатации функциональных блоков | в соответствии с их технической документацией |
| - габаритные размеры функциональных блоков, мм, не более | 450х510х445 |
| - масса функциональных блоков, кг, не более | |
| - полный средний срок службы, лет, не менее |
Алгоритмы определения значений объема, приведенного к стандартным условиям (t = 20°С, Р = 0,101325 МПа), соответствуют требованиям ГОСТ Р 8.740, ГОСТ 30319.2-96 и ГСССД МР 113-2003 для диапазона изменений параметров газа:
абсолютное давление.......................................................... от 0,08 до 12 МПа
температура........................................................... от минус 23 до плюс 70 °С
плотность в стандартных условиях................................ от 0,67 до 1,0 кг /м
суммарное содержание азота и диоксида углерода не более 0,15 молярных долей (15 мол.%).
Комплексы обеспечивают вычисление объема газа, приведенного к стандартным условиям Vc, в соответствии с уравнением (pTZ – пересчет по ГОСТ Р 8.740):
(или 
, при t = 20 
С, P = 0,101325 Мпа)
где:
Кi – коэффициент сжимаемости, полученный расчетным путем по измеренным значениям параметров состояния газа в течение интервала времени i (методы NX19, GERG-91 или ВНИЦ СМВ по ГОСТ 30319.2 - для природного газа или методика ГСССД МР 113 для нефтяного попутного газа);
Рi, Тi – абсолютные давление и температура газа, принимаемые за условно постоянные величины в течение интервала времени i, МПа, К;
Рс, Тс – абсолютные давление и температура газа при стандартных условиях, МПа, К;
Кcч – коэффициент преобразования (вес импульса) счетчика, м3 /имп;
Ni – число импульсов, поступивших на вход вычислителя в течение интервала времени. i, имп.
i = 1 с – интервал времени, соответствующий периоду преобразования вычислителем ИМ2300 сигналов от датчиков параметров состояния газа.
УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ
Конструктивно комплексы состоят из отдельных функциональных блоков (серийных изделий, выпускаемых по своей технической документации), объединенных в средство измерений общими требованиями, регламентированными техническими условиями ИМ.407272.002ТУ. К числу указанных требований относятся: тип датчика, электрические характеристики его выходного сигнала и его метрологические характеристики. Приведение объема газа к стандартным условиям в комплексах производится pTZ-пересчетом в соответствии с ГОСТР 8.740.
Комплексы выпускаются в четырех исполнениях (01, 02, 03, 04) в зависимости от способа измерения абсолютного давления:
- при измерении абсолютного давления (исп. 01);
- при измерении избыточного и барометрического давления (исп. 02);
- при измерении избыточного давления и использовании константных значений барометрического давления с ручным вводом значений условно постоянного параметра - барометрического давления (исп. 03);
- при измерении барометрического давления и использовании константных значений избыточного давления с ручным вводом значений условно постоянного параметра - избыточного давления (исп. 04).
Принцип работы комплексов основан на непосредственном преобразовании вычислителем ИМ2300 сигналов, поступающих от датчиков параметров газа, в информацию об измеряемых параметрах газа с последующим определением, на основании известных зависимостей, объема газа, приведенного к стандартным условиям. Значения условно постоянных параметров и время их ввода и изменения в процессе эксплуатации комплексов регистрируется вычислителем.
Комплексы обеспечивают защиту введенной базы настройки вычислителя и архивной информации, хранящейся в его памяти, от несанкционированного вмешательства. Защита обеспечивается путем актирования распечатки последней настройки вычислителя, в которой представителями поставщика и потребителя зафиксированы контрольные коды
Принцип действия комплекса ИМ2300 ГК
Вычислителя:
Управление работой вычислителя осуществляется с помощью кнопок клавиатуры управления, расположенных на лицевой панели корпуса прибора. Представление информации осуществляется посредством 2-строчного ЖК-индикатора (дисплея), обеспечивающего представление всей информации, необходимой для работы в процессе эксплуатации. Вычислитель имеет разъемы для подключения устройств по интерфейсу RS485 и RS232.
Датчиков:
Принцип работы датчиков основан на преобразовании сигнала, формируемого под воздействием измеряемой среды его чувствительным элементом, в электрический сигнал с нормированными характеристиками. Питание всех датчиков комплекса, если в их составе нет собственных источников питания, осуществляется от вычислителя. Подробнее конструкция и принцип действия датчиков рассмотрены в их эксплуатационной документации.
Характеристики датчиков, допускаемых к применению в комплексе
| Наименование характеристики | Допустимые значения | Примеры датчиков | |
| 1. Датчики объема (расхода) | |||
| 1.1.Верхний предел измерений расхода в рабочих условиях, не более | 106 м3/ч | СГ-16М, RVG, ДРГ.М, ИРВИС –К- 300, V-Bar, ИГРА, Эмис- Вихрь-200, УБСГ, ТИРЭС и т.п. | |
| 1.2.Относительная погрешность измерения объема, не более | ±2,0 % | ||
| 1.3. Вес импульса | от 10 –6 до 10 6 л /имп. | ||
| 1.4.Сигнал формируется пассивной цепью. Выходные параметры пассивной цепи: | |||
| -высокое сопротивление, не менее | 300 кОм | ||
| -низкое сопротивление, не более | 300 Ом. | ||
| -частота импульсов | до 2000 Гц | ||
| длительность импульса, не менее. | 0,2 мс | ||
| 2. Датчики температуры | |||
| 2.1. Термопреобразователи сопротивления (ГОСТ 6651) | |||
| 2.1.1.Номинальная статическая характеристика (НСХ) | 50М, 100М, 50П, 100П, Pt100 | ТСП, ТСМ | |
| 2.1.2. Класс допуска | AA, А, В, С | ||
| 2.2. Измерительные преобразователи с унифицированным выходным сигналом | |||
| 2.2.1. Унифицированный выходной сигнал | 4…20 мА | ТСМУ, ТСПУ, ИМ2315 | |
| 2.2.2. Диапазон измерений | -50…+50оС | ||
| 3. Датчики давления | |||
| 3.1. Верхний предел измерений, не более | 10 МПа | САПФИР, МЕТРАН, КРТ, МИДА, СДВ и т.п. | |
| 3.2. Приведенная погрешность, не более | ±1 % | ||
| 3.3. Выходной сигнал – ток в диапазонах. | (0-5), (0-20), (4-20) мА | ||
НАСТРОЙКА
Настройка комплекса заключается в настройке его вычислителя, а также в настройке датчиков, если такая возможность предусматривается конструкцией датчиков. Настройка датчиков производится в соответствии с их руководством по эксплуатации.
Настройка вычислителя производится с помощью программы IMProgramm, поставляемой в комплекте комплекса.
Настройка содержит следующие этапы:
- выбор числа комплексов (один или два) посредством установки соответствующего типа задачи, решаемой вычислителем.
- установка параметров датчиков
Если в эксплуатационных документах датчика приведена частота импульсов, соответствующая максимальному расходу, то коэффициент расхода рассчитывается по формуле:
, (дм3/имп).
где:
Qo max – максимальный расход, м3/ч; F – частота импульсов, Гц.
Параметр «длительность импульса» вводится для повышения помехоустойчивости числоимпульсного входа и подавления дребезга контактов герконов. Рекомендации по выбору этого параметра приведены в разделе «Помощь» программы IMProgramm.
Установка расчетного часа. Вычислитель имеет возможность запоминать и индицировать в течение суток объем газа, потребленный за истекшие сутки до установленного расчетного часа.
Установка констант
- заполнение значений констант производится потребителем следующим образом:
- раздел «Тип и состав газа» заполняется по данным, представленным поставщиком газа.
- константа «Тип газа» – природный (2) или попутный (1).
- константа «Метод расчета Ксж» – NX19(0), GERG(1) или ВНИЦ СМВ(2)- для природного; ГСССД 113 (1) - для попутного.
- компонентный состав – по данным поставщика.
- константа «Плотность при стандартных условиях» – по данным поставщика.
- константа «Влажность при рабочих условиях» – по данным поставщика.
- константы «Договорные параметры». Если договорные параметры должны быть использованы для вычислений, то производится их подключение и заполнение всех строк раздела.
- константа «Барометр давление» – используется для вычисления величины абсолютного давления при использовании датчика избыточного давления.
- константы «Расчетный день и час»
- расчетный час для вычисления, потребляемого за предыдущие сутки объема газа
- расчетный день для вычисления, потребляемого за предыдущий месяц объема газа
Установка ограничений расчета объема и договорных значений. ограничения
Возможны следующие варианты установки ограничений:
- не устанавливаются; устанавливаются по минимальному пределу датчика
- по максимальному пределу датчика
- по минимальному и максимальному пределам одновременно
При срабатывании ограничения загорается индикатор «С», расчет объема либо не производится, либо производится по договорным параметрам, если такие установлены. Установка производится в паспорте прибора (п. «Режим сигнализации»).
Договорные значения
- договорные значения не подключены. Для вычислений используются значения с датчиков. При срабатывании ограничений вычисления не производятся.
- договорные значения подключены. при срабатывании ограничений для датчиков давления и температуры вычисления производятся с использованием установленных договорных значений этих параметров. Договорное значение объемного расхода используется для вычисления каждый раз, когда значение расхода с датчика ниже договорного значения. Установка договорных значений производится в блоке констант паспорта прибора.
Установка параметров ведения архива
- установить интервал регистрации
- Завершение настройки.
- установить реквизиты в пункте меню «Владелец/Объект». Записать блок измерений в вычислитель.
- записать электронный паспорт в вычислитель. Записать блок констант в вычислитель.
- произвести сброс архива и всех параметров. Записать часы реального времени.
УСТАНОВКА И МОНТАЖ
Если блоки комплексов находились в условиях, отличных от рабочих условий применения, то до подключения их к источнику питания, необходимо выдержать их в условиях применения не менее 8 ч. Эксплуатационные ограничения для блоков комплекса приведены в их эксплуатационной документации.
Распаковка и размещение
Распаковка блоков комплекса должна производиться в отапливаемых помещениях. После распаковки блока проверьте его комплектность, приведенную в эксплуатационной документации, и выполните внешний осмотр с целью выявления механических повреждений. Выбор места размещения блоков должен производиться с соблюдением требований к условиям их применения и требований, изложенных в их эксплуатационной документации. Место размещения должно обеспечивать удобство обслуживания блока.
Требования к установке турбинных и ротационных счетчиков.
Монтаж счетчиков должен производиться в соответствии с требованиями их эксплуатационной документации, а для турбинных и ротационных счетчиков также в соответствии с требованиями ГОСТ Р 8.740. При расхождении в количественной оценке одних и тех же требований, изложенных в эксплуатационной документации и ГОСТе, следует руководствоваться требованиями эксплуатационной документации.
Требования к установке датчиков давления
Монтаж датчиков должен производиться в соответствии с требованиями их эксплуатационной документации и требованиями ГОСТ Р 8.740. При расхождении в количественной оценке одних и тех же требований, изложенных в эксплуатационной документации и ГОСТе, следует руководствоваться требованиями эксплуатационной документации.
Требования к установке датчиков температуры
Монтаж датчиков должен производиться в соответствии с требованиями их эксплуатационной документации и ГОСТ Р 8.740.
Требования к установке вычислителя
Установка вычислителя должна производиться в соответствии с его руководством по эксплуатации.
Требования к монтажу электрических линий связи
Монтаж электрических линий связи блоков комплекса должен производиться в соответствии с требованиями их эксплуатационной документации, а также в соответствии с нижеуказанными требованиями:
- для связи вычислителя и датчиков рекомендуется применять кабели типа витая пара в экране; в первую очередь рекомендуется экранировать сигнальные линии связи вычислителя и датчика объема, выходной, сигнал которого формируется пассивной цепью типа «замкнуто-разомкнуто»; экранирующая оплетка кабеля должна иметь наружную изоляцию;
- не допускается прокладка сигнальных кабелей датчиков в непосредственной близости от кабеля сетевого питания, а также рядом с другими источниками электромагнитных помех;
- сопротивление каждой жилы кабеля связи с датчиком температуры не должно превышать 100 Ом;
- суммарное сопротивление двух жил кабеля связи с датчиком расхода (объема) не должно превышать 300 Ом;
- суммарное сопротивление двух жил кабеля связи с датчиком давления и входного сопротивления вычислителя (250 Ом), не должно превышать максимального значения, нормируемого для датчика в его эксплуатационной документации.
Примечание: Суммарное сопротивление двух медных жил кабеля длиной 100 м при сечении жилы 0,2, 0,35; 0,5; 1,0 мм2 составляет не более 20, 12; 8 и 4 Ом соответственно.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ