Пример: Транспортная логистика
Я ищу:
На главную  |  Добавить в избранное  

Технология /

Автоматизация процесса бурения

←предыдущая следующая→
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 



Скачать реферат


эксплуатационную надежность и долговечность при минимальных затратах на техническое обслуживание и метрологическое обеспечение.

К необходимому типовому элементу любой системы автоматического управления относятся датчики технологических параметров. Назначение датчика - преобразование контролируемой или регулируемой величины в величину другого рода, удобную для дальнейшего применения.

В системе присутствуют следующие датчики:

• Датчик веса на крюке устанавливается на неподвижной ветви талевого каната. В качестве первичного преобразователя в датчике используется тензометрический силоизмерительный элемент.

• Датчик контроля момента на роторе (тензометрический) устанавливается на редукторе привода ротора вместо фиксирующей серьги-стяжки или фиксирующей опоры. Контролируется действующее на датчик усилие растяжения или сжатия.

• Датчик контроля ходов насоса (индуктивный датчик приближения) устанавливается на шкиве привода насоса.

• Датчик канала контроля скорости вращения ротора определяет скорость вращения вала привода ротора. В качестве первичного преобразователя применяется датчик приближения. Устанавливается на трансмиссии.

• Датчик давления (тензорезисторный) устанавливается в нагнетательной линии.

• Датчик глубин дает исходную информацию для расчета глубины забоя, подачи, положения тальблока. Датчик цепной передачей связан с валом лебедки.

• Датчик-индикатор изменения расхода бурового раствора на выходе (в желобе) преобразует угол отклонения лопатки от вертикального положения в электрический сигнал в зависимости от уровня и скорости потока.

• В совмещенном датчике плотности - уровня бурового раствора (БР) и плотности БР на выходе в качестве первичного преобразователя применяется дифференциальный манометр. Измеряется гидростатическое давление в погруженных в буровой раствор трубках, через которые под давлением продувается воздух.

• Датчик суммарного содержания горючих газов, выполненный на основе первичного термохимического преобразователя, монтируется вместе с датчиком-индикатором изменения расхода на выходе. Аналогичные датчики применяются для контроля газосодержания и сигнализации во взрывоопасной зоне.

• Датчик температуры БР на входе и выходе выполнен на основе специальной микросхемы и устанавливается, соответственно, в рабочей емкости и в желобе.

• Датчик температуры воздуха (аналогичный) размещен в кабельной распределительной коробке.

• Датчик момента на ключе (тензометрический) устанавливается на приводном тросе ключа.

• Датчик момента на турбобуре (тензометрический) устанавливается на узел стопора ротора.

Информация от датчиков по кабелям передается в блок УКП, где осуществляется преобразование и обработка сигналов, и, затем, в пуль бурильщика и ЭВМ.

Информационно-метрологические характеристики в полном объеме приведены в прилагаемой таблице №.

Таблица №.

Контролируемый параметр

Наименование параметра, единица измерения Диапазон контроля

1 Вес на крюке, кН 0 - 5000; 0 - 4000

0 - 3000; 0 - 2500

0 - 2000; 0-1500

2 Нагрузка на долото, кН 0-500

3. Крутящий момент на роторе, кНм 0-60 0-30

4. Давление на входе, Мпа 0-40

5 Расход на входе, л/с 0-100

6 Обороты ротора, об/мин 0-300

7 Число ходов каждого насоса (до трех), ход/мин 0-125

8 Изменение расхода на выходе, % 0-99

9. Подача, м 0-99,9

10. Положение талевого блока, м 0-60 0-45

11 Глубина забоя, м 0 -9999

12 Положение долота над забоем, м 0 - 9999

13 Текущее время, дата -

14. Время бурения 1 м проходки, мин/м 0-1000

15. Механическая скорость проходки, м/час

0-200

16. Скорость СПО, м/с 0-3

17. Время бурения долотом, мин 0-999999

18. Проходка на долото, м 0-999

19. Плотность бурового раствора (БР),г/смЗ 0,8-2,6

20. Уровень БР, м 0,4-2,0; 0,8-2,4

1,2-2,8

21 Суммарный объем БР,мЗ 0 - 999,9

22. Изменение суммарного объема БР, мЗ

0-500

23 Суммарное содержание горючих газов, % НКПР

0-50

24. Момент на ключе, кНм 0-60

25. Момент турбобура, кНм 0-30

26 Температура на входе и выходе,°С 0-100

27 Температура воздуха,°С 0-100

28. Плотность промывочной жидкости в желобе, г/смЗ 0,8-2,6

4.2 Место УСО в АСУ процесса бурения

АСУ ТП должна иметь возможность и средства связи с объектом управления. Однако из главных различий между системами обработки данных и АСУ ТП состоит в том, что последняя должна быть способна в реальном времени получать информацию о состоянии объекта управления, реагировать на эту информацию и осуществлять автоматическое управление ходом технологического процесса. Для решения этих задач ЭВМ, на базе которой строится АСУ ТП, должна относиться к классу управляющих вычислительных машин (УВС), т. е. представлять собой управляющий вычислительный комплекс (УВК) УВК можно определить как вычислительную машину, ориентированную на автоматический прием и обработку информации, поступающей в процессе управления, и выдачу управляющих воздействий непосредственно на исполнительные органы технологического оборудования. Такая ориентация обеспечивается устройствами связи с объектом (УСО) (рис. ммм) - набором специализированных блоков для информационного обмена между управляющей ЭВМ и объектом управления. Различают пассивные и активные УСО.

Пассивные устройства выполняют команды опроса датчиков и команды выдачи управляющих воздействий. Они содержат комплекты входных и выходных блоков и блок управления. В состав входных и выходных блоков, обеспечивающих прием аналоговой и дискретной информации, входят преобразователи формы информации типа аналог-код и код-аналог, коммутаторы, усилители и т. п. Блок управления обеспечивает необходимый обмен информацией с управляющей ЭВМ и управление всеми блоками устройства, расшифровывает команды, поступающие от ЭВМ, и обеспечивает необходимый обмен информацией через блоки ввода-вывода

Активные УСО способны работать в автономном режиме слежения за состоянием управляемого объекта (процесса), а также выполняют определенные алгоритмы преобразования информации, например, алгоритмы регистрации параметров и сигнализации об отклонении их от нормы, регулирования по одному из относительно простых законов и др. Построение УСО по активному принципу позволяет повысить надежность АСУ ТП в целом и эффективность использования управляющей вычислительной машины в результате сокращения потока информации, поступающей от объекта управления в управляющую ЭВМ.

Рис. Типовая структура АСУ ТП на базе управляющей ЭВМ.

В настоящем дипломе разрабатывается конструкция функционально законченного устройства связи с объектом в системе сбора и первичной обработки информации о состоянии процесса бурения (рис.ццц). Система сбора и первичной обработки информации о состоянии процесса бурения является важнейшей функциональной подсистемой АСУ ТП ЗОЯ.

В основном схема разработана на интегральных микросхемах ТТЛ серии К555 и К155. Данная модель является практичной, недорогой и простой и позволяет связать датчик любого типа с IBM PC или эквивалентным компьютером. Подробно рассматриваются принципы функционирования системной шины IBM PC и базовый аппаратный интерфейс, с которым связана вышеуказанная конструкция, а также работа системы прерываний, счетчиков и таймеров.

4.1 Описание работы схемы

В разрабатываемой схеме можно использовать до 64 портов - 32 входных и 32 выходных. В таблице ххх дается распределение портов платы.

Таблица ххх.

Линия

выбора порта Номер порта

(16-ричный) Наимено-

вание Функция Микросхема

E0 300 PORTA Паралл.ВВ

порт А Intel 8255

E1 301 PORTB Паралл.ВВ

порт В Intel 8255

E2 302 PORTC Паралл.ВВ

порт С Intel 8255

E3 303 PCNTRL Паралл.ВВ

Управление Intel 8255

E4 304 CNT0 Счетчик 0 Intel 8253

E5 305 CNT1 Счетчик 1 Intel 8253

E6 306 CNT2 Счетчик 2 Intel 8253

E7 307 TCNTRL Таймер/счетчик

Управление Intel 8253

E8 308 ADC АЦП

Адрес, данные

E9 309 STAT АЦП

Состояние

E10 30A START АЦП

запуск

E11 30B DACO ЦАП

адрес

E12 30C GATE Таймер/счетчик

строб

E13 30D Порт ручки

Управления

E14 30E Не задействов.

E15 30F Не задействов.

E16 310 Не задействов.

E17 311 Не задействов.

E18 312 Не задействов.

E19 313 Не задействов.

E20 314 Не задействов.

E21 315 Не задействов.

E22 316 Не задействов.

←предыдущая следующая→
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 



Copyright © 2005—2007 «Mark5»