Разработка автоматической системы регулирования установки АВТ1

Разработка автоматической системы регулирования установки АВТ1

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

. Литературный обзор средств автоматизации

1.1 Первичные преобразователи

1.2 Датчики

.2.1 Датчики давления

.2.1.1 Тензометрический метод

.2.1.2 Пьезорезистивный метод

.2.1.3 Ёмкостной метод

.2.1.4 Резонансный метод

.2.1.5 Индуктивный метод

.2.1.6 Ионизационный метод

.2.1.7 Пьезоэлектрический метод

.3 Операционный усилитель

2. Характеристика установки АВТ1

.1 Описание технологической схемы

.2 Характеристики сырья, реагентов и получаемой продукции

.3 Нормы технологического режима

. Выбор технических средств автоматизации

.1 Выбор датчиков и преобразователей

.2 Выбор вторичных приборов и контроллеров

.3 Выбор исполнительных механизмв

. Расчетная часть

.1 Расчет регулирующего органа

.2 Выбор оптимальной формы пропускной характеристики

.3 Расчет надежности АСР

Список используемых источников

ВВЕДЕНИЕ

Системы автоматики выполняют разнообразные функции: контроль за ходом процесса управления; организацию пуска, торможение, переход с одной ступени скорости на другую, реверс различного технологического оборудования в определенной последовательности во времени или по командам от технологического оборудования; автоматическое регулирование и управление технологического оборудования по заданным технико-экономическим критериям. Промышленностью выпускаются, так называемые, “интеллектуальные” датчики, способные выполнять до ста различных функций, регулирующие устройства, работающие в автоматическом режиме на любых уровнях систем управления и включающие несколько каналов аналогового и цифрового управления.

Непрерывно совершенствуются средства воздействия на процесс: исполнительные механизмы и регулирующие органы. Исполнительные механизмы при меньших габаритных размерах развивают большие усилия, качественно улучшились их технические характеристики.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ

Технические средства автоматизации - это устройства и приборы, которые могут, как сами являться средствами автоматизации, так и входить в состав программно-аппаратного комплекса. Системы обеспечения безопасности на современном предприятии включают в свой состав технические средства автоматизации. Наиболее часто ТСА - это базовый элемент системы комплексной безопасности.

Технические средства автоматизации включают в себя приборы для фиксирования, переработки и передачи информации на автоматизированном производстве. С помощью них осуществляется контроль, регулирование и управление автоматизированными линиями производства.

Системы обеспечения безопасности осуществляют контроль над производственным процессом с помощью разнообразных датчиков. В них входят датчики давления, фотодатчики, датчики емкостные, лазерные и т.д.

Датчики служат для автоматического извлечения информации, и первичного ее преобразования. Датчики различаются по принципам действия и по чувствительности к параметрам, которые они контролируют. Технические средства безопасности включают в себя самый широкий спектр сенсоров. Именно комплексное использование датчиков позволяет создавать системы комплексной безопасности, которые контролируют множество факторов.

Технические средства информации включают в себя и передающие устройства, которые обеспечивают связь датчиков с контрольным оборудованием. При получении сигнала от датчиков контрольное оборудование приостанавливает процесс производства и ликвидирует причину аварии. В случае невозможности устранения аварийной ситуации технические средства безопасности дают сигнал о неисправности оператору.

Автоматизированная система регулирования - комплекс аппаратных и программных средств, предназначенный для управления различными процессами в рамках технологического процесса, производства, предприятия. АСР применяются в различных отраслях промышленности, энергетике, транспорте и т. п. Термин автоматизированная, в отличие от термина автоматическая подчёркивает сохранение за человеком-оператором некоторых функций, либо наиболее общего, целеполагающего характера, либо не поддающихся автоматизации. АСР с Системой поддержки принятия решений (СППР), являются основным инструментом повышения обоснованности управленческих решений.

Важнейшая задача - повышение эффективности управления объектом на основе роста производительности труда и совершенствования методов планирования процесса управления [1].

.2 Первичные преобразователи

Первичные приборы, датчики или первичные преобразователи предназначены для непосредственного преобразования измеряемой величины в другую величину, удобную для измерения или использования. Выходными сигналами первичных приборов, датчиков являются, как правило, унифицированные стандартизованные сигналы, в противном случае используются нормирующие преобразователи.

.2 Датчики

Датчики являются элементом технических систем, предназначенных для измерения, сигнализации, регулирования, управления устройствами или процессами. Датчики преобразуют контролируемую величину (давление, температура, расход, концентрация, частота, скорость, перемещение, напряжение, электрический ток) в сигнал (электрический, оптический, пневматический), удобный для измерения, передачи, преобразования, хранения и регистрации информации о состоянии объекта измерений.

.2.1 Датчики давления

Датчик давления - устройство, физические параметры которого изменяются в зависимости от давления измеряемой среды (жидкости, газы, пар). В датчиках давление измеряемой среды преобразуется в унифицированный пневматический, электрический сигналы или цифровой код.

Датчик давления состоит из первичного преобразователя давления, в составе которого чувствительный элемент - приемник давления, схемы вторичной обработки сигнала, различных по конструкции корпусных деталей, в том числе для герметичного соединения датчика с объектом и защиты от внешних воздействий и устройства вывода информационного сигнала. Основными отличиями одних приборов от других являются пределы измерений, динамические и частотные диапазоны, точность регистрации давления, допустимые условия эксплуатации, массогабаритные характеристики, которые зависят от принципа преобразования давления в электрический сигнал: тензометрический, пьезорезистивный, емкостной, индуктивный, резонансный, ионизационный, пьезоэлектрический и другие.

.2.1.1 Тензометрический метод

Чувствительные элементы датчиков базируются на принципе изменения сопротивления при деформации тензорезисторов, приклееных к упругому элементу, который деформируется под действием давления.

.2.1.2 Пьезорезистивный метод

Метод основан на интегральных чувствительных элементах из монокристаллического кремния. Кремниевые преобразователи имеют высокую чувствительность благодаря изменению удельного объемного сопротивления полупроводника при деформировании давлением. Для измерения давления чистых неагрессивных сред применяются, так называемые, Low cost - решения, основанные на использовании чувствительных элементов либо без защиты, либо с защитой силиконовым гелем. Для измерения агрессивных сред и большинства промышленных применений используется преобразователь давления в герметичном металло-стеклянном корпусе, с разделительной диафрагмой из нержавеющей стали, передающей давление измеряемой среды посредством кремнийорганической жидкости.

.2.1.3 Ёмкостной метод

Ёмкостные преобразователи используют метод изменения ёмкости конденсатора при изменении расстояния между обкладками. Известны керамические или кремниевые ёмкостные первичные преобразователи давления и преобразователи, выполненные с использованием упругой металлической мембраны. При изменении давления мембрана с электродом деформируется и происходит изменение емкости. В элементе из керамики или кремния, пространство между обкладками обычно заполнено маслом или другой органической жидкостью. Недостаток - нелинейная зависимость емкости от приложенного давления.

.2.1.4 Резонансный метод

В основе метода лежит изменение резонансной частоты колеблющегося упругого элемента при деформировании его силой или давлением. Это и объясняет высокую стабильность датчиков и высокие выходные характеристики прибора. К недостаткам можно отнести индивидуальную характеристику преобразования давления, значительное время отклика, невозможность проводить измерения в агрессивных средах без потери точности показаний прибора.

.2.1.5 Индуктивный метод

Основан на регистрации вихревых токов (токов Фуко). Чувствительный элемент состоит из двух катушек, изолированных между собой металлическим экраном. Преобразователь измеряет смещение мембраны при отсутствии механического контакта. В катушках генерируется электрический сигнал переменного тока таким образом, что заряд и разряд катушек происходит через одинаковые промежутки времени. При отклонении мембраны создается ток в фиксированной основной катушке, что приводит к изменению индуктивности системы. Смещение характеристик основной катушки дает возможность преобразовать давление в стандартизованный сигнал, по своим параметрам прямо пропорциональный приложенному давлению.

.2.1.6 Ионизационный метод

В основе лежит принцип регистрации потока ионизированных частиц. Аналогом являются ламповые диоды. Лампа оснащена двумя электродами: катодом и анодом, - а также нагревателем. В некоторых лампах последний отсутствует, что связано с использованием более совершенных материалов для электродов. Преимуществом таких ламп является возможность регистрировать низкое давление - вплоть до глубокого вакуума с высокой точностью. Однако следует строго учитывать, что подобные приборы нельзя эксплуатировать, если давление в камере близко к атмосферному. Поэтому подобные преобразователи необходимо сочетать с другими датчиками давления, например, емкостными. Зависимость сигнала от давления является логарифмической.

.2.1.7 Пьезоэлектрический метод

В основе лежит прямой пьезоэлектрический эффект, при котором пьезоэлемент генерирует электрический сигнал, пропорциональный действующей на него силе или давлению. Пьезоэлектрические датчики используются для измерения быстроменяющихся акустических и импульсных давлений, обладают широкими динамическими и частотными диапазонами, имеют малую массу и габариты, высокую надежность и могут использоваться в жестких условиях эксплуатации [2].

.3 Операционный усилитель

Операционный усилитель - усилитель постоянного тока с дифференциальным входом и, как правило, единственным выходом, имеющий высокий коэффициент усиления. ОУ почти всегда используются в схемах с глубокой отрицательной обратной связью, которая, благодаря высокому коэффициенту усиления ОУ, полностью определяет коэффициент передачи полученной схемы.

В настоящее время ОУ получили широкое применение как в виде отдельных чипов, так и в виде функциональных блоков в составе более сложных интегральных схем. Такая популярность обусловлена тем, что ОУ является универсальным блоком с характеристиками, близкими к идеальным, на основе которого можно построить множество различных электронных узлов.

Рисунок 1 - Схема операционного усилителя

На рисунке показано схематичное изображение операционного усилителя. Выводы имеют следующее значение:

V+: не инвертирующий вход;

V−: инвертирующий вход;

Vout: выход;

VS+: плюс источника питания;

VS−: минус источника питания;

Указанные пять выводов присутствуют в любом ОУ, они необходимы для его функционирования. Однако, существуют операционные усилители, не имеющие неинвертиующего входа. В частности, такие ОУ находят применение в аналоговых вычислительных машинах (АВМ). ОУ, применяемые в АВМ, принято делить на 5 классов, из которых ОУ первого и второго класса имеют только один вход. Операционные усилители первого класса - усилители высокой точности (УВТ) с одним входом. Они предназначены для работы в составе интеграторов, сумматоров, устройств слежения-хранения, электронных коэффициентов. Высокий коэффициент усиления, предельно малые значения смещения нуля, входного тока и дрейфа нуля, высокое быстродействие обеспечивают снижение погрешности, вносимой усилителем, ниже 0,01%. Операционные усилители второго класса - усилители средней точности (УСТ) также с одним входом, обладающие меньшим коэффициентом усиления и большими значениями смещения и дрейфа нуля. Эти ОУ предназначены для применения в составе электронных устройств установки коэффициентов, инверторов, электронных переключателей, в функциональных преобразователях, множительных устройствах. Помимо этого, некоторые ОУ могут иметь дополнительные выводы.

Выводы питания (VS+ и VS−) могут быть обозначены по-разному. Часто выводы питания не рисуют на схеме, чтобы не загромождать её несущественными деталями, при этом способ подключения этих выводов явно не указывается или считается очевидным (особенно часто это происходит при изображении одного усилителя из микросхемы с четырьмя усилителями с общими выводами питания). При обозначении ОУ на схемах можно менять местами инвертирующий и неинвертирующий входы, если это удобно; выводы питания, как правило, всегда располагают единственным способом (положительный вверху).

Использование ОУ как схемотехнического элемента гораздо проще и понятнее, чем оперирование отдельными элементами, его составляющими (транзисторов, резисторов и т. д.). При проектировании устройств на первом (приближённом) этапе операционные усилители можно считать идеальными. Далее для каждого ОУ определяются требования, которые накладывает на него схема, и подбирается ОУ, удовлетворяющий этим требованиям. Если получается, что требования к ОУ слишком жёсткие, то можно частично перепроектировать схему для обхода данной проблемы [3].

2. ХАРАКТЕРИСТИКА И НАЗНАЧЕНИЕ УСТАНОВКИ АВТ 1

Установка атмосферно-вакуумной трубчатки №1-АВТ-1 введена в эксплуатацию в 1956году. Проектная производительность -1 млн. тонн в год.

Назначение установки АВТ-1 - первичная переработка нефти с целью получения жирного газа, рефлюкса, прямогонного бензина, керосина, керосиногазойлевой фракции, вакуумного газойля, гудрона.

Установка по проекту состоит из следующих основных технологических блоков:

регенеративного теплообмена горячих потоков для предварительного нагрева сырья;

атмосферной перегонки нефти (колонны К-1,К-2,К-3 и печь П-1);

вакуумной перегонки мазута (колонна К-5, в печь П-2);

физической стабилизации бензиновой фракции (колонна К-4);

вторичной перегонки бензина (колонна К-6);

защелачивание светлых нефтепродуктов.

В процессе эксплуатации установки выполнены следующие изменения:

В качестве сырья используются смеси обессоленной и обезвоженной Арланской, Уршакской, Ишимбайской, Введеновской, Западносибирской, Шкаповской нефтей.

Периодически в сырьё может вовлекаться:

обезвоженный ловушечный продукт с цеха №13;

мазут (остаток переработки газового конденсата) с установки ТК-2 и ЭЛОУ-АВТ-4 цеха №18;

фракция 180-КК от перегонки газового конденсата на установке ГО-4 цеха №11;

нестабильный бензин гидрокрекинга с цеха №9;

бензин от гидрообессеривания керосина и дизельного топлива с цеха №9.

2.1 Описание технологической схемы

Рисунок 2 - Технологическая схема объекта

Третий поток нефти прокачивается насосом Н-1(Н-36) через два теплообменника Т-2, Т-24 - 2-го бокового погона К-5, направляется в П-1, где проходит 20 печных труб, которые установлены в верхней части камеры конвекции печи П-1. Все три потока на входе в К-1 соединяются, и нефть одним потоком поступает на 16-ю тарелку К-1 (считая с низа).

Имеется возможность подключения Т-25/2 для подогрева 3-го потока нефти.

Во всех теплообменниках, кроме полугудроновых, нефть проходит по трубам, теплоносители по межтрубному пространству.

Полугудроновые теплообменники типа «труба в трубе» установлены секциями. В них нефть проходит по межтрубному пространству, а полугудрон по трубному.

Для снижения хлористоводородной коррозии аппаратуры в линию нефти перед насосами Н-1(Н-36) подается раствор каустической соды насосом Н-30/1,2 из щелочных емкостей Е-5, Е-7.

В колонне К-1 отгоняются растворенные в нефти газы, вода и фракция с концом кипения не выше 180⁰С за счет тепла горячей струи, подаваемой в колонну К-1 на 3-ю тарелку из печи П-1 с температурой не более 380^оС. В колонне К-1 28 колпачковых тарелок желобчатого типа, из них 12 в концентрационной части и 16 в отгонной.

Колонна К-1 работает под давлением до 4 кгс/см².

Пары с верха колонны К-1 с температурой не более 160^оС проходят конденсаторы воздушного охлаждения ВХ-1. Сконденсированная и охлажденная фракция бензина и несконденсированные газы поступают в газосепаратор Е-1. Откуда часть бензиновой фракции подается насосом Н-6(8,9) наверх колонны К-1 в качестве острого орошения через клапан-регулятор расхода поз.339д с коррекцией по температуре верха колонны К-1. Избыток бензина насосом Н-6 (9,8) подается через теплообменники Т-13,9,11 в стабилизатор К-4 для стабилизации. Давление в Е-1 поддерживается не более 3 кгс/см².

Бензин в стабилизатор К-4 подается через клапан-регулятор уровня бензина в Е-1 поз.19д, который установлен на трубопроводе после объединения выкидных линий насосов Н-6,9,8, автоматически регулирует расхода бензина в стабилизатор К-4 с коррекцией по уровню бензина в газосепараторе Е-1.

Водяной конденсат с низа сепаратора Е-1 сбрасывается через клапан-регулятор уровня воды поз.72д в сернисто-щелочную канализацию (СЩК-1) на установку СЩС. Имеется возможность сброса водяного конденсата с Е-1 на узел локальной очистки сточных вод установки (ПК-45) и далее на очистные сооружения ПВК и ОСВ.

Несконденсировавшиеся газы с верха Е-1 поступают в конденсатоотбойник А-7, откуда могут быть направлены на установку ОГ и КГ, использоваться как топливо для трубчатых печей П-1, П-2 или, минуя А-7, могут быть направлены на факел.

ШФЛУ из конденсатоотбойника А-7 насосом Н-11 откачивается на орошение стабилизатора К-4 или с установки в качестве компонента сырья на установку АГФУ-2 цеха №8 или в емкости газового хозяйства ТСЦ.

Нижний продукт колонны К-1 частично отбензиненная нефть с температурой не более 245^оС забирается насосом Н-2(Н-3) и двумя потоками подается в трубчатые печи П-1 и П-2. Поток нефти на входе в печь П-1 разделяется на два потока. Расход по потокам не менее 30м³/час. Имеется возможность работы установки по атмосферной части через печь П-1 с производительностью 85-95 т/ч при полной остановке вакуумного блока и печи П-2. Предусмотрена возможность дистанционного отключения горячих насосов Н-2(Н-3) со щита в помещении операторной.

В печи П-1 полуотбензиненная нефть параллельно двумя потоками проходит конвекционную часть, через спиральный змеевик радиантной части, где нагревается до температуры не более 380^оС.

После печи П-1 полуотбензиненная нефть двумя потоками поступает на 6-ю тарелку основной атмосферной колонны К-2.

Из этих двух потоков печи П-1 часть полуотбензиненной нефти возвращается в колонну К-1 в качестве «горячей струи» под 3-ю тарелку.

Второй поток полуотбензиненной нефти с низа К-1 после Н-2(3) проходит двумя потоками через конвекционную часть П-2, потоки на выходе из конвекционной части соединяются, и проходят одним потоком подовый и потолочный экраны левой камеры вакуумной печи П-2.

Расход по потокам не менее 20 м³/ч.

Дополнительный поток печи П-2 с температурой не более 370^оС поступает в колонну К-2 на 6-ую тарелку. В колонне К-2 40 колпачковых тарелок желобчатого типа, из них 34 в концентрационной части и 6 в отгонной.

С верха колонны К-2 пары фракции НК-180^оС с температурой не более 160^оС проходят конденсаторы воздушного охлаждения ВХ-2, где конденсируются, охлаждаются и поступают в кожухотрубчатый доохладитель Х-2, затем в газосепаратор Е-2, работающий под давлением 0,1¸0,5 кгс/см². В газосепараторе Е-2 фракция отделяется от воды и газа. Имеется возможность сброса давления с Е-2 на факел. Бензиновая фракция НК-180^оС из газосепаратора насосом Н-7 (18,19) подается в качестве острого орошения в колонну К-2 на 40-ю тарелку. Колонна К-2 работает под давлением 0,5¸1 кгс/см².

Избыток бензиновой фракции НК-180^оС насосом Н-7 (Н-18,19) откачивается совместно с бензином из Е-1 в стабилизатор К-4 или помимо блока стабилизации через три секции воздушного холодильника ВХ-4, одну секцию воздушного холодильника ВХ-3/1,2, отстойники А-1, А-2, А-4 с установки в резервуарные парки установок АВТ.

Имеется возможность сброса некондиционного бензина в сырье.

.2 Характеристики сырья, реагентов и получаемой продукции

Таблица 1

Характеристики сырья, реагентов и получаемой продукции

автоматизация безопасность датчик контроллер

Таблица 2

2.3 Нормы технологического режима

. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ

3.1 Выбор датчиков и преобразователей

.1.1 Датчики температуры

В качестве чувствительного элемента для измерения температуры применяются измерительный термопреобразователь сопротивления медный ТСМ Метран-253 с пределами измерения от -50 до 150^оС, с унифицированным выходным электрическим аналоговым сигналом от 0 до 5мА.

.1.2 Датчики уровня

Для определения уровня в ёмкости Е1 лучше использовать ультразвуковые и радарные уровнемер KROHNE BM 702A, работающий в диапазоне 10 ГГц, предназначен для измерения дистанции, у ровня и коэффициента отражения жидких продуктов, паст и жидких растворов сыпучих веществ. Прибор позволяет производить стабильные измерения уровня продукта в сложных условиях, например, при высокой турбулентности поверхности продукта. Данное устройство может применяться при очень высоких температурах продукта в течение длительного времени. Не нуждается в постоянном обслуживании [4].

.2 Выбор вторичных преобразователей и контролеров

Панель оператора со встроенным и сенсорным управлением ОВЕН СПК207 представляет собой устройство класса человеко-машинный интерфейс со встроенными функциями свободно программируемого контроллера. СПК2хх предназначен для создания автоматизированных систем управления технологическими процессами в различных областях промышленности, энергетики, ЖКХ и транспорте.

3.3 Выбор исполнительных механизмов

Для регулирования расхода потоков применяются регулирующие клапаны типа КМР с условными диаметрами от 15 до 50 мм.

4. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

Необходимым условием работы системы автоматического управления является правильный расчет и выбор размера регулирующего органа исполнительного устройства, определяемого величиной условной пропускной способности, завышение и занижение которой весьма нежелательно. В результате занижения размера регулирующего органа невозможно обеспечить проектную производительность установки. Завышение его размера значительно ухудшает статические и динамические характеристики исполнительного устройства в целом, уменьшает диапазон рабочего хода, снижает точность обработки управляющего воздействия, увеличивает коэффициент передачи регулирующего органа, что влечет за собой ухудшение качества регулирования системы управления в целом. Кроме того, завышение размера исполнительного устройства является неразумным с экономической точки зрения [5].

.1 Расчет регулирующего органа

Перепад давления на регулирующем органе можно выразить как разность давлений непосредственно до регулирующего органа и после него:

 (1)

Давление до регулирующего органа определим как:

 (2)

где  - потери в трубопроводе до регулирующего органа.

 (3)

где: - потери давления на трение в трубопроводе до РО. - потери давления на местных сопротивлениях до РО.

Потери на трение равны:

Потери давления на местных сопротивлениях:

Тогда получаем:

Сравним  и

Исходя из этого, запишем формулу для нахождения максимальной расчетной пропускной способности :

По следующим причинам необходимо повысить рассчитанную пропускную способность на 20%:

допускается 10%-ый разброс значений пропускной способности для регулирующих органов одного типоразмера;

регулирующий орган, обеспечивающий нормальный расход в положение полного открытия, не дает увеличения расхода в переходном режиме;

в условиях эксплуатации технологической установки возможна некоторая вариация значений расхода и перепада давления.

Следовательно, условная пропускная способность равна:

По условной пропускной способности и диаметру условного прохода выбираем односедельный регулирующий орган с условной пропускной способностью  и диаметром условного прохода .

4.2 Выбор оптимальной формы пропускной характеристики

Уточним значение n и DР_ро.

где, n’ - уточненное значение параметра системы;

DР’_ро - уточненное значение перепада давления на РО.

Анализ возмущений в системе: основное возмущение в системе - изменение расхода полугудронной нефти.

Определяем уточненное значение максимального расхода через регулирующий орган:

Определяем относительные значения расхода:

Определяем диапазон нагрузок РО с линейной пропускной характеристикой: 0,35 < S < 1,21.

Определяем диапазон нагрузок РО с равнопроцентной пропускной характеристикой: 0,49<S<0,81.

Определяем максимальное и минимальное значение коэффициента передачи для линейной пропускной характеристики и их соотношение:

Определяем максимальное и минимальное значение коэффициента передачи для равнопроцентной пропускной характеристики:

Выбираем регулирующий орган с линейной характеристикой, который обеспечивает большую стабильность коэффициента передачи.

4.3 Расчет надежности АСР (вероятность безотказной работы)

Для расчёта надёжности и эффективности функционирования на основании конструктивной схемы изделия и критериев его отказа следует составлять структурную схему расчёта надёжности, состоящую из последовательно соединённых элементов - сборочных единиц (деталей), выход из строя каждой из которых приводит к отказу изделия.

Расчёт рекомендуется выполнять в следующем порядке:

    определение показателей безотказности;

-        определение показателей долговечности;

         определение показателей ремонтопригодности;

         определение комплексных показателей надёжности и эффективности функционирования.

Все свойства надёжности изделия (безотказность, долговечность и ремонтопригодность) взаимосвязаны, поэтому изменение одних показателей влечёт за собой изменение других, о чём при выполнении расчёта необходимо иметь ясное представление.

Определение показателей безотказности.

В качестве исходных данных для расчёта безотказности разрабатываемого изделия следует использовать значения наработки на отказ (средней наработки до отказа) элементов изделия-аналога или другого изделия в сходных условиях эксплуатации.

При изменении масштаба элемента по сравнению с элементом аналогичного назначения и конструктивного исполнения определение средней наработки до отказа элемента может быть выполнено с использованием масштабного пересчёта по формуле:

(4)

где Т_i - средняя наработка до отказа i-го элемента аналога, ч;

М - масштаб элемента, определяемый по табл. 2;

в - параметр, определяемый в зависимости от коэффициента вариации наработки до отказа.

Структурная схема для расчёта надёжности составлена на основании принципиальной схемы аппарата и включает только те элементы (сборочные единицы), которые лимитируют надёжность аппарата. Расчетная схема состоит из трех последовательно соединённых элементов, отказ любого из них приводит к отказу аппарата.

Значения показателей безотказности и ремонтопригодности разрабатываемого аппарата, определённые по данным о надёжности элементов действующих аппаратов, работающих в аналогичных условиях, приведены в таблице 3.

Таблица 3

Показатели надёжности элементов системы

Таблица 4

Система планово-предупредительного ремонта

Наработка на отказ

 (5)

где z - число элементов; Т_i -Наработка на отказ n_i - Число элементов

Среднее время восстановления

 (6)

где Т_вi - Среднее время восстановления

Число плановых ремонтов

 (7)

где Т_рт -Ресурс между текущими ремонтами

Число капитальных ремонтов

 (8)

где Т_рк - Ресурс между капитальными ремонтами

Число средних ремонтов

 (9)

где Т_рс - Ресурс между средними ремонтами

Число текущих ремонтов

 (10)

Продолжительность плановых ремонтов

 (11)

где Т_пт,Т_пс, Т_пк -Продолжительность ремонтов

Коэффициент готовности

 (12)

Коэффициент технического использования

 (13)

Годовой ресурс

 (14)

Число отказов

 (15)

Продолжительность неплановых ремонтов

 (16)

Срок службы

 (17)

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Интеллектуальные датчики. Технические средства автоматизации - М.: SICK AG, 2007.

. Датчики уровня - М.: ПЭС, 2004.

. Датчик уровня ультразвуковой - Бел. Ц.; Ремикс, 2011.

4. Уровнемеры и сигнализаторы - М.: Комбит, 2008.

5. Проектирование систем автоматизации технологических процессов: Справочное пособие/ А.С. Клюев, Б.Д. Глазов, А.А. Клюев, А.Х. Дубровский; Под ред. А.С. Клюева. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 464 с.