При эксплуатации исполнительных механизмов МЭО, необходимо, чтобы он были защищены от прямого воздействия атмосферных осадков и солнечной радиации. Не рекомендуется использовать механизмы МЭО (а так же фланцевые МЭОФ) во взрывоопасных и содержащих агрессивные вещества средах, которые могут разрушить покрытие, изоляцию и материалы механизмов.

Проводите профилактический осмотр механизмов не реже одного раза в месяц в зависимости от производственных условий.  При профилактическом осмотре осуществляйте проверку состояния наружных поверхностей механизмов (если нужно, очищайте их от грязи и пыли); проверку состояния заземления (на заземляющих болтах должна отсутствовать ржавчина, а сами они должны быть хорошо затянуты ); проверку наличия всех креплений (все крепежные болты и гайки должны быть затянуты равномерно).

Периодическое техническое обслуживание производите раз в год. Для этого отсоедините механизм от сети, снимите крышку однооборотного механизма, проверьте надежность креплений БСП, очистите БСП  продув сухим сжатым воздухом от пыли, удостоверьтесь в надежности подключения внешних жгутов к разъемам механизма, проверьте уплотнение вводного кабеля (он не должен проворачиваться и выдергиваться из кабельного ввода при легком подрегивании).

При интенсивной работе рекомендуется осуществлять плановое техническое обслуживание не реже одного раза в 6-8 лет , а при неинтенсивной – не реже раза в 10-12 лет. Отсоедините механизм МЭО от сети, демонтируйте его и проводите следующие работы в мастерской. Разберите электрический механизм так, чтобы можно было удалить старую смазку в редукторе. Промойте узлы и детали в керосине и высушите их.  Произведите текущий ремонт механизма в случае обнаружения изношенных деталей. Обильно обработайте смазкой зубья шестерен, подшипники и поверхности трения подвижных частей редуктора. На оставшиеся поверхности ( кроме корпуса) нанесите тонкий слой смазки. Избегайте попадания смазывающих веществ на элементы блока сигнализации положения. Соберите механизм.

Автоматизированная система управления водогрейными котлами КВГМ-100 тепловой станции
М.А.Соколов, начальник отдела АСУТП МУП «Теплоэнергия»
Л. Е Цветков, генеральный директор ПКП «Стелс», г. Череповец
(по материалам СТА №1 2002 г., cta.ru)

Введение

В настоящее время в России возникла ситуация, когда тепловые станции испытывают острую необходимость в модернизации технологического оборудования и особенно средств технологического контроля и управления. Оборудование большинства станций эксплуатируется 15-20 и более лет, его физический ресурс исчерпан, оно морально устарело.

Наилучшим решением в этой ситуации является разработка полномасштабных интегрированных АСУ ТП взамен устаревших систем, а также внедрение современного технологического оборудования, позволяющего максимально использовать возможности систем управления и тем самым добиться качественно нового уровня технологии. По сравнительным оценкам такой подход экономически оправдан и по размерам затрат на внедрение, и по показателям эффективности (экономии энергоресурсов, снижению аварийности, более рациональному использованию оборудования), а также привлекательности в силу возможности реализовывать широкий круг экологических мероприятий и повысить общую культуру производства.

Примером подобного решения является АСУ ТП двух водогрейных котлоагрегатов. Система разработана и внедрена совместными усилиями ЗАО «АМАКС» (г. Москва) Череповецкого монтажного управления, треста «Севзапмонтажавтоматика», МУП «Теплоэнергия» и ПКП «Стелсе» (г. Череповец) (рис. 1).

Цели создания системы и решаемые задачи

Водогрейный котлоагрегат, в конечном счете, является энергетической установкой, в процессе эксплуатации которой с высокой динамикой изменяются связанные между собой технологические параметры. АСУТП позволяет оптимизировать эти параметры по экономическим, экологическим, эргономическим и прочим показателям. Поэтому среди главных целей создания описываемой системы можно выделить следующие:

• обеспечение безопасного технологического режима котельных агрегатов;

снижение расходов топлива и электроэнергии;

• увеличение срока службы технологического оборудования;

снижение вредных выбросов в атмосферу;

улучшение условий труда эксплуатационного персонала.

Для достижения указанных целей приняты следующие концептуальные решения:

• реконструкция системы газоснабжения котельных агрегатов с установкой блоков газооборудования БГ-5 (производитель ЗАО «АМАКС»);

применение IBM PC совместимых контроллеров MicroPC фирмы Octagon Systems и Fastwel и ADAM-5510 фирмы Aclvantech;

• применение на верхнем уровне IBM PC совместимых персональных компьютеров на базе процессоров Pentium II;

• использование супервизорного режима управления как основного;

• применение частотно-регулируемых электроприводов тягодутьевых агрегатов;

• реализация всех эксплуатационных режимов управления средствами операторских станций пульта управления.

Основными критериями выбора для построения системы контроллеров MicroPC и ADAM-5510 послужили их соответствие условиям эксплуатации и высокая надежность.

Блоки газооборудования БГ-5 обеспечивают системе следующие преимущества:

• исключается возможность загазованности топок котлов за счет использования в схеме двух быстродействующих запорных клапанов (рис. 2) и клапана утечки между ними, а также специальной системы проверки газовой плотности арматуры;

• создаются условия для розжига горелок при пониженном давлении газа, что полностью устраняет возможность «хлопка» в топке;

• обеспечивается управление каждой горелкой, что позволяет использовать полный рабочий диапазон регулирования горелок, оптимизирует процесс горения, снижает вредные выбросы.

АСУ ТП позволяет решать следующие задачи:

• автоматическая подготовка котлоагрегата к розжигу:

• автоматический розжиг горелок котла с переходом в режим минимальной мощности:

• управление нагрузкой и оптимизация соотношения газ-воздух каждой из горелок котла;

• управление тепловым режимом котла (регулирование разрежения в топке, давления воздуха в общем воздуховоде, подачи газа в котел);

• регулирование температуры сетевой воды на выходе из котельной в зависимости от температуры наружного воздуха;

• защита, сигнализация и блокировка работы котла при неисправностях;

• управление с операторских станций технологическим оборудованием (дымосос, вентиляторы, задвижки);

• обеспечение оперативно-технологического персонала информацией о параметрах теплового режима и состоянии технологического оборудования;

• регистрация в режиме реального времени параметров технологического процесса и действий оперативного персонала;

• протоколирование и архивирование информации;

• представление архивной информации и результатов расчетов.

Управляющие и информационные функции системы реализуются соответствующими подсистемами и схемами, выделенными по функциональным признакам.

Программно-технические средства и иерархия системы

Комплекс технических средств (КТС) АСУ ТП является материальной базой, на основе которой в совокупности с программой, составленной в соответствии с алгоритмами функционирования АСУ ТП, реализуются задачи управления технологическим процессом и информационного обслуживания технологического персонала.

Структура КТС является иерархической, распределенной (рис. 3).

На нижнем уровне располагаются датчики давления и перепада давления («Сапфир-22»), температуры с нормирующими преобразователями (ТСПТУ), исполнительные механизмы (МЭО-100, 250), блоки питания (БП-96/24-4, БП-99/24-2 «Элемер», Wago 230/24-2-228-812), средства выбора режимов управления, пускатели (ПБР-2, 3), промежуточные реле, блоки бесперебойного питания серии Sman-UPS фирмы АРС, а также средства дистанционного управления исполнительными механизмами, с задвижками и клапанами, позволяющие оператору вести технологический процесс при неисправности АСУ ТП, т. е. предусмотрен и ручной (аварийный) режим работы.

На среднем уровне системы расположены три блока УСО-1. Конструктивно они выполнены в виде отдельных шкафов со своими пультами управления и панелями индикации (рис. 4). Блоки УСО-1 выполняют функции управления технологическим оборудованием горелки. В них также реализованы локальные функции защиты и блокировок для каждой отдельной горелки. В состав УСО-1 входят:

• защитный блок, выполненный на базе однокристальной микроЭВМ и реализующий локальные функции защиты для одной горелки на основе обработки входных дискретных сигналов и формирования управляющих сигналов для внешних устройств;

• блок управления, предназначенный для обработки входных аналоговых и дискретных сигналов и управления внешними устройствами по заданному алгоритму, представляющий собой контроллер с модулями гальванической изоляции входных и выходных дискретных сигналов и с выходом в сетевой интерфейс RS-485.

На этом уровне реализуются основные управляющие и информационные функции системы, локальные блокировки и защита, а также производится первичная обработка информации. По интерфейсу RS-485 через преобразователь МТВ-485 три блока УСО-1 (по одному на каждую газовую горелку) связаны с управляющим контроллером котлоагрегата, построенным на аппаратных средствах MicroPC фирмы Octagon Systems и Fastwel и использующим процессорную плату 5066 с производительностью Pentium и модули последовательного интерфейса 5558, ввода-вывода UNI096-5, контроллера НГМД/НЖМД 5815 (3,5’’ FDD) в выставочном каркасе 5278-RM с блоком питания 7115. На IBM PC совместимом контроллере ADAM-5510 с модулями аналогового и дискретного ввода ADAM-5017 и ADAM-5052 и с релейным выходным модулем ADAM-5060 реализована система защиты и блокировок котлоагрегата, которая дублируется также и контроллером MicroPC. Гальваническую изоляцию между контроллером MicroPC и устройствами нижнего уровня обеспечивают модули фирмы Grayhill, установленные в клеммные платы TBI-24L (Fastwel). Контроллеры и модули изоляции размещены в шкафу PROL1NE фирмы Schroff (pис. 5).

Программное обеспечение контроллеров MicroPC и ADAM-5510 было разработано при помощи пакета UltraLogik (рис 6). Программное обеспечение инженерной станции и станции защиты реализовано на языке ассемблера.

Персональные компьютеры операторских и инженерной станций связаны по интерфейсу RS-232 (протокол ModBus) с контроллером MicroPC каждого котла. Программное обеспечение операторских станций разработано при помощи графической инструментальной системы Трейс Моуд v4.20 для ОС MS-DOS.

Операторские станции предназначены для оперативного управления котлоагрегатами и горелками, ведения архива и т. д. (рис. 7, 8). Они полностью равноправны и взаимозаменяемы, в случае выхода из строя одной из них можно вести управление со второй.

Инженерная станция служит для программирования, наладки и диагностики контроллеров MicroPC и ADAM-5510, а также используется для настройки коэффициентов всех регуляторов системы, масштабирования входных аналоговых сигналов, задания контрольных точек режимных карт, блокировок, уставок и т. д. Изменение параметров настройки системы управления может осуществляться в рабочем режиме без установки технологического оборудования.

Рабочие станции верхнего уровня системы располагаются на столе оператора пульта управления котлоагрегатами (рис. 9).

Такое построение системы повышает ее живучесть, так как отказ отдельных технических средств на различных уровнях иерархии приводит лишь к отказу выполнения части функций системы. Высокую надежность АСУ ТП во многом определяет система электропитания: все блоки УСО-1, контроллеры и компьютеры запитываются через источники бесперебойного питания Smart-UPS.

Заключение

Испытания и опытно-промышленная эксплуатация системы продемонстрировали ее высокие эксплуатационные характеристики и надежность. За полтора года не произошло ни одного сбоя на уровне контроллеров. Несомненным достоинством внедренной АСУТП является возможность изменения технологических параметров и коррекции алгоритмов работы системы без остановки оборудования, что крайне важно в условиях непрерывного технологического процесса.

Предварительные расчеты экономической эффективности показывают, что внедрение системы позволяет в среднем за год добиться снижения расхода природного газа на 3,2 млн м3, электроэнергии на 1,6 млн кВт.ч, уменьшения аварийных остановов котлов на 80%, снижения затрат на капитальный ремонт на 15%. Срок окупаемости затрат на внедрение описанной АСУ ТП по предварительным расчетам составляет 3 г.

Принципы работы и настройка пневмопроводов для трубопроводной арматуры
Пневмоприводы управляют клапаном , осуществляя вращающий момент или линейное смещение, посредством применения сжатого воздуха в поршне, мембране или лопасти.

Линейные исполнительные механизмы осуществляют линейное смещение непосредственно из поршня или мембраны, в то время как неполноповоротные приводы или приводы вращательного действия обращают смещение в крутящий момент посредством таких механизмов, как треугольный шатун, реечный домкрат или лопасть.
При наличии сжатого воздуха вместо электро-приводов можно использовать пневмоприводы, так как они работают быстрее и стоят обычно меньше (притом, что сохраняют работоспособность при отказе отдельных элементов системы). Также пневмоприводы, как правило, более компактны (при установке на малогабаритных клапанах) и их можно легко адаптировать для работы в опасных зонах.
При данной конструкции исполнительного механизма, давление, оказываемое на поршень, мембрану или лопасть, определяет выходное смещение или крутящий момент. Скорость работы исполнительного механизма определяет объем имеющегося воздуха и его расход на входе и выходе из привода. Разгрузочный клапан может включать дополнительные механизмы, или так называемые ограничители скорости, увеличивающие или уменьшающие периоды цикла. Размер внутренней распределительной системы исполнительного механизма также определяет его скорость. Величина выходного крутящего момента клапана вращательного действия непостоянна.
Конструкция исполнительного механизма очень важна, так как крутящий момент уравновешивает приложенную силу, увеличивающуюся по мере удаления от оси поворота. У привода реечной передачи или привода лопастного типа величина удаленности от оси поворота в течение всего хода не меняется, поэтому и величина крутящего момента остается неизменной. У конструкции исполнительного механизма с треугольным шатуном величина удаленности от оси поворота меняется в течение всего хода, что влияет на величину крутящего момента. Поскольку величина требуемого момента большинства клапанов непостоянна в течение всего хода, необходимо предпринять попытку максимально сравнять рабочие характеристики клапана и исполнительного механизма.
Поршневые и лопастные устройства при работе могут использовать воздух для обоих ходов (известных как «двойное действие») или воздух для одного хода и пружины для другого (так называемое «однократное действие» или «возврат под действием пружины»). Поршневые устройства, как правило, снабжены одной или более винтовыми рессорами, расположенными внутри корпуса главного исполнительного механизма.
Исполнительные механизмы лопастного типа снабжены тактовой пружиной, расположенной в камере над и под приводом. Выходной крутящий момент исполнительного механизма определенных габаритов удалось увеличить посредством особых конструкций. Например, если два лопастных блока соединены друг с другом или если исполнительные механизмы неполноповоротного зубчатого типа, используются контрпоршни двойного или даже четырехкратного действия.
Мембранные исполнительные механизмы, как правило, снабжены пружинами для обеспечения смещения на обратном ходу. Когда сжатый воздух выпускается из привода, пружины автоматически начинают двигать клапан в противоположном на- правлении (заранее определенное «безопасное» положение). Эффективная площадь мембраны довольно обширна, а характеристика линейна. Мембрана действует в диапазоне низкого давления и используется для реагирования на сигнал управления от 3 15 фунтов на квадратный дюйм без использования позиционера. У плоской мембраны ограниченная длина хода. Формованные или обкатывающие мембраны подразумевают длинный ход и созданы для использования в эффективной площади. Блок называется прямодействующим, когда пружины располагаются под мембраной.
Блок обратного действия подразумевает, что пружины располагаются над мембраной. Функция, заложенная в конструкции клапана с приводом обратного действия, позволяет крану при отказе либо открываться, либо закрываться. В случае, если пружинный механизм делает привод слишком громоздким и тяжелым, устанавливается аккумуляторный бак для перераспределения давления воздуха. Исполнительный механизм двойного действия снабжен устройством пневмозащиты. Процесс заполнения и вентилирования исполнительных механизмов, как правило, регулируется клапанами с электромагнитным управлением, подходящими к любому приводу или панели дистанционного управления.
Одним из преимуществ пневмоприводов является то, что пружины можно использовать для возвращения клапана в заранее заданное «безопасное» положение на случай прекращения подачи воздуха и поступления сигнала или отказа электромагнита.

Тем не менее, важно знать, что так называемое безопасное положение может быть крайним установленным положением. В этом случае исполнительные механизмы двойного действия должны использоваться с электромагнитным клапаном, снабженным функцией «стабилизации». Исполнительный механизм однократного действия или привод с функцией возврата под действием пружины должен быть больших габаритов, чем исполнительный механизм двойного действия. Это необходимо ввиду того, что давление воздуха не только участвует в работе клапана, но и одновременно сжимает пружины.
Крутящий момент или смещение, также участвуют в работе клапана и меняется в течение всего хода, потому что, чем больше сжимается пружина, тем большая сила требуется, чтобы удерживать ее в зафиксированном положении. А это значит, что величина крутящего момента или смещения при начальной подаче воздуха и начальном ходе пружины будет больше, чем при конечных показателях.
Устанавливая габариты исполнительного механизма однократного действия (или привода с функцией возврата под действием пружины), важно, чтобы технические условия работы определенного клапана соответствовали установлен- ному комплексу рабочих условий. Необходимо установить и регулировать возникающее в при- воде давление воздуха. Например, давление в компрессоре может достигать 5 бар, в то время как в исполнительном механизме оно может снижаться до 4 бар. Если габариты исполнительного механизма двойного действия установлены, исходя из давления в 5 бар, то клапан сможет работать с недостаточным моментом или смещением при давлении в 4 бара.
другим последствием сниженного или колеблющегося давления воздуха может быть неправильный ход приводов с функцией возврата под действием пружины. Если давление недостаточное для того, чтобы зафиксировать пружины в сжатом положении на одном конце хода, то исполнительный механизм начинает «смещаться», и в работе клапана могут возникнуть разные сбои. В многофункциональных исполнительных механизмах можно сократить количество пружин, чтобы они были сжаты при низком давлении, при этом суммарный крутящий момент будет низким, Типичная таблица величин крутящего момента привода показывает выходные крутящие моменты при разных положениях и рабочих давлениях.

у вращательных исполнительных механизмов однократного действия крутящий момент меняется в зависимости от степени сжатия пружины, поэтому для каждого из четырех положений существуют свои показатели крутящего момента. Если ход клапана начинается с подачи воздуха в пневмопривод, то прекращается ход с выпуском воздуха. Если же ход клапана начинается с движения пружины рессорного привода, то и прекращается он также движением пружины. Величина требуемого момента или смещения клапана определяется рядом факторов:
. рабочая частота (некоторые клапаны склонны залипать>, если на какое то время их заклинивает в одном положении, что увеличивает величину требуемого момента);
. вид эксплуатации (влажная рабочая среда способствует уменьшению величины требуемого момента клапана, в то время как сухая рабочая среда увеличивает эту величину);
. температура (влияет на прочность уплотнений седла, которые, в свою очередь, влияют на величину требуемого крутящего момента клапана);
. воздействия химических веществ на седла клапана (распухание уплотнений седел может привести к сбоям в работе клапана, тем самым увеличив величину крутящего момента);
. обработка уплотнительной поверхности (разные коэффициенты трения повышают разные величины требуемого момента);
. крутящий момент или трение штока (гайка штока, по большей части, осуществляет герметизирующую функцию, прижимая уплотнение к штоку); . давление (падение давления клапана непосредственно оказывает на него нагрузку, повышая тем самым крутящий момент или смещение, необходимые для движения клапана);
. динамические воздействия, вызванные скоростью потока через полузакрытый клапан (динамический крутящий момент может быть положительным или отрицательным на разных этапах цикла).
для производителя арматуры определение общего фактора безопасности важнее опреде- ления величины, используемой при настройке исполнительного механизма. Суммарную вели- чину требуемого момента или смещения клапана можно противопоставить величине выходного момента или смещения исполнительного механизма. Очень важно, чтобы величина крутящего момента или смещения не превышала величины механической прочности штока задвижки или клапана.
Максимальная величина крутящего момента клапана, как правило, возникает при <прорыве, который обычно имеет место во время начала движения клапана от замкнутого положения. Когда через клапан начинается движение потока рабочей среды, величина крутящего момента достигает своей самой низкой отметки, получив при этом название крутящего момента при установившемся режиме работы». Также следует изучить принцип, по которому требуемый момент клапана распределяется по разомкнутому (замкнутому) циклу в связи с экономией, которую можно достичь, максимально сравняв рабочие характеристики крутящего момента клапана и исполнительного механизма.
у шаровых и пробковых кранов почти идентичные рабочие характеристики. Единственную разницу составляет небольшое повышение величины крутящего момента у шарового крана при полностью открытом положении, вызванное увеличением площади поверхности шарика, соприкасающейся с седлами. У поворотно дискового затвора рабочая характеристика совсем другая здесь может иметь место негативная величина требуемого момента в период закрытия затвора.
Любой используемый при этом исполнительный механизм должен иметь минимальное количество холостого хода для регулирования работы клапана и для предотвращения образования динамических нагрузок на данном этапе работы клапана. Поэтому при определении габаритов пневмопривода необходимо располагать информацией о рабочих характеристиках крутящего момента или смещениях как клапана, так и исполнительного механизма на всех этапах рабочего цикла.
Тем не менее, если это невозможно, то практической альтернативой может служить подгонка максимальной величины крутящего момента или смещения клапана (включая фактор безопасности) к минимальной величине крутящего момента или смещения исполнительного механизма (проверяя, не превышены ли пределы прочности штока).

ООО » ПК Империя» рада сообщить, что для новых заявок начиная с 12/02/09 в течении месяца на МЭО группы 630 будет действовать скидка 10 %.