Учебно-испытательная установка по настройке схемы управления краном магистрального газопровода с системой автоматического управления Российский патент 2024 года по МПК F15B9/03 G09B19/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к учебным тренажерам для моделирования технологических неисправностей и может использоваться для отработки и демонстрирования навыков диагностического обслуживания, настройки, ремонта схемы автоматического управления линейными кранами магистрального газопровода.

Уровень техники

Из открытых источников известно изобретение «Пневматический (гидравлический) следящий привод, блок конечных выключателей, преобразователь вращения и распределитель для пневматического (гидравлического) следящего привода» (патент на изобретение RU 2087752), которое содержит последовательно связанные задающее устройство и сумматор, подключенный к управляющим электромагнитам распределительного устройства, соединенного с источником рабочей среды под давлением и с реверсивным пневмо(гидро)двигателем, вал которого связан зубчатой передачей с преобразователем вращения в перемещение выходного вала, соединенного с объектом регулирования, а также устройство обратной связи, соединенное с сумматором, и конечные выключатели, снабженные подключенными к сумматору блоком контроля давления источника рабочей среды, реле времени подачи рабочей среды и устройством определения координаты остановки выходного вала, включенным параллельно устройству обратной связи, а также блоком ограничения движущего момента, чувствительные элементы которого кинематически связаны с выходным валом и через конечные выключатели соединены с цепью электромагнитов распределительного устройства. Изобретение может быть использовано в системах управления запорно-регулирующей аппаратурой магистральных нефтегазопроводов, химических производств, испытательных стендов и летательных аппаратов.

Недостатками указанного «Пневматического (гидравлического) следящего привода...» являются:

- невозможность его использования в качестве учебно-испытательной установки и для моделирования технологических неисправностей,

- отсутствие управления пневмоприводом через персональный компьютер,

- сложность его программно-логического блока, состоящего из большого количества логических элементов.

Из уровня техники известно также принимаемое за прототип изобретение «Электропневматическое управляющее устройство» (патент на изобретение RU № 2267032), которое относится электропневматике и касается управления приводом запорно-регулирующей арматуры магистральных трубопроводов. Устройство содержит содержащее фильтр-осушитель, управляющие и пневмоуправляемые клапаны, регуляторы давления, установленные на поворотном устройстве постоянные магниты, взрывозащищенную камеру с размещенными в ней электромагнитами и первым и вторым герконами, а также электронную схему ограничения кинетической энергии привода, отличается тем, что упомянутая электронная схема включает третий и четвертый герконы, установленные с возможностью взаимодействия с постоянными магнитами, а также первый и второй формирователи импульсов, причем один из входов первого формирователя соединен с первым контактом первого геркона, другой вход соединен с первым контактом третьего геркона, а выход соединен с третьим контактом второго геркона, а один из входов второго формирователя соединен с первым контактом второго геркона, другой вход - с первым контактом четвертого геркона, а выход - с третьим контактом первого геркона.

Недостатком этого устройства является невозможность использовать его в качестве обучающей учебно-испытательной установки для моделирования технологических неисправностей, а также отсутствие в данном изобретения системы автоматического управления (САУ) с контроллером и возможностью управления электропневматическим узлом через персональный компьютер.

Раскрытие сущности изобретения

Задачей заявляемого изобретения является повышение профессионального уровня работника нефтегазовой отрасли в обслуживании крановых узлов с системами автоматического управления, обеспечение безопасности людей и повышение эффективности поиска и устранения неисправностей при обслуживании крановых узлов магистрального газопровода.

Технический результат заявляемого изобретения - моделирование технических неисправностей на базе учебно-испытательной установки по настройке схемы управления краном с системой автоматического управления и возможностью устранения неисправностей.

Данная задача решается и результат достигается следующим образом.

Учебно-испытательная установка по настройке схемы управления краном магистрального газопровода с системой автоматического управления включает электронную схему управления приводом крана, содержащую датчик и измерители положения рабочего органа, и отличается применением малогабаритного крана DN-57 с выключателем конечным электромагнитным и постоянными магнитами, управляемого через персональный компьютер посредством системы автоматического управления компрессорного цеха с контроллером, а также по месту, через электропневматический узел управления краном и шкаф местного управления, включающий блок питания и модуль управления краном. При этом все узлы и элементы учебно-испытательной установки размещены в учебной аудитории, а компрессор установлен вне учебной аудитории.

Применение в заявляемой учебно-испытательной установке крана DN-57 позволило достичь компактности узла управления с пневмоприводом. Размещение элементов и узлов управления краном магистрального газопровода в учебной аудитории дает возможность контролировать действия обучающихся при выполнении работ по поиску и устранению неисправностей. Размещение компрессора, подающего воздух с давлением 0,6 Мпа, вне учебной аудитории, обеспечивает безопасность обучающихся.

Используемая система автоматического управления подключается ко всем типам современных контроллеров.

Моделирование неисправностей позволяет отрабатывать ключевые производственные задачи, возникающие при обслуживании узлов управления кранами магистрального газопровода:

• реальная перестановка крана на магистральном газопроводе;

• имитация и перестановка крана на магистральном газопроводе;

• ревизия, ремонт, проверка и техническое обслуживание узла управления крана магистрального газопровода;

• настройка клапанов узла управления крана магистрального газопровода;

• ревизия, ремонт, проверка и техническое обслуживание конечного выключателя положения крана магистрального газопровода;

• настройка положений конечного выключателя положения крана;

• настройка сигнализатора перепада давления на кране;

• поиск и устранение неисправностей в электрической схеме управления краном магистрального газопровода;

• калибровка аналогового канала измерения САУ;

• порядок работы с органами управления САУ КЦ.

- и устранять их силами обучаемого непосредственно в учебной аудитории.

Краткое описание чертежей

Сущность изобретения поясняется графическими материалами.

Фиг. 1 - учебно-испытательная установка, где

1 - кран DN-57 с пневмо-гидроприводом;

2 - выключатель конечный электромагнитный ВКЭ-02;

3 - трубопровод DN-57;

4 - опора;

5 - трубопровод датчика перепада после крана;

6 - трубопровод датчика перепада до крана;

7 - трубопровод управления краном на открытие;

8 - трубопровод управления краном на закрытие;

9 - обводной трубопровод крана;

10 - электропневматический узел управления (ЭПУУ);

11 - манометр;

12- свечной трубопровод;

13 - узел подвода условного импульсного газа;

14 - КШ-10;

15 - цепи управления ВКЭ-02;

16 - цепи управления ЭПУУ;

17 - разъем управления ЭПУУ;

18 - разъем подключения шкафа управления;

19 - датчик перепада давления.

Фиг. 2 - схема электрическая принципиальная учебно-испытательной установки, где

СО - клапан открытия;

С3-клапан закрытия;

САУ КЦ - система автоматического управления компрессорным цехом;

ПК - персональный компьютер;

ЭПУУ - электропневматический узел управления.

Осуществление изобретения

Установка работает следующим образом: от воздушного компрессора, установленного вне учебной аудитории, подается давление импульсного газа 0,6 МПа на узел подвода импульсного газа (13, фиг. 1), через шаровый кран (14, фиг. 1) импульсный газ поступает на электропневматический узел управления с выключателем конечным электромагнитным (2, фиг. 1); при нажатии на клапан открытия (СО, фиг. 2) или закрытия (СЗ, фиг. 2) электропневматического узла управления (ЭПУУ, фиг. 2) возможна перестановка крана, по свечению соответствующей лампы («Закрыт» или «Открыт») на местном шкафу управления краном (фиг. 2 Шкаф управления краном) определяется положение крана (1, фиг. 1), при этом если между входом и выходом с крана существует перепад давления, датчик перепада давления (18, фиг. 1) не допускает перестановку крана (1, фиг. 1); дистанционное обучение происходит с использованием персонального компьютера (фиг. 2, САУ КЦ), подключенного с помощью системы автоматического управления САУ КЦ (фиг. 2 САУ КЦ) с контроллером к шкафу местного управления краном (фиг. 2 Шкаф управления краном) через разъем подключения щита управления (17, фиг. 1) для управления учебно-испытательной установкой.

Изобретение относится к учебным тренажерам для моделирования технологических неисправностей и может использоваться для отработки и демонстрирования навыков диагностического обслуживания, настройки, ремонта схемы автоматического управления линейными кранами магистрального газопровода. Задачей заявляемого изобретения является повышение профессионального уровня работника нефтегазовой отрасли в обслуживании крановых узлов с системами автоматического управления, обеспечение безопасности людей и повышение эффективности поиска и устранения неисправностей при обслуживании крановых узлов магистрального газопровода. Технический результат изобретения - моделирование технических неисправностей на базе учебно-испытательной установки по настройке схемы управления краном с системой автоматического управления. В установке применен малогабаритный кран DN-57 магистрального газопровода, что позволяет достичь компактности узла управления с пневмоприводом, при этом все узлы и элементы установки размещены в учебной аудитории, а компрессор установлен вне учебной аудитории. Учебно-испытательная установка управляется с электропневматического узла управления, шкафа местного управления и дистанционно, с помощью системы автоматического управления компрессорного цеха через персональный компьютер. 2 ил.

Учебно-испытательная установка по настройке схемы управления краном магистрального газопровода с системой автоматического управления, включающая электронную схему управления приводом крана, содержащую датчик и измерители положения рабочего органа, отличающаяся применением малогабаритного крана DN-57 с выключателем конечным электромагнитным и постоянными магнитами, управляемого через персональный компьютер посредством системы автоматического управления компрессорного цеха с контроллером, а также по месту, через электропневматический узел управления краном и шкаф местного управления, включающий блок питания и модуль управления краном, при этом все узлы и элементы учебно-испытательной установки размещены в учебной аудитории, а компрессор установлен вне учебной аудитории.