СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
ВВЕДЕНИЕ
Студент должен:
иметь представление:
- о роли месте знаний по дисциплине в процессе освоения образовательной программы по специальности.
Цель и задачи дисциплины в подготовке техников, её связь с другими изучаемыми дисциплинами. Значение автоматического контроля и управления в технологических процессах нефтегазодобычи. Краткий обзор развития автоматизации производственных процессов добычи нефти и газа в России и за рубежом.
Методические указания.
Вторая половина ХХ века охарактеризовалась наиболее интенсивным развитием науки и техники. Масштабы и высокие темпы развития промышленности, необходимость обеспечения надёжной работы оборудования вызвали быстрое развитие средств и систем автоматизации.
В настоящее время невозможно представить промышленное производство без автоматизации.
Первоначально, использование средств автоматизации освобождало человека от непосредственного выполнения функций контроля и управления технологическими процессами, обеспечивало работу производства с более высокой скоростью, точностью, надёжностью, повышало производительность труда.
Основное развитие автоматизации в настоящее время – создание автоматизированных технологических комплексов, представляющих собой высокоавтоматизированные на базе микропроцессорной техники дистанционно управляемые объекты.
В настоящее время создаются автоматизированные системы информационно – управляющего типа, обеспечивающие повышение надёжности и эффективности управления предприятиями.
Различают три степени автоматизации: частичная, комплексная и полная.
В зависимости от функций, выполняемых автоматическими устройствами, различают следующие виды автоматизации:
- автоматический контроль;
- автоматическое управление;
- автоматическое регулирование;
- автоматическая защита;
- сигнализация;
- блокировка.
Вопросы для самоконтроля.
1. Каково состояние автоматизации технологических процессов на объектах НГДУ в настоящее время?
2. Когда впервые были использованы средства автоматизации на нефтяных промыслах?
3. Виды автоматизации?
4. Степени автоматизации?
5. Понятие автоматического контроля, автоматического управления, автоматического регулирования.
Раздел 1. АВТОМАТИЧЕКИЙ КОНТРОЛЬ.
Тема 1.1. Общие сведения об измерениях и измерительных приборах.
Студент должен:
иметь представление:
- о методах измерениях;
- о назначении ГСП и принципах её построения;
знать:
- основные метрологические понятия;
- сущность разных методов измерения;
- единицы измерения международной системы (СИ);
- погрешности измерения и способы их устранения;
- классы точности приборов;
- классификацию и определение измерительных приборов, их основные метрологические характеристики;
- определение системы ГСП, правила выбора приборов.
уметь:
- проводить обработку результатов поверки измерительных приборов;
- определять пригодность приборов к эксплуатации по максимальной приведённой погрешности;
- вводить поправки к измерениям.
Общие сведения об измерениях и классификация средств измерения. Международная система единиц (СИ). Методы измерений. Погрешности измерений и источники их появления. Методы оценки точности результата измерения.
Меры и измерительные приборы. Классификация измерительных приборов. Метрологические характеристики приборов. Поверка рабочих приборов.
Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации (ГСП). Характеристика ветвей ГСП. Выбор измерительных приборов.
Методические указания.
Измерение – познавательный процесс нахождения числового значения физической величины путём сравнения её с другой однородной величиной, принимаемой за единицу измерения.
Результат измерения можно представить как количественную информацию о качественном состоянии измеряемого объекта, с известной степенью достоверности полученную в процессе технического измерения.
Измерительные приборы – технические средства, предназначенные для измерения физических величин и имеющие нормированные метрологические характеристики.
Измерительные приборы классифицируются по измеряемым технологическим параметрам, по назначению, принципу действия и по характеру показаний.
Измерительные приборы характеризуются следующими метрологическими характеристиками: точность, чувствительность, вариация показаний, быстродействие, надёжность и погрешности измерений.
По способу числового выражения различают абсолютную, относительную, приведённую, дополнительную и допустимую погрешности.
Точность измерительного прибора определяется классом точности. Класс точности обычно выражается в процентах и численно равен предельно допустимой относительной приведённой погрешности.
Государственная система промышленных приборов и средств автоматики (ГСП) определяет направление в развитии отечественного приборостроения. ГСП – это совокупность приборов и устройств, охватывающих всю номенклатуру отечественного приборостроения, в состав которой должны входить системы контроля и регулирования технологических процессов, системы устройства вычислительной техники и приборов контроля параметров по основным отраслям.
ГСП строится по блочно – модульному принципы. В зависимости от рода энергии, используемой для формирования сигналов, ГСП разделяется на ветви: электрическую, пневматическую, гидравлическую.
Вопросы для самоконтроля.
1. Понятие измерительного прибора.
2. Классификация измерительных приборов.
3. Основные метрологические характеристики приборов.
4. По каким критериям производится выбор измерительного прибора?
5. Принципы построения ГСП.
6. Характеристика ветвей ГСП.
Литература (1, стр. 13 – 34; 2, стр. 3 – 30).
Тема 1.2. Измерение температуры.
Студент должен:
иметь представление:
- о роли и значение приборов для контроля температуры;
знать:
- температурные шкалы и единицы измерения температуры;
- классификацию приборов для измерения температуры, их устройство и принцип действия, область применения, пределы измерения;
уметь:
- выбирать необходимый термометр, определять пригодность термометра по результатам поверки.
Роль измеряемого параметра в управлении технологическим процессом добычи нефти и газа. Понятие о температуре и температурных шкалах.
Классификация приборов для измерения температуры. Термометры расширения, манометрические, электрические термометры сопротивления и термоэлектрические. Их устройство и принцип действия.
Схемы и принцип действия приборов, работающих в комплекте с термометрами сопротивления.
Особенности измерения температуры в скважинах. Глубинные термометры с местной и дистанционной регистрацией показаний. Условия безопасной работы при исследовании скважин глубинными термометрами.
Современные средства для измерения температуры.
Методические указания.
Физические свойства нефти, содержание газа и парафина, растворённых в ней, и фазовые состояния в значительной степени зависят от температуры. Поэтому контроль этого параметра необходим в процессе добычи, при промысловом сборе и первичной подготовке нефти на промыслах, а также при её транспортировании.
Температура характеризует степень нагретости вещества и связана с запасом его внутренней энергии, носителем которой являются атомы и молекулы. Возможности измерения температуры основана на теплообмене, на передаче тепла от более нагретого вещества к менее нагретому.
Все приборы, применяемые для измерения температуры, основаны на изменении свойств различных веществ в зависимости от степени их нагретости. Различают приборы, основанные на изменении объёма тела (термометры расширения); давления рабочего вещества в замкнутой камере (манометрические термометры); электрического сопротивления проводников (термометры сопротивления); термоэлектродвижущей силы (термоэлектрические термометры); лучеиспускательной способности нагретых тел (пирометры излучения).
Термометры расширения подразделяются на жидкостные и деформационные (биметаллические и дилатометрические). Жидкостные термометры построены на принципе теплового расширения жидкости, заключённой в небольшом закрытом стеклянном резервуаре, который соединён с капиллярной трубкой. Деформационные термометры основаны на относительном удлинении под влиянием температуры двух металлических тел с различными температурными коэффициентами линейного расширения.
Принцип работы манометрических термометров основан на зависимости давления жидкости, газа или пара с жидкостью в замкнутой системе постоянного объёма от температуры. Манометрический термометр представляет собой замкнутой термометрическую систему, заполненную рабочим веществом и состоящую из термобаллона, трубчатой пружины и соединительной капиллярной трубки.
Действие термоэлектрических термометров (термопар) основано на явлении термоэлектрического эффекта, при котором два разнородных проводника спаяны между собой одними концами, а другие концы образуют термоэлемент, называемый термопарой.