تبلیغات
وبلاگ مختص رشته تکنولوژی صنایع شیمیایی - عنوان آزمایش:كنترل دبی و سطح مایع
وبلاگ مختص رشته تکنولوژی صنایع شیمیایی

 


عنوان آزمایش:كنترل دبی و سطح مایع LEVEL CONTROL

هدف آزمایش: محاسبه ثابت زمانی سیستم درجه اول

 

تئوری آزمایش:

الف-كنترل كننده سح مایع Level Controllers

در دستگاه تفكیك گاز ازنفت

كنترل كننده سطح مایع یا لوله كنترولر دستگاهی است كه ارتفاع سطح مایع را به میزان دلخواه نگه می دارد. با استفاده از این دستگاه می توان ارتفاع مایع را در یك جداكننده یا برج تفكیك یا مخزن در اندازه دلخواه و مورد نظر تنظیم كرد.

میزان ارتفاع سطح نفت در یك دستگاه تفكیك یكی از عوامل مهم در دستگاه تفكیك گاز و نفت است. اگر سطح نفت در دستگاه تفكیك پایین باشد زمان اقامت نفت در دستگاه تفكیك كم شده و در نتیجه زمان لازم جهت تفكیك گاز و نفت وجود ندارد علاوه بر این اگر سطح نفت در دستگاه تفكیك خیلی پایین بیاید گاز از لوله نفت خروجی خارج می شود و علاوه بر ایجاد اختلال در تفكیك گاز و نفت برای مراحل تفكیك بعدی نیز ایجاد مشكل می كند،

اما اكر سطح نفت در دستگاه تفكیك بالا باشد باز هم عمل تفكیك به خوبی انجام نشده و ممكن است نفت همراه با گاز از لوله گاز خروجی خارج شده و ایجاد مشكل كند پس سطح نفت در دستگاه تفكیك باید در یك حد نرمال و ایده آل ثابت نگه داشته شود.

 

اما چگونه می توان سطح نفت را در دستگاه در حد مورد نظر نگه داشت؟

این عمل با استفاده از دستگاه كنترل كننده سطح مایع یا لوله كنترولر صورت می گیرد كه احساس كار آن به صورت زیر است:

یك استوانه تو خالی به دستگاه تفكیك متصل می شود. با استفاده از قانون ظروف مرتبطه اگر چند ظرف تو خالی به یكدیگر متصل باشند صرف نظر از قطر آنها ارتفاع مایع در همه آنها یكسان خواهد بود پس میزان ارتفاع نفت در داخل دستگاه تفكیك و این نوع استوانه تو خالی برابر است.

و هر تغییری كه در سطح نفت دستگاه تفكیك ایجاد شود در ظرف استوانه ای هم  ایجاد می شود. در استوانه تو خالی یك استوانه غوطه وری به نام دیسپلسیر   قرار می گیرد.

بر اساس قانون ارشمیدس كه می گوید (وقتی جسمی وارد یك مایع می شود به اندازه مایع هم حجم جسم از وزن آن جسم كاسته می شود) وقتی سطح نفت در استوانه بالا و پایین می شود وزن دیسپلسیر كم و زیاد شده و متناسب با سطح مایع به طرف بالا و پایین حركت می كند كه این حركات با استفاده از اهرم هایی به دستگاه كنترل كننده سطح مایع منتقل می شود كه با استفاده از هوای فشرده كار می كند.

و به این ترتیب تغییرات ارتفاع مایع به دستگاه كنترل كننده سطح مایع منتقل شده و این دستگاه بر اساس این تغییرات بازدهی از هوای فشرده تشكیل می دهد كه روی شیر خود كار نفت ورودی یا خروجی دستگاه اثر گذاشته و با باز و بسته كردن آن سطح نفت در دستگاه تفكیك را درحد لازم نگه می دارد.

طبق شكل زیر تغییرات سطح نفت به كنترل كننده سطح مایع منتقل می شود و این دستگاه متناسب با این تغییرات شیر خود كار نفت ورودی را باز و بسته كرده ومیزان نفت ورودی دستگاه را تغییر می دهد تا سطح نفت ثابت بماند.

 

كنترل كننده سطح در آزمایشگاه:

سیستمی شامل یك مخزن آب و دو عدد ظرف به هم متصل است اگر دو ظرف به هم ارتباط داشته باشند سیستم درجه دوم است در غیر اینصورت سیستم درجه اول است و ا زطریق یك پمپ آب وارد یهك ظرف می شود و خود ظرف نیز از طریق لوله ای به تامك متصل لست در سر راه ورود آب هب  ظرف كنترل كمده ای وجود دارد كه می تواند ارتفاع آب را در ظرف كنترل كند.

كنترلی كه قرار است انجام دهیم روی ظرف مایع در ظرف یك است و طبق رابطه  ارتفاع آب با بالا رفتن قطر در مخزن روی كف ان ایجاد یك فشاری می نماید و این فشار تئسط ترنسمیتر درج شده است و تبدیل به میلی آمپر می گردد و این میلی آمر ئارد كمترولر می شود و پس از مقایسه با مقدار مقرر موجب عمل كردن شیر كنترولر می شود و به ان دستور باز یا بسته شدن را می دهد، میلی امپر فرستاده شده می تواند از 4 میلی آمپر(شیر كنترل كاملا باز است) تا 20 میلی آمپر (شیر كنترل كاملا بسته است) تغییر كند و مراحل كنترل به دین صورت است كه setting  را برابر 50 درصد قرار می دهیم یعنی ظرف تا 50 درصد ارتفاع می گیرد و چون ظرف 28.8 سانتی متر اتفاع دارد بنابر این سطح مایع باید حدود 14.5 باشد.

ابتدا یك كنترل تناسبی در نظر گرفته و  و  را برابر صفر قرار می دهیم. و   های مختلف به سیستم می دهیم و بهترین  دراین حالت را مشخص خواهیم كرد و در مرحله بعد كنترل كننده هاای انتگرالی و مشتقی را وارد می كنیم و در این حالت سرعت عمل كنترل كننده بیشتراست و فاصله نوسانات كم می گردد و در این حالت Off Set را گاهی صفر و گاهی سه در نظر می گیریم و هیچگاه بیش از 5 درصد نمی باشد و این بهترین نحوه كنترل سطح است.

شرح آزمایش:

سیستمی شامل یك مخزن آب و دو عدد ظرف كه با شیر به هم متصل است را در نظر می گیریم از طریق یك پمپ آب از تانك به ظرف فرستاده می شود و از ظرف نیز شیری به تانك باز می شود و چرخه ای از آب به این وسیله تشكیل شده است. در سر راه ورود آب به ظرف كنترل كننده ای به یك ظرف. كنترل كننده ای به كنترل والو فرمان باز یا بسته شده را می دهد.

بر روی كنترل برد Setting  را برابر 50% تعیین می كنیم وچون ظرف دارای ارتفاع 28.8 است لذا منظور50%  از 14.5 می باشد. و ابتدا كمترل تناسبی انجام می دهیم بطوری كه  را برابر 0.8 تعیین كرده ایم و  را برابر صفر در نظر می گیریم و مشاهده گردید كه میلی آمپر مرتب از 20 به 4 رفت و بر گشت می كمد كه در نتیجه ان شیر كمترل باز و بسته می شود پس این  مقدار خوبی نیست حال  را روی 1.1 قرار می دهیم كه درنتیجه آن  از 8 الی 18 تغییر می كند.

حال را برابر 20 درنظر می گیریم در این حالت میلی امپر از 8 شروع می شود و به مرور بالا می رود كه در نتیجه ان شیر كم كم بسته می شود و در این حالت سطح بالاتر از 14.5 می رود و كنترل خوبی صورت نمی گیرد.

آنگاه  را برابر 1.1 انتخاب كرده و  را برابر 6 و   را برابر 25 را برگزیدیم در این حالت سرعن عمل كنترل وال بیشتر می شود و فاصله نوسانات كم می شود و در این حالت Offset گاهی صفر و گاهی 1% و گاهی 3% است و هیچگاه بیشتر از 5% نمی شود.

 

 

 

محاسبات آزمایش:

می خواهیم ثابت زمانی را بدست آوریم  حال دبی های مختلف را اندازه گیری می كنیم و تغییرات دبی را نسبت به ارتفاع رسن خواهیم كرد كه خطی برست می اید كه شیب آن برابر   است و سپس  را محاسبه و در نهایت با توجه به فرمول زیر مقدار  را محاسبه خواهیم كرد.

 

 

0.19

0.208

0.228

0.24

0.26


0.015

0.038

0.075

0.107

0.145


 

 


روشهای كنترل:

       ×دستی  

       ×اتوماتیك

 

حلقه كنترل:

عناصر تشكیل دهنده حلقه كنترل عبارتند از :

       × آشكار ساز

       ×تقویت كننده ها 

       ×نشان گرما و ثبت كننده ها     

       ×كنترل  كنندها

       ×عمل كننده ها

 

متغییر فیزیكی تحت كنترل

عمل كننده یا عمل كننده نهایی

كنترل كننده

FEED

 

SIGNAL

 

نشان دهنده

INPUT

CONVERTED

COMPLATD

SIGNAL

آشكار ساز

تقویت كننده

ثبت كننده

SIGNA

 

 

مبدل یا آشكار سازها یك كمیت یا یك سیگنال را می گیرند و یا آن را با یك كمیت یا سیگنال دیگری تبدیل می كند. اگر این عمل تبدیل بدون دریافت هیچگونه وسیله خارجی صورت بگیرد آن را  یا حس گر (حس كننده)گویند اشكار سازهایی كه در صنعت بكار برده می شود به چهار قسمت اصلی تقسیم می شود:

 ×آشكار سازهایی كه كمیت هایی غیر الكتریكی را به غیر الكتریكی تبدیل می كند (4  تا 20 میلی آمپر)

 ×آشكار سازهایی كه كمیت های الكتریكی را با علائم نیو ماتیك یا بادی تبدیل می كند(3  تا 15 میلی آمپر)

 ×آشكار سازهایی كه علائم نیوماتیكی یا به الكتریكی تبدیل می كند

 ×آشكارسازهایی كه علائم غیر الكتریكی را به نیوماتیكی تبدیل می كند.

آشكار سازهایی كه علائم الكتریكی را به نیو ماتیكی تبدیل می كند، علائم ورودی به صورت شدت جریان به میزان (4  تا 20 میلی آمپر) می باشد كه به یك سیگنال نیوماتیكی به میزان  (3  تا 15 PSI ) تبدیل می شود.

سیگنال

كمیت فیزكى

TRANDUCER

 

SENSON

علائم الكتریكی

مكانیكی

 

 

تقویت كنندها سیگنال خروجی از آشكار سازها را تقویت میكنند و به اتاق كنترل می فرستد.

 

TRANSDUCER

TRANSMETER

SENSOR

كمیت فیزیكی

 

 


ACTUATOR AND FINAL ELEMENT:

دستگاهی است كه دستگاه را  می گیرد و متناسب با آن جریان گرفته شده.یك عمل را انجام می دهد كه ممكن است مكانیكی یا غیر مكانیكی باشد. در مكانیكی سیگنال بصورت تغییر مكان است و در غیر مكانیكی سیگنال به صورت غیر الكتریكی است (مانند پدال ترمز)

ACTUATORS

FINAL ELEMENT

فرمان از كنترل كننده

 

 

عنصر نهایی كنترل بسته به نوع كنترل مشخص می شود كه ممكن است شیب كنترل و دروازه كنترل و محور كنترل باشد. عمل كننده یا   به سه دسته تقسیم می شود:

   ×         الكتریكی

   ×         هیدرولیكی

   ×         نیوماتیكی(بادی)

عمل كننده های نیوماتیكی: بهترین نوع عنصر عمل كننده شیر كنترل یا CONTTROL  VALVE  می باشد كه خود كنترل والو به دو دسته تقسیم می شود:

      ×        A-O (FINAL OPEN) AIR TO OPEN

       ×A-C(FINAL CLOSE) AIR TO CLOSE

 

 

VPN setup

قالب وبلاگ

دانلود رایگان