Материал: 2015 [Тынчеров] Основы автоматизации ТПНП
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Уфимский государственный нефтяной
технический университет» Филиал УГНТУ в г. Октябрьском
К. Т. Тынчеров
ОСНОВЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ НЕФТЕГАЗОВОГО ПРОИЗВОДСТВА
Учебное пособие
Уфа Редакционно-издательский центр УГНТУ
2015
УДК 622.27 ББК 33.131
Т93
Печатается по решению редакционно-издательского совета ФГБОУ ВПО УГНТУ
Рецензенты:
Л. Е. Кнеллер — заместитель генерального директора ОАО НПП ВНИИгеофизических исследований скважин (ВНИИГИС), академик РАЕН, д-р техн. наук, профессор.
Р. З. Миннигаллимов — начальник департамента добычи нефти и газа ОАО «Татойлгаз», д-р техн. наук.
Тынчеров К. Т.
Т93 Основы автоматизации технологических процессов нефтегазового производства [Текст]: учебное пособие / авт.-сост. К.Т. Тынчеров. – Уфа: РИЦ УГНТУ, 2015. – 370 с.: ил.
ISBN 978-5-93105-247-2
Учебное пособие содержит материалы теоретического (лекционного) курса по учебной дисциплине «Основы автоматизации технологических процессов нефтегазового производства» в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом по направлению 131000 «Нефтегазовое дело». Пособие охватывает все разделы учебной программы дисциплины. Помимо вводного курса в метрологию, теорию автоматов и автоматизации особый акцент сделан на изучение конкретных систем, устройств и приборов, применяемых в настоящее время, а также рассмотрены перспективные направления процессов автоматизации.
Предназначено для студентов очной и заочной форм обучения по специальности «Эксплуатация и обслуживание объектов добычи нефти», а также преподавателей дисциплины.
ISBN 978-5-93105-247-2
УДК 622.27 ББК 33.131
©Уфимский государственный нефтяной технический университет, 2015.
©К. Т. Тынчеров, 2015.
Оглавление |
|
Предисловие……………………………………………………………………. |
6 |
Введение………………………………………………………………………... |
8 |
Глава 1. Общие сведения об автоматическом управлении производствен- |
|
ными процессами, классификация систем автоматического регулирования |
|
(САР)……………………………………………………………………………. |
11 |
1.1. Основные понятия и определения теории автоматического регу- |
|
лирования.............................................................................................. |
11 |
1.1.1. Принципы регулирования………………………..................... |
14 |
1.1.2. Классификация систем автоматического регулирования….. |
18 |
1.1.3. Алгоритм (закон) регулирования……………………............. |
24 |
1.1.4. Основные требования к автоматическим системам управ- |
|
ления………………………………………………………………….. |
25 |
1.2.Передаточные функции линейной системы. Структурные схемы и их преобразования………………………………………………… 26
1.3. Статика систем автоматического регулирования………………… 31 1.3.1. Статические характеристики элементов и звеньев САР…… 31
1.3.2. Статические характеристики соединения звеньев………….. 34
1.4.Понятие об устойчивости систем автоматического регулирова-
ния…………………………………………………………………….. 39
Глава 2. Метрологические характеристики технических измерений..……... 41
2.1Основные метрологические термины и определения. Понятие измерения…………………………………………………………….. 41
2.2Виды средств измерения (СИ)……………………………………… 46
2.3Системы и единицы физических величин…………………………. 48
2.4Метрологические характеристики средств измерений. Градуи-
ровка и поверка средств измерений………………………………... 60
2.4.1.Метрологические характеристики средств измерений…….. 60
2.4.2.Градуировка и поверка средств измерений…………………. 62
Глава 3. Электрические датчики механических величин…………………… 67
3.1.Датчики линейного и углового перемещения……………………... 69
3.2.Датчики усилия ……………………………………………………... 78
3.3.Датчики скорости вращения………………………………………... 85 Глава 4. Методы и средства измерения основных технологических пара-
метров………………………………………………………………..………….. 96
4.1.Методы электрических измерений…………………………………. 96
4.2. Методы и средства измерения температуры…………………….… 100
4.3.Методы и средства измерения уровня……………………………... 113
4.4.Методы и средства измерения давления…………………………… 138
4.4.1. Методы прямых измерений давления……………………….. 144 4.4.2. Методы косвенных измерений давления…………………..... 167 4.5. Методы и средства измерения расхода…………………………….. 173
4.5.1.Расходомеры переменного перепада давления……………... 174
4.5.2.Расходомеры постоянного перепада давления……………… 180
4.5.3. Электромагнитные расходомеры…………………………….. 184
4.5.4.Ультразвуковые расходомеры……………………………….. 186
4.5.5.Расходомеры переменного уровня…………………………... 188
4.5.6.Тепловые расходомеры……………………………………….. 189
4.5.7.Вихревые расходомеры………………………………………. 190
4.5.8.Кориолисовы расходомеры…………………………………... 193 Глава 5. Методы и средства измерения вибрации……………..…………….. 197
5.1.Методы измерения вибрации……………………………………….. 197
5.2.Средства измерения вибрации……………………………………… 239
Глава 6. Измерение физико-химических свойств жидкостей и газов……… 242
6.1.Измерение физико-химических свойств нефти и пластовых вод... 242
6.1.1.Измерение физико-химических свойств нефти………….…. 242
6.1.1.1.Измерение плотности………………………………….. 244
6.1.1.2.Измерение вязкости…………………………………… 250
6.1.1.3.Измерение испаряемости……………………………… 265
6.1.1.4.Измерение сжимаемости……………………………… 275
6.1.1.5.Измерение газосодержания…………………………… 277
6.1.1.6.Измерение газового фактора………………………….. 280
6.1.2. Измерение физико-химических свойств пластовой воды..… 281
6.1.2.1. Измерение минерализации…………………………… |
283 |
6.1.2.2. Измерение плотности пластовой воды………………. |
284 |
6.1.2.3. Измерение сжимаемости пластовой воды…………… |
284 |
6.1.2.4. Измерение растворимости пластовой воды…………. |
285 |
6.1.2.5. Измерение электропроводности пластовой воды…… |
285 |
6.1.2.6. Измерение вязкости пластовой воды………………… |
285 |
6.2. Измерение физико-химических свойств газов…………………….. 285
Глава 7. Релейные элементы……...…………………………………………… 302
7.1.Электромагнитные реле постоянного и переменного тока……... .. 304 7.1.1. Электромагнитные реле постоянного тока
(нейтральные)………………………………………………………... 305 7.1.2. Электромагнитные реле постоянного тока
(поляризованные)...……….…………………………………………. 307
7.1.3.Электромагнитные реле переменного тока…………………. 311
7.2.Магнитоуправляемые контакты (герконы)……………………..….. 314 Глава 8. Передача информации в системах автоматизации…………...……. 318
8.1. |
Основные сведения о системах телемеханики………………..…… 318 |
|
8.2. |
Интерфейсы передачи данных…………………………………...…. |
328 |
Глава 9. Микропроцессоры……….…………………………………………… |
331 |
|
9.1.Основные сведения о микропроцессорах………………………….. 331
9.2.Аналого-цифровое и цифро-аналоговое преобразование инфор-
мации……………………………………………………………...….. 334 Заключение…...……………………………………………………………...…. 339 Список литературы………………….….……………………………………… 340
Приложение 1. Контрольно-измерительные материалы……………………. 345 Приложение 2. Перечень практических и лабораторных работ………...…. 363 Приложение 3. Перечень тем расчетно-графических работ (рефератов)…... 365
Приложение 4. Список основной и дополнительной литературы………….. 369