Разработка и исследование методов автоматизации измерительных процессов на автозаправочных станциях

Измерительная система– единица оборудования автозаправочной
станции (далее АЗС), предназначенная для контроля за отпуском,
поступлением и остатком топлива в РГС (резервуар горизонтальный
стальной). Измерительные системы устанавливаются на автозаправочной
станции, нефтебазе или в пунктах заправки, могут быть оснащены любым
количеством датчиков уровня топлива. Отпускаемое или поступившее
топливо измеряется системой и регистрируется контрольным устройством.
Уровнемеры имеют автоматическое дистанционное управление.
Во многих отраслях современной промышленности экономичная и
безопасная работа с высокой производительностью технологических
процессов диктует необходимость использования современных методов и
приборов измерения, которые следят за состоянием оборудования и ходом
процессов. Одной из таких задач является контроль за уровнем и расходом
жидкостей. В химическом, нефтехимическом и нефтеперерабатывающем
производствах, в пищевой промышленности, в производстве строительных
материалов, в системах экологического мониторинга и во многих других
отраслях измерение уровня жидкостей — один из ключевых моментов.
Не стоит забывать и о преимуществах использования современных
методов измерения. Применение современных автоматических уровнемеров
позволяют не только контролировать расход жидких материалов и топлива, но
и обеспечить автоматизацию процессов учета запасов и расхода, которые
раньше выполнялись операторами.
Немаловажной задачей на современных предприятиях является
оптимизация производства, сокращение расходов, что диктует всё
возрастающая конкуренция. Автоматический контроль, применение
современных приборов для измерения и контроля позволяют добиться
выполнения работы меньшим числом рабочих и в более быстрые сроки. А
повышение производительности труда ведет и к увеличению доходов.
Также своевременный контроль на предприятиях по выработке топлива,
на химических заводах даст возможность вовремя обнаружить и устранить
утечку опасного для окружающей среды вещества.
Для решения этих задач в настоящее время существует целый ряд
средств, разработанных для конкретных производств и предприятий, в
котором разнообразные указатели уровня жидкости занимают одно из первых
мест. Современные экономические условия, увеличение удельной мощности
агрегатов, снижение материалоемкости, повышение скоростей движения и
нагрузок, ужесточение экологических норм предъявляют повышенные
требования к точности и оперативности измерений, к качеству контроля и
диагностики различных агрегатов на стадии их проектирования, изготовления,
испытаний, эксплуатации и ремонта. Поэтому фирмы-производители
измерительной техники постоянно находятся в поиске новых технологий,
направленных на улучшение характеристик приборов, повышение
показателей надежности и универсальности.
Если обратиться к истории создания уровнемеров, то мы можем видеть,
что необходимость их применения появилась в далеком прошлом.
Первый простейший уровнемер был создан в 1703 году для определения
уровня воды в озерах, реках и других водоемах и получил название футшток
(от немецкого Fundstock). Его создание было вызвано развитием флота и
навигации и необходимостью изучения изменения уровня в конкретном месте
водоема, определения среднего уровня моря и установления начального
уровня для исчисления высот и глубин. Футшток — уровнемер в виде рейки
(бруса) с делениями, установленный на водомерном посту для наблюдения и
точного определения уровня воды в море, реке или озере. Первый футшток
появился в Петербурге в 1703 году, а в 1707 году появилась футшточная
служба на Котлине.
Футштоки часто используют в качестве геодезического опорного
пункта. В том числе Кронштадтский футшток выбран глобальным
геодезическим опорным пунктом и закрепляет 0 отметку высоты в Балтийской
системе высот. Позднее появился метршток, представляющий из себя шест с
отчетливо накрашенными делениями в метрах (футах), служит для измерения
небольших глубин (3- 3,5 м). Метршток до сих пор применяется на
предприятиях топливной промышленности для измерения уровня топлива в
резервуарах.
Прогресс не стоял на месте, и с дальнейшим развитием промышленности
появилась потребность в новых устройствах для изменения уровня жидкости.
В 1712 году англичанином Ньюкманом был создана первая паровая машина.
Именно двигатель Ньюкомена стал первым паровым двигателем, получившим
широкое практическое применение, с которым принято связывать начало
промышленной революции в Англии.
Простейшие визуальные указатели уровня были изобретены с
появлением паровых котлов. Уатт Джеймс (19.01.1736 — 19.08.1819) —
шотландский изобретатель — в 1764 году запатентовал первые существенные
усовершенствования к вакуумному двигателю Ньюкомена, которые сделали
его значительно более эффективным по расходу топлива, а в 1784 г. создал
универсальный паровой двигатель, имеющий черты современных паровых
машин, с непрерывным вращением с высокой эффективностью, получивший
широкое распространение именно в производственных целях и сыгравший
большую роль в промышленной революции 19 века. Он и сконструировал
первое водомерное стекло — визуальный указатель уровня жидкости.
В XX веке, с развитием науки, темпы роста промышленности быстро
ускорялись, появлялись всё новые отрасли, производства и предприятия.
Автоматизация производственных процессов требовала создания
автоматических приборов для измерения уровня жидкости.
Технология автоматического замера уровня жидкого продукта при
помощи системы слежения была разработана уже в середине 50-ых годов.
Вскоре после этого был представлен первый автоматический уровнемер для
резервуаров.
Далее различными фирмами производителями измерительной техники
были разработаны поплавковые магнитные выключатели, телеметрические
датчики уровня и байпасные указатели уровня для различных отраслей
промышленности. В дальнейшем были созданы гидростатические,
электрические, акустические, радарные, ультразвуковые и прочие
уровнемеры, сконструированные с учетом требований конкретных
производств: химической, нефте- и газодобывающей промышленности,
топливно-энергетического комплекса, фармацевтической и пищевой
промышленности, кораблестроения, машиностроения в целом, строительной
индустрии и коммунальной сферы.
В исследовании предлагается изучить возможности современных
измерительных систем, обозначить принципы, лежащие в основе
функциональных возможностей, а также провести сравнительный анализ для
выявления оптимального оборудования для использования в климатических
условиях Западной Сибири, что будет являться целью данной работы.
Таким образом, предметом исследования является уровнемер, а
объектом исследования – является разработка и исследование методов
автоматизации измерительных процессов на автозаправочных станциях
Пошаговая детальная разборка и рассмотрение каждого составляющего
уровнемера приводит к возможности детально рассмотреть использования
того или иного оборудования в разных климатических условиях и
использования для автоматизации АЗС, в чем состоит практическая новизна
данного исследования.
Исследование напрямую связано с практической работой и
возможностью реализации на объектах сети АЗС ПАО «Газпромнефть».
К задачам относятся:
− исследование и сравнение современных измерительных систем и
определение их функциональных возможностей;
− сравнение метрологических и технических характеристик
уровнемеров;
− проведение сравнительного анализа с целью выявления
оптимального оборудования для работы в Западной Сибири.