8 800 250-01-54

E-mail: zakaz@promhimtech.ru (Для подачи заявки)

Интеллектуальная система управления технологическим процессом StarPac 3 (регулирующий клапан, заменяющий собой клапан и расходомер)

Навигация по статье:

Что такое StarPac?

Все три элемента контура регулирования интегрированы в одном устройстве
1. Измерительные устройства (Датчики)
2. Контроллер (РСУ или ПЛК)
3. Исполнительное устройство (Регулирующий клапан )

  • Встроенные датчики измерения процесса.
  • Одноконтурный ПИД регулятор.
  • Регулирование с низкой инерционностью.
  • Расчет на основании данных реальных лабораторных тестов для каждого клапана.
  • Высокоточный регулирующий клапан.
  • Диагностика клапана и процесса.

Основные особенности StarPac

Высокоэффективный Интеллектуальный Клапан

Регулируемые параметры процесса:

  • Массовый / Объемный расход газа
  • Массовый / Объемный расход жидкости
  • Внешний параметр (Уровень/Температура/Давление…)
  • Положение клапана
  • Перепад давления на клапане
  • Давление перед клапаном (Р1)
  • Давление после клапана (Р2)

Простота Внедрения и Запуска

  • Управление посредством аналогового сигнала (4-20 тА) Цифровой протокол Modbus
  • Интерфейсы
  • Местный ЖКИ и клавиатура
  • USB и инфракрасный порт
  • Коммуникация со станции оператора (Modbus)

ПО StarTalk®

  • Возможность применения с разными типами клапанов
  • Седельные / Сегментные / Заслонки / Шаровые Ду от 1/г” до 24” (Ду 15 — Ду 600) или выше по запросу Класс давления ANS1150-2500 (Ру 16 — Ру 420)

Одной из основных особенностей является контур регулирования с низкой инерционностью.
Рассмотрим инерционность системы на примере обычного душа.
Когда Вы включаете душ, температура воды не принимает нужное значение мгновенно, и Вам требуется установить нужную температуру (уставка регулирования) добавлением горячей либо холодной воды.
Например, добавляя горячую воду, необходимо понемногу (несколькими шагами) поворачивать красный кран, и, затем, ждать пару секунд пока Вы не почувствуете изменение температуры — это и есть инерционность системы!
StarPac исключает инерционность, так как датчики расположены внутри регулирующего органа и контроллер считывает их показания 16 раз в секунду! Таким образом, StarPac является превосходным решением для систем, где необходимо быстрое регулирование.

Концепция StarPac

Типовой контур регулирования состоит из следующих трех элементов:

Измерительные устройства (Датчики)

Регулятор (в РСУ или ПЛК)

Регулирующий клапан (Исполнительный орган)

Проблема:

  • Инерционность измерения: время необходимое приборам, чтобы определить отклонение в процессе
  • Инерционность передачи данных: скорость передачи данных в РСУ от датчиков и от РСУ на регулирующий клапан.
  • Время обработки сигнала: скорость вычисления в РСУ ~ 1/сек.

Варианты автоматизации: Традиционный vs Интегрированный

Как работает StarPac?

Концепция StarPac разработана компанией Valtek в 1987, когда первые образцы были спроектированы, изготовлены и испытаны. Главной задачей было определить правильное местоположение датчиков давления и разработать точные уравнения для компенсации погрешности измерения.

StarPac первой серии (StarPacI) имел отдельный контроллер, который использовался в комбинации с обыкновенными электропневматическим позиционером. В середине 90-х был разработан StarPac2, как интегрированный позиционер/контроллер с местным интерфейсом для удобства запуска на площадке. Сегодня выпускается серия StarPac3, в которой используется другой корпус и последние технологии для более широкого применения системы.

Каждая система StarPac проектируется под конкретное применение. Перед отгрузкой с завода, StarPac тестируется и калибруется в лаборатории, где по результатам тестов в устройство загружаются его уникальные расходные характеристики.

В памяти StarPac’a хранятся его уникальные расходные характеристики, содержащие информацию о геометрии клапана и свойствах рабочей среды, необходимую для вычисления расхода.

StarPac™ Расходные характеристики

— Хранятся в памяти устройства

Переменные:

  • ЛР поправочные коэффициенты
  • К Факторы геометрии
  • Кривые Cv
  • Fl Коррекция
  • Xt Коррекция

Св-ва рабочей среды:

  •  Молекулярный весТип среды (газ/жидкость)
  • Cp/Cv
  • Удельный вес
  • Вязкость
  • Фактор сжимаемости

StarPac вычисляет массовый расход посредством измерения перепада давления на клапане.

 

Точность и Воспроизводимость

“В вопросе управления технологическим процессом, четкость и воспроизводимость более важны чем точность.”

Цитата из “ISA Fundamentals of process control Theory”, 3rd Edition, Paul W. Murrill, page 89

Датчики StarPac

Датчик температуры

  • Термопара типа К.
  • При стандартном монтаже, датчик контактирует со стенкой корпуса клапана.
  • Опция монтажа с прямым контактом с рабочей средой.
  • Линейная хар-ка от -40°С и выше.
  • Нелинейная хар-ка ниже -40°C.
  • Возможность подключения внешнего температурного датчика к аналоговому входу StarPac.

Интерфейс и подключение StarPac

Конфигурации StarPac

Тип регулирующего клапана

Технология StarPac может быть применена с различными типами регулирующих клапанов Flowserve. С дополнительно установленными датчиками процесса клапан проходит тест в лаборатории для снятия его уникальной расходной характеристики.

Для седельных клапанов датчики давления устанавливаются непосредственно на корпус клапана, для поворотных клапанов датчики давления монтируются на специальные монтажные катушки, которые испытываются и поставляются вместе с клапаном.

  • Седельные клапаны Ду от 1/4” до 24”
  • Сегментные поворотные Ду от 1” до 12”
  • Заслонки и шаровые краны до Ду 48”

Конфигурации

Типы приводов

StarPac может быть применен с любым типом привода. Базовым приводом для StarPac является пневматический привод, хотя любой привод с позиционером 4-20 мА может быть использован:

  • Пневматические приводы.
  • Электрические многооборотные приводы.
  • Электрогидравлические приводы.
  • Любой привод, управляемый сигналом 4-20 мА.

Конфигурации

Алюминий и Нержавеющая сталь

Алюминий:

  • Стандартный материал.
  • Изотовлен литьем под давлением.
  • Эпоксидная краска (белая).
  • Возможна покраска для платформ (offshore).

Нержавеющая сталь:

  • Стал ь со рта 316 ASTM.
  • Литой корпус.
  • Не требует покраски
  • Манометры с внутренностями из нерж.стали.
  • Для платформ и коррозионных окр. сред.

Вентилируемый сброс

  • Для использования природного газа вместо воздуха КИП.
  • Электроника изолирована от газа.
  • Поставляется с обвязкой для вывода сброса газа в безопасную среду или вентиляционную систему.
  • Природный газ с содержанием сероводорода < 4 ppm.

Одноконтурная АСР

Применение StarPac

Быстрое и/или точное регулирование.

  • StarPac применяется там, где традиционный регулирующий контур недостаточно быстр из-за высокой инерционности
  • Пересчет 16 раз в секунду способствует быстрой и эффективной работе интегральной составляющей регулятора
  • Точность вычисления расхода — 2% шкалы
  • StarPac производит высокоточное регулирование с воспроизводимостью 0.25%.

Компактный монтаж

  • StarPac применим в местах с ограниченным пространством, так как для монтажа требуется пространство только в рамках общих габаритов и строительной длины клапана.
  • Не требуется место для монтажа КИП. Все измерения выполняются внутри клапана StarPac.
  • Может быть установлен сразу до или после изгибов трубопровода — прямые участки не требуются.

 

На отдаленных площадках

  • На картинке приведен пример замены ручного регулирующего клапана системой StarPac 3 с местным ПИД-регулятором.
  • Для StarPac 3 может быть использован природный газ в качестве сжатого воздуха.
  • Солнечные батареи могут быть использованы в качестве источника питания 24VDC.

Преимущества StarPac для газ-лифта

  • StarPac легко заменяет существующий ручной клапан (та же монтажная длина).
  • Встроенный системный комплект.
  • Не требуется модернизации трубопровода для врезки КИП.
  • Лучше поддержание процесса.
  • Простота конфигурации системы.
  • Возможность удаленной работы.
  • Стабилизирует подачу газа.
  • Стабилизирует давление.
  • Предотвращает пульсации.
  • Исключает скачкообразный поток.
  • Возможность использования рабочей среды вместо воздуха КИП.
  • Поддерживает оптимальный расход.
  • Увеличивает производительность.

Системы пневмотранспорта

Картинка с системой воздуходувки и дополнительным оборудованием, необходимым для системы пневмотранспорта, слева, для сравнения с системой StarPac на картинке справа.

Преимущества StarPac для систем пневмотранспорта

  • Низкие капиталовложения.
  • Быстрее срок поставки.
  • Низкие эксплуатационные затраты .
  • Возможность продувки забитых линий.
  • Нет греющихся частей в процессе сжатия воздуха.
  • Можно использовать для опрессовки системы.
  • 1 Резерв для различных систем.
  • Меньше места для монтажа.

Компактные размеры блочного оборудовния со StarPac

Профиль потока внутри седельного регулирующего клапана установлен геометрией корпуса клапана и имеет гораздо большее влияние чем профиль потока на входе клапана, поэтому StarPac может достаточно точно определять расход несмотря на бизкое расположение местных гидравлических сопротивлений: поворотов трубопровода и запорной арматуры.

В отличие от традиционных средств измерения, неважно иметь длинные прямые участки чтобы достичь точное измерение. Тесты показывают что не существует отрицательного эффекта в точности для клапанов размером до 4” установленных сразу за поворотом трубопровода или арматурой.

Программное обеспечение StarTalk ХР

StarTalk XP используется для:

  • Конфигурации как функциональности регулирующего клапана так и переменных процесса.
  • Калибровки датчиков процесса, настройки контура регулирования и функций позиционера.
  • Мониторинга процесса и состояния, изменения режима управления.
  • Диагностики как регулирующего клапана так и всего контура регулирования технологического процесса.
  • Настройки ПИД-регулятора.
  • Анализа истории работы клапана и переменных процесса.

 

Спецификации StarPac