Автоматизация

Принцип действия расходомера Метран-350 основан на измерении расхода и количества среды (жидкости, газа, пара) методом переменного перепада давления с использованием осредняющих напорных трубок (далее сенсор) моделей Annubar Diamond 11+ (4 поколение) и Annubar 485 (5 поколение), на которых возникает перепад давлений, пропорциональный расходу. Сенсор устанавливается перпендикулярно направлению потока, пересекая его по всему сечению. По назначению расходомеры делятся на модели: Метран-350-MFA, Метран-350-М - для измерения массового расхода, накопленной массы жидкостей, пара и газов, а также объемного расхода и накопленного объема газов, приведенного к стандартным условиям по ГОСТ 2939. Дополнительно расходомеры этих моделей измеряют суммарный накопленный объем и массу, абсолютное (избыточное) давление, перепад давлений и температуру рабочей среды; Метран-350-SFA, Метран-350-Р - для измерения объемного расхода жидкостей пара и газов в условиях эксплуатации. Дополнительно расходомеры этих моделей измеряют перепад давлений на сенсоре.

Пределы измерений массового (Fmin, Fmax) и объемного (Qmin, Qmax) расходов для воды при температуре 20°С и давлении 100 кПа; газа (воздуха) при температуре 20°С и давлении 100 кПа; пара при температуре 100°С и давлении 100 кПа приведены в таблице 4.3. Расходомеры с видом взрывозащиты взрывонепроницаемая оболочка и специальный соответствуют требованиям ГОСТ Р 51330.0, ГОСТ Р 51330.1 и выполняются с уровнем взрывозащиты - взрывобезопасный с маркировкой по взрывозащите 1ExdllCT6(T5) X.

 

Рисунок 2 – Расходомер переменного перепада давления Метран-350

 

В измерительных преобразователях давления измеряемое давление или разряжение уравновешивается силами упругого противодействия различных чувствительных элементов (трубчатые пружины, мембраны, сильфоны) деформация которых, пропорциональная измеряемому параметру, преобразуется измерительным преобразователем в унифицированный сигнал.

Измерительный (интеллектуальный) преобразователь давления серии Метран-100 предназначены для измерения давления жидкости, газа, газообразного кислорода, кислородосодержащих газовых смесей и пищевых продуктов. Диапазоны измеряемых давлений: минимальный 0.0,04 кПа, максимальный 0.100 МПа. Основная погрешность измерений до ±0,1 от диапазона измерений. Исполнения по ГОСТ 12997: обыкновенное; взрывозащищенное (Ех, Вн). Преобразователи обеспечивают непрерывное преобразование в унифицированный аналоговый токовый сигнал (0.5 мА, 4.20 мА) и (или) цифровой сигнал в стандарте протокола HART, или цифровой сигнал на базе интерфейса RS485 следующих входных величин: избыточного давления (Метран-100-ДИ); абсолютного давления (Метран-100-ДА); разрежения (Метран-100-ДВ); давления-разрежения (Метран-100-ДИВ); разности давлений (Метран-100-ДД); гидростатического давления (Метран-100-ДГ)

Рисунок 3 – Измерительные (интеллектуальные) преобразователи давления серии Метран-100

 

Волноводный уровнемер серии Метран-3300.Волноводные уровнемеры серии 3300 - это интеллектуальные приборы, построенные на основе волноводной технологии и обеспечивающие надежные измерения уровня жидкостей и взвесей в сложных условиях эксплуатации. Основные достоинства: точность измерений не зависит от диэлектрической проницаемости, плотности, температуры, давления и рН; различные типы зондов позволяют применять преобразователь в резервуарах с внутренними конструкциями, турбулентностью, пеной и для сред, которые образуют пленку на зонде; надежное измерение уровня сыпучих веществ (гранулы, порошки); простота установки; возможность одновременного измерения уровня внешней поверхности и поверхности раздела двух жидкостей; надежность измерений в условиях высокой турбулентности или вибраций.

Измеряемые среды: жидкие (вода, водные растворы, сжиженный газ, кислоты и др.). Диапазон измерений уровня от 0,1 до 23,5 м. Выходной сигнал: 4.20 мА с цифровым сигналом на базе HART-протокола. Погрешность измерений уровня: ±5 мм для зондов <5 м; ±0,1 % от измеряемого расстояния для зондов >5 м. Исполнения: обыкновенное, взрывозащищенное. Маркировка взрывозащиты: искробезопасная цепь 0ExiaIICT4; взрывонепроницаемая оболочка 1Exd[ia]IICT6. Степень защиты от воздействия пыли и воды - IP66 Уровнемеры применяются в следующих отраслях промышленности: пищевая промышленность и производство напитков, фармацевтическая, химическая, контроль питьевой воды.

Принцип действия волноводных уровнемеров основан на технологии рефлектометрии с временным разрешением (TDR - Time Domain Reflectometry). Микроволновые радиоимпульсы малой мощности направляются вниз по зонду, погруженному в технологическую среду, уровень которой нужно определить. Когда радиоимпульс достигает среды с другим коэффициентом диэлектрической проницаемости, из-за разности коэффициентов диэлектрической проницаемости воздуха и жидкости происходит отражение микроволнового сигнала в обратном направлении. Временной интервал между моментом передачи зондирующего импульса и моментом приема эхо-сигнала пропорционален расстоянию до уровня контролируемой среды. Аналогичным образом измеряется расстояние между датчиком и границей раздела двух жидких сред с различными коэффициентами диэлектрической проницаемости. Интенсивность отраженного сигнала зависит от диэлектрической проницаемости среды. Чем выше диэлектрическая проницаемость, тем выше интенсивность отраженного сигнала. Радарный метод имеет ряд преимуществ по сравнению с другими методами измерения уровня: радиоимпульсы практически невосприимчивы к составу среды, атмосфере резервуара, температуре и давлению. Поскольку радиоимпульсы направляются по зонду, эта технология измерения может с успехом применяться для малых и узких резервуаров, а также для резервуаров с узкими горловинами. Выходной сигнал аналоговый 4.20 мА, цифровой по протоколу HART. Давление процесса от -0,1 до 4,0 МПа. Температура процесса от -40 до 1500С. Диапазон измерения от 0,1 м до 23,5 м (зависит от типа зонда). Погрешность измерения ±5 мм для зондов <5 м; ± 0,1% для зондов > 5 м.

 

 

Рисунок 4 – Волноводный уровнемер серии Метран-3300

 

Концентратомер микропроцессорный КC-1-3к предназначен для определения концентрации различных электропроводящих химических растворов в любом диапазоне, имеющих однозначную зависимость удельной электропроводности от их концентрации. Основные характеристики концентратомеров КС-1-3к приведены в таблице 1.

 

Таблица 1 - Характеристики концентратомеров КС-1-3к

 

Характеристика	Значение
Измеряемый компонент	анализируемые растворы: кислоты H2SO4; HQ; HN03; соли Nad; щелочь NaOH
Контролируемая среда	жидкости: температура 0...100°С; давление до 0,5 МПа
Форма представления информации	выходной сигнал: 0.5 мА; 4.20 мА; интерфейс RS232
Пределы измерения	H2SO4 - 0...75%; HCl - 0...40%; HNO3 - 0...60%; NaCl - 0...25%; NaOH - 0...40%; удельная электрическая проводимость: 100...1000 мСм/м; 1000...10000 мСм/м; 10000...100000 мСм/м
Погрешность	±0,4...2%

 

 

Рисунок 5 - Концентратомер микропроцессорный КC-1-3к

 

Термопреобразователь сопротивления ТСМУ Метран-274 предназначен для измерения температуры нейтральных и агрессивных сред, по отношению к которым материал защитной арматуры является коррозионностойким. Чувствительный элемент первичного преобразователя и встроенный в головку датчика измерительный преобразователь преобразует измеряемую температуру в унифицированный выходной сигнал, что дает возможность построения АСУТП без применения нормирующих преобразователей. Термопреобразователи характеризуются линейной зависимостью выходного сигнала от температуры.

Термопреобразователь сопротивления ТСМУ Метран-274. Измерение температуры термопреобразователями сопротивления (ТС) основано на изменении электрического сопротивления полупроводников или проводников с изменением температуры. Зависимость сопротивления от температуры определяется номинальной статической характеристикой. Зная эту зависимость, можно по значению сопротивления определить температуру среды, в которую помещен термопреобразователь сопротивления. Диапазон измеряемых температур -50...150°С. Номинальная статическая характеристика (НСХ) 100М. Класс допуска (по ГОСТ 665194) – В. Длина монтажной части 120-200м

Рисунок 6 – Термопреобразователь сопротивления ТСМУ Метран-274

 

Краны шаровые с электроприводом предназначены для использования в качестве запорной и регулирующей арматуры для газообразных и жидких сред в системах автоматического регулирования. Механизмы имеют взрывобезопасный уровень с видом взрывозащиты «Искробезопасная цепь» и «Взрывонепроницаемая оболочка» с маркировкой I Exibd II BT4. Климатическое исполнение механизмов «У2», «Т2». Степень защиты механизмов IP54 по ГОСТ 14254-96 обеспечивает работу механизма при наличии в окружающей среде пыли и брызг воды. Рабочее положение механизмов - любое, определенное положением трубопроводной арматуры. Механизмы изготовляются с одним из следующих блоков сигнализации положения выходного вала: реостатным БСПР, индуктивным БСПИ, токовым БСПТ - с унифицированным сигналом 0…5 мА, 0…20 мА, 4…20 мА по ГОСТ 26.011-80. Нелинейность датчиков блоков сигнализации положения ±2,5 %.

 

Рисунок 7 – Шаровый кран с электрическим исполнительным механизмом МЭОФ

 

Светосигнальная арматура АМЕ применяется для сигнализации крайних положений регулирующих органов, сигнализации работы оборудования, а также в системах аварийной и предупредительной сигнализации. Номинальное напряжение переменного и постоянного тока 24В.

 

 

Рисунок 8 – Светосигнальная арматура АМЕ

 

Пост кнопочный ПКЕ 222. Пост управления кнопочный ПКЕ-222-3 предназначен для коммутации электрических цепей управления переменного тока напряжением до 660 В частотой 50 и 60 Гц и постоянного тока напряжением до 440 В. Посты управления кнопочные ПКЕ устанавливают как на подвижных, так и на неподвижных частях стационарных установок. Номинальный ток 10 А. Номинальное напряжение переменного тока частотой 50 или 60 Гц: 660 постоянного тока: 440.

 

 

Рисунок 9 - Пост кнопочный ПКЕ 222

 

Магнитный пускатель ПМЕ 222. Пускатели электромагнитные ПМЕ осуществляют защиту управляемых электродвигателей от перегрузок недопустимой продолжительности и от токов, возникающих при обрыве одной из фаз. Пускатели пригодны для работы в системах управления с применением микропроцессорной техники при шунтировании включающей катушки помехоподавляющим устройством или при тиристорном управлении. Предназначены для дистанционного пуска непосредственным подключением к сети и отключения трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором. Дополнительные функции: реверсирование, при наличии тепловых реле — защита двигателей от перегрузок недопустимой продолжительности, в т. ч. возникающих при выпадении одной из фаз, изменение схемы включения обмоток Y/A.  
предназначены для применения в стационарных установках для дистанционного пуска непосредственным подключением к сети, остановки и реверсирования трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором переменного напряжения 660 В частоты 50 и 60 Гц. При наличии трехполюсных тепловых реле серий. 

 

 

Рисунок 10 - Магнитный пускатель ПМЕ 222

 

Вторичный измерительный прибор «Сосна-003». Данные приборы применяют для измерения и регулирования температуры, давления, расхода и др.физические величины значения которых могут преобразоваться в унифицированные сигналы 0-5 мА, 4-20 мА. Все данные приборы имеют встроенный интерфейс RS 232/RS485 предназначенный для связи по цифровому каналу с персональным компьютером. Класс точности 1. количество аналоговых входов — 1 - 3 (если универсальный вход, то только 1)

 

 

Рисунок 11 - Микропроцессорный контроллер Сосна-003

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Выбор модулей ввода/вывода  контроля

 

Модульные программируемые контроллеры Simatic S7-300 предназначены для построения систем автоматизации низкой и средней степени сложности. Области применения контролеров Simatic S7-300/S7-300C охватывают автоматизацию технологических процессов пищевой промышленности, автоматизацию машин специального назначения; автоматизацию текстильных и упаковочных машин; построение систем автоматического регулирования и позиционирования; автоматизированные измерительные установки и другие.

Контроллеры Simatic S7-300 имеют модульную конструкцию и могут включать в свой состав:

1) Модуль центрального процессора (CPU). В зависимости от степени сложности решаемой задачи в контроллерах могут быть использованы различные типы центральных процессоров, отличающихся производительностью, объемом памяти, наличием или отсутствием встроенных входов-выходов и специальных функций, количеством и видом встроенных коммуникационных интерфейсов.

2)Модули блоков питания (PS), обеспечивающие возможность питания контроллера от сети переменного тока напряжением 120/230 В или от источника постоянного тока напряжением 24/48/60/110 В.

3)Сигнальные модули (SM), предназначенные для ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов с различными электрическими и временными параметрами.

4)Функциональные модули (FM), способные самостоятельно решать задачи автоматического регулирования, позиционирования, обработки сигналов. Функциональные модули снабжены встроенным микропроцессором и способны выполнять возложенные на них функции даже в случае остановки центрального процессора программируемого контроллера.

5)Интерфейсные модули (IM), обеспечивающие возможность подключения к базовому блоку (стойка с CPU) стоек расширения ввода-вывода. Контроллеры Simatic S7-300 позволяют использовать в своем составе до 32 сигнальных и функциональных модулей, а также коммуникационных процессоров.