Принцип действия:
При заполнении или опорожнении резервуара электрическая емкость расположенного в нем чувствительного элемента (ЧЭ) изменяется в зависимости от уровня погружения в контролируемую среду. Это изменение емкости преобразуется электронной схемой в дискретный релейный.
Достоинства:
- один вторичный преобразователь может обслуживать до 2-х датчиков;
- современная элементная база.
Средства измерения уровня раздела фаз
Интеллектуальный преобразователь разности давлений APR-2200.
Преобразователь APR-2200 предназначен для измерения разности давлений газа, пара и жидкости там, где необходимо применение мембранных сепараторов, а точки отбора импульсов давления могут быть отдалены друг от друга на несколько метров. Типичным применением являются: гидро-статические измерения уровня в закрытых резервуарах, плотности и границы фаз, а также измерение перепада давления на фильтрах, разности давлений между средами на пастеризаторах и т.п. Предлагаемые типы разделителей дают возможность произвести измерения большинства свойств сред измерения. Измерительным элементом является пьезо-резистивная кремниевая монолитная структура, отделённая от сред измерения разделительными и компенсационной мембранами, а так же самой системой дистанционного разделения. Специальная конструкция измерительного модуля обеспечивает устойчивость к ударным воздействиям измеряемым давлением и перегрузке до 4 МРа. Электронный системный блок расположен в цилиндрическом корпусе преобразователя со степенью защиты IP 65.
3.2 Средства измерения и контроля расхода
В данном процессе измеряется расход кубового продукта в емкость 1, расходы конденсата для подогрева емкостей 1, 3 и деконтатора 2.
Для измерения расхода кубового продукта применяем сужающее устройство (диафрагму) ДКС-150 (поз.3а) в комплекте с преобразователем разности давлений APR-2000 ALE (поз.3б).
Для измерения расхода конденсата применяем расходомеры Метран-350-М (поз.4а, 5а, 6а).
Cужающее устройство ДКС-150
Принцип работы:
Метод основан на том, что поток вещества, протекающего в трубопроводе, неразрывен и в месте установки сужающего устройства скорость его увеличивается. При этом происходит частичный переход потенциальной энергии давления в кинетическую энергию скорости, вследствие чего статическое давление перед местом сужения будет больше, чем за суженным сечением. Разность давлений до и после сужающего устройства - перепад давления - зависит от расхода протекающего вещества и может служить мерой расхода Достоинства и недостатки
Достоинства:
- универсальность применения. Они пригоден для измерения расхода, каких угодно однофазных, а в известной мере и двухфазных, сред при самых различных давлениях и температурах;
- удобство массового производства. Индивидуально изготовляется только преобразователь расхода - сужающее устройство. Все остальные части, в том числе;
- диффманометр и вторичный прибор, могут изготавливаться серийно; их устройство не зависит ни от вида, ни от параметров измеряемой среды;
- отсутствие необходимости в образцовых установках для градуировки;
- градуировочная характеристика стандартных сужающих устройств может быть определена расчётным путём.
Недостатки:
- квадратичная зависимость между расходом и перепадом, что не позволяет измерять расход менее 30% максимального из-за высокой погрешности измерения и затрудняет использование этих приборов для измерения расходов, изменяющихся в широких пределах;
- ограниченная точность, причём погрешность измерения колеблется в широких пределах (1,5%-3%) в зависимости от состояния сужающего устройства, диаметра трубопровода, постоянства давления и температуры измеряемой среды.
Расходомер Метран-350М
Расходомер Метран-350 (совместное производство с компанией Emerson Process Management) предназначен для работы в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами в различных отраслях промышленности, а также в системах коммерческого учета жидкостей, пара и газов.
Основные преимущества:
- простая установка в трубопровод через одно отверстие;
- установка в трубопровод без остановки процесса (специальная конструкция);
- минимальная вероятность утечек измеряемой среды;
- более низкие потери давления и меньшие длины прямолинейных участков по сравнению с расходомерами на базе сужающих устройств;
- существенное снижение стоимости монтажа и обслуживания благодаря интегральной конструкции;
- легкость взаимодействия с существующими контрольными системами или вычислителями расхода посредством интеллектуального протокола коммуникаций HART" и Mod bus;
- простота перенастройки динамического диапазона; высокая надежность, отсутствие движущихся частей.
Принцип действия расходомера Метрам-350 основан на измерении расхода и количества среды (жидкости, газа, пара) методом переменного перепада давления с использован ием осредияющих напорных трубок (далее сенсор) моделей An nubar Diamond II4- (4 поколение) и Annubar485(5 поколение), на которых возникает перепад давлений, пропорциональный расходу. Сенсор устанавливаются перпендикулярно направлению потока, пересекая его по всему сечению.
3.3 Приборы для измерения температуры
В настоящем процессе автоматизации особое место занимает измерение температуры в деконтаторе 2. Требования, предъявляемые к температуре, лежат в пределах изменения 97 Поэтому в качестве датчиков используем термопреобразователи сопротивления платиновые ТСП Метран-276 (поз. 7а,8а,9а), так как у них более высокая точность измерения. Измерение температуры термометром сопротивления основано на изменении электрического сопротивления проводников или полупроводников с изменением температуры. Зная эту зависимость, можно определить температуру среды, в которую помещен термометр сопротивления. При увеличении температуры сопротивление ряда чистых металлов возрастает, а полупроводников снижается.
Принцип действия термометра сопротивления основан на свойстве металлов изменять свое сопротивление при изменении температуры. Изменение температуры медного чувствительного элемента фиксируется вторичным прибором, имеющим шкалу, градуированную в градусах Цельсия, в измерительную схему которого включен термопреобразователь сопротивления.
Термопреобразователи сопротивления конструктивно состоят из жезла (защитная арматура - сталь 12Х18Н10Т) со встроенным чувствительным элементом (термопреобразователь сопротивления) и головки. Головка - из алюминиевого сплава, с разъёмом или без него.
Технические характеристики:
- градуировка- 100 П;
- предел измерения - -50ч+200 °С;
- класс точности - 0,5;
- зависимость выходного сигнала от температуры- линейная
- схема подключения 2-х, 3-х, 4-х проводная
- материал защитной арматуры 12Х18Н10Т
- маркировка взрывозащиты 1ЕхdIICT6 X
- степень защиты термопреобразователя от воздействия пыли и воды IP65 по ГОСТ 14254
- потребляемая мощность не более 0,009кВт - для термопреобразователей обыкновенного исполнения
- средний срок службы не менее 8 лет
- климатическое исполнение по ГОСТ 15150: УХЛ3.1 (температура окружающей среды -10...+60°С, атмосферное давление 84...106.7 кПа, относительная влажность до 95% при +35°С и более низких температурах без конденсации влаги).
- по виброустойчивости - групппа N3 по ГОСТ 12297
Чувствительные элементы термометров сопротивления представляют собой тонкую медную или платиновую проволоку, намотанную бифилярно на специальный слюдяной, фарфоровый или пластмассовый каркас. Для предохранения от внешних воздействий чувствительные элементы заключают в металлическую трубку с литой головкой, в которой смонтированы выводы концов обмотки для их подключения к соединительным проводам.
3.4 Приборы для измерения давления
Для измерения и сигнализации давления в емкостях использован электроконтактный манометр MS-100L (поз.16а,17а). Обоснование выбора:
1) широкий диапазон измеряемых давлений;
2) класс точности 1,5 (параметр давление не является основным при проведении процесса, а служит для сигнализации о низком давлении в емкостях);
3) предел измерения 0-0,3МПа.
Устройство и принцип работы:
В трубчато-пружинном манометре чувствительным элементом является трубчатая пружина 2, представляющая собой полую трубку овального или эллиптического сечения, согнутую по дуге окружности па 180--270° [3, стр. 28].
Малая ось эллипса трубки расположена параллельно, а большая ось - перпендикулярно плоскости чертежа. Один конец трубчатой пружины жестко соединен с держателем 1, укрепленным винтами в круглом корпусе 3 манометра. Держатель имеет резьбовой ниппель, предназначенный для крепления прибора на трубопроводе или аппарате, в котором измеряется давление. Свободный конец трубчатой пружины 2 закрыт пробкой 6 с шар-нирной осью и запаян. Свободный конец пружины поводком связан с передаточным механизмом 7, состоящим из зубчатого сектора и сцепленной с ним шестеренки, на ось которой насажена стрелка 4.
Для устранения мертвого хода стрелки, вызванного люфтами в соединениях, передаточный механизм снабжен упругим спиральным волоском 5. Внутренний конец волоска крепится на оси стрелки, а внешний -- на неподвижной плате механизма. Волосок постоянно прижимает шестеренки со стрелкой в направлении, противоположном перемещению звеньев механизма под действием давления, что устраняет влияние люфтов в соединениях, и стрелка прибора начинает перемещаться одновременно с отклонением чувствительного элемента.
4. Методы проверки приборов и средств автоматизации
Метод внешнего осмотра. Это наиболее распространенный способ. Путем внешнего осмотра аппаратуры проверяют состояние электрического монтажа (отсутствие повреждений изоляции, обрывов, замыканий, подгорании, пробоев), внешний вид деталей (резисторов, конденсаторов, полупроводниковых элементов и др.), наличие предохранителей, их исправность и соответствие номинальным данным, свечение ламп, отсутствие искрений, степень нагрева элементов и т. д. Способ эффективен при наличии внешних признаков отказов.
Метод замены. Подозреваемые блоки, узлы, электровакуумные приборы заменяют исправными. Достоинства способа--простота реализации и быстрота проверки. Недостатки -- необходимость иметь большой запасной комплект исправных блоков, элементов и возможность выхода из строя вновь установленного из-за не устраненного отказа.
Метод промежуточных измерений. При этом способе с помощью контрольно-измерительной аппаратуры измеряют напряжения, токи, сопротивления, снимают осциллограммы в различных точках. Результаты измерений сравнивают с данными эксплуатационной документации и делают вывод о состоянии элемента.
Метод характерного признака. Сущность состоит в том, что на вход контролируемого устройства подают сигнал с определенными, заранее заданными характеристиками. По характерным признакам выходного сигнала судят о месте повреждения.
4.1 Дефекты основных типовых средств автоматизации
В системах автоматического управления (САУ) чаще всего выходят из строя пультовые переключатели, датчики, диоды, триоды, проводка вторичной коммутации пультов, особенно в случаях заниженного сечения проводов коммутации, предохранители, цепи вторичной коммутации, исполнительные механизмы, электромагнитные приводы клапанов, защитная аппаратура приводов задвижек и механизма задвижек. Менее распространены повреждения мест присоединения на клеммниках конечных и путевых выключателей, а также на релейно-контактной аппаратуре.
Все неисправности в системе САУ сводятся к ограниченному числу элементарных неисправностей, которые классифицируют следующим образом:
а) обрывы цепей в кабеле, проводе, в местах присоединения (аппарат, реле, клеммник и др.) и внутри аппарата или прибора;
б) короткое замыкание между разными цепями одного напряжения, цепями разных полюсов в системе одного напряжения и полюсов разных систем напряжений, токоведущими частями и корпусом или па землю, сигнальными или рабочими контактами реле и аппаратом (ложные замыкания);
в) нарушение функции контактов (повышено переходное сопротивление контактов, переключающие контакты не дают надежного соединения, запаздывают в действии, перекрываются или замкнулись между собой);
г) неисправность электрических элементов: резисторов; конденсаторов; полупроводниковых приборов (диод, триод); катушек реле аппаратов; сигнальных ламп и арматуры; вспомогательных электродвигателей, предназначенных для управления или регулирования; измерительных приборов;
д) неисправность механической части аппаратуры, установленной в рабочих помещениях (кнопка управления, конечный выключатель, датчики, исполнительный механизм и др.); аппаратуры, смонтированной на пульте управления (переключатель, тумблер, кнопка управления и др.); аппаратуры, установленной в распределительных пультах (реле, автомат, магнитный пускатель).