Суммарная вероятная ошибка (капсула M)

± 0,12% от шкалы при уменьшении диапазона от 1:1 до 5:1.

Полная погрешность (капсула M)

± 0,12% от шкалы при уменьшении диапазона 1:1

± 0,25% от шкалы при уменьшении диапазона 5:1

Код заказа: EJX110A- EMS5J-912NB

E- 4..20 мА

M- диапазон измерений: 0,5…100 кПа (2…400 дюймов вод. ст.)

S- материал смачиваемых деталей: Хастеллой С-276 (*2) (Диафрагма)

316L SST (Другие)

5- технологическое соединение: без рабочего штуцера (внутренняя резьба 1/4 NPT на фланцевых крышках)

J- материал болтов и гаек: углеродистая сталь ASTM-B7M

9- монтаж: горизонтальная импульсная обвязка, высокое давление слева

1- корпус усилителя: литой из алюминиевого сплава

2- электрическое соединение: два электрических соединения с внутренней резьбой 1/2 NPT без заглушек

N- встроенный индикатор отсутствует.

B- монтажная скоба: монтаж на 2-дюймовой трубе, плоская скоба



Рис. 2.1.3 Габаритные размеры датчика EJX 110A

Измерение расхода

Расходомерами называются такие приборы, которые измеряют расход вещества, т. е. количество вещества, протекающего по трубопроводу в единицу времени.

По способам измерения расходомеры можно разделить на:

- расходомеры переменного перепада давления -- приборы, принцип действия которых основан на измерении перепада давления на установленном внутри трубопровода сужающем устройстве; этот перепад давления служит мерой расхода протекающего по трубопроводу вещества;

- расходомеры обтекания -- приборы, принцип действия которых основан на восприятии динамического напора протекающего но трубопроводу вещества чувствительным элементом прибора (поплавком, поршнем, гидродинамической трубкой и т. п.|), помещенным в поток; в результате этот чувствительный элемент перемещается, и величина перемещения служит мерой расхода;

- расходомеры с непрерывным движением приемных устройств -- приборы, чувствительный элемент которых под действием динамических усилий потока совершает вращательное или колебательное движения; скорость движения чувствительного элемента служит мерой расхода;

- электрические расходомеры -- приборы, принцип действия которых основан на измерении изменяющихся в зависимости от расхода электрических параметров системы: измеряемое вещество --чувствительный элемент прибора, величина какого-либо выбранного для измерения электрического параметра служит мерой расход;

- тепловые расходомеры--приборы, принцип действия которых основан на измерении, служащего мерой расхода количеств: тепла, отданного каким-либо нагретым элементом потоку вещества;

- ультразвуковые расходомеры -- приборы, принцип действия которых основан на измерении параметров ультразвуковых колебаний, распространяющихся в потоке измеряемого вещества.

При измерении расхода выбираем метод с использованием диафрагмы, так как они просты в изготовлении и монтаже, могут применяться в широком диапазоне чисел Rе; устанавливаются на трубопровод с внутренним диаметром от 50 до 1000 мм.; неопределенность коэффициента истечения диафрагм меньше, чем у других СУ; наличие небольшого содержания кон- денсата практически не оказывает влияние на коэффициент истечения.

Сцелью уменьшения номенклатуры средств автоматизации для измерения расхода при диафрагменном методе применяем датчик перепада давления EJX110A, описание которого приводилось при рассмотрении методов измерения уровня.

Диафрагмы камерные предназначены для создания перепада давления при измерении расхода жидкостей, газов, водяного пара по методу переменного перепада давления.

Диафрагма выполняется в виде кольца. Отверстие в центре с выходной стороны в некоторых случаях может быть скошено. В зависимости от конструкции и конкретного случая диафрагма может вставляться в кольцевую камеру или нет. Материалом изготовления диафрагм чаще всего является сталь 12Х18Н10Т (ГОСТ 5632-72), в качестве материала для изготовления корпусов кольцевых камер может использоваться сталь 20 (ГОСТ 1050-88) или сталь 12Х18Н10Т (ГОСТ 5632-72).

Расчет диаметра отверстия сужающего устройства в рабочих условиях:

d = dKсу;

Коэффициент, учитывающий изменение диаметра отверстия сужающего устройства, вызванное отклонением температуры среды от 20 С:

Kсу = 1 + бtсу(t - 20);

Kсу = 1+ 10(16,466+5,360(100/1000)+3(100/1000))(100-20) = 1,001363;

Рассчитываем вспомогательные параметры:

Re=; Re=;

Re= = 33745,31;

Re= = 16872,65;

A==;

Значения верхней границы вв и нижней границы вн диапазона допускаемых значений в для выбранного типа сужающего устройства.

0,1? в ? 0,75

Выбираем при в=0,45 вв=0,5 вн=0,4

Коэффициенты скорости входа Е1 и Е2 при вв и вн соответственно

Е=1/;

Е1=1/=1,033;

Е2=1/=1,013;

Коэффициент истечения С1 при Remax и вв =0,45

С1=0,5961+0,0261•0,52-0,216•0,58+0,000521+ (0,0188+0,0063•A)• •0,53,5+ (0,043+0,08e - 0,123e)(1- 0,11A) - 0,031(M1- 0,8M)в1,3+M2= 0,601+0,00185+0,00243+0-0+0=0,615; где

А1===0,21;

для диафрагмы с угловым способом отбора L1 = =0, следовательно,

М1==0 и M2=0.

Коэффициент истечения С2 при Remax и вн =0,35

А2===0,172;

С2=0,5961+0,0261•0,352-0,216•0,358+0,000521+(0,0188+0,0063•

•0,406)•0,33,5+ (0,043+0,08e- 0,123e)(1- 0,11A) - 0,031(M1-0,8M)в1,3+M2=0,599+0,00429+0,001638+0-0+0= 0,606;

Рассчитываем поправочный коэффициент, учитывающий притупление входной кромки диафрагмы.

Возьмем радиус входной кромки диафрагмы rk так, чтобы он не превышал 0,0004d, тогда поправочный коэффициент Kп принимаем равным единице. Следовательно, Kп1 =1 и Kп2=1.

Определяем поправочный коэффициент, учитывающий шероховатость внутренней поверхности измерительного трубопровода.

Кш1- поправочный коэффициент при при Remax и вв (для диафрагм);

Кш2- поправочный коэффициент при Remax и вн (для диафрагм);

Кш=1+5,22в3,5(л -л*)

Шероховатость внутренней поверхности трубопровода определяем Rш=0,15•102 м, Rа=0,045•103 м для стальных труб с незначительным налетом ржавчины.

Рассчитываем значение Rаmax при Re =33745,31 и вв= 0,45

Так как Re > 5000 и в < 0,65

104 =

где A0,А1,А2 - коэффициенты, зависящие от числа Re

А0=8,87•-3,7114•+0,41841•+0=0,713;

А1=6,7307•-5,5844•+0,732485•+0=3,2766;

А2= -10,244•+5,7094•+0,76477•+0=35,5;

104 =0,713•0,53,2766+35,5=35,55;

Если полученное значение 104 ? 15, то принимают Ramax=15•10-4 D = =3,75•10-4;

Значение Rаmin рассчитывают 104= 7,1592-12,378в-(2,0118-3,469в)lg(Re)+

+(0,1382-0,23762в)(lg(Re))2 =0,342;

104?0 или число Re < 3•106,то принимают Ramin=0

Рассчитываем значение Rаmax при Re =71833 и вв= 0,35

Так как Re > 5000 и в < 0,65

104 =

где A0,А1,А2 - коэффициенты, зависящие от числа Re

А0=8,87•-3,7114•+0,41841•+0=0,713;

А1=6,7307•-5,5844•+0,732485•+0=3,2766;

А2= -10,244•+5,7094•+0,76477•+0=35,5;

104 =0,713•0,353,2766+35,5=35,55;

Если полученное значение 104 ? 15 , то принимают Ramax=15•10-4 D = =3,75•10-4;

Значение Rаmin рассчитывают 104= 7,1592-12,378в-(2,0118-3,469в)lg(Re)+

+(0,1382-0,23762в)(lg(Re))2 =0,424;

104 ?0 или число Re < 3•106,то принимают Ramin=0;

Так как Rа> Ramax то поправочный коэффициент Кш рассчитывают

Кш=1+5,22в3,5(л -л*);

где л и л* - коэффициенты трения, рассчитанные при действительном числе Re и значениях эквивалентной шероховатости измерительного трубопровода, равных ее действительному значению Rш.

Рассчитываем значения л и л*

л =

Для л

Аш=Rш=0,15•102 ,kD=0,26954•Rш/D=0,26954•15/0,25=16;

kR=5,035/Re=0,0710-3

л =0,075

Для л*

Аш=р•Ramax=0,471•10-3 ,kD=0,269547• р•Ramax /D=1, 587•10-3

kR=5,035/Re=0,07•10-3

л* =0,0301

Кш1=1+5,22•0,453,5(0,075-0,0301)=1,015;

Кш2=1+5,22•0,353,5(0,075-0,0301)=1,003;

Рассчитываем е1-коэффициент расширения при вв,Дp в, k, p и е2-коэффициент расширения при вн, Дp н, k, p

е =1-(0,351+0,256в4+0,93в8)

Для измеряемой среды k=1

е1 =1-(0,351+0,256•0,454+0,93•0,458)=0,9092;

е2 =1-(0,351+0,256•0,354+0,93•0,358)=0,9112;

Находим значения В1 и В2

В1=1,0212•0,61•1,018•1•0,452•0,9092=0,117;

В2=1,0081•0,605•1,007•1•0,352•0,9112=0,068;

Рассчитываем значения вспомогательных величин д1 и д2:

д1=(B1-A)/A=(0,117-0,069)/0,069=0,696;

д2=(B2-A)/A=(0,068-0,069)/0,069=-0,014;

Так как величины д1 и д2 имеют разные знаки, то расчет продолжаем.

Относительно неизвестной величины д решают следующее уравнение

А=ECKшKпв2е.

При в =0,4 рассчитываем:

Е= Е=1/=1/=1,0132;

Коэффициент истечения С при Remax и в

А2===0,165;

С=0,5961+0,0261•0,42-0,216•0,48+0,000521+ (0,0188+0,0063•A)• •0,43,5+ (0,043+0,08e - 0,123e)(1- 0,11A) - 0,031(M1- 0,8M)в1,3+M2= 0,60+0,0041+0,00281+0-0+0=0,605;

Кп=1

Рассчитываем значение Rаmax при Re =33745,31 и в=0,4

Так как Re > 5000 и в < 0,65

104 =

где A0,А1,А2 - коэффициенты, зависящие от числа Re

А0=8,87•-3,7114•+0,41841•+0=0,713;

А1=6,7307•-5,5844•+0,732485•+0=3,2766;

А2= -10,244•+5,7094•+0,76477•+0=35,5;

104 =0,713•0,353,2766+35,5=35,55;

Если полученное значение 104 ? 15 , то принимают

Ramax=15•10-4D=1,5•10-4.

Значение Rаmin рассчитывают

104= 7,1592-12,378в-(2,0118-3,469в)lg(Re)+(0,1382-0,23762в)(lg(Re))2 = =0,342;

104 ?0 или число Re < 3•106,то принимают Ramin=0

Кш = 1+5,22в3,5(л-л*)

Рассчитываем значения л и л*

л =

Для л

Аш = Rш = 0,15•102, kD=0,26954•Rш/D=0,26954•15/0,08=50,539;

kR = 5,035/Re=0,24510-3

л = 0,086

Для л*

Аш=р•Ramax=0,471•10-3 ,kD=0,269547• р•Ramax /D=1, 587•10-3

kR=5,035/Re=0,07•10-3

л* =0,0312

Кш=1+5,22•0,43,5(0,086 -0,0302)=1,012

е =1-(0,351+0,256•0,44+0,93•0,48) =0,9105

А=1,0132•0,607•1,012•1•0,42•0,9105=0,091

Рассчитываем значение в

в =(вв+ вн )/2=(0,45+ 0,35 )/2=0,4

Рассчитываем значение вспомогательной величины В.

В=ECKшKпв2е,

где расчет C и Kш выполняют при Remax,а значение е вычисляют при Дp,в, k,в.

В=1,0132•0,607•1,012•1•0,42•0,9105=0,091

Проверяем выполнение неравенства

д=<5•10-5

д==0 <5•10-5

Неравенство выполняется, следовательно, в = 0,4

Используя значение в, вычисляем диаметр отверстия сужающего устройства:

d20=вD/KСУ= 0,4•250/1,000329=99,97 (мм)=0,09997 (м)

При этом d20 находится в диапазоне допустимых значений.

Для диафрагмы с угловым способом отбора d ? 0,0125 м.

Диаметр отверстия сужающего устройства при рабочей температуре:

d=d20KСУ=99,97 •1,000329=100 мм=0,1 м.

Измерение качества

Хроматографический метод анализа предназначен для определения качественного и количественного состава смесей газообразных и жидких веществ. Метод основан на разделении исследуемой смеси на компоненты за счет различной сорбируемости компонентов при движении смеси по слою сорбента. При этом компоненты смеси газов под действием потока подвижной фазы перемещаются по слою сорбента (неподвижная фаза) с различными скоростями. Подвижная фаза представляет собой газ или жидкость, неподвижная фаза -- жидкость или твердое тело.

Метод реализован в аналитических приборах, называемых хроматографами. Неподвижная фаза в хроматографах размещена в хроматографических колонках и представляет собой твердое порошкообразное вещество или жидкость, нанесенную в виде тонкой пленки на твердый носитель. В зависимости от агрегатного состояния подвижной фазы (газ или жидкость) хроматографы разделяются соответственно на газовые и жидкостные. Области применения газовых и жидкостных хроматографов различны, но принцип действия одинаков.

Для решения поставленной задачи был выбран хромотограф фирмы Модель Yokogawa GC1000 Mark II - Промышленный газовый хроматограф.

Данный хроматограф выделяет из газовой смеси отдельные компоненты и последовательно их определяет; может анализировать пробы газа и жидкостей с температурами кипения до 450С. Преобразует входной сигнал в аналоговый: 4…20 мА.

GC1000 может использоваться для мониторинга и управления качеством в следующих отраслях промышленности и областях применения:

· Нефтехимия: этилен, полипропилен, полиэтилен, BTX, бутадиен, винилхлорид, стирол, спирт, альдегид, эфир и винилацетат.

· Нефтеперерабатывающий завод: анализ точки перегонки, анализ PNA/PINA, FCC, регенерация серы.

· Химия: силикон, хлориды, фторсодержащие вещества, формалин, метанол, мочевина, аммиак, фенол.

· Электроэнергетика, газовая промышленность: топливный газ, выхлопные газы, газификация/сжижение угля, топливные элементы.

· Производство чугуна и стали: доменная печь, коксовая печь.

· Воздушные установки: анализ неорганических газов.

· Химикаты: химикалии, сельскохозяйственные удобрения.

· Защита окружающей среды: контроль загрязнения воздуха, анализ заводских/цеховых условий.

Общие характеристики.

Объект измерений: газ или жидкость.

Принцип измерений: разделение компонентов путем элюирования.

Обнаружение/детекторы: катарометр.

Диапазон измерений: от 1 части на млн. до 100%.

Число измеряемых потоков: максимум 31 (включая стандартную пробу).

Число компонентов, подлежащих измерению: максимум 255.

Время анализа: максимум 99999.9 с.

Метод оценки: абсолютная калибровка.

Материал частей, контактирующих с пробой: нержавеющая сталь SS316.

Воспроизводимость: 1% от полной шкалы измерений (2у ).

Анализатор.

Конструкция: каплезащищенная и пыленепроницаемая конструкция (NEMA 3R, IP53).

Дисплей: жидкокристаллический (LCD).

Внешние условия эксплуатации: от -10 до 50°C, относительная влажность 95% или менее.

Условия хранения: от -10 до 85°C, отсутствие конденсации влаги.

Покрытие: покрытие из эпоксидной смолы.

Цвет покрытия анализатора: 2.5Y 8.4 / 1.2 (анализатор GC1000).

Масса: 120 кг.

Термостат (GC1000S).

Объем: 40 л (27л: с программированием температуры).

Установка температуры: на фиксированном задании.

Задание температурного диапазона: от 55 до 225°C (Температура может задаваться с шагом, равным 1°C).

Точность регулировки температуры: ±0.03°C.

Управление температурой: ПИД-регулирование.

Температурный датчик: Термометр сопротивления Pt100 с функцией защиты от перегрева.

Клапан отбора пробы жидкости с испарителем.

Давление пробы: от 0 до 3MПa.

Температура пробы: <150°C.

Объемы проб: 0.1, 0.2, 0.5, 1, 2 и 3 мкл.

Задание температурного диапазона: температура термостата от +5 до 250°C.

Шаг уставок температуры: 1°C.

Стабильность температуры: ±1°C.

Управление температурой: ПИД-регулирование.

Температурный датчик: термометр сопротивления Pt100 с функцией защиты от перегрева.

Холодильник служит для управления фиксированной точкой
термостата при комнатной температуре или ниже или для
принудительного охлаждения термостата после анализа.

Монтаж: наружный монтаж.

Метод охлаждения: вихревая трубка.

Вспомогательные средства.

Источник питания: от 100 до 120В пер.тока ±10%, 50/60 Гц ±5%.

Расход энергии: максимум 1.5 кВA или 0.7кВА.

Воздух КИП: обычный (без холодильника).

Давление: от 350 до 900 кПа.

Расход: 100 л/мин или более

Рис. 2.1.4 Габаритные размеры хроматографа GC1000S

2.2 Расчет характеристик и выбор нормирующих преобразователей

Нормирующий преобразователь температуры YTA 70

Прибор YTA70 представляет собой преобразователь температуры для монтажа на патрубке, при- нимающий входные сигналы от термопар, термо- метров сопротивления, омических или милли- вольтных устройств пост. тока и преобразующий их для передачи в виде сигнала 4...20 мА постоянно- го тока. Прибор YTA70 соответствует стандарту DIN для монтажа на патрубках формы В. Прибор YTA70 поддерживает протокол связи HART.

Влияние источника питания: ± 0,005% от полной шкалы на 1 Вольт

Максимальное смещение нуля: ±50% от максимальной температуры

Сопротивление входных проводов (для термометра сопротивления, омических устройств): 5 Ом на провод или ниже

Выход: двухпроводный 4 - 20 мА постоянного тока

Время отклика: от 1 до 60 секунд (программируется)

Предельная температура окружающей среды: от -40 до 85°C Предельная влажность окружающей среды: от 5 до 90% отн. влажности (RH) при 40°C (104°F)

Изоляция: прочность изоляции вход/выход - 1500 В переменного тока

Напряжение питания: от 8 до 35 В пост. тока

Монтаж на патрубке формы В по стандарту DIN

Входные диапазоны: -60 250 С

Погрешность: ± 0,2°C

Влияние температуры/10°C: ± 0,05°C

Код заказа: YTA70-E-A-0-N-N

E- 4..20 мА

0- резьба внутрь G1/2

N- отсутствие дисплея



Рис. 2.2.1 Габаритные размеры преобразователя YTA70

Барьер искробезопасности HiD

В качестве барьеров искробезопасности используем барьеры фирмы «Elcon»:

- HiD 2026 - аналоговый вход (2 канала);

- HiD 2038 - аналоговый выход (2 канала);

- HiD 2822 ? дискретный вход (2 канала);

- HiD 2872 ? дискретный выход (2 канала).

Серия Elcon HiD 2000 разработана для использования совместно с системами управления технологическими процессами и состоит из набора компактных модулей барьеров искробезопасности с гальванической развязкой, предназначенных для обработки и согласования входных и выходных сигналов на технологической установке. Все барьеры оснащены детекторами обрыва (в случае обрыва одной из линий загорается индикатор fault). Основные преимущества барьеров HiD: высокая плотность компоновки; высокая точность передачи и воспроизведения сигналов; низкая потребляемая и рассеиваемая мощность; большой выбор цифровых и аналоговых входов-выходов, включая 4-20 мА.

HiD 2026.

Обеспечивает полностью независимый (изолированный от земли и других цепей) источник питания для 2-х проводных датчиков в опасной зоне, повторяет токовый сигнал от датчика на нагрузке в безопасной зоне. Обеспечивает двухстороннюю связь для интеллектуальных датчиков, которые используют модуляцию тока для передачи данных и модуляцию напряжения для приема данных. Выходы изолированы от входов и соединены с общим (минусовым) проводом источника питания.

Источник питания постоянного тока.

Потребляемый ток: 50 мА при 24 В и вых. сигнале 20 мА (на канал).

Рассеиваемая мощность: 0.8 Вт при 24 В (на канал).

Сигнал опасной зоны (вход).

Диапазон входного сигнала: 4-20 мА (перегрузка ограничена 26 мА).

Напряжение, подаваемое на датчик и линию:

15.5 В мин. при токе 20 мА.

Сигнал безопасной зоны (выход).

Выбирается пользователем: 4-20 мА или 1-5 В.

(на внутреннем шунте 250 Ом).

Уровень переменной составляющей:

10 мВ эфф. на нагрузке 250 Ом, необходимой для передачи данных.

Нагрузка: 0 - 650 Ом.

Влияние нагрузки: ?0.1% от полной шкалы при изменении

нагрузки от 0 до 650 Ом.

Частотная характеристика коммуникационного канала:

(от датчика к выходу и от выхода

к датчику) 0.5 кГц - 40 кГц в пределах

3 дБ (-6 дБ на 100 кГц).

Пригоден для использования с интеллектуальными датчиками, использующими HART или подобный протокол (Fisher-Rosemount, SMAR, ABB, Fuji, Foxboro, Bailey BN, Yokogawa, Moore Products , Moore Industries).

Время отклика: 40 мсек, при скачке уровня сигнала с 10% до 90 %.

Характеристики при номинальных условиях.

Точность калибровки: <± 0.1 % от полной шкалы (токовый выход).

Нелинейность: <± 0.1 % от полной шкалы.

Температурный дрейф: <± 0.01 % / oС.

Выбирается переключателями:

Выход 4-20 мА или 1-5 В (внутренний шунт 250 Ом, 0.1 %).

Заводская установка:

4-20 мА.

Светодиодные индикаторы:

Power ON - Питание включено (зеленый)

HiD 2038.

Повторяет входной сигнал 4-20 мА от управляющей системы на управление ЭПП, электроприводами клапанов и дисплеями, находящимися в опасной зоне. Предназначен для использования с интеллектуальными ЭПП и позиционерами клапанов. Каждый изолированный канал имеет низкое входное сопротивление и позволяет свободно включать во входной контур различные устройства благодаря высокой степени подавления влияния каналов друг на друга через источник питания.

Отдельный выход аварийной сигнализации выдает сигнал при обрыве или коротком замыкании цепи опасной зоны. Разомкнутая цепь представляет собой высокое сопротивление на входе управляющего устройства, это используется в качестве признака аварии.

Источник питания постоянного тока.

Потребляемый ток: 40 мА при 24 В и выходном сигнале 20 мА (на канал). Рассеиваемая мощность: 0.85 Вт при 24 В (на канал).

Сигнал опасной зоны (выход).

Выход: 4-20 мА на нагрузке от 0 до 750 Ом макс.

Влияние нагрузки: ? 0.1% от полной шкалы при изменении нагрузки от 0 до 750 Ом. Переменная составляющая выходного сигнала: 15 мВ эфф.
Время отклика:

50 мсек при скачке уровня сигнала от 10% до 90%.

Сигнал безопасной зоны (вход).

Входной ток: 4-20 мА (защита от неправильного подключения полярности). Падение напряжения на входе < 4 В при исправном полевом контуре. Входной ток < 1.2 м А при обрыве полевого контура.

Частотная характеристика коммуникационного канала:

(от выхода к входу и от входа к выходу) 0.5 кГц - 40 кГц в пределах 3 дБ (-6 дБ на 100 кГц).

Пригодны для использования с интеллектуальными ЭПП, использующими HART протокол.

Характеристики при номинальных условиях.

Точность калибровки: <± 0.1 % от полной шкалы.

Нелинейность: <± 0.1 % от полной шкалы.

Температурный дрейф: <± 0.01 % / оС.

Обнаружение короткого замыкания линии: при сопротивлении < 70 Ом.

Обнаружение обрыва линии: при сопротивлении > 100 кОм.

Выбирается переключателями: нет

Светодиодные индикаторы: Power ON - Питание включено (зеленый).

Fault - Авария (красный).

Аварийный выход: Транзистор с открытым коллектором (общий для обоих каналов).

HiD 2872.

Используется для питания искробезопасных электромагнитных клапанов, аварийных звуковых сигналов, дисплеев или светодиодных индикаторов, находящихся в опасной зоне, от контура управляющего сигнала из безопасной зоны, или от шины питания постоянного тока, с управлением переключателем или транзистором из безопасной зоны. Как альтернатива, возможен слаботочный выход для питания одного светодиода без установки внешнего резистора ограничивающего ток. Каждый канал может питаться от контура управляющего сигнала, тем самым гарантируется высокая степень надежности работы и обеспечивается возможность осуществления текущего контроля для определения повреждения линии. Состояние каждого канала показывает светодиодный индикатор.

Сигнал опасной зоны (выход)

Время реакции (при нагрузке 300 Ом):

время включения 1 мсек. время выключения 8 мсек макс. рабочая частота 50 Гц.

Сигнал безопасной зоны (вход)

Входной ток: 20 мА при открытом выходе.

70 мА при нагрузке 300 Ом.

75 мА при замкнутом выходе.

Рассеиваемая мощность: 1.2 Вт при 24 В, нагрузке 300 Ом (на канал).

Питание от контура:

Входное напряжение:

Питание от контура, 21-30 В пост., защита от неправильного включения полярности.

Пусковой ток: 1 А, 0.5 мсек.

Питание от шины постоянного тока:

Управляющий сигнал: Сухой контакт или открытый коллектор.

Выход включен при замкнутом контакте или открытом транзисторе. Выход выключен при разомкнутом контакте или закрытом транзисторе.

Выбирается переключателями:

Питание от контура.

Питание от шины питания, с управлением.

Питание от контура, с управлением.

Заводская установка:

Питание от шины, с управлением.

Светодиодные индикаторы:

Power On - Питание включено (зеленый, в каждом канале). Status - Состояние выхода (желтый, в каждом канале).

HiD 2822.

Повторяет состояние сухого контакта или искробезопасного про-ксимитора (детектора присутствия), находящихся в опасной зоне, на релейном выходе(ах) в безопасной зоне.

Система обнаружения повреждения линии (используется в основном с проксимиторами) обесточивает выходное реле, включает светодиодный индикатор и выдает сигнал на отдельный аварийный выход.

Источник питания постоянного тока

Потребляемый ток: 15 мА при 24 В и включенном выходном реле (на канал).

Рассеиваемая мощность: 0.35 Вт при 24 В (на канал).

Сигнал опасной зоны (вход)

Вход - сухой контакт или проксимитор, соответствующий стандарту DIN 19234 (NAMUR).

Пороговые величины:

от 0 до 0.2 мА = обрыв линии (отказ проксимитора).

от 6.5 мА до макс. мА = короткое замыкание линии (отказ проксимитора).

от 0.2 до 1.2 мА = контакт разомкнут / проксимитор с объектом.

от 2.1 до 6.5 мА = контакт замкнут / проксимитор без объекта.

Сигнал безопасной зоны (выход)

Релейный выход: DPST (двухполюсное реле на одно положение) на канал (2822). SPST (однополюсное реле на одно положение) на канал (2824).

Максимальная нагрузка контактов:

50 В пост., 0.5 А, неиндуктивная нагрузка.

Время реакции: 20 мсек.

Выбирается переключателями:

Реле нормально включено / нормально выключено (фаза).

Схема обнаружения включена / выключена.

Заводская установка:

Вход замкнут.

Реле нормально включено.

Схема обнаружения включена.

Светодиодные индикаторы:

Power ON - Питание включено (зеленый)

Status - Состояние выхода (желтый, в каждом канале).

Fault - Авария (красный, в каждом канале).

Аварийный выход: Транзистор с открытым коллектором (общий для всех каналов).

2.3 Расчет характеристик и выбор регуляторов и устройств управления

При выборе контроллера для АСУТП решающими факторами являются:

надежность модулей ввода/вывода;

скорость обработки, передачи информации;

широкий ассортимент модулей;

простота программирования;

распространенность интерфейса связи с ЭВМ.

Исходя из этих показателей, в качестве технических средств нижнего уровня системы выбираем контроллеры фирмы Yokogawa Electric Corporation:

для реализации станций ПАЗ в АСУТП применена измерительная система безопасности ProSafe-RS, аттестованная сертификационной организацией Technische Ueberwachungs-Verein (TUV) (Германия), и соответствующая требованиям Уровня 3 безопасности и работоспособности (Safety Integrity Level - SIL) по стандарту IEC 61508;

станции РСУ реализованы на базе распределенной системы Centum CS3000R3, которая разработана для управления относительно большими производствами. CS3000R3 отличается от других систем управления семейства Centum тем, что она гибко масштабируема и организована по доменному принципу.

Описание РСУ Centum CS3000R3. Станции РСУ выполняют функции регулирования, блокировок, расчет функций с целью использования результатов вычислений для регулирования и управления, а также все функции подсистемы мониторинга.

В состав системы Centum CS3000R3 входят следующие модули:

Станция Оператора (HIS)

Станция Оператора (HIS) в основном используется для управления и контроля, она выводит на дисплей переменные процесса, управляющие параметры, и сигнализации, которые необходимы пользователям для быстрой оценки рабочего состояния установки. Станция оператора также включает в себя открытые интерфейсы, позволяющие супервизорному компьютеру получить доступ к данным тренда, сообщениям и данным процесса.

Станция Оператора (HIS) консольного типа

Эта новая станция оператора консольного типа, в которой используется универсальный компьютер.

Существует два типа станций оператора консольного типа: с закрытыми дисплеями, которые появляются обычным образом, и с открытыми дисплеями, конфигурацию которыхможно выбрать.

Станция Оператора (HIS) настольного типа

Работа этой станции основывается на использовании универсального компьютера.

Станция Управления Участком (FCS)

Станция Управления Участком (FCS) управляет работой установки. Существует два типа станций, удовлетворяющих различным требованиям. Для подключения Программируемых Логических Контроллеров (PLC) и Блоков Сбора Данных (например, блока Darwin, фирмы Yokogawa) можно также использовать коммуникационные интерфейсы.

Стандартная Станция Управления Участком (LFCS и KFCS)

Существует два типа таких станций: первый тип это LFCS , использующая для соединения управляющих блоков FCS и модулей в/в шину RIO, и второй тип - это KFCS, использующая для тех же соединений шину ESB и шину ER.

Станция LFCS подходит для системы управления, в которой используется большое количество данных в/в.

Для KFCS существует два различных блока узла: локальный блок узла, подключенный непосредственно к FCU, и дистанционный блок узла, в который устанавливается интерфейс Ethernet. Локальный узел монтируется в шкафу KFCS, а удаленный (дистанционный) узел может монтироваться в шкафу рядом с площадкой установки. Станция KFCS подходит для высокоскоростного управления.

Станция Управления Участком компактного типа (SFCS)

Этот контроллер обычно устанавливается в непосредственной близости от оборудования или технологического процесса, которым он управляет, и идеально подходит для осуществления связи с подсистемами.

Проектировочный ПК (ENG)

Персональный Компьютер (ПК) с функциями проектирования используется для генерирования системы CENTUM CS 3000 и осуществляет управление техобслуживанием.

Этот ПК может быть того же типа, что и универсальный ПК на Станции Оператора, и даже может быть тем же самым ПК, что и Станция Оператора (HIS).

Имея на одном ПК функции управления и контроля Станцией Оператора (HIS), можно для организации простой и эффективной среды проектирования использовать функции проверки (моделирование станции управления).

Преобразователь шины (BCV)

Это преобразователь осуществляет подключение системной шины V сети к другому домену системы CENTUM CS 3000 или к существующей системе CENTUM или мXL.

Блок межсетевой связи (CGW)

Блок осуществляет подключение системной шины V сети к шине Ethernet (к супервизорной компьютерной системе или персональному компьютеру).

С помощью сетевой функции CGW и с использованием назначенной телефонной линии можно также подключить в различных местах две V сети системы CENTUM CS 3000.

Сеть V

Системная шина управления в реальном времени V сети подключает станции типа FCS, Станцию Оператора (HIS), BCV и CGW. Поддержка двойного резервирования V сети является стандартной.

Шина Ethernet

Шина Ethernet используется для подключения Станции Оператора (HIS), ENG и супервизорных систем. Она также используется для передачи файлов данных на супервизорные компьютеры и для выравнивания (устранения разногласий) с данными Станции Оператора.

Шина Fieldbus

Шина Foundation Fieldbus представляет собой многоадресную цифровую коммуникационную шину для КИПиА (контрольно-измерительных приборов и автоматов) и предполагается для замены обычного аналогового интерфейса 4-20 мА.

Exaopc

Предусматривается возможность включения функциями Сервера OPC приложений в супервизорном ПК с целью получения доступа к данным системы CENTUM CS 3000. Станция обеспечивает связь между уровнем управления и уровнем обработки данных производства.

ПК производственной информации и супервизорные компьютеры

Могут работать с интегрированным программным обеспечением управления производством MES и ERP, и могут получать доступ к DCS через UHMIS или CGW.

Мигрирующие Станции Управления Участком (RFCS2)

Можно оставить в существующем виде платы в/в и подключения проводов к низовым устройствам систем CENTUM-XL или CENTUM V, и заменить гнездо ЦПУ (CPU) на LFCS, которое можно подключить к V сети как системные FCS системы CENTUM CS 3000.

Шина SI используется как шина (двойного резервирования), подключающая существующие блоки в/в Станции Управления Участком (FCS) к новому центральному процессору FCS.

Система обеспечения безопасной работы ProSafe

Если на установке возникает нештатная ситуация, то она автоматически распознается системой, и установка переводится в безопасное состояние.

Усовершенствованные Станции Управления Процессом (APCS)

Усовершенствованные Станции Управления Процессом (APCS) представляют собой подключенный к V сети персональный компьютер (ПК), применяемый для усовершенствованного (расширенного) управления процессом и повышения эффективности работы.



Рис. 2.3.1 Конфигурация станции управления участком и названия каждого элемента.



Рис. 2.3.4 Конфигурация станции управления участком

Стандартная станция управления участком включает в себя Блок Управления Участком (FCU), шину ESB, шину EB и блоки узлов.

Блок Управления участком включает в себя платы и блоки и выполняет управляющие вычисления для FCS.



Рис. 2.3.5 Блок Управления Участком

Шина ESB и шина ER

Шина ESB (шина Расширенной Последовательной Объединительной Платы) представляет собой шину связи, используемую для подключения к FCU локальных узлов, которые устанавливаются в том же шкафу для FCU. Эта шина может иметь двойное резервирование. Максимальное расстояние передачи составляет 110 метров.

Шина ER (Усовершенствованная Дистанционная шина) представляет собой шину связи, используемую для подключения удаленных узлов к FCU с помощью установленного на локальном узле интерфейсного модуля шины ER. Эта шина может также иметь двойное резервирование. С помощью этой шины узлы можно устанавливать в том же шкафу для FCU, или в удаленном от шкафа месте. Максимальное расстояние для передачи составляет 185 метров при использовании Ethernet совместимого коаксиального кабеля 10-Base-2, или 500 метров при использовании коаксиального кабеля 10-Base-5, или до 2 километров при использовании универсальных повторителей оптической шины.

Рис. 2.3.6 Блоки распределенного узла

Система противоаварийной защиты ProSafe-RS.

В состав системы ProSafe-RS входят Контроллер Системы Безопасности (SCS), Инженерная Станция Системы Безопасности (SENG) и шина управления в реальном времени V net, объединяющая системы SCS и SENG.

Контроллер SCS обеспечивает эксплуатационную безопасность, а станция SENG выполняет функции проектирования и текущего обслуживания контроллера SCS. Возможна интеграция системы ProSafe-RS с интегрированной системой управления производством CENTUM CS 3000 R3 (далее называемой “CS 3000”).

Для управление контроллером SCS может использоваться Станция Оператора (HIS) системы CS 3000.

Инженерная Станция Системы Безопасности (SENG)

Для настройки конфигурации системы ProSafe необходима установка пакета программного обеспечения CHS5100 Safety System Generation and Maintenance Package, предназначенного для формирования и обслуживания системы безопасности, на универсальном ПК (IBM PC/AT-совместимом компьютере). В данной конфигурации станция SENG выполняет функции проектирования и технического обслуживания.

Станция SENG функционирует под ОС Microsoft Windows XP Professional.

Контроллер Системы Безопасности (SCS)

Контроллер SCS выполняет функции обеспечения эксплуатационной безопасности, регистрации последовательности событий (SOER), интеграции с системой CENTUM CS 3000, подключения к шине Modbus, обеспечивающей связь контроллера SCS с другими системами.

Контроллер SCS состоит из Модуля Системы Безопасности (SCU) (узел ЦПУ) и Модулей Узлов Безопасности (узел в/в). Существует два типа узлов ЦПУ: основной модуль системы безопасности и температурно-адаптивный модуль системы безопасности (оснащенный вентилятором).

Для подключения узла ЦПУ к узлу в/в может использоваться шина ESB.

Допускается монтаж модуля в/в как в узле ЦПУ, так и в узле в/в.

Блокировка срабатывает:

- при повышении температуры в кубе колонны выше нормы, перекрывая подачу пара в кипятильник Т-337;

- при повышении давления в колонне, перекрывая отвод дистиллята;

- при повышении уровня в емкости Е-304, прекращая отвод конденсата в дефлегматор Е-338;

- при повышении давления в емкости E-351, прекращая подачу сконденсированных углеводородов из емкости E-304;

- при повышении давления в гидрозатворе Г-2, прекращая подачу азота в емкость E-351.

2.4 Расчет характеристик и выбор регулирующих органов и исполнительных механизмов

Расчет клапана заключается в определении его пропускной способности Кv по максимальному расходу среды, протекающей через клапан, и перепаду давления ДP, возникающему на клапане.

Пропускную способность Кн клапана при прохождении через него жидкости, пара и газа рассчитывают из равенств:

жидкость: ;

газ: ;

где Wм - массовый расход, кг/ч;

с - плотность жидкостей, кг/м3;

сG - плотность газообразных веществ при 00С, кг/м3;

?Р - перепад давления на клапане при максимальном расходе, бар;

Р2 - давление после клапана, бар;

Т1 = (273 + t1), К;

t1 - температура до клапана, 0С.

Регулирование расхода воды:

Перепад давления на клапане при максимальном расходе примем ДP=0.1 МПа. Массовый расход равен 6500 кг/ч. Пропускная способность Кv клапана при прохождении через него воды рассчитывают по равенству:

,

(м2)

Затем по значению Кv выбираем клапан.

Регулирование расхода бензольной фракции:

Перепад давления на клапане при максимальном расходе примем ДP=0.1 МПа. Массовый расход равен 4000 кг/ч. Пропускная способность Кv клапана при прохождении через него этилена рассчитывают по равенству:

(м2)

2.4.1 Выбор регулирующих органов и отсечного клапана

Сигнал с барьера искробезопасности поступает на регулирующий орган. Регулирующий орган состоит из:

· электропневматического позиционера;

· пневматического привода;

· пневматического регулирующего клапана.

Также сигнал с барьера искробезопасности поступает на отсечной клапан, в состав которого входят:

· клапан действия «открыт-закрыт»;

· пневматический сервопривод;

· магнитный клапан;

· датчик сигнала предельных величин.

Выбираем приборы компании «Samson».

Электропневматический позиционер тип 3767

Позиционер простого или двойного действия для пневматических исполнительных блоков, задающей величиной которых является пневматический стандартный сигнал в диапазоне от 0,2 до 1 бар или от 3 до 15 пси (тип 3766) или электрический стандартный сигнал от 4(0) до 20 мА или от 1 до 5 мА (тип 3767) Номинальный ход от 7,5 до 120 мм или угол поворота до 90°.

Позиционер 3767 имеет следующие особенности:

· компактное исполнение, требующее минимального технического обслуживания;

· любое монтажное положение;

· устойчивость к воздействию вибрации;

· изменение направления действия;

· регулируемая подача воздуха;

· минимальное потребление вспомогательной энергии.

Принцип работы: поступающий с регулирующего устройства командный сигнал преобразовывается электропневматическим позиционером в пропорциональный пневматический сигнал. В качестве рабочего органа в позиционере используется сопло-заслонка, работающие по принципу компенсаций.

Технические характеристики:

· входной сигнал: 4-20 мА;

· температура окружающей среды: от -20 до +800С;

· имеется взрывозащита: взрывозащита ЕЕх ia IIC.

Пневматический привод тип 3277

Привод простого действия для исполнительных органов, таких как регулирующие клапаны и регулирующие заслонки.

Эффективная поверхность мембран от 120 до 700 см2. Номинальный ход от 7,5 до 30 мм.

Пневматические сервоприводы тип 3277 являются мембранными приводами с тарельчатой мембраной и встроенными эксцентрическими пружинами. Нижний мембранный диск жестко соединен с рамой, которая служит для размещения пневматического или электро-пневматического позиционера. Такое непосредственное присоединение дает следующие преимущества:

- Механически жесткое и точное присоединение, исключающее разрегулирование при транспортировке. - Передача хода, защищенная от соприкасания и внешних влияний, в соответствии с требованиями UVV (VBG 5).

- Простое пневматическое соединение между приводом и позиционером.

Другие преимущества этих пневматических сервоприводов:

Небольшая конструктивная высота, высокое быстродействие, различные диапазоны давления управляющего импульса.

Реверсирование направления действия и изменение диапазона давления исполнительного импульса возможны без специального инструмента. У сервопривода типа 3277-5, поступающее от позиционера давления управляющего импульса Pst подводится независимо от направления действия привода и позиционера и без трубной обвязки, по выбору, в верхнюю или нижнюю мембранную камеру за счет соответствующего изменения положения отражательной пластины

Давление управляющего импульса Pst создает на мембране (2) усилие, которое уравновешивается пружинами (4). Количество и предварительное напряжение пружин определяют диапазон давления управляющего импульса с учетом номинального хода. Ход Н пропорционален давлению управляющего импульса Pst.

У сервопривода типа 3277 давление управляющего импульса Pst подводится через внутренний канал в нижнюю камеру мембраны. Благодаря этому, для наиболее широко применяющегося положения безопасности шток привода усилием пружин выдвигается / FA («клапан закрывается») трубная обвязка не требуется.

Сервопривод тип 3277-5 сконструирован так, что давление управляющего импульса Pst может подводиться, по выбору, в нижнюю или верхнюю мембранные камеры через внутренние каналы. В обоих случаях камера неизбежно оказывается связанной с внутренней полостью корпуса. За счет этого исключается проникновение воздуха снаружи и обеспечивается защита позиционера от возможной коррозии.

Направление подвода воздуха определяется положением отражательной пластины.

реакция замещение преобразователь управление

Рис.2.4.2.2 Сечение привода тип 3277

Регулирующий клапан тип 251-1

Для автоматического управления жидкими и газообразными потоками используем регулирующий клапан тип 251-1. Клапан имеет широкую область применения в технологических и промышленных установках.

Проходной клапан тип 251-1 оснащается пневматическим исполнительным приводом тип 3277, электропневматическим позиционером тип 3767.

Технические характеристики:

· условный диаметр Ду 15…200 мм,

· условное давление Ру 16…400 МПа,

· температура среды от -250 до 5500С.

Корпус клапана может быть изготовлен из серого чугуна, чугуна с шаровидным графитом, стального литья, коррозионностойкого и холодостойкого литья, конус клапана металло-шлифованный.

В зависимости от расположения возвратных пружин исполнительного привода регулирующий клапан может иметь два положения безопасности, в которые он будет устанавливаться при снижении или пропадании управляющего сигнала. «Шток привода пружинами выдвигается» - при отсутствии управляющего сигнала клапан закрыт. «Шток привода пружинами втягивается» - при отсутствии управляющего сигнала клапан открыт.

Индуктивный сигнализатор конечных положений тип 4746-2

Сигнализаторы конечных положений выдают сигнал при повышении или занижении предельной установленной величины. Этим сигналом могут управляться как световая и звуковая сигнализация, так и управляющие клапаны или другие переключающие агрегаты. Кроме того, они пригодны для присоединения к центральным управляющим системам или сигнализации. Контакты проходимы и по выбору устанавливаются как замыкающие или размыкающие контакты. При замыкающем контакте управляющий флажок выдвинут, контакт закрыт, при открывающем - флажок утоплен.

Технические характеристики:

· контактные контура тока в искробезопасном исполнении ЕЕхiaIICT6;

· бесконтактное считывание предельных величин через флажки и инициаторы (по DIN 19 234).

Пневматический отсечной клапан «открыт-закрыт» тип 3351

Для блокирования используем пневматический отсечной клапан тип 3351, который состоит из клапана действия «открыт - закрыт», пневматического сервопривода тип 3271, В комплект отсечного клапана входит датчик сигнала предельных величин тип 4746-2 и магнитный клапан тип 3701-4.

Технические характеристики:

· условный диаметр Ду = 50 мм,

· условное давление Ру 10…40 МПа,

· температура от -10 до 2200С.

Корпус клапана может быть изготовлен из серого чугуна, стального литья, коррозионностойкого стального литья. Верхняя часть клапана и кожух мембраны в неразъемном исполнении.

В зависимости от формы седла клапана и компоновки конуса клапан имеет две позиции безопасности, которые срабатывают при сбросе давления на мембрану и при отключении оперативного тока.

Клапан «Пружина закрывает» - при отключении подачи воздуха клапан закрывается. Клапан «Пружина открывает» - при отключении подачи воздуха клапан закрывается. Направление потока через клапан зависит от среды и избранного положения безопасности.

2.5 Расчет метрологических характеристик измерительных каналов

Расчет будем проводить по следующей формуле:

АЦП и ЦАП имеют 12 разрядов, то есть погрешность составляет

д=2-12=0,02%. Приведенная погрешность барьеров равна ± 0,1%.

В нашем случае каналы состоят из первичных преобразователей, то есть полевых датчиков с основной приведенной погрешностью, не превышающей ± 0,1 % и барьеров искробезопасности с основной приведенной погрешностью преобразования ± 0,1 %.

3. Расчет технических характеристик отдельного узла системы автоматизации

3.1 Расчет первичного преобразователя

Термометр сопротивления RM

Рассмотрим данный прибор с точки зрения монтажа.

Тип монтажа: фланец класса JIS 20K

Наружный диаметр защитной трубки: 15 мм.

Номинальный размер фланца: 20 мм.

Номинальный размер трубных резьб: 25,4 мм.

Электрические соединители: гнездовые, JIS GI/2

Материал клеммной коробки: литой из алюминиевого сплава

Матирал клемм: керамика

Датчик избыточного давления EJX430A

Рассмотрим данный прибор с точки зрения монтажа.

Подсоединение к процессу: Рабочий штуцер с внутренней резьбой Rс1/4

Материал болтов и гаек: Нержавеющая сталь 316 SST (ISO A4-70)

Монтаж: Вертикальная импульсная обвязка, высокое давление справа, рабочие штуцеры внизу

Корпус усилителя: Литой из алюминиевого сплава

Электрический подвод: Два отверстия под электрический ввод без заглушки, внутренняя резьба M20

Монтажный кронштейн: 304 SST монтаж на 2 дюймовой трубе, плоская скоба, необходимая для горизонтальной импульсной обвязки)

Вариант корпуса: Высокое давление на правой стороне, без сливных и вентиляционных заглушек

Проанализируем условия изменения эксплуатации прибора

Шкала: 0,025…5 кгс/см2

Базовая погрешность: 0,04% от шкалы:

0,7*0,04% = ± 0,00028 кгс/см2

Влияние изменения температуры окружающей среды на 28 С:

(0,04% от шкалы + 0,0125% ВПИ) = 0,7*0,04% + 5*0,0125% = ± 0,000905 кгс/см2

Влияние вибраций: Меньше 0,1% ВПИ; Меньше 0,005 кгс/см2

Влияние положения при монтаже:

Вращение в плоскости диафрагмы не оказывает влияния

Наклон на 90 вызывает сдвиг нуля до 0,4 кПа (0,004 кгс/см2)

Датчик перепада давления EJX110A

Рассмотрим данный прибор с точки зрения монтажа.

Технологические соединения: Рабочий штуцер с внутренней резьбой Rс1/4

Материал болтов и гаек: Нержавеющая сталь 316 SST (ISO A4-70)

Монтаж: Вертикальная импульсная обвязка, высокое давление справа

Корпус усилителя: Литой из алюминиевого сплава

Электрические соединения: Два электрических соединения с внутренней резьбой 1/2 NPT без заглушек

Монтажная скоба: 304 SST монтаж на 2-дюймовой трубе, плоская скоба (для горизонтальной импульсной обвязки)

Прокладки рабочих штуцеров: Фторированная резина

Винтовой крепеж: нержавеющая сталь ASTM класса 660

Корпус: Литой из алюминиевого сплава с полиуретановым покрытием

Проанализируем условия изменения эксплуатации прибора

Шкала: 0,005…1 кгс/см2

Базовая погрешность: 0,04% от шкалы:

0,12*0,04% = 0,000048 кгс/см2

Влияние изменения температуры окружающей среды на 28 С:

(0,04% от шкалы + 0,0125% ВПИ) = 0,12*0,04% + 1*0,0125% = ± 0,000173 кгс/см2

Влияние вибраций: Меньше 0,1% ВПИ; Меньше 10 кгс/см2

Влияние положения при монтаже:

Вращение в плоскости диафрагмы не оказывает влияния

Наклон на 90 вызывает сдвиг нуля до 0,4 кПа.

3.2 Алгоритмы первичной обработки

Алгоритмы первичной обработки сигналов, поступающих с первичных преобразователей, выполняются во входных модулях станции управления участком. Входные модули преобразуют сигналы процесса в формат цифровых данных, который использует станция управления участком (FCS).

Рассмотрим технические характеристики аналогового модуля ввода вывода.

Модель: AAI141

Количество каналов входов: 16

Входной сигнал: От 4 до 20 мА

Входное сопротивление: От 400 Ом (при 20 мА); до 1000 Ом (при 4 мА)

Точность: 16 мкА

Период обновления данных: 10 мс

Время отклика на скачок: 100 мс

Величина дрейфа из-за изменения окружающей температуры: 16 мкА/10°С

Максимальный расход тока: 310 мА

Внешнее соединение: Прижимной клеммный разъем, кабель КS, соедини-тельный кабель MIL

HART-связь: Применяется



Рис. 3.2.1 Габаритные размеры модуля AAI141

Гнездо модели AMN11 для аналоговых модулей в/в

Рис. 3.2.2 Внешний вид гнезда аналогового модуля в/в

3.3 Расчет регулирующего органа

Рассмотрим клапан тип 251-1 с точки зрения монтажа

Монтаж

Положение при монтаже может быть любым. Направление потока должно совпадать со стрелкой на корпусе. При исполнении клапана с приварными концами нужно сборку клапана начинать с демонтажа корпуса клапана, прежде чем он будет приварен в трубопровод. Корпус клапана установить без напряжений. В случае необходимости предусмотреть опоры трубопровода вблизи мест соединений. Трубопровод перед монтажом клапана тщательно промыть.

Трубка установочного давления у клапана с приводом «шток привода выдвигается» подключена к нижней камере мембраны, а у клапана с приводом «шток привода втягивается» к верхней камере мембраны. У привода типа 3277 нижний вход находится со стороны нижней крышки мембраны.

Рис. 3.3.1 Разрез клапана 3251

Рассмотрим электропневматический позиционер тип 3767 с точки зрения монтажа.

Монтаж позиционера осуществляется либо прямой установкой на регулирующий привод тип 3277. Направление действия позиционера определяет его монтажное положение на приводе.

На самом позиционере необходимо соответствующим образом рас-положить поворотную пластину. На поворотной пластине имеется маркировка направления. В зависимости от положения поворотной плас-тины оказывается видимой та маркировка, которая отражает действующее рабочее направление позиционера.

Установка позиционера на правой либо левой стороне привода (всегда на стороне подвода управляющего давления, глядя на плату переключения) определяется необходимым направлением действия или позиционера.

Рис. 3.3.2 Монтажное положение позиционера, подключение управляющего давления для привода тип 3277



Рис. 3.3.3 Монтаж зажима

Рассмотрим пневматический привод тип 3277 с точки зрения монтажа

Рис. 3.3.4 Конструкция привода тип 3277

Рассмотрим индуктивный сигнализатор конечных положений тип 4746-2 с точки зрения монтажа.

Прямой монтаж на привод тип 3277. Индуктивный сигнализатор предельных параметров предназначен для прямого монтажа на привод САМСОН тип 3277. Для монтажа сначала на шток привода устанавливается скоба (1.2). При этом фиксирующая гайка должна быть в пазе штока привода.

Относящиеся к передающему рычагу сигнализатора рычаги D1 или D2 при- крутить. Промежуточную плату с уплот- нением закрепить в нише привода. Сигнализатор предельных параметров нужно установить так, чтобы рычаги D1 или D2 скользили посередине штифта клеммника, а затем закрепить на промежуточной плате.

Рис. 3.3.5 Монтаж скобы

Рассмотрим пневматический отсечной клапан «открыт-закрыт» тип 3351 с точки зрения монтажа.

Положение при монтаже может быть произвольное, однако, рекомендуется горизонтальная установка с приводом, направленным вверх, для того, чтобы облегчить возможные работы по обслуживанию прибора. Клапан должен быть смонтирован без механических напряжений. При необходимости трубопроводы вблизи соединений оборудовать опорами. Категорически запрещается ставить опоры под клапан или привод. Чтобы сварная окалина и другие загрязнения не нарушали плотность затвора плунжерной пары, трубопровод перед монтажом клапана следует тщательно промыть.

Направление потока через клапан зависит от рабочей среды и от выбранного положения безопасности. В клапанах с положением безопасности «пружиной закрывается» для газов и паров натекание на конус должно происходить в направлении закрытия конуса (A>B), а для жидкостей - в направлении открытия конуса (B>A). В клапанах с положением безопасности «пружиной открывается» для всех типов сред поток на конус должен быть направлен в направлении открывания (A>B).

Рис. 3.3.6 Монтажное приспособление и выравнивание пружины

3.4 Разработка чертежей рассчитанных узлов

Рассмотрим схемы подключений выбранных приборов.

Датчик перепада давления EJX110A и датчик избыточного давления EJX430A.



Рис. 3.4.1 Схема расположения клемм

Назначения клемм:

Рис. 3.4.2 Пример подключения аналогового выхода и выхода состояния

Преобразователь температуры YTA70