Интеллектуальная автоматика в курсовых и дипломных проектах. Дипломных проектах Глава Автоматизированная система управления технологическими процессами (асутп) Содержание раздела по сухтп в (курсовом) дипломном проекте

• Название: Дипломных проектах Глава Автоматизированная система управления технологическими процессами (асутп) Содержание раздела по сухтп в (курсовом) дипломном проекте
• Дата: 05.06.2019
• Размер: 1.54 Mb.
• Имя файла: Интеллектуальная автоматика в курсовых и дипломных проектах.doc
• Тип: Диплом; #80418
• страница: 3 из 4

81-1	САК плотности жидкостей (газов и взвесей)	0,5 г/см3	По месту	Кориолисовый плотномер, преобразователь модели RFT9739 поддерживает коммуникационный протокол HART, цифровой выход, диаметр трубопровода (3 -150) мм, ЖКИ. Температурный диапазон (-240204) °С. Номинальное давление в трубках 148 бар. Погрешность 0,5 кг/м3.	Сенсор Micro Motion Серия ELITE, модель CMF100	1	1	ПГ Метран, г. Челябинск	Каталог №3, в.5/2006, стр.131.
82-1	САК рН технологического раствора ( контроль качества технолог. растворов в разнообр. производст. проц. и мониторинг промыш. сточных вод).	7,5	По месту	РН метр, (2-15) рН. Взрывозащищённое исп. Выходы: ((4...20) мА/HART; цифровой). ЖКИ. Температура измеряемой среды: (-5+105)°С; давление (0-500) кПа. Температура окружающей среды (-10+.55) °С.	РН202	1	1	Solidex Семейcтво Beldon	Каталог 2006.
83-1	CАР относительной влажности газовой среды в помещении. (хлебопекарная промышленность, мясопереработка, деревообработка, энергетика ).	65 %	По месту	Измерительный преобразователь температуры и влажности. Выход (4-20) мА. Допускаемое давление измеряемой среды 1,6 МПа, температура окружающей среды (-30+50) °С. Диапазон измерений (0-100)%, к=2. Длина рабочей части (80 -1000) мм; масса (0.4 -0,7) кг. Гарантия 12 мес.	ИПТВ – 056 (модификация М3-04)	1	1	ПГ Метран, г. Челябинск	Каталог 2001, стр.271.
83-2			По месту	Регулирующий клапан с пневмоприводом АТА – 7. Нормально закрытый, Dу = 100 мм. Максимальный перепад давления: 0,6 МПа. Вход (4-20) mA. Класс проточки ANSI: VI Коэффициент пропускной способности принятый: Cv = 310. Комплект поставки: электропневматический позиционер с двумя манометрами. Исполнение по взрывозащите ExiaIICT4 . .	Камфлекс, серия 35-30232 4700Е (8013) ExiaII	1	1	Фирма «DS-Controls»	Каталог 2001.
84-1	Анализ состава дымовых газов и автоматическое включение вытяжной вентиляции (непрерывный контроль выбросов в атмосферу). Может одновременно измерять концентрацию до 5 компонент, таких как диоксид серы (SO2), окислы азота (NOx), монооксид углерода (CO), диоксид углерода (CO2) и кислород (O2).	5 об.% CO2	По месту	Комплексный анализатор дымовых газов. Диапазоны измерения: NOx - мин. (0 – 50) ppm, макс.(0-2000) ppm; SO2 - мин.(0 -50) ppm, макс.(0 - 1000) ppm; CO -мин.(0 -100) ppm, макс.(0 - 2 )об.%; CO2 - мин. (0 -1) об.%, макс. (0–20)об.%; O2 -мин.(0 - 10) об.%, макс. (0 - 25 ) об.%. ЖКИ. Выход (4-20) мА.	SG800 (аналог АНКАТ-410)	1	1	Yokogawa Electric CIS	Каталог «Измерение и анализ» 2006.
84-2			По месту	Магнитный пускатель с управлением на переменном токе., U=380 B.	ПМЛ-400	1	1	ЗАО Теплоавтоматика, г. Москва	Каталог 2006.

85-1	Анализ проб газа и жидкостей (нефтехимическ., перерабат. пром., химической, фармацевтич., черной металлургии, а также в энергетике и при контроле за окружающей средой).	5об.% CO2	По месту	Хроматографический анализатор анализирует пробы газа и жидкостей с температурами кипения до 450°С. ЖКИ. Используемые типы детекторов TCD, FID, FPD. Пределы измерений TCD: 10 ррm...100%; FID: 1 ррm...100%; FPD: 1ррm...0,1%. Максимальное количество измеряемых компонентов 255. Парам. окружающей среды температура: (-10 50)°С; влажность: < 95%. Выход (420)мА.	GC1000 Mark ΙΙ	1	1	Yokogawa Electric CIS	Каталог «Измерение и анализ» 2006.
86-1	Система улавливания пыли из отработанных и дымовых газов (при производстве фарфора, керамики, цемента, химикатов, медикаментов и т.п.).	0,5 мг/мЗ	По месту	Датчик для мониторинга пыли. Диапазон измерения (0,1 мг/мЗ -1 кг/мЗ). Технологические условия: Температура: не более 200 °С; давление: не более 200кПа; скорость газа (4 – 30) м/с; влажность: не более 40 % объём. Выходной сигнал (4-20) мА. Контактный выход (сигнализация по верхнему пределу. Потребляемая мощность. 3 ВА, размеры (81 х 252 х 690 )мм.	DT400G	1	1	Yokogawa Electric CIS	Каталог «Измерение и анализ» 2006.

87-1

Контроль содержания взвешенных частиц в газовых потоках на предприятиях.

100 мг/мЗ

По месту

Прибор контроля запылённости газовых потоков. Диапазон измерений массовой концентрации пыли (0-3000) мг/мЗ. Выход (4-20)мА. Параметры анализируемой среды: температура (0-200)°С, влажность до 98%, скорость газового потока (4-30) м/с. ЖКИ. от 4 до 30 0 - 3000

ПИКП-Т

1

1

ФГУП СПО «Аналитприбор»,г.Смоленск

Номенклат. перечень 2007, с.72

91-1	Контроль проводимости очищенной и бойлерной воды, разнообразных измерений проводимости в химической, пищевой и фармацевтич. промышленности.	150 мкСм/см	По месту	Измеритель проводимости большой ЖК-дисплей Пределы измерений мин./ макс.: (0, 0.5 мкСм/см) / (0,1000 мСм/см. Выход (4-20) мА/ HART, цифровой. Класс точности: 1%. Параметры измеряемой среды: температура: (0+105) °С; давление: до 1 МПа. Температура окружающей среды (-10+50)°С. МПа. Температура окружающей среды: -10...50°С.	SC202/402 серии ЕХА SC	1	1	Yokogawa Electric CIS	Каталог «Измерение и анализ» 2006
92-1	Контроль числа оборотов электродвигателя мешалки.	500 об/мин	По месту	Оптоэлектрический датчик оборотов электронного тахометра ТЭЗ (бесконтактный, работает на отражение, для измерения угловой скорости).	Т2	1	1	ЗАО Эталон	Каталог 2006
92-2			По месту	Тахометр электронный. Выход (4-20 мА). Диапазон измерения угловой скорости (1-40000) об/мин. Линейная скорость вращения (0,1-2000), м/мин (V). Погрешность 0,1 % V. Два реле с переключающимися контактами .	ТЭЗ	1	1	ЗАО Эталон	Каталог 2006
93-1	Запуск электродвигателя мешалки.		На щите	Кнопка включения и выключения. I = 35 A, U = 600B.	КУ 121-1	1	1	ЗАО Прибор, г.Донецк	Каталог 2006
93-2			По месту	Магнитный пускатель с управлением на перемен. токе ,U=380 B.	ПМЛ-400	1	1	ЗАО Теплоавтоматика г.Москва	Каталог 2006

§4. Описание функционирования схем автоматического контроля и регулирования параметров

технологического процесса
Теплоэнергетические параметры
ТЕМПЕРАТУРА
Схема 1. САК температуры целевого продукта на выходе из теплообменника Т1.

Текущая температура целевого продукта воспринимается интеллектуальным датчиком Метран-281- Exia НСХ K. Выходной сигнал (4-20)mA/HART. Цифровой сигнал с датчика поступает на контроллер РСУ, где высвечивается значение температуры целевого продукта. 0идаемое значение 100⁰C. Погрешность канала измерения составляет 0,5⁰C. Цифровой сигнал поступает так же на вход ПК, где величина температуры целевого продукта регистрируется в виде графика.
Схема 2. САК температуры хладагента на входе в теплообменник Т1 .

Текущая температура хладагента на входе в теплообменник воспринимается интеллектуальным датчиком температуры Метран-286- Exia НСХ Pt 100. Выходной сигнал(4-20)mA/HART. Цифровой сигнал датчика поступает на контроллер РСУ, где высвечивается значение температуры целевого продукта. Ожидаемое значение 20⁰C. Цифровой сигнал так же поступает на вход ПК, где величина температуры целевого продукта регистрируется в виде графика. Аналоговый выходной сигнал (4-20 )mA с интеллектуального датчика воспринимается показывающим и регистрирующим вторичным прибором А 100-Н . Погрешность канала измерения ε составляет среднеквадратичное значение суммы погрешностей интеллектуального датчика температуры (0,5⁰C) и вторичного прибора А 100-Н (k = 0.5%). Так как

,

то для интеллектуального датчика температуры получим
.

Таким образом, погрешность канала измерения составляет

ε = = 0,32%.
Схема 3. САК температуры целевого продукта в сборнике С1

Температура целевого продукта воспринимается интеллектуальным датчиком Метран-281- Exia НСХ K. Выходной сигнал (4-20)mA/HART. Цифровой сигнал с интеллектуального датчика поступает на контроллер РСУ, где высвечивается значение температуры целевого продукта Ожидаемое значение 200⁰C. Погрешность канала измерения составляет 0,5⁰C. Цифровой сигнал так же поступает на вход ПК, где температура целевого продукта регистрируется в виде графика.
Схема 4. Многоканальный контроль температуры.

Интеллектуальные датчики Метран-281- Exia НСХ K, интеллектуальные датчик Метран-281- Exia НСХ Pt 100 воспринимают контролируемые температуры и результаты в виде аналоговых выходных сигналов (4-20)mA/HART передаются на вторичный прибор ТМ 5101. Кроме того, цифровые сигналы с интеллектуальных датчиков поступают на контроллер РСУ APACS+, где значения температур высвечиваются, а также на вход ПК, где они могут быть распечатаны и использованы по назначению. Так как допустимая погрешность аналогового сигнала составляет 0,5 ⁰C (к =0,2%) для Метран-286- Exia НСХ Pt 100 , то погрешность этого канала измерения составляет

ε = = 0,32%.

Аналогично можно найти погрешности и других каналов измерения.
Схема 5. Контроль температуры целевого продукта в сборнике С1 с использованием бесконтактного инфракрасного датчика.

Интеллектуальный датчик Thermalert TX (модель LT) воспринимает контролируемую температуру (ожидаемое значение 200⁰C) и формирует результаты в виде выходных сигналов (4-20)mA/HART (аналогового и цифрового). Цифровой сигнал с датчика поступает на контроллер РСУ APACS+, где значения температур высвечиваются, а также на вход ПК, где они могут быть распечатаны и использованы по назначению (например, для построения графика изменения измеряемой величины во времени).
Схема 6. САР температуры целевого продукта (100⁰С) на выходе из теплообменника Т1.

Температура целевого продукта на выходе из теплообменника Т1 поддерживается на уровне 100⁰С изменением подачи хладагента. Текущая температура целевого продукта воспринимается интеллектуальным датчиком Метран-281- Exia НСХ K. Выходной сигнал (4-20)mA/HART. Цифровой сигнал с датчика поступает на контроллер РСУ APACS+, где текущее значение температуры целевого продукта высвечивается, затем сравнивается с введённым туда заданным значением. При наличии рассогласования регулирующее воздействие с контроллера в виде (4-20) мА идет на регулирующий клапан. В результате изменения подачи хладагента будет изменяться и температура целевого продукта, пока её значение не достигнет заданного значения. Цифровой сигнал с датчика поступает также на вход ПК, где значение температуры может быть распечатано и использовано по назначению (например, для построения графика изменения измеряемой величины во времени). Заданное значение температуры целевого продукта может быть при необходимости изменено с клавиатуры ПК. Погрешность канала измерения составляет 0,5⁰С.
Схема 7. САР температуры смеси в реакторе Р1( теплообменник – типа «рубашка»)

Так как интеллектуальный датчик температуры невозможно установить на стенке теплообменника (мешает рубашка), то регулирование температуры смеси в реакторе Р1 осуществляется косвенным образом. Регулируется температура пара на выходе из рубашки теплообменника Т1 изменением подачи пара на входе в рубашку. Текущая температура пара воспринимается интеллектуальным датчиком Метран-281- Exia НСХ K. Выходной сигнал (4-20)mA/HART. Цифровой сигнал с датчика поступает на контроллер РСУ APACS+, где текущее значение температуры пара высвечивается, затем сравнивается с введённым туда заданным значением. При наличии рассогласования регулирующее воздействие с контроллера в виде (4-20) мА идет на регулирующий клапан. В результате изменения подачи пара будет изменяться и температура смеси в реакторе Р1, пока её значение не достигнет нужного значения. Цифровой сигнал с датчика поступает также на вход ПК, где значение температуры может быть распечатано и использовано по назначению (например, для построения графика изменения измеряемой величины во времени). Заданное значение температуры пара может быть при необходимости изменено с клавиатуры ПК. Погрешность канала измерения составляет 0,5⁰С.

Схема 8. Двухпозиционное регулирование температуры смеси в реакторе Р2

Регулирование температуры смеси в реакторе Р2 в диапазоне (100-150) ⁰C осуществляется включением и выключением ТЭН а. Интеллектуальный датчик Метран-281- Exia НСХ K преобразует текущее значение температуры смеси в сигнал (4-20)mA/HART. Температура показывается и регистрируется вторичным прибором А100-Н. Вход и выход (4-20)mA, k=0,5; имеет двухпозиционное устройство сигнализации с релейным выходами. Если температура смеси выходит за установленные пределы (100-150) ⁰С, то загораются соответствующие лампы сигнализации. Аналоговый сигнал о текущей температуре поступает на контроллер APACS+, где значение температуры высвечивается. Контроллер в соответствии с заложенной в нём программой вырабатывает дискретное регулирующее воздействие на включение или выключение магнитного пускателя, который, в свою очередь, включает или выключает ТЭН. В итоге температура смеси будет поддерживаться в заданном диапазоне. Общая погрешность канала измерения составляет:

ε = = 0,53%.

Аналоговый сигнал с выхода вторичного прибора А 100-Н поступает также на вход ПК, где значение температуры может быть распечатано и использовано по назначению (например, для построения графика изменения измеряемой величины во времени). Заданное значение диапазона регулирования температуры смеси может быть при необходимости изменено с клавиатуры ПК.
Схема 9. САР температуры целевого продукта в трубопроводе на выходе из теплообменника (использование байпаса).

Здесь имеет место «пассивное» охлаждение. Основная часть целевого продукта проходит через теплообменник. Заданного значения температуры (70⁰С) целевого продукта в трубопроводе на выходе из теплообменника добиваемся изменением расхода целевого потока на линии байпаса.Интеллектуальный датчик Метран-281- Exia НСХ Pt 100 преобразует текущее значение температуры целевого потока в сигнал (4-20)mA/HART. Цифровой сигнал с датчика поступает на контроллер РСУ APACS+, где текущее значение температуры целевого продукта высвечивается, затем сравнивается с введённым туда заданным значением. При наличии рассогласования регулирующее воздействие с контроллера в виде (4-20) мА идет на регулирующий клапан. В результате изменения подачи целевого потока на линии байпаса будет изменяться и температураосновной части целевого продукта в месте установки интеллектуального датчика, пока её значение не достигнет заданного значения. Цифровой сигнал с датчика поступает также на вход ПК, где значение температуры может быть распечатано и использовано по назначению (например, для построения графика изменения измеряемой величины во времени). Значение заданной величины температуры целевого продукта при необходимости может быть изменено с клавиатуры ПК. Погрешность канала измерения составляет 0,5⁰С.
Схема 10. САР температурной депрессии (разности температур) на входе в аппарат.

Заданной депрессии (400 ⁰С – 300 ⁰С) = 100 ⁰С добиваемся изменением подачи хладагента (теплоагента). Значения температур входящего в аппарат компонента и выходящего из аппарата него продукта преобразуются интеллектуальными датчиками Метран-281- Exd НСХ K в сигналы (4-20)mA/HART. Контроллер APACS+ высвечивает их значения и определяет их разницу. При наличии рассогласования со значением 100⁰С контроллер вырабатывает регулирующее воздействие, которое в виде (4-20) мА подается на исполнительное устройство, расположенное на линии подачи хладагента (теплоагента). В результате депрессия температуры будет поддерживаться 100 ⁰С. Цифровой сигнал с датчика поступает также на вход ПК, где значение температуры может быть распечатано и использовано по назначению( например, для построения графика изменения величины депрессии во времени). Величина заданного значения депрессии при необходимости может быть изменена с клавиатуры ПК. Погрешность аналогово канала измерения составляет 2,5⁰C, цифрового 2⁰C.
Схема 11. Защитное воздействие при превышении температуры смеси в реакторе.

При превышении температуры смеси в реакторе значения 400⁰С (при аварийной ситуации) перекроется приток компонента А в реактор, а содержимое реактора сольётся в аварийную ёмкость (аварийный чан). Интеллектуальный датчик Метран-281- Exd НСХ K преобразует текущее значение температуры смеси в сигнал (4-20)mA/HART. Цифровой сигнал с датчика поступает на контроллер ПАЗа QUADLOG , где текущее значение температуры целевого продукта высвечивается и сравнивается с введённым туда значением 400⁰С. При превышении температуры смеси в реакторе этого значения дискретное защитное воздействие с контроллера включает магнитный пускатель. В результате перекроется приток компонента А в реактор, а содержимое реактора сольется в аварийную ёмкость (аварийный чан). Цифровой сигнал с датчика поступает также на вход ПК, где значение температуры может быть распечатано и использовано по назначению (например, для построения графика изменения величины температуры). Величина предельного значения температуры при необходимости может быть изменена с клавиатуры ПК. Погрешность цифрового канала измерения составляет 2,0 ⁰C.

ДАВЛЕНИЕ
Схема 21. САК разности избыточных давлений. Ожидаемое значение разности избыточных давлений 1МПа.

Интеллектуальный датчик разности давлений Метран-100-ДД (модель 1460, код МП2, Вн.) воспринимает значения давлений компонентов А и В и преобразует величину их разности в сигнал (4-20)mA/HART. Цифровой сигнал с датчика поступает на контроллер APACS+, где значение разности давлений высвечивается. Цифровой сигнал поступает также на вход ПК, где значение разности давлений может быть распечатано и использовано по назначению (например, для построения графика изменения этой величины). Величина ожидаемой разности при необходимости может быть изменена с клавиатуры ПК. Погрешность цифрового канала измерения составляет 0,1%.

Схема 22. САР избыточного давления газа (жидкости) в заданном диапазоне значений в сборнике (двухпозиционное регулирование давления).

Заданный диапазон давлений газа (жидкости) в сборнике С4 реализуется работой электромагнитного клапана на линии подачи компонента А. Интеллектуальный датчик избыточного давления Метран -100-ДИ (Модель1162, Код МП 2, Вн); выходной сигнал (4-20)mA/HART; диапазон измеряемых давлений (1,0-16 МПа) преобразует измеренное значение давления газа (жидкости) в сборнике в сигнал (4-20)mA/HART. Цифровой сигнал с датчика поступает на контроллер РСУ APACS+, где текущее значение давления газа (жидкости) высвечивается, затем сравнивается с введённым туда заданным диапазоном значений. При отклонении измеренного значения давления от заданного диапазона контроллер РСУ вырабатывает дискретное регулирующее воздействие, которое через магнитный пускатель открывает или закрывает электромагнитный клапан на линии подачи компонента А. В результате заданный диапазон давлений газа (жидкости) в сборнике С₄ будет реализован. Цифровой сигнал поступает также на вход ПК, где значение давления может быть распечатано и использовано по назначению (например, для построения графика). Величина заданного диапазон давлений в РСУ при необходимости может быть изменена с клавиатуры ПК. Погрешность цифрового канала измерения составляет 0,1%.

Схема 23. Сброс давления газа из сборника при превышении установочного значения давления.

При превышении установочного значения давления газа в сборнике С₄ величины, например, 5 МПа, срабатывает предохранительный клапан ИПУ (серия 39 MPV). В результате происходит частичный сброс газа и давление газа в сборнике С₄ вернётся к норме.
Схема 24. САР избыточного давления газа (жидкости) в трубопроводе подачи компонента А.

Изменяя расход компонента А, добиваемся заданной величины давления компонента в трубопроводе. Интеллектуальный датчик избыточного давления Метран -100-ДИ (Модель1162, Код МП 2, Вн; выходной сигнал (4-20)mA/HART; диапазон измеряемых давлений (1,0-16) МПа) преобразует текущее значение давления газа (жидкости) в сигнал (4-20)mA/HART. Цифровой сигнал с датчика поступает на контроллер РСУ APACS+, где текущее значение давления газа (жидкости) высвечивается и сравнивается с введённым туда заданным значением 5 МПа. При отклонении измеренного значения давления от заданного контроллер РСУ вырабатывает регулирующее воздействие, которое воздействует на клапан на линии подачи компонента А. В результате давление газа (жидкости) в трубопроводе будет заданным. Цифровой сигнал поступает также на вход ПК, где значение давления может быть распечатано и использовано по назначению (например, для построения графика изменения этой величины). Величина заданного значения давления в программе контроллера РСУ при необходимости может быть изменена с клавиатуры ПК. Погрешность цифрового канала измерения составляет 0,1%.
Схема 25. САР разрежения газа в сборнике.

Необходимой величины разрежения газа в сборнике С₆ добиваемся изменением степени открытия клапана. Интеллектуальный датчик разрежения Метран-100-ДВ (модель1241, код МП 2, Вн; выходной сигнал (4-20)mA/HART; диапазон измеряемых давлений (10--100) кПа; со встроенным индикатором. Доп. погр. 0,1%) преобразует текущее значение давления газа (жидкости) в сборнике С₆ в сигнал (4-20)mA/HART. Цифровой сигнал с датчика поступает на контроллер РСУ APACS+, где текущее значение давления высвечивается, затем сравнивается с введённым туда ранее заданным значением 40 кПа. При отклонении измеренного значения давления от заданного контроллер РСУ вырабатывает регулирующее воздействие, которое воздействует на исполнительный механизм клапана. В результате давление газа (жидкости) в сборнике будет заданным. Цифровой сигнал поступает также на вход ПК, где значение давления может быть распечатано и использовано по назначению (например, для построения графика изменения этой величины). Величина заданного значения давления в программе контроллера РСУ при необходимости может быть изменена с клавиатуры ПК. Погрешность цифрового канала измерения составляет 0,1%.

Схема 26. Защитное воздействие при превышении давления вязкой среды .

При превышении давления вязкой среды в шнеке выше 5 МПа магнитный пускатель отключает электродвигатель шнека, включается световая сигнализация. Датчик давления Метран 55 (модель ДС 200) преобразует текущее значение давления измеряемой среды в шнеке в сигнал (4-20)mA, который поступает на контроллер ПАЗ а. Здесь текущее значение давления высвечивается и сравнивается с введённым туда заданным значением. При превышении значения 5МПа контроллер вырабатывает дискретное регулирующее воздействие, включающее магнитный пускатель. В результате магнитный пускатель отключает электродвигатель шнека.

Схема 27. Использование реле избыточного давления при реализации защитного воздействия.

При превышении избыточного давления газа в сборнике С₇ значения 1МПа замыкается контакт реле избыточного давления РД-1600, срабатывает магнитный пускатель, который закрывает клапан на линии подачи компонента А.

РАСХОД

Схема 41. САР расхода топлива (жидкости, газа), поступающего в сборник.

Стабилизация величины расхода на заданном уровне (100л/ч) обеспечивается изменением положения затвора регулирующего органа. Текущее значение расхода воспринимается диафрагмой камерной ДКС, интеллектуальным преобразователем разности давлений Метран-100-ДД. Цифровой сигнал с интеллектуального преобразователя поступает на контроллер APACS+, где высвечивается величина текущего значения расхода, которая сравнивается с введённым в контроллер заданным значением. При наличии рассогласования регулирующее воздействие с контроллера в виде (4-20) мА идет на регулирующий клапан. Цифровой сигнал поступает также на вход ПК, где величина расхода может быть распечатана и использована по назначению (например, для построения графика изменения этой величины). Величина заданного значения расхода при необходимости может быть изменена с клавиатуры ПК. Погрешность цифрового канала измерения составляет 0,1%. В результате функционирования контура регулирования значение расхода топлива будет стабилизировано на уровне 100 л/ч.
Схема 42. САР соотношения расходов компонент (топливо, воздух) на входе в топку с коррекцией расхода воздуха по температуре продуктов сгорания.

Необходимо обеспечить температуру продуктов сгорания в топке 400⁰С, поддерживая заданное соотношение расходов топлива и воздуха на входе в топку. Но топливо может оказаться не той калорийности, что указана в документе и Т = 400 ⁰С не будет достигнута. С этой целью вводится корректирующий контур по температуре (датчик температуры Thermalert TX). Погрешность измерения температуры составляет 1,4 ⁰С. Если температура не достигает 400 ⁰С, то контроллер РСУ вырабатывает регулирующее воздействие (4-20) мА на регулирующий клапан установленный на линии подачи воздуха. В результате величина заданного соотношения расходов изменится за счет изменения расхода воздуха и температура продуктов сгорания достигает нужного значения. Контроллер РСУ высвечивает значения температуры продуктов сгорания и соответствующее ей соотношение расходов. Величина заданного соотношения расходов при необходимости может быть изменена с клавиатуры ПК. Температура в топке и соотношение расходов ПК регистрирует в виде графиков.
Схема 43. САК расхода и количества топлива, подаваемого по трубопроводу. Сигнализация.

Интеллектуальный преобразователь расхода вихреакустический. Счётчик-расходомер Метран-303 ПР, установленный на трубопроводе топлива, имеет выход (4-20)mA/HART и цифровой HART/Bell (погр.1%). Сигнализатор вторичного прибораА 100-Н настроен на расход топлива, равный нулю. Контроллер РСУ высвечивает величину расхода и величину количества топлива. Цифровой сигнал от счётчика-расходомера поступает также на вход ПК, где величина расхода и количества топлива могут быть распечатаны и использована по назначению (например, для построения графика изменения этих величин).
Схема 44. САК расхода мазута в трубопроводе.

С выхода массового расходомера Micro Motion сигнал (аналоговый (4-20)mA/HART, цифровой в стандарте Bell 202/HART) подается на вторичный прибор А 100 - Н, где фиксируется и сигнализируется ожидаемое значение расхода 1000 кг/ч. Погрешность канала измерения составляет:

ε = = 0,51%.

Контроллер РСУ высвечивает значение расхода. Цифровой сигнал от расходомера поступает также на вход ПК, где величина расхода может быть использована по назначению (например, для построения графика изменения расхода).

Схема 45. Программное управление периодическим (циклическим) процессом смешения компонент в реакторе (дозирование по времени ).

Программное управление осуществляется своевременным включением и выключением исполнительных устройств (клапанов и электродвигателя). Необходимо осуществить управление четырьмя операциями: влив компонента А (вязкий компонент); влив компонента Б ; перемешивание (электродвигатель М5); слив смеси. Каждая операция сигнализируется и регламентирована по времени. Контроллер APACS+ может управлять функционированием как непрерывных, так и периодических процессов. Контроллер по программе включает таймер. В программе зафиксировано время начала каждой операции и её продолжительность. В результате последовательно на заданные интервалы времени включаются и выключаются соответствующие исполнительные устройства от токовых сигналов (4-20) мА, а электродвигатель М5 включается магнитным пускателем от дискретного сигнала. Периодический процесс отображается па мониторе ПК в виде циклограммы. Кроме того, с клавиатуры ПК можно изменять время длительности каждой операции. Студент при описании данной схемы должен привести в записке циклограмму. Пример оформления циклограммы:


Схема 46. Дозатор-плотномер. Дозирование эмульсии, суспензии, взвеси, тяжелых и высоковязких сред (сырая нефть, мазут, битум, гудрон) по величине массы заданной дозы (Дозатор Метран 1360, в комплекте дозатора – расходомер и клапан).

Расходомер предназначен для измерения текущего и суммарного расхода дозируемой среды, а также плотности среды. Расходомер состоит из кориолисового сенсора (см. модели ниже), устанавливаемого на трубопроводе, и электронного блока (преобразователей Micro Motion серии 1000 или 2000), который может быть установлен как непосредственно на сенсоре, так и на удалении до 300 м на щите КИП. Сенсор расходомера имеет фланцевое либо иное (по спецификации заказчика) соединение с трубопроводом. Электронный блок имеет токовый выход (4-20) мА, а также цифровой выход Modbus, по которому передается информация о текущем и накопленном расходах и плотности. Клапан предназначен для подачи и отсечения подачи дозируемой среды. Клапан управляется двумя дискретными сигналами "Открыть" и "Закрыть". Контроллер выполняет функции подсчета импульсов от расходомера; подсчета отпущенных доз; сравнения расхода дозируемой среды и уставки дозы; выдачи сигналов на открытие и закрытие клапана. Для управления клапаном имеются встроенные реле.

После подачи сигнала на отпуск дозы контроллер открывает клапан и начинает получение информации по расходу от расходомера. По достижении заданной уставки дозы контроллер закрывает клапан. В данном примере задействованы два дозатора Метран 1360 с разными сенсорами. Оба дозатора управляются от одного контроллера. Панель оператора (ПК) предназначена для местного управления отпуском дозы, задания уставки дозы, отображения количества отпущенной дозируемой среды и количества отпущенных доз.
Модели сенсоров доза жидкости (кг).

CMF010, CMF010P,CMF025 2

CMF050 4

Метран-360 R050S, R050F, CMF100 20

Метран-360 R100S, R100 F 100

CMF200 200

CMF300, CMF300A 400

Метран-360 R200S, R200F 1000
Схема 47. Дозирование сыпучих и кусковых материалов (по массе заданной дозы).

Дозатор может использоваться как однокомпонентный или многокомпонентный при последовательно дозируемых разных видах материалов в одно грузоприёмное устройство (ёмкость). Дозатор даёт в РСУ и ПК информацию о текущем значении массы материала в весовом бункере и принимает управляющие сигналы дозирования от РСУ (включение электродвигателя для работы питателя и открытие клапана на линии подачи управляющего воздуха для открытия затвора бункера, предусмотрена световая сигнализация). Отсчётное устройство - цифровое табло контроллера. Число циклов дозирования в час - не менее 30, кусковатость дозируемого материала (5 – 50) мм. Тип питателя, загружающего бункер и поставляемого с дозатором - электровибрационный. Затвор бункера челюстного типа с пневмоприводом. Дозатор по способу установки - стационарный. Ниже приведены разновидности дозаторов этого типа, пределы дозирования и габариты:

4310 Д-0,05 0,05 т 1170x890x620 мм

4310 Д-0,1 0,10 т 1170x890x620 мм

14310 Д-0,2 0,20 т 1170x890x620 мм.
УРОВЕНЬ
Схема 61. САК уровня жидких и сыпучих сред в сборнике.

Радарный уровнемер Rosemount серии 5600 представляет собой сложный интеллектуальный прибор нового поколения, предназначенный для бесконтактных измерений уровня разных сред в резервуарах любого типа. Рекомендуется для измерений уровня сырой нефти, нефтепродуктов и других жидких, пастообразных, сыпучих материалов и продуктов. Уровнемер может использоваться как для автономной эксплуатации, так и для работы в составе различных автоматизированных систем управления. Полное соответствие уровнемера стандарту интерфейса HART позволяет конфигурировать и осуществлять мониторинг измеренных величин при помощи ручного коммуникатора HART или персонального компьютера в зависимости от требований к системе измерений. Благодаря высокой чувствительности и уникальной способности обработки сигнала уровнемеры находят широкое применение в разных условиях технологических процессов. Уровнемер имеет аналоговый сигнал (4-20) мА с наложенным цифровым сигналом HART, что позволяет встраивать его в системы АСУТП любой сложности. Чтобы в полном объеме использовать возможности радарного уровнемера модели 5600, необходимо перед вводом эксплуатацию провести его правильное конфигурирование (настройку). Для этой цели обычно используется специально разработанное программное обеспечения "Radar Master", позволяющее при помощи персонального компьютера осуществлять операции конфигурирования, производить запись результатов измерений в журнал, осуществлять расширенную оперативную помощь и т.д. Для связи с уровнемером через Radar Master требуется использование HART-модема.






Цифровой сигнал с интеллектуального уровнемера поступает на контроллер APACS+, где высвечивается величина уровня. Цифровой сигнал поступает также на вход ПК, где величина уровня может быть распечатана и использована по назначению (например, для построения графика изменения этой величины). Погрешность измерения составляет 5 мм.
Схема 62. САР уровня жидкости в сборнике.

Датчик гидростатического давления (уровня жидкости) Метран-100-ДГ измеряет гидростатическое давление столба жидкостии обеспечивает непрерывное преобразование значения этого давления в унифицированный токовый сигнал и/или цифровой сигнал по HART-протоколу. Обычно датчики гидростатического давления устанавливаются на боковой стенке резервуара вблизи дна. Возможна установка датчика в дно резервуара при условии доступа к нему во время монтажа и эксплуатации, а также при отсутствии возможности осаждения веществ, растворенных в жидкости, на мембране датчика. Погрешность измерений до ±0,1%. Датчик гидростатического давления может использоваться для измерения уровня в резервуарах открытых, закрытых, но соединенных с атмосферой, в закрытых под давлением и работает только с однородными жидкостями. Цифровой сигнал с интеллектуального датчика поступает на контроллер, где высвечивается величина текущего значения уровня, которая сравнивается с введённым в контроллер заданным значением. При наличии рассогласования регулирующее воздействие с контроллера в виде (4-20) мА идет на регулирующий клапан. Цифровой сигнал поступает также на вход ПК, где величина уровня может быть распечатана и использована по назначению (например, для построения графика изменения этой величины). Величина заданного значения при необходимости может быть изменена с клавиатуры ПК. В результате функционирования контура регулирования значение уровня будет стабилизировано на заданном значении.
Схема 63. Позиционное регулирование уровня жидкости в ёмкости.

Сигнализатор уровня Rosemount 2120 предназначен для контроля уровня большинства видов жидкостей, суспензий, эмульсий и других растворов на водной основе. Для большинства видов жидкостей, включая суспензии и аэрированные жидкости, характеристики потока (турбулентность, пузырьки, пена, вибрация, содержание твердых веществ или другие свойства жидкости) практически не влияют на работу сигнализатора. Сигнализаторы моделей 2120 предназначены для применений в безопасных или опасных зонах. Сигнализатор может монтироваться в любом положении на резервуаре или на трубе и способен обеспечить надежную защиту от переливов и, в случае аварийной ситуации, подать сигнал о переполнении в систему управления или на исполнительные механизмы. Сигнализатор может контролировать изменение уровня жидкости в заданном диапазоне (как в данном случае).
Параметры качества

Схема 81. САК плотности жидкостей (газов и взвесей).

Кориолисовые расходомеры и плотномеры предназначены для прямого измерения массового расхода, плотности, температуры, вычисления объемного расхода жидкостей, газов и взвесей. Кориолисовый расходомер состоит из датчика расхода (сенсора) и преобразователя. Сенсор напрямую измеряет расход, плотность и температуру. Преобразователь конвертирует полученную с сенсора информацию в стандартные выходные сигналы. При движении измеряемой среды через сенсор проявляется физическое явление, известное как эффект Кориолиса. Поступательное движение среды во вращательном движении сенсорной трубки приводит к возникновению кориолисового ускорения, которое, в свою очередь, приводит к появлению кориолисовой силы. Эта сила направлена против движения трубки, приданного ей задающей катушкой, т.е. когда трубка движется вверх во время половины ее собственного цикла, то для жидкости, поступающей внутрь, сила Кориолиса направлена вниз. Как только жидкость проходит изгиб трубки, направление силы меняется на противоположное. Таким образом, во входной половине трубки сила, действующая со стороны жидкости, препятствует смещению трубки, а в выходной способствует. Это приводит к изгибу трубки . Когда во второй фазе вибрационного цикла трубка движется вниз, направление изгиба меняется на противоположное. Сила Кориолиса и, следовательно, величина изгиба сенсорной трубки прямо пропорциональны массовому расходу жидкости.




Соотношение между массой и собственной частотой колебаний сенсорной трубки - это основной закон измерения плотности в кориолисовых расходомерах. В рабочем режиме задающая катушка питается от преобразователя, при этом сенсорные трубки колеблются с их собственной частотой. Как только масса измеряемой среды увеличивается, собственная частота колебаний трубок уменьшается; соответственно, при уменьшении массы измеряемой среды, собственная частота колебаний трубок увеличивается. Сенсоры серии ELITE®(CMF), погрешность измерения плотности 0,5 кг/м3. Номинальный диаметр трубопровода от 3 до 150 мм. Модели: CMF010, CMF010P, CMF025, CMF050, CMF100, CMF200, CMF300, CFM300A, CMF400. Преобразователь модели RFT9739, цифровые выходы HART (Bell 202). ЖКИ. Температурный диапазон (-240204)°С. Цифровой сигнал с интеллектуального датчика поступает на контроллер, где высвечивается величина значения плотности. Цифровой сигнал поступает также на вход ПК, где величина плотности может быть распечатана и использована по назначению (например, для построения графика изменения этой величины).
Схема 82. САК рН технологического раствора (РН – метр РН202) (контроль качества технологических растворов в разнообразных производственных процессах и мониторинг промышленных сточных вод).

Система измерения рН растворов (РН202) разработана для контроля качества технологических растворов в разнообразных производственных процессах и мониторинга промышленных сточных вод, а также для измерения рН воды высокой чистоты. Система имеет функции самодиагностики и выявляет неисправности сенсора во время измерений и при калибровке. PH- сенсор представляет собой помещённые в один корпус измерительный электрод, электрод сравнения и температурный сенсор. Каррозионностойкий, теплоустойчивый и механически прочный корпус сенсора обеспечивает долгий срок службы и допускает многократную индивидуальную замену измерительного электрода и электрода сравнения. Установка сенсоров в процессе осуществляется при помощи держателей различных конструкций с ультразвуковой, струйной, механической очисткой электродов и без очистки. взрывозащищенное исполнение прибора. Пределы измерений (2-15) рН. Температурный сенсор Pt 100. Выход (4-20) мА/ HART , цифровая связь по протоколу. ЖКИ. Параметры измеряемой среды: температура (-5 +105)°С, давление (0-500) кПа. Температура окружающей среды (-10+55)°С. Цифровой сигнал с интеллектуального датчика поступает на контроллер, где высвечивается величина значения рН. Цифровой сигнал поступает также на вход ПК, где величина рН может быть распечатана и использована по назначению (например, для построения графика изменения этой величины).
Схема 83. CАР относительной влажности газовой среды в помещении.

Заданное значение относительной влажности воздуха в помещении реализуем изменением подачи пара. Измерительные преобразователи температуры и влажности ИПТВ - 056 предназначены для преобразования значения относительной влажности и температуры газовых сред в унифицированный токовый сигнал. Область применения: хлебопекарная промышленность; мясопереработка - жарочные шкафы и камеры сушки колбас; деревообработка; энергетика - измерение влажности природного газа, дымовых газов. Принцип измерения влажности основан на изменении электрической емкости чувствительного элемента и преобразовании этого изменения в электрический унифицированный сигнал с учетом компенсации температурной зависимости. Температура измеряется термопреобразователем сопротивления типа Pt 100 фирмы "Sensycon". Сенсор влажности и термопреобразователь сопротивления Pt 100 защищены от воздействия пыли, масла и т.д. Длина рабочей части (80 -1000) мм. Масса (0.4 - 0,7) кг, к=2. Выходной сигнал (4-20) мА (модификация М3-04).

Степень защиты от воздействия пыли и воды по ГОСТ 14254. Поверка - 1 раз в год. Гарантия со дня ввода в эксплуатацию 12 мес. Цифровой сигнал с датчика поступает на контроллер, где высвечивается величина текущего значения относительной влажности, которая сравнивается с введённым в контроллер заданным значением. При наличии рассогласования регулирующее воздействие с контроллера в виде (4-20) мА идет на регулирующий клапан подачи пара. Сигнал поступает также на вход ПК, где величина относительной влажности может быть распечатана и использована по назначению (например, для построения графика изменения этой величины). Величина заданного значения при необходимости может быть изменена с клавиатуры ПК. В результате функционирования контура регулирования значение относительной влажности в помещении будет стабилизировано на заданном значении.
Схема 84. Анализ состава дымовых газов и автоматическое включение вытяжной вентиляции.

При превышении концентрации в дымовых газах компонента (в данном случае CO₂) величины 5 об.% срабатывает сигнализация, магнитный пускатель включает электродвигатель вентилятора. Происходит очищение воздуха в цехе. Анализатор дымовых газов SG800 представляет собой серию анализаторных систем, предназначенных для комплексного анализа дымовых газов. Основная область использования таких систем – непрерывный контроль выбросов в атмосферу. SG800 выполняются в виде отдельно стоящего шкафа или стойки, комплектуются инфракрасным газовым анализатором, циркониевым анализатором кислорода и системой пробоподготовки и могут одновременно измерять концентрацию до 5 компонент, таких как диоксид серы (SO₂), окислы азота (NOx), монооксид углерода (CO), диоксид углерода (CO₂) и кислород (O₂).