Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине Автоматизация технологических процессов
 Скачать 2.07 Mb.
|
Выбор технических средств измеренияДатчик температуры МЕТРАН-276-Т предназначен для измерения температуры различных сред путем преобразования сигнала первичного преобразователя температуры в унифицированный выходной сигнал постоянного тока (рисунок 2.1).   Рисунок 2.1 - Датчик температуры МЕТРАН-276-ТДатчик температуры МЕТРАН-276-Т применяется во взрывоопасных зонах, где возможно образование взрывоопасных смесей, газов, паров, горючих жидкостей с воздухом. Технические характеристики датчика приведены в таблице 2.1 [2]. Таблица 2.1 - Технические характеристики датчика температуры МЕТРАН-276-Т
Для измерения давления был выбран датчик избыточного давления Метран-150CG (рисунок 2.2). Датчик использует для передачи измерительной информации выходной сигнал 4-20 мА с наложенным на него цифровым сигналом в стандарте HART. Значения сигнала датчика в цифровом виде выводятся на жидкокристаллический индикатор, встроенный в корпус электронного блока. Жидкокристаллический индикатор может также выполняться в виде выносного индикатора, подключаемого к датчику через специальный разъем.  Рисунок 2.2 - Датчик избыточного давления Метран-150-CG С помощью встроенной в датчик кнопочной панели управления осуществляются: контроль текущего значения измеряемого давления; контроль настройки параметров датчика; непрерывная самодиагностика; калибровка датчика; защита настроек параметров от несанкционированного изменения. Технические характеристика датчика приведены в таблице 2.2 [3]. Таблица 2 - Технические характеристики датчика избыточного давления
Для измерения перепада давления использован датчик Метран-150-CD. Технические характеристики данного датчика представлены в таблице 2.3 [3]. Таблица 2.3 – Технические характеристики датчика Метран-150-CD
На рисунке 2.3 изображен датчик перепада давления Метран-150-CD.  Рисунок 2.3 - Датчик перепада давления Метран-150-CD Принцип действия датчика Метран-150-CD основан на воздействии измеряемого давления на положение измерительной мембраны, что приводит к появлению разности емкостей между измерительной мембраной и пластинами конденсатора, расположенным по обеим сторонам от измерительной мембраны. Разность емкостей измеряется АЦП и преобразуется электронным преобразователем в выходной сигнал 4-20 мА на базе HART-протокола или сигнала 0-5 мА. В качестве сигнализатора давления был выбран электроконтактный манометр ДМ 5002 (рисунок 2.4).  Электроконтактная группа приставки механически связана со стрелкой показывающего прибора и при превышении номинального (порогового) значения происходит замыкание или размыкание (в зависимости от типа приставки) электрической цепи. Технические характеристики данного датчика представлены в таблице 2.4 [4]. Рисунок 2.4 - Электроконтактный манометр ДМ 5002 Таблица 2.4 – Технические характеристики электроконтактного манометра ДМ 5002
СТМ-30-стационарный сигнализатор горючих газов (рисунок 2.5), используется на объектах: газовых и автомобильных хозяйств; процесса добычи, переработки газа и нефтепродуктов; складов ГСМ для определения загазованности в производственных помещениях и выдачи управляющих воздействий на исполняющие механизмы. Технические характеристики СТМ-30 приведены в таблице 2.5 [5].  Рисунок 2.5 - СТМ-30-стационарный сигнализатор горючих газовТаблица 2.5 - Технические характеристики СТМ-30
Для измерения температуры точки росы по влаге и углеводородам в природном газе выбран «Конг-Прима 10». При измерении точки росы используется конденсационный метод. Сущность метода заключается в измерении температуры, до которой необходимо охладить прилегающий к охлаждаемой поверхности слой влажного газа, для того, чтобы довести его до состояния насыщения при рабочем давлении. В функции датчика также входит:выдачи измеренных, вычисленных и зарегистрированных значений точки росы на выход, как в цифровой, так и в аналоговой форме; дистанционной передачи данных в различные информационные системы; съёма, хранения и обработки данных. Анализатор обладает стойкостью к технологическим примесям природного газа. При этом достоверность показаний анализатора сохраняется при следующих концентрациях паров технологических примесей: метанол – 1000мг/м³; ДЭГ – при концентрациях до 5 мг/м³ влияние не обнаружено. Превышение вышеуказанных концентраций приводит к завышению показаний анализатора более чем на 1ºС. В состав анализатора входят: преобразователь точки росы (ПТР) во взрывозащищённом исполнении; центральный управляющий блок (ЦУБ) КРАУ3.035.001 (только для эксплуатации вне взрывоопасных зон). ЦУБ в составе анализатора выполняет следующие функции: управление процессом измерения в ПТР и обработка результатов измерения; настройка параметров процесса; сбор и хранение данных; формирование сообщений о самодиагностике анализатора; обеспечение интеграции анализатора в АСУ ТП. ПТР при работе в составе анализатора выполняет следующее функции: 1) измерение первичных сигналов и их нормализация;2) автоматическое управление процессом измерения с учётом уставок, предустановленных из ЦУБ; 3) автоматическая диагностика компонентов ПТР и передачи информации о самодиагностике в ЦУБ; 4) визуализация измеренных значений на встроенном индикаторе. Технические характеристики приведены в таблице 2.6. [6]  Рисунок 6 - Анализатор точки росы по влаге «Конг-Прима-10» Таблица 2.6 – Технические характеристики «Конг-Прима-10»
Для измерения расхода конденсата газа и метанола был использован вихревой расходомер OPTISWIRL 4070 фирмы KROHNE (рисунок 2.7).  Рисунок 2.7 - вихревой расходомер OPTISWIRL 4070В основе принципа действия вихревого расходомера OPTISWIRL 4070 лежит широко известное природное явление – образование вихрей за препятствием, стоящим на пути потока. При скоростях среды выше определенного предела вихри образуют регулярную дорожку, называемую «дорожкой Кармана». Частота образования вихрей при этом прямо пропорциональна скорости потока. Система измерения прибора основана на базе цифровой интеллектуальной обработки сигнала, разработанной фирмой KROHNE. Она осуществляет прием, фильтрацию и обработку первичного сигнала измерения. Особенности датчика OPTISWIRL 4070:
Таблица 7 – Технические характеристики OPTISWIRL 4070
Для коммерческого учета расхода газа был использован массовый расходомер OPTIMASS 7000 фирмы KROHNE (рисунок 2.8).  Рисунок 2.8 - массовый расходомер OPTIMASS 7000 Основное назначение данных кориолисовых расходомеров - это измерение расхода массы газа или жидкости, однако, благодаря применяемому принципу измерения, они также позволяют измерять плотность и температуру проходящей через них среды. Применяемый в этих расходомерах двухтрубный изогнутый тип измерения кориолисового эффекта на сегодня является самым надежным и точным способом измерения, позволяя в данных расходомерах реализовывать точность 0,1%. Кориолисовый расходомер состоит из датчика расхода (сенсора) и преобразователя. Сенсор напрямую измеряет расход, плотность среды и температуру сенсорных трубок. Преобразователь конвертирует полученную с сенсора информацию в стандартный выходной сигнал. Измеряемая среда, поступающая в сенсор, разделяется на равные половины и протекает через каждую из сенсорных трубок. Движение задающей катушки приводит к тому, что трубки колеблются вверх-вниз в противоположном направлении друг к другу.Сборки магнитов и катушек-соленоидов, называемые детекторами, установлены на сенсорных трубках. Катушки смонтированы на одной трубке, магниты на другой. Каждая катушка движется сквозь однородное магнитное поле постоянного магнита. Сгенерированное напряжение от каждой катушки детектора имеет форму синусоидальной волны. Эти сигналы представляют собой движение одной трубки относительно другой. 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 кориоливовой 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. Сила Кориолиса и, следовательно, величина изгиба сенсорной трубки прямо пропорциональны массовому расходу жидкости. Технические характеристики приведены в таблице 2.8. [8] Таблица 2.8 – Технические характеристики OPTIMASS 7000
Для сигнализации уровня был выбран датчик OPTISWITCH 5100C (рисунок 2.9).  Рисунок 2.9 - массовый расходомер OPTISWITCH 5100C OPTISWITCH – сигнализатор уровня, в котором в качестве чувствительного элемента используется вибрирующая вилка. Он разработан для применения во всех областях промышленности, главным образомдля сигнализации уровня жидкостей. Вибрирующая вилка (камертон) приводится в действие пьезоэлектрическим генератором и вибрирует с частотой механического резонанса. Конструкция пьезоэлектрической системы обеспечивает устойчивость чувствительного элемента к тепловым воздействиям. При погружении чувствительного элемента в рабочую среду, происходит изменение частоты колебаний. Встроенный блок электроники воспринимает это изменение и преобразует его в команду переключения. Типичное применение OPTISWITCH - защита от переполнения или сухого пуска. Благодаря простой и прочной измерительной системе, работа OPTISWITCH практическине зависит от химических или физических свойств жидкостей.Он работает даже при сильных внешних вибрациях или изменении продукта. Технические характеристики приведены в таблице 2.9. [9] Таблица 2.9 – Технические характеристики OPTISWITCH 5100C
Для измерения уровня был выбран датчик уровня OPTIWAVE 7300C (рисунок 2.10).  Рисунок 2.10 - массовый расходомер OPTIWAVE 7300C OPTIWAVE 7300C предназначен для преобразования измеренного уровня продукта или уровня границы раздела двух фаз. Датчик способен работать в расширенном диапазоне частот. Это обеспечивает более высокое разрешение и точность. Улучшенные динамические характеристики сигнала, излучаемого OPTIWAVE, позволяют ему обнаруживать малейшие изменения уровня измеряемого продукта. Мешалки и другие объекты (балки, впускные патрубки, лестницы) ослабляют полезный сигнал. Улучшенные характеристики сигнала легче поддаются анализу, а полученные результаты отличаются более высокой точностью и повторяемостью. Технические характеристики приведены в таблице 2.10.[10] Таблица 2.10 – Технические характеристики OPTIWAVE 7300C
Измерение расхода жидкости на узле учёта | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
-40…+240 °С
2
— Выход 1: общепромышленное исполнение и исполнение "EEx i": 14…30 В постоянного тока при токе 22 мА на клеммах прибора