ууаккке. ВЫБОР ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ ОБЪЕКТА ПЛК. Техника чтения и выполнение схем автоматизации

• Название: Техника чтения и выполнение схем автоматизации
• Анкор: ууаккке
• Дата: 11.10.2022
• Размер: 4.24 Mb.
• Имя файла: ВЫБОР ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ ОБЪЕКТА ПЛК.ppt
• Тип: Документы; #727007
• страница: 7 из 7

ВЫБОР СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

Измерение температуры
Измерения температуры проводятся двумя методами: контактным и бесконтактным.
При контактных методах, наиболее распространенных в технологических процессах, используются манометрические термометры (от –200 до +600 …С), термоэлектрические преобразователи (от –50 до +1800 …С), термопреобразователи сопротивления (от –200 до +600 …С).
Чувствительный элемент термометров размещается непосредственно в измеряемой среде, т. е. в контакте с ней. Промышленные преобразователи, как правило, имеют защитный кожух (чехол), способный противостоять механическим и химическим воздействиям сред.
На нем может быть выполнен участок с резьбой (штуцер), позволяющий осуществлять герметизацию относительно окружающей среды


Бесконтактный метод измерения позволяет избегать непосредственного контакта преобразователя с измеряемой средой и не искажает ее температурное поле. Позволяет производить измерение температур пламени, факелов и высоких температур газовых потоков, когда использование других методов затруднено, а также неподвижных или медленно движущихся тел, нагретых до видимого свечения (прокатываемый металл, пластмассы, другие полимерные материалы).


Задача 1
Выбрать средство получения информации о температуре воздуха в трубопроводе диаметром 40 мм. Информация необходима для местного и дистанционного (с записью) контроля. Параметры измеряемой среды: температура от 200 до 250 К, давление 2,8 МПа.
Решение
Выбираем термометр сопротивления ТСП--5071 (двойной), предел измерения (–200)ˆ(+750) …С, Р = 64 кгс/см2, материал – Сталь Х18Н10Т. Применение двойного термопреобразователя позволяет установить два вторичных прибора, один из которых располагается вблизи места измерения, а другой на щите управления. К одинарному термопреобразователю нельзя присоединить два прибора. На рис. 1 приведен пример функциональной схемы измерения температуры воздуха в трубопроводе.


Задача 2
Выбрать термометры для получения измерительной информации на пульте управления о температуре газа, измеряемой в трех точках по высоте реактора диаметром 2 м. Температура меняется в диапазоне от 20 до 550 …С. Давление газа 4 МПа.
Решение
Выбираем термоэлектрический термометр ТХА-0515, монтажная длина 1000 мм, Р= 40 кгс/см2, Т= –50…+600 …С, Сталь Х18Н10Т. Подбираем многоточечный потенциометр КСП 4, погрешность показаний – 0,25 %, погрешность записи – 0,5 %, ширина диаграммной ленты – 250 мм.
На рис. 2 приведен пример развернутой функциональной схемы измерения температуры.


Задача 1
Выбрать манометр для местного измерения постоянного давления неагрессивного газа в резервуаре: а) 0,3 МПа; б) 26 МПа.
Решение
Верхние пределы измерения манометров выбираются из ряда 1; 1,6; 2,5; 4; 6; 10n, где n – любое целое положительное или отрицательное число. Выбираем верхние пределы измерения: а) 0,3/0,75 = 0,4 МПа, принимаем верхний предел измерения не более 0,4 МПа и шкалу 0–0,4 МПа; б) 26/0,75 = 34,7 МПа, т. е. желательно, чтобы верхний предел был не более 34,7 МПа. Однако приходится выбирать шкалу 0–40 МПа, т. к. ближайшая шкала с меньшим пределом 0–25 МПа не может быть использована. Найденные таким образом пределы измерения соотносим с определенным типом манометра, удовлетворяющего требованиям (для фреона, кислорода, пара и т. п.).
Для нашего случая можно использовать относительно простые и дешевые показывающие манометры без выходных сигналов типа МТ2 с диаметром корпуса 60 мм, классом точности 4,0 и радиальным присоединением.
.


В ряде случаев установка манометров по месту (теплообменники, автоклавы и т. п.) требует их защиты от действия высоких температур газа или пара. Для этого перед манометром устанавливают так называемую сифонную трубку в виде буквы U или кольцевой петли. Если же среда агрессивна по отношению к чувствительным элементам манометров, вязкая и является жидким металлом, то необходима установка мембранных устройств или разделительных сосудов


Задача 3
Выбрать СИ для текущего дистанционного контроля (до 500 м) перепада давления ∆Р = 0ˆ0,051 МПа между двумя аппаратами, находящимися под избыточным давлением 6,8 МПа и расположенными на наружной установке (эксплуатация в зимних условиях при t= 25 …С) во взрывоопасной зоне.
Решение
Здесь представлен часто встречающийся в процессах химтехнологии случай передачи сигнала измерительной информации из взрывоопасной зоны в нормальную среду на пульт управления, осуществляемый в соответствии со схемой на рис. 3 в. Для отбора и передачи информации из опасной зоны используем пневматический преобразователь перепада давления с пневматическим выходным сигналом 13ДД11 модели 720 со значением предельного перепада давлений 0,063 МПа, пределом допустимого избыточного давления 16 МПа, классом точности 1,0 и материалом чувствительного элемента из стали 36НХТ10, нейтральным, допустим, к контролируемой среде (см. рис. 4, в, поз. 3-1).

Ё1

Поскольку пункт управления находится от объекта на расстоянии более 300 м (300 м – предельная дальность передачи пневмосигнала), то необходима установка пневмоэлектрического преобразователя (см. рис. 4, в, поз. 3-2), преобразующего этот сигнал в эквивалентный электрический сигнал, который и передается через систему дистанционной передачи на аппаратуру электроавтоматики, расположенной на пульте управления (контроля) в неопасной зоне. Полученный сигнал может подаваться на устройство, которое обеспечивает необходимость функции. В данном случае сигнал используется только для отображения измерительной информации (показание и запись) на вторичном приборе (см. рис. 54. в, поз. 3-3) ДИСК-250 со шкалой 0–5 Ма.


Задача 4
Выбрать средство получения информации о расходе газообразного изобутана (Fmax = 2,1 м3/ч) в трубопроводе с внутренним диаметром 10 мм. Контроль местный.
.


Для измерения пульсирующих потоков жидкостей с амплитудой пульсации, меняющейся от нуля до максимального значения расхода, при температурах среды от 5 до 100 …С можно использовать шариковые расходомеры, относимые к тахометрическим. Расходомеры этого типа состоят из преобразователя расхода, врезаемого в трубопровод диаметром до 150 мм, и нормирующего преобразователя с выходным сигналом 0–5 мА, который может передаваться на расстояние до 5 км. Рассмотренные выше расходомеры предусматривают наличие контакта чувствительных элементов с контактируемой средой и деформацию потока с потерей давления.
Бесконтактные расходомеры лишены этих недостатков. Электромагнитные (индукционные) расходомеры применяют для измерения расхода агрессивных, абразивных и вязких жидкостей и пульп. Но среда должна быть электропроводной. К ним относятся жидкости с удельной электропроводностью ≥ 10-5 См/м. К непроводящим жидкостям (удельная электропроводность < 10-5 См/м) относятся масла, бензин и другие нефтепродукты. Соответственно расходомер представляет собой комплект, состоящий из первичного преобразователя расхода и измерительного устройства (блока) или передающего преобразователя


Рассмотренные выше расходомеры предусматривают наличие контакта чувствительных элементов с контактируемой средой и деформацию потока с потерей давления. Бесконтактные расходомеры лишены этих недостатков. Электромагнитные (индукционные) расходомеры применяют для измерения расхода агрессивных, абразивных и вязких жидкостей и пульп. Но среда должна быть электропроводной. К ним относятся жидкости с удельной электропроводностью ≥ 10-5 См/м. К непроводящим жидкостям (удельная электропроводность < 10-5 См/м) относятся масла, бензин и другие нефтепродукты. Соответственно расходомер представляет собой комплект, состоящий из первичного преобразователя расхода и измерительного устройства (блока) или передающего преобразователя (рис. 5.6).
В некоторых случаях в технологическом процессе необходимо контролировать не расход, а количество жидкости или газа за смену, сутки, месяц и т. п. Для этого применяются объемные и скоростные счетчики. Объемные счетчики могут работать в различных средах:  жирные кислоты и парафин –МЖАО;  аммиак, анилин, фенол, кислоты и т. д. –МЖУА;  для измерения потоков жидкости чище воды и нефтепродуктов используют скоростные или тахометрические счетчики (УВК40). Скоростные счетчики имеют меньшую точность, чем объемные, и работают при давлениях до 250 МПа и температурах до 700 …С.


Измерение уровня
Наибольшее распространение в химической технологии получили буйковые уровнемеры, которые можно использовать для измерения температуры до 400 …С не только обычных, но и криогенных жидкостей при давлении до 32 МПа. Они способны контролировать уровень, изменяющийся до 16 м, и имеют выходной унифицированный (электрический или пневматический сигнал) сигнал для дистанционной передачи. Функциональная схема измерения уровня жидкости при помощи буйкового уровнемера представлена на рис. 5.7.
1-1 –буйковый уровнемер, тип УБ-П; 1-2 – вторичный пневматический измерительный прибор, тип ПКР 1.


РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ
Функциональная схема автоматизации (ФСА) является важнейшим техническим документом, определяющим функциональную структуру, состав и расположение технических средств, проектируемой системы автоматизации. ФСА выполняется на основе технических требований к системе и оформляется в соответствии с действующими стандартами.
При разработке ФСА решаются вопросы выбора современных технических средств автоматизации (датчиков, исполнительных устройств, программируемых логических контроллеров (ПЛК), управляющих компьютеров) для реализации заданных функций системы и вопросы их размещения на технологическом оборудовании, щитах, пультах, шкафах и т. д.
При решении этих задач следует использовать результаты обзора технических средств автоматизации. Путем анализа стоимостных, метрологических и эксплуатационных характеристик технических средств, делают окончательный выбор и оформляют спецификацию технических средств системы автоматизации.


Способы выполнения ФСА и спецификация средств автоматизации
Применяют два способа выполнения ФСА: упрощенный и развернутый. Упрощенный способ выполнения ФСА дает общее представление о функциональных группах (узлах). При его использовании на ФСА не показывают первичные измерительные преобразователи и всю вспомогательную аппаратуру (ключи, кнопки и т. п.). Приборы и средства автоматизации, осуществляющие сложенные функции (контроль, регулирование, сигнализацию и т. п.), выполненные отдельными блоками, показывают одним условным графическим обозначением без указания места установки (на технологическом оборудовании, стойках, пультах, щитах). Элементы схемы обозначают цифрами по порядку слева направо, сверху вниз


Связи между приборами изображают вертикальными и горизонтальными линиями. Для сложенных ФСА используют адресный метод изображения связей между приборами: соединительные линии разрывают и на их концах записывают адрес – одну и ту же арабскую цифру. На линиях связи первичных преобразователей с отборными устройствами (точками отбора) указывают предельные значения измеряемых величин.
На развернутых ФСА используют при необходимости обозначения дополнительных функциональных признаков приборов, сигналов и операций с сигналами.


Выбор технических средств автоматизации осуществляется в два этапа. На первом этапе на основе заданных требований к системе автоматизации составляется перечень всех отечественных и зарубежных технических средств автоматизации с краткой их технической характеристикой, используя справочники, каталоги отечественных и зарубежных производителей и периодические журналы.
На втором этапе путем детального анализа стоимостных, метрологических и эксплуатационных характеристик отобранных на первом этапе средств автоматизации выбирают те технические средства, которые будут использованы в разрабатываемой системе автоматизации