Структурная схема асутп. Локальные системы управления.
Структурная схема централизованной АСУТП
Применение контроллеров на цеховом уровне централизованной АСУТП должно удовлетворять следующим основным требованиям:
• локальная или полевая (промышленная) шина обмена между контроллером и распределенным (удаленным) УСО
(например, Modbus Plus, PROFIBUS) со скоростью обмена не менее 1 Мбит/с;
• индустриальная шина обмена между контроллером и АРМ диспетчера;
• количество переменных на один ПЛК превышает 280/112 дискретных/аналоговых;
• ОС реального времени;
• синхронизация времени;
• обработка прерываний;
• контуры регулирования;
• архивирование данных;
• система резервирования (не обязательно);
• программирование в режиме реального времени (on-line).
Оптимальными, с этой точки зрения, являются контроллеры с шиной VME или с локальной шиной для обмена данными со
встроенными УСО, например, контроллеры типа VME9300-42, IUC9000 (Kontron), SIMATIC S5-115F, SIMATIC S7-400 (Siemens), Premium, Quantum (Schneider Electric) 90-30,90-70 GE (Fanuc), серии 6000 (Octagon Systems).
Локальной системой управления - называется такая система, в которой объект управления с расположенными на нем датчиками и исполнительными механизмами расположены недалеко друг от друга (в пределах одной комнаты, одного цеха, нескольких близлежащих зданий), и соединяются в сеть при помощи высокоскоростных адаптеров. В локальных сетях применяются высокоскоростные линии связи. Локальная система управления является основой системой управления предприятия, сеть обеспечивает взаимодействие электронных контор внутри организации и между ними. Распределенные системы управления. По своей идеологии и назначению они близки к локальным системам управления, но отдельные блоки такой сети могут быть размещены на удаленном расстоянии и связываться специальными телефонными каналами. Пример: СУ транспортировки газа, СУ Железнодорожными транспортными путями. Существуют способы объединения локальных сетей с помощью радиоканалов
Измерительные преобразователи для измерения количества жидкостей, газа, пара и единиц продукции.
Расход –количество вещества проходящее через сечение трубопровода за единицу времени.
Объемный метод измерения – объемные счетчики воды.
Расходомеры постоянного перепада – ротаметр через трубку переменного сечения (диаметр плавно увеличивается) проходит измеряемое вещество, в трубке находится специальный поплавок который под воздействием расхода измеряемой среды поднимается на соответствующий уровень, а т. к. трубка имеет конусное внутреннее отверстие которое при поднятии поплавка увеличивается и снижает давление поднимающее поплавок вверх, то при этом наступает такой момент когда происходит уравновешивание этих сил (вверх сила давления – потока газа вниз сила тяжести поплавка) и край поплавка устанавливается на соответствующей риске шкалы расхода. Применяется только для расхода газов. Достоинства – наглядность показаний, дешевизна. Недостатки – сложность передачи сигнала.
Переменного перепада- принцип действия этих расходомеров основан на изменении потенциальной энергии измеряемого вещества (жидкость, газ, пар, воздух) при протекании через искусственно суженное сечение трубопровода.
В комплект расходомера с сужающим устройством входят:
сужающее устройство типа нормальных диафрагм, сопло, сопло и трубы Вентури;
дифференциальный манометр, предназначенный для измерения разности статических давлений протекающей среды до и после сужающего устройства ( вторичный прибор);
соединительные импульсные линии (две трубки), связывающие между собой оба прибора;
вспомогательные устройства - вентили, краны, задвижки для сброса конденсата, воздуха и т.п.
Как видно из диаграммы, сужение потока начинается перед сужающим устройством и достигает минимальной величины на некотором расстоянии за диафрагмой. Потом поток снова расширяется, достигая нормального сечения. Далее наблюдается некоторое остаточное падение давления, величина которого зависит от формы сужающего
устройства и возникающих здесь завихрений, определяющих потери энергии.
Достоинства: способ хорошо изучен, дешев, прост в эксплуатации.
Недостатки: требуют больших расчетов (но есть соответствующие программы для расчетов), требовательны к изготовлению и условиям монтажа (необходим ровный участок трубопровода до и после сужающего устройства), невысокий класс точности (С=4).
Вихревые расходомеры в трубе в середине потока вещества устанавливается специальная призма, широкой стороной по направлению потока, при прохождении вещества по трубе вокруг призмы возникают завихрения т. е. разность давлений которая через специальные отверстия в призме попадает на измерительное устройство.
Расходомеры Кориолиса содержат одну или более вибрирующих трубок. Обычно эти трубки имеют изогнутую форму, хотя существуют также и прямотрубные счетчики. Измеряемый поток проходит через вибрирующие трубки. По мере приближения к наивысшей точке вибрации он ускоряется, а по прохождении этой точки его скорость падает. Это заставляет трубки колебаться. Количество колебаний прямо пропорционально массовому расходу.
Недостаток ООООЧЕНЬ ДОРОГО!!!
Радиоизотопные (ионизационные) приборы применяются для измерения и контроля расхода технологических продуктов и работают по методу «меченых молекул».
Определенное сечение трубопровода, по которому, к примеру, движется газ, облучается пучком радиоизотопного излучения, периодически прерываемым модулятором. В другом сечении на определенном расстоянии от первого (по ходу движения среды) установлен приемник излучения, отмечающий момент прохождения мимо него участка среды с радиоизотопным веществом («меченными молекулами»).
Скорость потока, зависящего от времени переноса ионных «меток» на данном участке измеряется счетным устройством, соединенным с индикатором расхода. В качестве источника излучения, находящегося в свинцовом контейнере, используется таллий - 204 или стронций - 90.
Основная приведенная погрешность ±2%.
Электромагнитные расходомеры Для измерения расхода химически агрессивных (кислот, щелочей), абразивных и других жидкостей применяются электромагнитные ( индуктивные) расходомеры.
Эти приборы предназначены для измерения расхода жидкостей с удельной электропроводностью от 10-3 до 10 см/м и температурой до 150 °С.
Действие приборов основано на принципе, что при движении в трубопроводе жидкости поперек силовых линий магнитного поля в ней индуктируется э.д.с, величина которой определяется формулой:
Е = В*I*vcp где, В - магнитная индукция; I- расстояние между электродами; vcp - средняя скорость движения жидкости.