- •Термины и определения
- •Введение
- •Предпроектные исследования
- •Основные цели создания автоматизированной системы контроля
- •Задачи автоматизации системы контроля
- •Сравнительная характеристика датчиков и принцип действия
- •Техническое проектирование
- •Связь резервуаров, аппаратуры и зданий азс
- •Дистанционная передача данных и удаленный доступ к данным автозаправочной станции
- •Устройство системы измерения уровня и схемы ее реализации
- •Программное обеспечение для автоматизации отпуска и контроля топлива
- •Анализ существующих моделей магнитострикционных преобразователей уровня
- •Методология исследований
- •Магнитострикционный преобразователь уровня жидкости как система взаимосвязанных элементов
- •Принцип действия преобразователя уровня, основанном на эффекте магнитострикции
- •Практическое применение мпуж в системах измерения
- •Магнитострикционный преобразователь уровня жидкости как объект управления
- •Магнитострикционный преобразователь уровня жидкости как преобразователь энергии
- •Синтез системы регулирования от переливания резервуаров
- •1 Корретирующее устройство:
- •2 Корректирующее устройство:
- •Определение переходной характеристики замкнутой системы
- •Определение показателей качества по переходной характеристике
- •Методика проектирования преобразователя уровня жидкости. Схемы принципиальная и структурная
- •Разработка структурной схемы мпуж
- •Разработка принципиальной схемы мпуж
- •Расчет параметров магнитострикционного преобразователя уровня и поправок на установку
- •Пределы измерения
- •Поправка на отступ от дна
- •Поправки на глубину погружения поплавков
- •Количество и месторасположение датчиков температуры
- •Расчет объема резервуара
- •Влияние геометрической формы на точность учета
- •Обработка экспериментальной информации с использованием метода дисперсионного и корреляционно – регрессионного анализа
- •Технологический раздел
- •Методика настройки и поверки
- •Общие положения
- •Функции кнопок управления
- •Структура меню настройки
- •Общие пункты меню для устройств:
- •InFo – информация об устройстве
- •Градуировочные параметры преобразователей
- •Исходные данные для вычисления плотности
- •Критические уровни
- •Проверка датчиков температуры
- •Уровни датчиков температуры
- •Калибровка преобразователей
- •Параметры реле блоков коммутации бк и бпк
- •Настройка сигнализатора вс-5
- •Контрольная проверка бк, бпк, вс-5 при эксплуатации
- •Настройка сигнализаторов мс-к-500, мс-ш-8х8…, мс-ш-40
- •Индикация ошибок
- •Монтаж и ввод в эксплуатацию
- •Порядок работы по монтажу
- •Организационно-экономический раздел
- •Обоснование экономической эффективности инвестиционного проекта (автоматизированной системы коммерческого учета топлива на азс)
- •Определение капитальных вложений
- •Определение показателей эффективности инвестиций
- •Безопасность жизнедеятельности
- •Аварийные ситуации на азс: причины и способы устранения
- •Причины пожаров и взрывов
- •Природные катаклизмы
- •Основные правила безопасной эксплуатации азс
- •Основные мероприятия, обеспечивающие безопасное ведение технологического процесса
- •Сценарий возникновения и развития возможных аварий. Анализ причин и условий возникновения и развитий аварий
- •Для азс характерны виды аварий:
- •Оценка поражающих факторов опасности азс
- •Энергетические показатели взрывоопасности азс
- •Результаты анализа опасности азс
- •Заключение
Сравнительная характеристика датчиков и принцип действия
Существуют два вида поплавковых датчиков уровня: герконовый и магнитострикционный. Когда не требуется высокая точность измерения, то удобно применять герконовый датчик уровня с растром точностью) 10 мм и более. Когда точность измерения играет большую роль, то данную задачу хорошо решают магнитострикционные датчики уровня, так как точность измерения у них выше 1 мм. Начальная стоимость магнитострикционных датчиков уровня выше герконовых, но магнитострикционные датчики уровня при увеличении длины трубы скольжения в цене возрастают незначительно, тогда как цена герконовых датчиков уровня реагирует на увеличение диапазона измерения сильно.
Произведем анализ уровнемеров выпускаемых предприятием ООО «НПП Сенсор». Основные функции уровнемеров перечислены в таблице 1.1:
Таблица 1.1
Описание функции |
Тип уровнемера ПМП - … |
|||
- 118 |
- 128 |
- 138 |
- 201 |
|
Измерение уровня жидкости |
+ |
+ |
+ |
+ |
Измерение уровня раздела сред |
+ |
+ |
+ |
+ |
Одновременное измерение уровня жидкости и уровня раздела сред (или подтоварной воды) |
- |
+ |
- |
+ |
Измерение температуры (многоточечное) |
+ |
+ |
+ |
+ |
Измерение плотности жидкости |
- |
- |
- |
+ |
Продолжение таблицы 1.1
Вычисление плотности жидкости |
+ |
+ |
+ |
+ |
Вычисление объема жидкости |
+ |
+ |
+ |
+ |
Вычисление %-ного заполнения резервуара |
+ |
+ |
+ |
+ |
Вычисление массы жидкости |
+ |
+ |
+ |
+ |
Световая и звуковая сигнализация достижения критических уровней и температур |
+ |
+ |
+ |
+ |
Автоматическое переключение контактов выходных реле при достижении критических уровней и температур |
+ |
+ |
+ |
+ |
Автоматическое управление одним насосом при наполнении нескольких резервуаров |
+ |
+ |
+ |
+ |
Автоматический самоконтроль исправности |
+ |
+ |
+ |
+ |
Подключение к стандартным интерфейсам RS232/485 |
+ |
+ |
+ |
+ |
Программное обеспечение: - градуировки резервуаров, - организации АРМ (автоматизированного рабочего места оператора хранилищ); - настройки уровнемера. |
+
+ + |
+
+ + |
+
+ + |
+
+ + |
Технические данные уровнемеров и их составных частей приведены в табл. 1.2, 1.3, 1.4.
Таблица 1.2
Общие данные уровнемеров |
|
Число каналов измерения (резервуаров), не более |
31 |
Число релейных выходов, не более |
163 |
Длина линии связи, не более, м |
1500 |
Напряжение питания, В: - сетевое / бортовое; - в линии связи |
~220 В ±10%, 50-60 Гц / +12 или + 24 9 ± 10 % |
Климатическое исполнение по ГОСТ 15150-89: - взрывозащищенных устройств; - остальных устройств. |
УХЛ, в диапазоне-50..+60 ºС УХЛ в диапазоне +5…+50 ºС |
Таблица 1.3
Параметры преобразователей |
||||
|
ПМП-118 |
ПМП-128 |
ПМП-138 |
ПМП-201 |
Диапазон измерения уровня, м |
0,04…61) |
0,08…151) |
0,04…61) |
0,08…61) |
Погрешность измерения уровня, мм |
±5 |
±5 |
±2,5 |
±1 |
Верхний неизмеряемый уровень, мм |
35 |
60 |
35 |
200 |
Число точек измерения температуры |
1(2…8) 1 |
1…20 |
1(2…8)1) |
3(1…8)1) |
Диапазон температур измеряемой среды, ºС |
-50…99 |
-50…80 |
-50…99 |
-50…60 |
Погрешность измерения плотности, кг/м3 |
- |
- |
- |
±1 |
Напряжение питания, В |
4 … 9,5 |
6 … 9,5 |
4 … 9,5 |
4…9,5 |
Ток потребляемый, мА (при Uпит = 9В) |
5 |
256) |
5 |
256 |
Давление среды, МПа, не более |
2,5 (4)1 |
1 |
2,5 (4)1) |
2,5 (4)1) |
Степень защиты от воды и пыли по ГОСТ 14254-96 |
IP66 |
IP66 |
IP66 |
IP66 |
Продолжение таблицы 1.3
Маркировка взрывозащиты |
1ExdIIBT3 |
1ExdIIBT3 [Exia]IIB 0ExiaIIBT6 |
1ExdIIBT3 |
1ExdIIBT3 |
Погрешность измерения температуры, ºС |
±0,5 (-20…99); ±2 (-50…-20) |
|||
Диапазон температур окружающей среды, ºС |
-50…+60 |
|||
Для выбора вторичных приборов проведем анализ существующих приборов производства предприятия ООО ННП «Сенсор», анализ представлен в таблице 1.4:
Таблица 1.4
Наименование, |
Uпит., В |
Iпотр., мА |
Рпотр., Вт |
Uвых., В |
Iвых., А |
tокр.ср., ºС |
Степень IP |
МС-К-500-2 |
4 … 9,5 |
150[5]8) |
- |
- |
- |
+5 …50 |
IP6610) |
МС-К-500-2-OKW |
4 … 9,5 |
150[5]8) |
- |
- |
- |
+5 …50 |
IP66 |
МС-К-500-ВЗ |
4 … 9,5 |
70[5]8) |
- |
- |
- |
-50…+60 |
IP66 |
МС-К-500-IP66 |
4 … 9,5 |
70[5]8) |
- |
- |
- |
-50…+60 |
IP66 |
МС-К-500-П |
4,5 |
7[0,017]8) |
- |
- |
- |
-20 …+50 |
IP66 |
МС-К-500-В300-ВЗ |
3 |
5 0[0,01]8) |
- |
- |
- |
-50…+60 |
IP66 |
МС-Ш-8х8 |
4 … 9,5 |
60 |
- |
- |
|
+5 …50 |
IP66 |
МС-Ш-40 |
6…15 |
- |
1 |
|
- |
-50…+60 |
IP66 |
ВС-3-220В |
~220 |
- |
1 |
- |
- |
-50…+60 |
IP66 |
ВС-3-12В |
9…16 |
300 |
- |
- |
- |
-50…+60 |
IP66 |
ВС-3-24В |
20…28 |
200 |
- |
- |
- |
-50…+60 |
IP66 |
ВС-5-К |
4 … 9,5 |
30[3]8) |
- |
- |
- |
-50…+60 |
IP66 |
ВС-5-3К |
4 … 9,5 |
90[3]8) |
- |
- |
- |
-50…+60 |
IP66 |
ВС-5-Г-К |
4 … 9,5 |
200[3]8) |
- |
- |
- |
-50…+60 |
IP66 |
ВС-5-ГП-К |
4 … 9,5 |
80[3]8) |
- |
- |
- |
-50…+60 |
IP66 |
БП-9В-1А |
~220 |
- |
<20 |
9±10% |
14) |
+5 ...+50 |
IP6610) |
БПК-220В-4Р-ГС11) |
~220 |
- |
3 |
9±10% |
0,1 |
+5 ...+50 |
IP6610) |
БПК-12В-2Р-ГС11) |
12-16 |
80(480)7) |
- |
9±10% |
0,4 |
+5 ...+50 |
IP6610) |
БПК-24В-2Р-ГС11) |
20-28 |
40(240)7) |
- |
9±10% |
0,4 |
+5 ...+50 |
IP6610) |
БПК-12В-5Р |
12-16 |
80(480)7) |
- |
9±10% |
0,4 |
+5 ...+50 |
IP6610) |
БПК-24В-5Р |
20-28 |
40(240)7) |
- |
9±10% |
0,4 |
+5 ...+50 |
IP6610) |
БК-220В-5Р |
~220 |
- |
1,5 |
- |
- |
+5 ...+50 |
IP6610) |
БК-220В-8Р |
~220 |
- |
1,5 |
- |
- |
+5 ...+50 |
IP6610) |
БК-24В-8Р |
20…28 |
100 |
- |
- |
- |
+5 ...+50 |
IP6610) |
Адапт. ЛИН-RS232-220В |
~220 |
- |
0,5(1,5)7 |
6-10%9) |
0,05 9) |
+5 ...+50 |
IP6610) |
Адаптер ЛИН-RS232 |
4…15 |
- |
0,4 |
- |
- |
+5 ...+50 |
IP6610) |
Адаптер ЛИН-USB |
4…15 |
10 |
- |
- |
- |
+5 ...+50 |
IP6610) |
Адаптер ЛИН-RS485 Modbus |
4…15 |
- |
0,3 |
- |
- |
+5 ...+50 |
IP6610) |
Адапт. RS232-485 |
~220 |
- |
0,5 |
- |
- |
+5 ...+50 |
IP6610) |
Для данных условий эксплуатации выбран прибор магнитострикционный преобразователь уровня ПМП-201 и соответствующая ему трубозапорная арматура, назначение каждого из приборов приведено ниже:
Преобразователь ПМП – устройство, измеряющее параметры среды, вычисляющее производные (объем, массу) по формулам и таблицам, хранящимся в его памяти, контролирующее достижение критических уровней измеряемой среды и выдающее информацию в линию связи.
Блоки коммутации БК, БПК – реагирует на сигналы достижения критических уровней, переданные преобразователями. Имеет несколько реле с переключающимися контактами, каждое - со своим адресом. Реле индивидуально программируется на заданные критические уровни одного или нескольких преобразователей, на непрерывное или кратковременное переключение контактов.
Сигнализатор ВС-5 – реагирует постоянным или прерывистым светозвуковым сигналом до поступления команды отключения, или автоматически отключается через заданное время. Программируется аналогично реле БК, БПК.
Многоканальный сигнализатор МС-К-500 - показывает измеренные параметры и сигнализирует о достижении критических уровней. Кнопки МС служат для управления индикацией, отключения сигнализаторов ВС-5, а также для настройки (программирования) устройств.
Сигнализаторы шкальные МС-Ш-8х8, МС-Ш-40 – выполняют функцию индикации процентного заполнения резервуаров. Применение МС-Ш-8х8 позволяет одновременно получить информацию о степени заполнения всех резервуаров. Одноканальный сигнализатор МС-Ш-40 имеет взрывозащищенное исполнение и может устанавливаться непосредственно у емкости.
Адаптеры ЛИН-RS232(-220В), ЛИН-USB – позволяют подключать уровнемер к персональному компьютеру для работы с программами, поставляемыми в комплекте, и с другими автоматизированными системами, например, с системами коммерческого учета продуктов.
Адаптер ЛИН-RS485 Modbus – позволяет подключать уровнемеры к автоматизированным системам сбора и обработки информации с протоколом обмена Modbus RTU.