2.3 Выбор и обоснование средств контроля и регулирования
Для измерения давления используются цифровые датчики давления ПД100И (рисунок 2.3.1)
Рисунок 2.3.1 – Датчик давления ПД100И
Цифровой датчик давления ОВЕН ПД100И модели 1х3-R предназначен для измерения давления в системах с цифровым обменом, сложной конфигурации, с протяжёнными линиями связи, эфирными участками передачи данных.
Цифровой датчик представляет собой малогабаритный преобразователь давления с цельносварным, залитым компаундом корпусом с широким набором присоединительных штуцеров. Межповерочный интервал цифрового датчика давления ПД100И составляет 5 лет.
Верхний предел измеряемого давления (ВПИ) – от 0,04 до 4,0 МПа.
Повышенная устойчивость к агрессивным средам.
Для измерения расхода используются вихревые расходомеры ТИРЭС (рисунок 2.3.2)
Рисунок 2.3.2 - Вихревой расходомер ТИРЭС-50
Универсальные вихревые расходомеры ТИРЭС предназначены для преобразования объемного расхода жидкости, газа и пара при рабочем давлении и температуре в числоимпульсный сигнал с ценой импульса в зависимости от типоразмера расходомера и, как опция, в унифицированный токовый сигнал 4-20 мА.
Преобразователи обеспечивают свои технические характеристики при следующих условиях
эксплуатации:
- температуры окружающей среды в диапазоне от минус 45 до 50 °С;
- относительной влажности при 35°С без конденсации влаги (95±3) %;
- атмосферного давления окружающей среды в диапазоне от 84 до 106,7 кПа;
- температуры измеряемой жидкости в диапазоне от 0 до 350 °С;
- кинематической вязкости измеряемой жидкости не более, 2-10‘6м2/с;
- рабочего давления измеряемой среды: до 16 МПа
-механической вибрации частотой (10—55) Гц, амплитуда смещения 0,35мм;
Для измерения температуры используются термопреобразователи сопротивления ДТС125М (рисунок 2.3.3)
Рисунок 2.3.3 - Термопреобразователь сопротивления ДТС125М
ДТСхх5М.RS предназначены для измерения температуры и непрерывного преобразования температуры в цифровой сигнал RS-485 (Modbus RTU).
ДТСхх5М.RS изготавливаются на базе термометров сопротивления ДТСхх5 (50М, 100М, 100П и РТ100) и имеют в своем составе высокоточный нормирующий преобразователь RS-485.
Максимальный диапазон измерений, °С: -40…+85
Пределы допускаемой основной приведенной погрешности, %: ± 1,0
Для контроля уровня жидкости используется ультразвуковой сигнализатор уровня жидкости (Рисунок 2.3.4) и цифровой поплавковый уровнемер.
Рисунок 2.3.4 - . Сигнализатор уровня ультразвуковой СЖУ-1-ТР
Ультразвуковой сигнализатор уровня жидкости со стержневым чувствительным элементом. Применяется для контроля уровня жидкости на заранее заданном уровне. Данный прибор производится в модификациях с одной и двумя точками контроля. Это позволяет определять минимальный и максимальный уровни жидкости при помощи всего лишь одного прибора. Эксплуатация РИЗУР-900 возможна как в самых простых средах (вода при комнатной температуре и атмосферном давлении), так и во взрывоопасных зонах с избыточным давлением при экстремальных температурах.
Температура рабочей среды: от -196 до +400 °С
Давление рабочей среды: от 0 до 35 МПа
Минимальная плотность рабочей среды: 450 кг/м3
Диапазон температур окружающей среды: от -55 до +75 °С
Количество точек контроля, шт: до 2
Рисунок 2.3.4 - Поплавковый датчик уровня
Уровнемеры ОВЕН ПДУ предназначены для непрерывного преобразования уровня жидкости в цифровой сигнал и передачи его по сети RS-485 (протокол Modbus RTU). Датчики используются в составе систем контроля уровня жидкости в различных резервуарах (а также в чистых естественных водоемах), в том числе под давлением. Арматура датчика изготавливается из нержавеющей стали 12Х18Н10Т и AISI 316L.
Особенности:
Диапазон преобразования уровня: 250…4 000 мм с шагом 250 мм.
Дискретность преобразования: 5 или 10 мм.
Температура измеряемой среды: –60…+ 125 °C.
Для регулирования технологических параметров используется регулирующий клапан (рисунок 2.3.5).
|
|
Рисунок 2.3.5 - Регулирующий клапан с электроприводом
Двухходовые клапаны TRV применяются в качестве исполнительных устройств в технологических процессах, в которых необходимо дистанционное управление расходом жидкостей.
Управление клапаном осуществляется электрическим исполнительным механизмом (электропривод). Усилие, развиваемое электроприводом, передается на плунжер, который перемещается вверх и вниз, изменяя площадь проходного сечения в затворе и регулируя расход рабочей среды.
Электропривод прямоходный TSL-1600
Стандартное оснащение: климатическое исполнение для умеренной среды (У), напряжение 230V AC, клеммное присоединение, местный указатель положения, механическое присоединение столбчатое, ручное управление, частота сети 50-60 Гц
Дистанционный пуск стационарных установок осуществляется магнитным пускателем (рисунок 2.3.6)
Рисунок 2.3.6 - Магнитный пускатель
Пускатели электромагнитные серии ПМ12 предназначены для применения главным образом в стационарных установках для дистанционного пуска непосредственным подключением к сети, остановки и реверсирования трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором при напряжении до 660 В переменного тока частоты 50 и 60 Гц.
Номинальный ток:40 А
Номинальное напряжение, В:~ 660 В
Напряжение катушки управления: 380 В
Исполнение: Нереверсивные
Количество силовых полюсов: 3 полюса
Наличие теплового реле: С реле
От датчиков или преобразователей сигнал поступает в контроллер и модули, после чего обрабатываются в программируемом логическом контроллере ПЛК210-KR с исполнительной средой СРВК (системы реального времени контроллера) и поддержкой аппаратного резервирования (рисунок 2.3.7).
Рисунок 2.3.7 - Программируемый контроллер ПЛК210
Программируемый логический контроллер — важный элемент системы автоматизации на промышленном предприятии. ПЛК необходимы для автоматического управления объектом в условиях реального времени. К каналам ввода-вывода PLC подключают внешние модули, позволяющие собирать и анализировать данные, контролировать работу объекта
Таблица 2.3.1 - Технические характеристики ПЛК
Параметр |
Значение (свойства) |
Количество портов питания |
2 (основной и резервный) |
Напряжение питания |
10…48 В (номинальное 24 В) |
Напряжение перехода от основного источника питания к резервному |
6…9 В |
Потребляемая мощность, не более |
16 Вт |
Защита от переполюсовки |
Есть |
Центральный процессор |
RISC-процессор 800 МГц |
Объем флеш-памяти (тип памяти) |
512 Мбайт (NAND) |
Объем оперативной памяти (тип памяти) |
256 Мбайт (DDR3) |
Объем Retain-памяти (тип памяти) |
64 Кбайт (MRAM) |
Время выполнения пустого цикла |
3 мс |
Операционная система |
Linux |
Количество портов |
4 × Ethernet 10/100 Мбит/c (RJ45) Порты 1–3 – коммутатор; Порт 4 |
Поддерживаемые промышленные протоколы* |
Modbus-TCP (Master / Slave) OPC UA MQTT SNMP |
Поддерживаемые прикладные протоколы |
NTP FTP, FTPS. HTTP, HTTPS SSHSMTP/IMAP/POP3 |
Система реального времени контроллера может вести обмен с любой SCADA по открытому протоколу ОРС (DA, HDA), однако наиболее тесная интеграция обеспечивается со SCADA КРУГ-2000, позволяющей обмениваться данными с контроллером по быстрому отказоустойчивому протоколу.
Для подбора контрольно-измерительных приборов приведём требуемые измеряемые диапазоны технологического процесса в таблице 2.3.1 и произведём подбор преобразователей.
Таблица 2.3 2 – Конфигурация контроллера
Наименование модуля |
Количество |
Примечание |
Блок питания |
1 |
Напряжение питания 10…48 В (номинальное 24 В) |
Центральный процессор RISC-процессор |
1 |
800 МГц |
Модуль ввода дискретных сигналов МУ210-202 |
1 |
Количество входов: 20 DI Напряжение питания: 10…48В |
Модуль вывода дискретных сигналов МУ210-402 |
1 |
Количество выходов: 16 DO Напряжение питания: 10…48 В |
Модуль ввода аналоговых сигналов МВ110-224.8А |
3 |
Количество выходов: 8 AI Тип выходов: 4…20 мА |
Модуль вывода аналоговых сигналов МУ110-8И |
2 |
Количество выходов: 8 AO Тип выходов: 4…20 мА |
Карта памяти microSDXC |
1 |
до 512 ГБ |
Модуль дискретного ввода МВ210-202 предназначен для сбора данных со встроенных дискретных входов и передачи их в сеть Ethernet к ПЛК, панельным контроллерам, компьютерам или иным устройствам.
Рисунок 2.3.8 - Модуль дискретного ввода МВ210-202
Таблица 2.3.3 - Технические характеристики
Наименование параметра |
Значение |
Интерфейс обмена |
Сдвоенный Ethernet 10/100 Mbit |
Интерфейс конфигурирования |
USB 2.0 (MicroUSB), Ethernet (RJ-45) |
Поддерживаемые протоколы |
Modbus TCP MQTT, SNMP, NTP |
Количество входов/выходов |
20 DI |
Модуль дискретного вывода МВ210-402 предназначен для управления исполнительными устройствами на объектах автоматизации и управляется от ПЛК, панельного контроллера, компьютера или иного управляющего устройства.
Рисунок 2.3.9 - Модуль дискретного вывода МВ210-402
Таблица 2.3.4 - Технические характеристики
Наименование параметра |
Значение |
Интерфейс обмена |
Сдвоенный Ethernet 10/100 Mbit |
Интерфейс конфигурирования |
USB 2.0 (MicroUSB), Ethernet (RJ-45) |
Поддерживаемые протоколы |
Modbus TCP MQTT, SNMP, NTP |
Количество входов/выходов |
16 DO |
Модуль МВ210-224 предназначен для измерения аналоговых сигналов, преобразования измеренных величин в значения физических величин и последующей передачи их в сеть Ethernet (рисунок 2.3.10).
Рисунок 2.3.10 - Модуль аналогового ввода МВ110-224
Таблица 2.3.5 - Технические характеристики
Наименование |
Значение |
Напряжение питания: |
от 18 до 30 В (номинальное 24 В) |
Потребляемая мощность, не более |
6 ВА |
Интерфейс связи с Мастером сети |
RS-485 |
Максимальное количество приборов, одновременно подключаемых к сети RS-485, не более |
32 |
Максимальная скорость обмена по интерфейсу RS-485 |
115200 бит/с |
Протоколы связи, используемые для передачи информации |
DCON, Modbus-ASCII, Modbus-RTU, ОВЕН |
Количество аналоговых каналов измерения |
8 |
Тип входа |
Универсальный |
Разрядность АЦП |
16 бит |
Прибор предназначен для преобразования цифровых сигналов, передаваемых по сети RS-485, в аналоговые сигналы диапазоном от 4 до 20 мА для управления исполнительными механизмами или для передачи сигналов приборам регистрации и самописцам.
Рисунок 2.3.11 - Модуль аналогового вывода МУ110-8И
Таблица 2.3.6 - Технические характеристики
Наименование |
Значение |
Потребляемая мощность, ВА, не более |
6 |
Количество аналоговых выходных элементов |
8 |
Основная приведенная погрешность ЦАП, %, не более |
± 0,5 |
Сопротивление нагрузки, подключаемое к выходу, Ом |
0...1300 |
Диапазон напряжений питания выхода , В |
10...36 |
Интерфейс связи с компьютером |
RS-485 |
Максимальная скорость обмена по интерфейсу RS-485, бит/сек |
115200 |
Температура окружающего воздуха |
От минус 10 до +55 °С; |
Гарантийный срок, лет |
2 |
Таблица 2.3.7 – Подбор приборов по пределам измерений
Поз. на ФСА |
Ед. изм. |
Пределы контроля процесса |
Пределы контроля датчика |
Выходной сигнал датчика |
Подобранный контрольно- измерительный прибор |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
FT 2-1 |
м3/ч |
не менее 33,7 |
2,1…65 |
4-20 мА |
Вихревой расходомер ТИРЭС-50 |
TT 3-1 |
°С |
45…50 |
0…85 |
4-20 мА |
Термопреобразователь сопротивления ДТС125М |
TT 4-1 |
°С |
45…50 |
0…85 |
4-20 мА |
Термопреобразователь сопротивления ДТС125М |
PT 5-1 |
МПа |
0,1 |
0…0,16 |
4-20 мА |
Цифровой датчик давления ОВЕН ПД100И-ДА0,16-113-0,5-R |
PT 6-1 |
МПа |
0,1 |
0…0,16 |
4-20 мА |
Цифровой датчик давления ОВЕН ПД100И-ДА0,16-113-0,5-R |
FT 7-1 |
м3/ч |
не более 30 |
2,1…65 |
4-20 мА |
Вихревой расходомер ТИРЭС-50 |
LT 8-1 |
% |
0…100 (0...2350 мм) |
0..2350 мм |
4-20 мА |
Поплавковые датчики уровня ОВЕН ПДУ-2.2.2350 |
FT 9-1 |
м3/ч |
не более 30 |
2,1…65 |
4-20 мА |
Вихревой расходомер ТИРЭС-50 |
LT 10-1 |
% |
0...100 (0...2250 мм) |
0..2250 мм |
4-20 мА |
Поплавковые датчики уровня ОВЕН ПДУ-2.2.2250 |
TT 11-1 |
°С |
40…45 |
0…85 |
4-20 мА |
Термопреобразователь сопротивления ДТС125М |
PT 12-1 |
МПа |
0,1 |
0…0,16 |
4-20 мА |
Цифровой датчик давления ОВЕН ПД100И-ДА0,16-113-0,5-R |
TT 13-1 |
°С |
не более 45 |
0…85 |
4-20 мА |
Термопреобразователь сопротивления ДТС125М |
LT 14-1 |
мм |
0…100 (0...2400 мм) |
0..2400 мм |
4-20 мА |
Поплавковые датчики уровня ОВЕН ПДУ-2.2.2400 |
PT 15-1 |
МПа |
0,1 |
0…0,16 |
4-20 мА |
Цифровой датчик давления ОВЕН ПД100И-ДА0,16-113-0,5-R |
LT 16-1 |
% |
20...80 (1500..6200 мм) (h=8200) |
0…8200 |
4-20 мА |
Ультразвуковой сигнализатор уровня жидкости СЖУ-1-ТР |
PT 19-1 |
МПа |
0,1 |
0…0,16 |
4-20 мА |
Цифровой датчик давления ОВЕН ПД100И-ДА0,16-113-0,5-R |
FT 20-1 |
дм3/ч |
10 |
0,6…19 |
4-20 мА |
Вихревой расходомер ТИРЭС-25 |
Таблица 2.3.9 – Взрывопожарная и пожарная опасность, санитарная характеристика производственных зданий, помещений и наружных установок
Наименование производственных зданий, помещений, наружных установок |
Категория взрывопожарной и пожарной опасности производственных зданий, помещений и наружных установок (НПБ 105-03) |
Классификация взрывоопасных зон внутри и вне помещений для выбора и установки электрооборудования по ПУЭ |
Средства пожаротушения |
|||
Класс взрывоопасности |
Категория и группа взрывоопасных смесей |
Наименование веществ определяющих категорию и группу взрывоопасных смесей |
||||
Отделение очистки сточных вод |
Д |
Невзрывонепожаропасное |
Взрывоопасные смеси отсутствуют |
Невзрыво-непожароопас-ное |
Огнетушители ОХП-10 |
|
Взрывозащищенное исполнение средств автоматизации не требуется.