3. Обоснование выбора средств автоматизации

При выборе приборов и технических средств автоматизации необходимо учитывать характер технологического процесса, условия пожаро - и взрывоопасное, токсичность и агрессивность окружающей среды; параметры и физико-химические свойства измеряемой среды; дальность передачи сигналов информации от места установки измеряемых преобразователей до пунктов контроля и управления. Требования к качеству работы системы автоматического контроля включают в себя основные метрологические данные: точность измерения; порог чувствительности; быстродействие системы.

Для измерения температуры выбран термопреобразователь сопротивления с унифицированным выходным сигналом ТСМУ Метран-274. Измерение температуры термопреобразователями сопротивления основано на изменении электрического сопротивления полупроводников или проводников с изменением температуры. Зависимость сопротивления от температуры определяется номинальной статической характеристикой (НСХ). Зная эту зависимость, можно по значению сопротивления определить температуру среды, в которую помещен термопреобразователь сопротивления.

Исходные данные. Максимальное рабочее значение температуры воды t=75°С, максимальное допустимая погрешность измерения преобразователя Д_t=±1°С. Среда неагрессивная, не разрушающая материал защитной арматуры.

Проверим, обеспечивает ли выбранный выше термопреобразователь требуемую по условии точность измерения:

А=± (0,3+0,005·РtР=± (0,3+0,005·75) = 0,67°С.

Так как пределы Д_t не превышают по модулю пределов максимально допустимой погрешности измерений Д_t=±1°С, то выбранный термопреобразователь обеспечивает требуемую точность измерения.

Термопреобразователи сопротивления с унифицированным выходным сигналом предназначены для измерения температуры нейтральных и агрессивных сред, по отношению к которым материал защитной арматуры является коррозионностойким. Чувствительный элемент первичного и встроенный в головку датчика измерительный преобразователь преобразуют измеряемую температуру в унифицированный входной сигнал, что дает возможность построения АСУТП без применения нормирующих преобразователей. Термопреобразователи характеризуются линейной зависимостью сигнала от температуры.

Для измерения давления выбран манометр общетехнический серии 10.

Исходные данные. Максимальное рабочее значение давления 150кПА 150/ (3/4) =200кПА, выбираем верхний предел измерения не более 200кПА и шкалу и шкалу 0-0,25МПА.

Это манометр применяется для измерения давления не агрессивных к медным сплавам жидких и газообразных, не вязких и не кристаллизующихся сред температурой до 150°С.

Для измерения расхода выбран расходомер переменного перепада давлений Метран-350.

Расходомеры модели Метран-350 предназначены для работы в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами в различных отраслях промышленности, а также в системах коммерческого учета жидкостей, пара и газов. Основные преимущества: простая установка в трубопровод через одно отверстие; установка в трубопровод без остановки процесса (специальная конструкция); минимальная вероятность утечек измеряемой среды; более низкие потери давления и меньшие длины прямолинейных участков по сравнению с расходомерами на базе сужающихся устройств; существенное снижение стоимости монтажа и обслуживания благодаря интегральной конструкции; легкость взаимодействия с существующими контрольными системами или вычислителями расхода посредством интеллектуального протокола коммуникаций HARTи Modbus; простота перенастройки диапазона; высокая надежность, отсутствие движущихся частей. Измеряемые среды: газ, пар, жидкость. Пределы основной допускаемой относительной погрешности измерений массового (объемного) расхода до ±1%.

Для измерения уровня используется волновой уровнемер Метран-3300.

Волновой уровнемер серии 3300-это интеллектуальные приборы, построенные на основе волноводной технологии и обеспечивающие надежные измерения уровня жидкостей. Основные достоинства: точность измерений не зависит от диалектической проницаемости, плотности, температуры, давления и pH. Измеряемые среды: жидкие. Диапазон измерения уровня от 0,1 до 23,5м. Выходной сигнал: 4…20 мА с цифровым сигналом на базе HART-протокола. Погрешность измерений уровня ±5мм. Принцип действия волноводных уровнемеров основан на технологии рефлектометрии с временным разрешением. Микроволновые радиоимпульсы малой мощности направляются вниз по зонду, погруженному в технологическую среду, уровень нужно определить. Когда радиоимпульс достигает среды с другим коэффициентом диэлектрической проницаемости, из-за разности коэффициентов диэлектрической проницаемости воздуха и жидкости происходит отражение микроволнового сигнала в обратном направлении. Временной интервал между моментом передачи зондирующего импульса и моментов приема эхо-сигнала пропорционален расстоянию до уровня контролируемой среды.

Выбираем регулирующие клапаны.

Электрические и пневматические регулирующие клапаны Samson 240.

Типовой ряд регулирующих клапанов включают в себя пневматические и электрические проходные, трехходовые и угловые клапаны. Они применяются для выполнения задач регулирования и управления в технологических и промышленных установках. Блочный принцип конструкции обеспечивает простоту оснащения дополнительными устройствами и удобство обслуживания. Регулирующие клапаны состоят из клапана и сервопривода. Они могут быть снащены, по выбору, пневматическими, электрическими или электрогидравлическими приводами, а также ручными приводами. Для управления и сигнализации хода к клапану могут быть пристроены периферийные устройства, такие как позиционеры, конечные выключатели и магнитные клапаны. Для изготовления корпусов клапанов используются серый чугун, чугун с шаровидным графитом, стальное литье, коррозионностойкая или холодостойкая литая сталь, кованая сталь или коррозионностойкая кованая сталь и специальные материалы. При полностью коррозионностойком исполнении все детали клапана и корпус пневматического привода выполняются из коррозионностойкой стали.

Принцип работы сигнализатора Echotel 910 заключается в использовании двух кристаллов для "передачи-приёма". Электрический сигнал преобразуется в энергию ультразвука и передаётся через зазор к кристаллу-приемнику. Если в зазоре имеется воздух, то энергия ультразвука не будет получена приемником. Если в зазоре имеется жидкость, то энергия ультразвука преодолеет зазор и приведёт в действие реле.

Выбираем:

Тип 3347. Клапан для пищевой промышленности с электрическим приводом.

Угловой клапан для пищевой и фармацевтической промышленности, а также для биохимических технологий, с присоединительными концами под приварку, резьбовое соединение или зажим С1атр.

Условный диаметр Д_у =15.120 мм.

Условное давление Р_у=16 бар.

Диапазон температур - 10. +150°С.

В качестве управляющей аппаратуры были выбраны кнопочные станции ПК-222 и магнитные пускатели марки ПМ-222. Для сигнализации граничных значений выбираем светосигнальную арматуру АМЕ-380 с красным светофильтром.

В качестве вторичного прибора выбран прибор СОСНА-002

"Сосна-002" - щитовой прибор с числом независимых каналов измерения и регулирования от 1 до 6 - предназначенный для измерения и регулирования технологических параметров (температура, давление, уровень и др.) контролируемых объектов в различных отраслях народного хозяйства.

ИР работает со следующими первичными преобразователями: термопреобразователи сопротивления (ТС) типа ТСМ и ТСП; преобразователи термоэлектрические (ТП) типов ТХК, ТХА, ТЖК и ТПП; измерительные преобразователи с унифицированными токовыми сигналами (ИП) с диапазонами 0…5 мА, 0…20 мА и 4…20 мА; измерительными преобразователями влажности. ИР может реализовывать различные алгоритмы управления, сигнализации и защиты контролируемого технологического оборудования.