Общее описание PiloTrek W-100

Прибор относится к классу микроволновых импульсных радарных уровнемеров. В приборах с микроволновым принципом действия на измеренное расстояние не оказывают воздействие физические параметры среды. Вследствие этого, уровнемер нечувствителен к пару, температуре и давлению процесса, позволяет отстроиться от пены и иных явлений. Точность измерения составляет ±3 мм для диапазона 23 м. Прибор компактен и легко монтируется, имеет высокотемпературное и взрывозащищенное исполнения.

Связь с внешними устройствами устанавливается по протоколу HART либо при помощи аналогового выхода. Программируется уровнемер, как с помощью удаленного ПК, так и собственного дисплея на месте.

Датчики гидростатического давления погружного типа серии «Радон ВБ ДУ» (уровнемеры) предназначены для преобразования уровня жидкостей в открытых или закрытых емкостях, не находящихся под избыточным давлением, в унифицированный токовый выходной сигнал.

Применяются на объектах морского и речного судоходства, в нефтехимической и газовой промышленности на предприятиях
пищевой промышленности, коммунального хозяйстве и агрокомплексе.

Магнитный уровнемер жидкости FineTek FG
состоит из поплавка с магнитом и направляющей, в которой находятся магнитоуправляемые контакты, замыкающие-размыкающие присоединеные к ним последовательно включенные резисторы. При изменении уровня жидкости гидростатическая сила перемещает поплавок по направляющей, что приводит к изменению общего сопротивления цепи. В ассортименте представлены также модели с токовым выходом 4...20 ma.

Магнитный уровнемер экономичное решение задач уровнеметрии в различных отраслях промышленности.

• Температура процесса -20°С... +120°С
• Давление процесса до 30 бар
• Плотность жидкости > 0, 5
• Напряжение питания для датчиков с токовым выходом 12... 36 VDC
• Разрешение 6, 35мм/12, 7мм

Исходя из предложенных приборов выбираем Сапфир 22 ду Ех так как только он подходит по всем параметрам измерения уровня учитывая рабочее давление в аппарате 7 МПа. Остальные приборы работают с максимально избыточным давлением в 50 бар, что равно 5 МПа.

4. описание датчика измерения уровня «Сапфир-22ДУ (-Вн, -Ех) преобразователь уровня буйковый»

Буйковый преобразователь уровня Сапфир-22ДУ, Сапфир-22ДУ-Вн, Сапфир-22ДУ-Ех предназначается для работы в системах с автоматическим контролем, регулированием и управлением технологических процессов. Преобразователь уровня Сапфир-22ДУ, Сапфир-22ДУ-Вн, Сапфир-22ДУ-Ех предназначен для контролирования различных сред, которые не содержат компонентов, конденсат паров.

Описание буйкового преобразователя уровня Сапфир-22ДУ

Превосходство преобразователя Сапфир-22ДУ заключается в том, что пользователь имеет возможность перенастроить данный прибор по различным параметрам (вид выходного сигнала, диапазон напряжения питания, плотность измеряемой среды). Есть режим работы выключенной и включенной плавной регулировкой плотности.

Этот прибор может использоваться во взрывоопасных условиях и обеспечивать постоянное преобразование измеряемых значений в токовый выходной сигнал для отображения на дисплее. Буйковый преобразователь уровня измеряет уровень границы раздела жидких фаз или уровень обычных и агрессивных жидкостей. Преобразователь Сапфир-22ДУ относится к изделиям государственной системы приборов. Устройство состоит из электронного преобразователя и измерительного блока. Когда измеряемый уровень жидкости меняется, изменяется и гидростатическая выталкивающая сила, воздействующая на буек. Данные изменения уровня переходят через рычаг на тензопреобразователь, который размещен в измерительном блоке, где линейно преобразуются в изменения электрического сопротивления тензорезисторов. И после этого изменения сопротивления преобразовываются электронным преобразователем в токовый выходной сигнал, а сглаживает колебания гидравлический демпфер, внутри которого находится вязкая жидкость.

5.Выбор вторичного прибора.

Вторичный прибор в схеме автоматизации вертикального сепаратора газа должен иметь: аналоговый вход(4-20мА),

дискретные выходы от реле положения уставок

иметь блок питания для первичного преобразователя 24 В постояного напряжения и блок искрозащиты

дсиплеи(индикатор) измеряемого параметра, иметь относительно небольшие габариты для последующего монтажа.

Исходя из моделей приведенных в таблице нам удовлетворяет ТРМ 1.

6 описание вторичного прибора.

1 Назначение прибора Измеритель-регулятор микропроцессорный одноканальный ТРМ1 совместно с первичным преобразователем (датчиком) предназначен для измерения и регулирования температуры и других физических параметров, значение которых внешним датчиком может быть преобразовано в сигналы постоянного тока или напряжения. Прибор может быть использован для измерения и регулирования технологических процессов в различных отраслях промышленности, коммунального и сельского хозяйства. Прибор может быть применен на промышленных объектах, подконтрольных Ростехнадзору. Прибор позволяет осуществлять следующие функции:

• измерение температуры или других физических величин (давления, влажности, расхода, уровня и т.п.) в одной точке с помощью стандартных датчиков, подключаемых к универсальному входу прибора;

• регулирование измеряемой величины по двухпозиционному (релейному) закону;

• отображение текущего измерения на встроенном светодиодном цифровом индикаторе;

• формирование выходного тока 4...20 мА или напряжения 0…10 В для регистрации или управления исполнительными механизмами по П-закону (при использовании в качестве выходного устройства цифро-аналогового преобразователя (ЦАП)).

6 Анализ функциональных возможностей регулирующего устройства.

В п.5 при выборе вторичного прибора мы выбрали ТРМ1 который приего использовании удовлетворяет нашим требованиям для регулирования тех. Продцессом.

Двухпозиционное регулирование по релейному закону.

Двухпозиционные регуляторы обеспечивают хорошее качество регулирования для инерционных объектов с малым запаздыванием, не требуют настройки и просты в эксплуатации. Эти регуляторы представляют обычный и наиболее широко распространенный метод регулирования. Двухпозиционные регуляторы используются для управления переключательными элементами - дискретными исполнительными устройствами:

электромеханическими реле,

контакторами,

транзисторными ключами,

симисторными или тиристорными устройствами,

твердотельными реле и др.

В простейшем случае (без обратной связи) двухпозиционный регулятор работает как двухпозиционный переключатель. Например, мощность, подаваемая на нагреватель, имеет только два значения - максимальное и минимальное (нулевое), две позиции (отсюда и название регулятора - двухпозиционный) - нагреватель полностью включен или полностью выключен. Структурная схема двухпозиционной системы регулирования приведена на рис. 3.1.

Рисунок 3.1 - Структурная схема двухпозиционной системы регулирования

где: АР – двухпозиционный регулятор, ОУ – обьект управления, SP – узел формирования заданной точки (задания), Е – рассогласование регулятора, PV=X – регулируемая величина, У – управляющее воздействие, Z – возмущающее воздействие.
Для предотвращения «дребезга» управляющего выходного устройства (например, реле) и исполнительного механизма (например, нагревательного элемента) вблизи задания SP (слишком частого включения нагревателя), предусматривается гистерезис Н – см. раздел 3.1.3. Например, описание работы двухпозиционной системы регулирования температуры в печи с помощью нагревателя, может быть представлено следующим образом:

нагреватель включен, пока температура в печи (X=PV) не достигнет значения заданной точки SP.

выход регулятора Y (нагреватель) отключается, если регулируемая величина (температура) выше заданной точки SP.

повторное включение нагревателя происходит после уменьшения температуры до значения SP-H, т.е. с учетом гистерезиса H переключательного элемента.

3.1.2 Алгоритмы двухпозиционного регулирования

Алгоритм двухпозиционных регуляторов определяется статической характеристикой: зависимостью выходного сигнала Y от входного Х (см. рис. 3.2).

Рисунок 3.2 - Статическая характеристика двухпозиционной системы регулирования

Выходная величина Y равна максимальному воздействию - нагреватель включен:

Y = max при X< SP-H, где H-значение гистерезиса. Выходная величина Y равна минимальному воздействию - нагреватель выключен:

Y = 0 при X > SP, где H-значение гистерезиса.

3.1.3 Зона гистерезиса

Ширина зоны гистерезиса в современных двухпозиционных регуляторах является единственным программируемым параметром настройки. Представление зоны гистерезиса описывается в руководстве по эксплуатации на соответствующий тип регулятора или систему регулирования. Основные варианты представления зоны гистерезиса показаны на рис.3.3.

Рисунок 3.3 - Основные варианты представления зоны гистерезиса

Смысл вариантов представления зоны гистерезиса понятен из рисунка 3.3. Назначение гистерезиса Н - предотвращение «дребезга» управляющего выходного устройства (например, реле) вблизи задания SP от слишком частого включения нагревателя. В литературе по автоматизации также встречаются другие наименования параметра зоны гистерезиса – зона нечувствительности, зона возврата, зона неравномерности, дифференциал. Гистерезис (в некоторых типах регуляторов) может принимать как положительные, так и отрицательные значения. Отрицательные значения гистерезиса используются в основном для упреждения или задержки включения (выключения) выходных устройств. Например, включение выходного устройства по значению задания SP меньшем на величину гистерезиса Н - включение с упреждением, или выключение выходного устройства по значению задания SP меньшем на величину гистерезиса Н - выключение с задержкой. Эти типы гистерезиса применяются для того, чтобы учесть инерционность обьектов регулирования.

3.1.4 Процессы регулирования с двухпозиционным законом

Процесс двухпозиционного регулирования является автоколебательным - регулируемая величина как в переходном, так и в установившемся режиме периодически изменяется относительно заданного значения (см. рис. 3.4), т.е. регулируемая величина PV (X) подвержена незатухающим колебаниям. Показателями автоколебательного режима являются амплитуда автоколебаний Ак и период автоколебаний Тк. Частота и амплитуда колебаний зависят и определяются следующими величинами:

от времени транспортного запаздывания τ d,

от постоянной времени обьекта Т (определяется инерционностью объекта),

от максимальной скорости R изменения параметра Х (определяется по переходной характеристике), от величины гистерезиса H переключательного элемента регулятора.

Рисунок 3.4 - Процесс регулирования с двухпозиционным законом

Для объектов с большой инерционностью (большим значением постоянной времени обьекта Т) и смалым запаздыванием τ d регулирование происходит с постоянными колебаниями до 5-15% от задания SP.

Чем больше гистерезис Н, отношение τ d /Т, R - тем больше амплитуда колебаний Ак.

Чем больше время запаздывания τ d и постоянная времени обьекта Т - тем больше период колебаний Тк (см. рис.3.4).

Точность регулирования технологического параметра, например, температуры зависит от величины гистерезиса. Чем меньше гистерезис, тем точнее регулирование, но тем чаще включается нагреватель и тем самым больше износ коммутационных элементов (например, реле). Уменьшая гистерезис можно повысить качество регулирования до некоторого предела, определяемого параметрами обьекта регулирования (тепловой инерцией, мощностью нагревателя, тепловой связью нагревателя и обьекта и др.).

3.1.5 Виды и логика работы двухпозиционных регуляторов и систем сигнализации

3.1.5.1 Статические характеристики двухпозиционных регуляторов

Двухпозиционные регуляторы по виду статической характеристики и логике работы управляющего

устройства могут быть представлены в одном из следующих видов - см. рис. 3.5:

Рисунок 3.5 - Виды статических характеристик двухпозиционных регуляторов

Вид статической характеристики, представленный на рис. 3.5-а: обычно применяется в различныхсах управления нагревом - нагревательных приборах, печах, термошкафах, теплообменниках и т.п. Данный тип регулятора называется обратным регулятором. При использовании в системах сигнализации данная логика работы выходного устройства носит название «меньше установленного значения» или - «меньше минимума».

Вид статической характеристики, представленный на рис. 3.5-б: обычно применяется в различных процессах управления охлаждением – в системах вентиляции, в холодильных установках и т.п. Данный тип регулятора называется прямым регулятором. При использовании в системах сигнализации данная логика работы выходного устройства носит название «больше установленногозначения» или - «больше максимума».

Виды статических характеристик, представленные на рис. 3.5-в и 3.5-г: применяются для сигнализации выхода системы управления на рабочий режим. Эти регуляторы еще называют компараторами.

Вид на рис.3.5-в используется для сигнализации вхождения параметра в норму. Данная логика работы выходных устройств имеет наименование «в зоне установленных значений» или - «в зоне минимум-максимум».

Вид на рис.3.5-г используется для используется для сигнализации выхода параметра за определенные пределы. Данная логика работы выходных устройств имеет наименование «вне зоны установленных значений» или -«вне зоны минимум-максимум».

7 выбор типа исполнительного механизма и регулирующего органа.

Для моего задания необходимо использовать исполнительный механизм для отвода насыщеного тэга из вертикального сепаратора на его последующую регенирацию. Много оборотные задвижки и клапана эл.типа не удовлетворяют данным условиям в связи с времянем хода исполнительного механизма.Поэтому я выбираю пневмо клапан.Который будет работать от воздуха и управлятся ТРМ 1 по принципу Двухпозиционное регулирование по релейному закону.

Клапаны ПОУ-7М, ПОУ-8М, ПОУ-9М предназначены для автоматического управления жидкими и газообразными потоками нефти, нефтепродуктов, химпродуктов, газа, пара, воды и других сред при рабочих давлениях от 6, 3 МПа до 16, 0 МПа.

По способу присоединения к трубопроводу клапаны ПОУ делятся на:

· муфтовые (ПОУ-7М)

· фланцевые (ПОУ-8М, ПОУ-9М)

· под приварку (клапаны ПОУ-8М, ПОУ-9М)

По температуре рабочей среды

· температура рабочей среды до плюс 225º С (ПОУ-7М, ПОУ-8М)

· температура рабочей среды до плюс 450º С (ПОУ-9М)

В зависимости от выполняемой функции клапаны ПОУ-7М, ПОУ-8М, ПОУ-9М бывают:

· регулирующие

· запорно-регулирующие

· запорные

Клапаны ПОУ-7М, ПОУ-8М, ПОУ-9М регулирующие и запорно-регулирующие осуществляют непрерывное изменение расхода регулируемой среды от минимального, когда клапан полностью закрыт, до максимального, когда клапан полностью открыт.
Запорные (отсечные) клапаны ПОУ-7М, ПОУ-8М, ПОУ-9М предназначены для автоматического открытия или перекрытия потоков жидкостей, паров и газов.

Клапаны ПОУ в стандартном исполнении комплектуются пневматическими мембранным исполнительным механизмом (МИМ). Возможно исполнение клапанов ПОУ с электроприводом и ручным привод.

Стандартное время закрытия запорных и запорно-регулирующих клапанов – 5-8 сек, по заказу время открытия (закрытия) клапана может быть уменьшено до 1-2 сек.

Настройка клапана осушествляется согласно инструкции завода изготовителя для концевых выключателей.