Парокотельная установка

1 кОм – для  выходного сигнала с предельными  значениями 0 и 5 mA;

250 Ом – для  выходного сигнала с предельными  значениями 0 и 20 mA или 4 и 20 mA.

Средняя наработка на отказ преобразователей не менее 100000 часов.

Полный средний  срок службы не менее 12 лет; при воздействии  сред, содержащих сероводород до 6% - не менее 8 лет; до 25% - не менее 3 лет.

Преобразователь Сапфир-22ДД состоит из измерительного блока и электронного устройства.

Измеряемый  параметр подается в камеру измерительного блока и линейно преобразуется  в деформацию чувствительного элемента и изменение электрического сопротивления  тензорезисторов тензопреобразователя, размещенного в измерительном блоке.

Электронное устройство преобразователя преобразует это  изменение сопротивления в токовый  выходной сигнал.

Чувствительным  элементом тензопреобразователя является пластина из монокристаллического сапфира  с кремниевыми пленочными тензорезисторами (структура КНС), прочно соединяется с металлической мембраной тензопреобразователя. Тензопреобразователь мембранно-рычажного типа размещен внутри основания в замкнутой полости, заполненной кремний-органической (у преобразователя Сапфир-22ДД-Вн-К полиэфирфторированной)  жидкостью, и отделен от измеряемой среды металлическими гофрированными мембранами. Мембраны приварены по наружному контуру к основанию и соединены между собой центральным штоком, который связан с концом рычага тензопреобразователя с помощью тяги. Фланцы уплотнены прокладками. Воздействие измеряемой разности давлений вызывает прогиб мембран, изгиб мембраны тензопреобразователя и изменение сопротивления тензорезисторов.

Электрический сигнал от тензопреобразователя передается из измерительного блока в электронное устройство. По проводам через гермоввод.

Измерительный блок выдерживает воздействие односторонней  перегрузки рабочим избыточным давлением. Это обеспечивается тем, что при  перегрузке одна из мембран ложится  на профилированную поверхность  основания.

Электронный преобразователь (ПЭС) включает в себя:

-преобразователь  изменения сопротивления тензомоста  в выходной сигнал, выполненный  в виде отдельной микросборки  ПСТ-М;

-элементы, обеспечивающие  работу ПСТ-М в заданных режимах;

-элементы, входящие  в схему температурной компенсации  и линеаризации выходной характеристики  измерительного блока;

-элементы для  настройки начального значения  выходного токового сигнала и  диапазона измерения.

Транзисторы VT1 и VT2, функционально связанные со схемой ПСТ-М и имеющие повышенную мощность рассеяния, размещены непосредственно  на центральной печатной плате. На этой же печатной плате  вместе с микросборкой ПСТ-М размещены также резисторы R5… R15, R17, R20 цепи термокомпенсации и резисторы R1… R4, определяющие работу ПСТ-М с заданными характеристиками.

Вторичный самописец  «Диск 250» построен на микропроцессорной  элементной базе и предназначен для  измерения, регистрации, сигнализации и регулирования параметров технологических процессов, представленных унифицированными сигналами и сигналами от термопар, термопреобразователей сопротивления, дифференциально -  трансформаторных датчиков и пирометров.

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) преобразует аналоговые сигналы от датчиков в двоичный код. Код передается в центральный процессор, где он обрабатывается и выдается на:

- цифроаналоговый  преобразователь (ЦАП) для преобразования  в сигнал 4-20 мА, который может  нести информацию, как о значении  измеренного сигнала, так и регулирующее воздействие, если при конфигурировании прибора выбран закона регулирования ПИД-С;

-устройство  управления шаговым двигателем 2, который перемещает перо, в соответствии  со значением входного сигнала;

-табло 1, индицирующее результат измерения в цифровом виде;

-барграф, высота  светового столба которого пропорциональна  измеренному значению сигнала;

-реле, изменяя  их состояние. Состояние реле  определяется соотношением между  значениями входного сигнала и уставки.

Для конфигурирования прибора предназначены табло 2 и клавиатура, сигналы от клавиатуры воспринимает и выдает на табло ЦП.

Вращение диаграммного диска осуществляет шаговый двигатель 1, управляемый ЦП. ЦП формирует в  архиве массив сообщений о результатах  измерений.

Интерфейс предназначен для связи с персональным компьютером, при помощи которого можно осуществлять настройку и программирование прибора.

Благодаря цифровой обработке сигнала, увеличена точность измерения прибора. Предел погрешности  составляет 0,25% от диапазона измерения. Также возможно использование внешней или внутренней термокомпенсации для учета температуры «холодного спая» при измерении температуры.

Ранее реохорд  являлся ключевым элементом в  организации обратной связи необходимой  для перемещения пишущего узла. К сожалению в составе данного важнейшего элемента кинематической части прибора присутствуют драгоценные металлы. Вследствие чего реохорд является самым похищаемым элементом КИП оборудования на производстве. Данная проблема блестяще решена организацией перемещения пишущего узла при помощи шагового двигателя.

Вращение диаграммной  бумаги осуществляет второй шаговый  двигатель. Теперь пользователь сам  выбирает скорость вращения диаграммной  бумаги и легко производит перенастройку  скорости вращения при помощи клавиатуры на лицевой части прибора.

 Переход  на микропроцессорную элементную  базу дает возможность реализовать  полный набор выходных функций  в одном исполнении (сигнализация, преобразование входного сигнала  в токовый, источник питания  внешних датчиков, регулирование ПИД и позиционное по заданию постоянному и по программе).

Для этого при  конфигурировании необходимо: задать закон регулирования, выбрать коэффициенты закона регулирования и задание  для регулятора.

Задание для  регулятора может быть постоянным во времени или представленным кусочно-линейной функцией времени программой.

При конфигурировании прибора задание для регулирования  необходимо вводить в тех же единицах, что и измеряемую величину.

В памяти прибора  может храниться одна программа, которая может состоять из 30 участков (шагов). Для каждого шага задается конечное значение параметра и текущее время (в часах и минутах).

Регулятор может  работать в ручном или в автоматическом режиме. Переход из одного режима в  другой и наоборот с помощью клавиши.

Также прибор может выполнять преобразование результатов измерений в токовый сигнал 4…20 мА.

Прибор может  осуществлять контроль выхода результатов  измерений за допустимые пределы. При  выходе измеренного значения за заданные пределы включается светодиод на крышке прибора и изменяется состояние реле.

При конфигурировании прибора может быть организовано до четырех устройств сигнализации. Если прибор используется, как регулятор, то в зависимости от того, какой  выбран закон регулирования, количество сигнальных устройств может уменьшиться до двух или трех.

Результаты  измерений периодически усредняются  и записываются в энергонезависимую  память архив прибора. Период усреднения и записи данных задается в диапазоне  от 1 до 3600 с. Длина архива составляет 32703 байта, что соответствует 2973 записям. Архив организован по кольцевому принципу. Это означает, что в случае его заполнения новая (последняя) запись будет размещена на месте старой, начиная с первой записи.

 Благодаря  использованию барграфического  индикатора стало возможным значительно улучшить эффективность процесса визуального контроля измеряемого параметра. Уровень заполнения светодиодной шкалы соответствует значению сигнала. Индикатор хорошо виден на расстоянии и при превышении измеряемым параметром заданного значения мигает, тем самым эффективно привлекая внимание оператора.

Возможно применение Диск 250М совместно с барьерами  искробезопасности. Для удобства пользователя на задней панели прибора находится DIN рейка для крепления барьеров искробезопасности.

Встроенный источник питания для датчиков обеспечивает следующие номинальные значения - 36 В, 30 мА.

При измерении  токового сигнала от датчиков перепада давления настройке входного сигнала  можно включить опцию «Корнеизвлечение». Это позволитработать с сигналами  имеющими квадратичную зависимость сигнала от параметра измерения.

Все вышеперечисленные  преимущества делают новый прибор Диск 250М чрезвычайно привлекательным  для заказчиков использующих регистрацию на круговой бумажной диаграмме.

 

Конструкция прибора

На рисунках 3 приведен внешний вид прибора.

На крышке прибора  расположены:

- круглое окно  для представления регистрации  на диаграммной бумаге измеряемого  параметра;

- окно для  пятизначного цифрового табло,  индицирующего результат измерения;

- окно для  барграфа, представляющего результат измерения в аналоговом виде;

- окно для  четырех светодиодов, индицирующих  выход измеряемого параметра  за допустимые пределы (срабатывание  уставки).

 

 

Рисунок 3 –  Внешний вид прибора

 

Работа  прибора

Прибор имеет  два режима: рабочий и служебный.

Служебный режим  предназначен для проверки, калибровки, юстировки и конфигурирования прибора.

В рабочем режиме прибор осуществляет:

- измерение  параметра, подключенного на вход  прибора и выбранного при конфигурировании;

- регистрацию  измеренных значений на диаграммном диске;

- сигнализацию  выхода параметра за допустимые  пределы по уровню

или скорости изменения  сигнала;

- регулирование;

- архивирование результатов измерений

 

Таблица 5 –  Метрологические характеристики средств  измерений

Наименование характеристики	Ед. изм.	Значение
Число каналов	шт.	1
Основная  погрешность, % от диапазона	%	0,5% по показанию  и преобразованию; 1% по регистрации,  регулированию и сигнализации
Время оборота  диаграммного диска	об.	8, 24 часа; 6, 8 суток
Быстродействие, не более:	C	5 или 16
Напряжение  питания / частота	В / Гц	220 / 50
Потребляемая  мощность, не более:	Ват (В*А)	25
Параметры окружающей среды:	°С	+5 .. +50 / влажность  до 80% при 25°С УХЛ 4.2) +5 .. +60 / влажность  до 98% при 35°С (О 4.2)
Исполнение  по виду поставки:		Обыкновенное, экспортное и топическое
Габаритные  размеры	мм	320x320x290

 

Таблица 6 - Дополнительные технические характеристики:

Модификация ДИСК-250	Назначение	Дополнительные технические      Входной сигнал	характеристики:     Выходной сигнал	Число уставок  регулирования (сигнализации)
ДИСК-250 - базовая  модификация	Измерение, отображение  и регистрация температуры, давления, расхода, уровня и других параметров. Управление процессом.	Термопары ТПП, ТПР, ТВР, ТХК, ТХА (K,L,S,B,A-1); термопре-образователи сопротивления ТСМ, ТСП (Cu, Pt); 0-20,0-50,0-100 mV; 0-1, 0-10 V; минус 10-0-плюс10 V; 0-5, 0-20, 4-20 mA	Пропорциональный 0-5, 4-20 mA; пропорционально-интегральный: уровень (0/24V); пневматический: контактный: реле 0,1A/127V, 1A/220V	4
ДИСК 250П	Регулирование  параметров техпроцесса по программе	Термопары ТПП, ТПР, ТВР, ТХК, ТХА (K,L,S,B,A-1); термопре-образователи сопротивления ТСМ, ТСП (Cu, Pt); 0-20,0-50,0-100 mV; 0-1, 0-10 V; минус 10-0-плюс10 V; 0-5, 0-20, 4-20 mA	Пропорциональный 0-5, 4-20 mA; программа - 3 участка: "подъем", "выдержка", "спад": контактный: реле 0,1A/127V, 1A/220V	2 по сигнализации: регулирование по программе
ДИСК-250И	Измерение, отображение  и регистрация температуры (искробезопасная  входная цепь уровня "ia")	Термопары ТПП, ТПР, ТВР, ТХК, ТХА (K,L,S,B,A-1); термопреобразователи  сопротивления ТСМ, ТСП (Cu, Pt)	Пропорциональный 0-5, 4-20 mA; пропорционально-интегральный: уровень (0/24V); пневматический	4
ДИСК-250ДД	Измерение и  регулирование давления, уровня, расхода. Питание датчиков и/или корнеизвлечение входного сигнала	0-5, 4-20 mA	Пропорциональный 0-5, 4-20 mA; пропорционально-интегральный: уровень (0/24V); пневматический: контактный: реле 0,1A/127V, 1A/220V:36V

Расчеты погрешностей измерения выбранных СИ.

Система несвязанного контроля и регулирования процесса получения пара в парокотельной  установке ТЭЦ. Задание выдавать в сеть 9 т/ч влажного пара. Расход питательной воды 12 м³/ч. Барабан котла диаметром 3 м. Регулируемый уровень воды в котле от 0,8 м до 2,2 м. Расход топлива природного газа на котел равен 0 - 800 м³/ч, расход воздуха на котел равен 0 – 8000 м³/ч. Выбрать расходомерный измерительный комплекс: первичный преобразователь давления «Сапфир» и вторичный самопишущий и регулирующий прибор «Диск 250». Рассчитать допустимые погрешности применяемых технологических средств измерений расхода воды, воздуха, пара, газа и уровня с учетом класса точности приборов.