Моделирование процессов

Информация  с датчиков расхода поступает в SCADA-систему и там суммируется, тем самым обеспечивая двойной контроль уровня совместно с датчиком уровня, как только уровень достигает заданного значения, поступает команда на отключение клапанов.

2.   Разработка технической структуры АСУ ТП

     Разрабатываемая АСУТП представляет собой комплекс автоматизированного контроля и управления температурой и является программно-технической системой для достоверного измерения расхода сырья для расчета на этой основе управляющих воздействий на исполнительные механизмы инженерного оборудования.

     Система должна выполнять следующие функции:

• контроль расхода воды и молока;
• контроль температуры на назных стадиях производства;
• сбор, обработку и хранение архивных данных;
• представление технологической информации в удобном для оперативного персонала виде;
• регистрация событий и ведение журнала тревог;
• обеспечение возможности калибровки измерительных датчиков;
• повышение производительности за счёт жесткого автоматического поддержания требуемых параметров;
• обеспечение возможности постепенной модернизации и усложнения системы за счёт введения новых аппаратных и программных модулей.

1. Выбор датчика температуры

       Датчики погружного исполнения КДТ-200.2 предназначены  для измерения температуры теплоносителя  в трубах диаметром от 100 мм. (рисунок 10).

                      

       Рисунок 10 – Внешний вид датчика температуры

       Его характеристики представлены в таблице 2.

Таблица 2 − Характеристики датчика температуры КДТ-200.2

Монтаж датчика  выполнить в вертикальном положении (погружная часть внизу). Допускается монтаж датчика в горизонтальном положении.

Для доступа  к клеммному соединителю необходимо отвинтить четыре винта на крышке электронного блока. Для подключения датчика применить кабель 2х0,5 или 2х0,75. Рекомендуется применять экранированный кабель. Заземление экрана производить в одной точке со стороны измерительного прибора. При подключении соблюдать полярность – «+».

2. Выбор датчика расхода жидкости

     Датчик  расхода жидкости ультразвуковой Dymetic-1204, представленный на рисунке 11, предназначен для измерения объема воды, закачиваемой в нагнетательные скважины систем поддержания пластового давления на нефтяных месторождениях или используемой в сетях водоснабжения промышленных предприятий и организаций и объектов коммунального хозяйства.

            Датчик расхода жидкости ультразвуковой Dymetic-1204 обеспечивает преобразование объема жидкости в пропорциональное ему число "именованных" электрических импульсов с нормированным значением каждого импульса 0,001 и 0,1 м3, выбираемым пользователем, и может работать в комплекте с преобразователями БПИ-04 счетчика СВУ, микровычислительными устройствами типа "DYMETIC" и другими, в том числе с терминалами ЭВМ любых типов, имеющими возможность приема числоимпульсных сигналов гальванически развязанных бесконтактных ключей.

           Датчик расхода жидкости ультразвуковой Dymetic-1204 может устанавливаться на открытом воздухе под навесом или в помещениях (объемах), где колебания температуры и влажности воздуха несущественно отличаются от колебаний на открытом воздухе. Например, металлические помещения без теплоизоляции, помещения насосных блоков кустовых насосных станций, блоков водораспределительных гребенок и пунктов учета воды и тепла при отсутствии прямого воздействия солнечного излучения и атмосферных осадков. Степень защиты датчика по ГОСТ 14254-96 (МЭК 529-89 –IP57)

     Межповерочный интервал – 4 года.

     Рисунок 11 - Внешний вид датчика расхода жидкости

     Характеристики датчика расхода жидкости представлены в таблице 3.

Таблица 3 − Характеристики датчика расхода жидкости ультразвукового Dymetic-1204

       

     Принцип действия датчика основан на «просвечивании» потока жидкости колебаниями ультразвуковой частоты  пьезоэлектрическими ультразвуковыми преобразователями, работающими попеременно в  режимах «приемник – излучатель». Задержка времени распространения ультразвукового сигнала по потоку и против потока жидкости пропорциональна скорости (объемному расходу)  жидкости в проточной части датчика. Электронная схема осуществляет управление ультразвуковыми преобразователями, обработку их сигналов, детектирование, масштабирование, цифровую фильтрацию и формирование выходных сигналов. Конструктивно датчик представляет собой моноблок, состоящий из проточной части, стойки и корпуса с размещенной в нем электронной схемой, защищенной крышкой.

3. Выбор датчика уровня воды

       Радиолокационный  датчик уровня (рисунок 12) предназначен для непрерывного бесконтактного измерения уровня заполнения крупногабаритных емкостей как в автономном режиме, так и в составе АСУ ТП. Результат измерения уровня выдается на выходном разъеме датчика в виде токового либо цифрового сигнала, пропорционального измеренному уровню. РДУ-Х2 как радиолокационное бесконтактное устройство имеет универсальное применение как с точки зрения видов контролируемых веществ, так и условий внутри контролируемых емкостей. Допускается применение датчика для контроля уровня жидких, сыпучих, твердых, шлакообразных и смешанных фракций веществ:

• контроль расхода воды, кислоты, щелочные растворы, асбестоглиняные пульпы, бетонные смеси;
• порошки гипса, фосфатов, цемента, угля, асбеста, извести;
• песок, галька, щебень, крупные фракции конгломератов руд, угля;
• расплавленный и застывший металл, шлак и металлолом;
• хлебопродукты, зерно, шроты, мука, комбикорм, хлопья.

       Допускается применение датчиков радиолокационный датчиков уровня (РДУ) при наличии в емкостях пыли и тумана (испарений), запыленности поверхности и барботажа жидкостей, при наличии в емкостях перемешивающих агрегатов (мешалок). Допускается эксплуатация РДУ на открытых, незащищенных от погодных условий площадках. Однако для защиты корпуса от коррозии под действием дождя и снега желательно устанавливать РДУ под навесом либо укрытым пленкой, фольгой и т.д.

                       .

       Рисунок 12 – Внешний вид датчика уровня воды 

Таблица 5 − Характеристики датчика уровня воды QMV10

 

       Основу  РДУ составляет рупорная антенна. На антенне устанавливается ППУ  и основание, к которому в свою очередь крепится печатная плата. Сверху на основание надевается цилиндрический колпак. В рупор вкладывается фторопластовая линза и зажимается крепежным фланцем. Фланец предназначен для закрепления РДУ на рабочей позиции. К РДУ подключается кабель, присоединяемый с помощью разъема типа ОНЦ. 

       Кожух РДУ обеспечивает его защиту от атмосферных осадков. Габаритный чертеж РДУ представлен на рисунке. Кабель связи, подключаемый к РДУ, изготавливается заказчиком. Система включает в себя бесконтактные радиолокационные датчики уровня с токовым выходом (4:20) мА и универсальные индикаторы-самописцы.

      

4. Выбор датчика давления

            Малогабаритные датчики для измерения давления Метран-55

Предназначены  для работы в различных отраслях промышленности, системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами и обеспечивают непрерывное преобразование измеряемых величин избыточного (ДИ), абсолютного (ДА) давления, разрежения (ДВ), давления-разрежения (ДИВ) нейтральных и агрессивных сред в унифицированный токовый выходной сигнал.

Преимущества  датчиков:

- погрешность измерений ±0,15%;

- диапазон  перенастройки 10:1;

- непрерывная  самодиагностика; 

- встроенный  фильтр радиопомех;

- микропроцессорная  электроника; 

- возможность  простой и удобной настройки  параметров двумя кнопками.

Измеряемые  среды: жидкость, пар, газ (в т.ч. газообразный кислород).

Диапазон  измеряемых давлений:

- минимальный  0-0,06 МПа; 

- максимальный 0-100 МПа.

 Выходной  сигнал: 4-20, 0-5, 0-20 мА.

Внешний вид датчика давления “Метран 55”

5. Выбор микроконтроллера

Интеллектуальные  компактные устройства серии ADAM-5510 (рисунок 13)  разработаны для надежного автономного функционирования в промышленных условиях. Выполненные на базе микропроцессора Intel x86, микроконтроллеры ADAM-5510 имеют встроенную операционную систему Datalight ROM-DOS. Наличие статического ОЗУ с батарейным питанием позволяет использовать микроконтроллеры для решения задач, связанных с накоплением и длительным хранением данных.

          

          Рисунок 13 – Внешний вид контроллера ADAM-5500.

Обычный IBM PC совместимый компьютер с программным обеспечением класса SoftLogic функционально подобен классическому ПЛК. Вместе с тем SoftLogic обеспечивает для пользователя гораздо более высокий уровень управления и производительности, чем обычный ПЛК, причем делая это в привычной IBM PC совместимой среде.

Операционная  система: ROM DOS во флэш-ПЗУ.

Таймер BIOS: имеется.

Часы  реального времени: встроенные

Светодиодная  индикация состояния подсистем  питания, коммуникационной, процессора и батареи.

Сеть  передачи данных (только для ADAM-5510/P31): двухпроводная симметричная RS-485, скорость обмена: 9600, 38400, 57600 и 115200 бит/с

Максимальное  количество узлов сети на один последовательный порт: до 64

Извлекаемые клеммные колодки с винтовой фиксацией: сечение жил проводников от 0.5...2.5 мм2

6. Выбор аналого-цифрового преобразователя

       Модуль ZET 210 (рисунок 14) предназначен для измерений параметров сигналов в широком частотном диапазоне (с частотой дискретизации до 400 кГц), поступающих с различных первичных преобразователей. Цифровой (разъем DB-15) и аналоговый выходы (разъем DB-25) могут использоваться в цепях управления различными исполнительными механизмами. При помощи специального крепежа возможна установка модуля ZET 210 на DIN-рейку. Модуль ZET 210 - универсальная измерительная лаборатория на ладони, небольшое по размерам, но, в то же время многофункциональное устройство. Для включения модуля ZET 210 не надо вскрывать компьютер - подключение к ПЭВМ и питание модуля осуществляется по шине USB 2.0. Подключаем переходник на разъем типа BNC - и готов осциллограф! Подключаем клеммную колодку - и можно проводить измерения и анализ электрических сигналов! Ведь в комплект поставки ZET 210 уже входит базовое программное обеспечение ZETLab.