- Простая, элегантная конструкция сенсора использует очень малое количество компонентов, что обеспечивает исключительно высокую надежность.

- Корпус из алюминиевого сплава имеет прочное коррозионностойкое эпоксидное покрытие; также поставляется корпус из нержавеющей стали 316ss; оба корпуса соответствуют стандартам NEMA 4X и IEC IP66.

- Дистанционное конфигурирование, используя протокол связи HART; или локальное конфигурирование, используя факультативный ЖК-индикатор.

- Протокол связи HART позволяет использовать многоточечную топологию.

- Может поставляться с многочисленными конфигурациями непосредственного соединения или дистанционной установки мембранных разделительных блоков.

- Стандартная пятилетняя гарантия.

МОДУЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ БЛОК

Общий электронный  модуль HART используется для всех датчиков давления HART I/A Series. Так как все конфигурационные и калибровочные данные хранятся в сенсоре, вы можете заменить модуль HART еще одним модулем HART без повторного конфигурирования или повторной калибровки датчика.

Более того, если вам потребуется изменение, модульная конструкция датчика позволяет легкую миграцию в другие стандарты, включая FoxCom, Foundation Fieldbus, PROFIBUS и аналоговый сигнал 4-20 мА или 1-5В постоянного тока.

ШИРОКИЙ ДИАПАЗОН ИЗМЕРЕНИЙ

Предлагаются три версии для измерения абсолютного давления, охватывающие диапазоны от 7 до 21 000 кПа (от 1 до 3000 psi), и четыре версии для измерения избыточного давления, охватывающие диапазоны от 7 до 42000 кПа (от 1 до 6000 psi). Для измерения избыточного давления в условиях разрежения см. датчик IGP20.

Версия FOUNDATION Fieldbus (Электронный блок версии -F)

Это полностью  цифровая, последовательная, двухсторонняя система связи, совместимая с FISCO/ FNICO, обеспечивающая взаимодействие полевых устройств, таких как датчики, приводы и контроллеры. Это локальная вычислительная сеть (ЛВС) с встроенной возможностью распределенного управления внутри этой сети. 

Цифровой  кориолисовый преобразователь  массового расхода  модели CFT50 с коммуникационным протоколом HART

Цифровой кориолисовый преобразователь массового расхода  модели CFT50 вместе с расходомерной  трубкой модели CFS10 или CFS20 образуют измеритель массового расхода и плотности I/A Series. Данный преобразователь является цифровым устройством, в отличие от аналоговой архитектуры преобразователей ранних версий. Использование методов цифровой обработки сигналов (ЦОС) повышает эффективность расходомера и сводит к минимуму недостатки, характерные для существующих преобразователей. В модели CFT50 для удаленной связи используется протокол HART.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ

• Запатентованные ЦОС-методы сводят к минимуму недостатки существующих кориолисовых расходомеров в отношении: измерения двухфазного потока, частичной наполняемости расходомерной трубки, начала измерений с нуля.

• Точность, стабильность и разрешающая способность цифрового подхода обеспечивают высокую эффективность измерения, превосходящую аналоговые преобразователи, использующие такую же расходомерную трубку.

• Новая технология преобразования исключает необходимость в сложном программном обеспечении.

• Возможность  выбора из шести различных комбинаций выходных сигналов. Каждая комбинация четырех сигналов включает в себя выходной сигнал 4-20 мА, используемый в протоколе HART для удаленного конфигурирования с помощью HART-коммуникатора.

• Удаленная  связь по протоколу HART в рамках однопетельной  или многоточечной конфигурации.

• Возможность  полного конфигурирования по месту  с помощью ЖК-индикатора и четырех  кнопок управления.

• Возможность  работы с источниками питания переменного или постоянного тока.

• Преобразователь  может быть установлен на расстоянии до 305 м от расходомерной трубки. Монтажный кронштейн позволяет устанавливать удаленный преобразователь на поверхности или трубе диаметром 50 мм.

• Преобразователь модели CFT50 совместим с трубками моделей CFS10 и CFS20.

• Корпус преобразователя удовлетворяет требованиям стандартов IP66 и NEMA™4X.

• Различные  варианты исполнения, в т.ч. для использования  в опасных зонах: FM, CSA, ATEX, CE.

Измерительный комплекс массового расхода I/A Series, состоящий из преобразователя массового расхода модели CFT50 и расходометрической трубки модели CFS10 или CFS20, измеряет массовый расход жидкости прямо, а не косвенно, как это делают объемные расходомеры. При прямом измерении массы исключаются погрешности нескольких результатов измерения, характерные для объемных расходомеров.

Преобразователь массового расхода модели CFT50 представляет новое, более совершенное поколение  измерителей массового расхода, использующих технологию цифровой обработки сигналов. Цифровая технология обеспечивает улучшенную производительность по сравнению с существующими кориолисовыми расходомерами. Это становится особенно заметно в случае двухфазного потока. Преобразователь может непрерывно работать с большим объемом увлеченного воздуха. Он также позволяет трубкам массового расхода компании Invensys Foxboro не прекращать работу во время перехода от жидкости к газу и наоборот. Преобразователь обеспечивает многократные измерения, удаленную связь (протокол HART), возможность выбора разных вы-ходных сигналов: импульсные выходные сигналы, контактные выходные и входные сигналы. Кроме того, автоматизированный технологический процесс производства прибора, уникальная конструкция и тестирование всех компонентов позволяет получить почти идеальный продукт для точного измерения «реальных» рабочих потоков жидкостей и газов.

РАЗНОСТОРОННИЕ  ПРИМЕНЕНИЯ

• Программируемые аварийная сигнализация, контакты и ретрансляции

• Цифровая схема  устраняет дрейф нуля

• Высокая точность для широкого диапазона скоростей потока

• Удаленное  и локальное конфигурирование

• Прямое измерение  массы, плотности и температуры

• Возможность  выбора внешкальных измерений, таких  как объем, суммарный объем, концентрация (в %), абсолютное и относительное (в %) содержание твердой фракции, градусы и коэффициент Брикса, градусы Боме.

КОММУНИКАЦИОННЫЙ  ПРОТОКОЛ HART

Выходной сигнал 4-20 мА с коммуникационным протоколом HART допускает прямое аналоговое соединение с обычными принимающими устройствами, а также обеспечивает полную интеллектуальную цифровую связь с использованием HART-коммуникатора.

Возможность наложения двунаправленного цифрового сигнала на текущий аналоговый сигнал 4-20 мА позволяет проводить измерения и диагностику пре-образователя с помощью коммуникатора 375, подключенного к двухпроводной токовой петле с аналоговым сигналом 4-20 мА. Результаты нескольких измерений преобразуются в цифровую форму с использованием выбранных технических единиц. Этот модуль также передает результаты полной диагностики преобразователя. Конфигурирование и изменение диапазона может быть выполнено удаленно с помощью коммуникатора или локально, используя встроенный индикатор с кнопками настройки конфигурации. 

       2.4  Расчет средств  автоматизации

       Расчет  регулирующего клапана

       При выборе клапана необходимо учитывать условия при которых он будет работать. Правильный выбор определяет качество регулирования технологического параметра, работоспособность, долговечность клапана и безопасность эксплуатации технологической установки.

       Условный проход клапана выбирают по максимальному расходу продукта и перепаду давления на клапане. 

Необходимо подобрать  клапан для регулирования плодов яблок от 4 до 5 тонн/час, плотность которого 1.2 кг/м³, давление до клапана 2 МПа, после клапана 1,7 МПа.

       Для расчета коэффициента пропускной способности находим перепад давления: 
 

       Далее определим пропускную способность  клапана по формуле: 
 
 
 
 

       Пользуясь таблицей по значению К_V выбираем клапан с условным проходом 80 мм и пропускной способностью 6,3. Учитывая свойства регулируемой среды, давление и температуру запорная часть клапана выполнена из стали 12Х18Н10Т P_y=40.

             Выбираем клапан нормально закрытого исполнения.

       Марка выбранного клапана: Клапан регулирующие КМР ЛГ. Клапаны малогабаритные регулирующие КМР являются новой серией кованных клапанов, предназначенных для автоматического регулирования расхода и перекрытия жидких и газообразных сред. Управление регулирующих клапанов осуществляется с помощью позиционера или электропневмо-преобразователя с входным аналоговым сигналом 4-20 mA (0-5mA) или HART, Profibus и другими протоколами. Для питания привода клапана необходимо давление не менее 2-2,5 атм. с учетом позиционера и потерь на фильтре-редукторе. Все комплектующие регулируются совместно с клапаном и поставляются установленными на клапан.

       2.5 Применение средств  микропроцессорной  техники

       Внедряемая  система управления предназначена  для контроля и управления технологическим  процессом стадии получения осветленного яблочного сока.

         Автоматизируемый процесс относится  к непрерывным технологическим процессам.

       Система автоматизации является двухуровневой  распределенной системой. Нижний уровень  построен на базе микропроцессорных  контроллеров, связанных с датчиками, преобразователями, исполнительными  механизмами.

       На  верхнем уровне управления (станции оператора) имеется возможность создавать массивы для хранения информации, вычислять технико-экономические показатели работы установки, представлять оператору информацию об объекте управления, а также возможность ручного дистанционного управления исполнительными механизмами и задатчиками регуляторов.

       Система автоматизации предусматривает  реализацию следующих информационных, управляющих и вспомогательных  функций:

• сбор данных от датчиков и преобразователей;
• автоматическое регулирование параметров;
• блокировка и защита оборудования;
• представление информации на экране монитора станции оператора;
• регистрация сообщений о нарушениях и выдача документов на устройство печати;
• аварийная сигнализация;
• дистанционное управление аналоговыми и дискретными исполнительными механизмами;
• ручной ввод данных и команд с функциональной клавиатуры станции оператора.

       Уменьшение  затрат на обслуживание технических  средств системы на базе микропроцессорных  устройств, по сравнению с приборным (щитовым) вариантом системы автоматизации, достигается за счет резкого сокращения затрат времени на поиск и устранение отказов в системе управления вследствие наличия средств самодиагностики неисправностей и малого времени восстановления работоспособности микропроцессорных контроллеров (возможность быстрой замены неисправных модулей), а также за счет увеличения времени безотказной работы микропроцессорных устройств.

       В данном случае, я выбрал протокол связи  HART, т.к. считаю его наиболее приемлемым.

HART-протокол

HART-протокол (англ. Highway Addressable Remote Transducer Protocol) — цифровой промышленный протокол передачи данных, попытка внедрить информационные технологии на уровень полевых устройств. Модулированный цифровой сигнал, позволяющий получить информацию о состоянии датчика или осуществить его настройку, накладывается на токовую несущую аналоговой токовой петли уровня 4-20 мА. Таким образом, питание датчика, снятие его первичных показаний и вторичной информации осуществляется по двум проводам. HART-протокол это практически стандарт для современных промышленных датчиков. Приём сигнала о параметре и настройка датчика осуществляется с помощью HART-модема или HART-коммуникатора. К одной паре проводов может быть подключено несколько датчиков.По этим же проводам может передаваться сигнал 4-20 мА. 
HART протокол использует принцип частотной модуляции для обмена данными на скорости 1200 бод. Для передачи логической "1" HART использует один полный период частоты 1200 Гц, а для передачи логического "0" - два неполных периода 2200 Гц. HART составляющая накладывается на токовую петлю 4-20 мА. Поскольку среднее значение синусоиды за период равно "0", то HART сигнал никак не влияет на аналоговый сигнал 4-20 мА. HART протокол построен по принципу "главный - подчиненный", то есть полевое устройство отвечает по запросу системы. Протокол допускает наличие двух управляющих устройств (управляющая система и коммуникатор). Существует два режима работы датчиков, поддерживающих обмен данными по HART протоколу. 
Режим передачи цифровой информации одновременно с аналоговым сигналом. Обычно в этом режиме датчик работает в аналоговых АСУ ТП, а обмен по HART-протоколу осуществляется посредством HART-коммуникатора или компьютера. При этом можно удаленно (расстояние до 3000 м) осуществлять полную настройку и конфигурирование датчика. Оператору нет необходимости обходить все датчики на предприятии, он может их настроить непосредственно со своего рабочего места. 
В многоточечном режиме - датчик передает и получает информацию только в цифровом виде. Аналоговый выход автоматически фиксируется на минимальном значении (только питание устройства - 4 мА) и не содержит информации об измеряемой величине. Информация о переменных процесса считывается по HART-протоколу. К одной паре проводов может быть подключено до 15 датчиков. Их количество определяется длиной и качеством линии, а так же мощностью блока питания датчиков. Все датчики в многоточечном режиме имеют свой уникальный адрес от 1 до 15, и обращение к каждому идет по соответствующему адресу. Коммуникатор или система управления определяет все датчики, подключенные к линии, и может работать с любым из них. 
HART-протокол был разработан в середине 1980-х годов американской компанией Rosemount. В начале 1990-х годов протокол был дополнен и стал открытым коммуникационным стандартом. Однако, полных официальных спецификаций протокола в открытом доступе нет — их необходимо заказывать за деньги на сайте фонда HART-коммуникаций^[1]. На март 2009 года доступна спецификация версии HART 7.2, поддерживающая технологию беспроводной передачи данных.