--PAGE_BREAK--1.4 Розробка та опис принципової схеми
1.4.1 Вимоги до розробки принципових схем
Принципова схема – схема, кожний елемент якої, виконуючи визначену функцію не може бути розділений на частини, що мають самостійне функціональне призначення. Ці схеми відображають принципи дії систем управління, сигналізації, вимірювання, регулювання і взаємодії між окремими їх елементами, а також способи електроживлення приладів і засобів автоматизації. На основі принципових схем, що визначають повний склад елементів і зв’язок між ними, розроблюються інші матеріали проекта: загальні види щитів, їх монтажні схеми, схеми зовнішніх з’єднань. Тому правильна розробка принципової схеми відіграє дуже важливе значення для подальшого проектування.
Принципові схеми управління, сигналізації, вимірювання, регулювання, живлення, що входять до складу проекта автоматизації технологічних процесів, виконують у відповідності з вимогами ГОСТів, які регламентують правила виконання схем, умовні графічні та буквенно-цифрові позначення елементів схем, маркування кіл.
Схеми виконуються без дотримання масштабу. Графічні позначення елементів і з’єднуючі їх лінії зв’язку розміщуються на схемі так, щоб забезпечити найкращу уяву про взаємне розміщення її складових частин. При багатолінійному виконанні зображення кожне коло зображають окремою лінією, а елементи, що містяться в цих колах, — окремими умовними графічними позначеннями. Схеми, як правило, виконуються для об’єктів автоматизації що знаходяться у відключеному (неробочому) стані.
Cхеми живлячого кола доцільно виконувати в однолінійному зображенні. При цьому способі кола з ідентичними функціями зображають однією лінією, а однакові елементи цих кіл – одним умовним графічним зображенням. При однолінійному зображенні скорочується об’єм графічних робіт, зменшуються розміри схеми без якої-небудь втрати наглядності та зручності користування нею.
Дані про елементи, що входять до складу принципової схеми: повинні бути записані в перелік елементів, який оформляється у вигляді таблиці. В першій графі цієї таблиці представлено позиційне позначення апарата, приладу по принциповій схемі, в другій – його найменування, в третій – кількість, в четвертій – необхідні примітки.
При графічному зображенні принципових схем всі кола виконуються горизонтальними лініями в порядку послідовності дії апаратів в часі, починаючи з моменту знаходження їх у вихідному стані. Кожен елемент принципової схеми повинен мати умовне позначення у відповідності з вимогами ГОСТів. Позиційні позначення проставляють на схемі поряд з умовними графічними позначеннями елементів з правого боку або над ними.
Ділянки кіл принципових схем маркують для їх позначення, а також для відображення їх функціонального призначення в електричній схемі. По ГОСТу всі ділянки кіл електричних кіл, розділені контактами апаратів, обмотками реле, приладів, машин резисторами та іншими елементами, повинні мати різне маркування. Ділянки кіл, що проходять через роз’ємні, розбірні та нерозбірні контактні з’єднання, повинні мати однакове маркування. Кола маркуються від вводу джерела живлення до споживача, а розгалужені ділянки кола зверху вниз – в напрямі зліва направо. Маркування, як правило, проставляється: при горизонтальному розміщенні кіл — над ділянкою провідника, при вертикальному розміщенні кіл – справа від ділянки провідника.
Пневматичні засоби автоматизації на принципових схемах зображаються у вигляді прямокутника з вказівкою всередині або поблизу від них умовного позиційного позначення і заводського типу приладу. Як правило, в прямокутниках вказуються також номера приєднувальних штуцерів приладу і пристроїв для підключення імпульсних, командних та живильних ліній зв’язку. Перемикаючі пристрої зображують у розвернутому вигляді у відключеному положенні. Для зручності читання і полегшення роботи вторинні прилади з вбудованими станціями управління можуть зображатися в розгорнутому виді. Трубні проводки маркуються арабськими цифрами, перед кожною цифрою ставиться нуль.
1.4.2 Розробка та опис принципової схеми
На розробленій принциповій схемі зображені вимірювачі, міжсистемні перетворювачі, виконавчі, механізми та інші засоби автоматизації, а також контролер та ЕОМ. В даній схемі також передбачені три блоки живлення, які здійснюють живлення контролера та інших засобів автоматизації. Першим до контролера підключається хвилеводний рівнемір Rosemount 5300(позиція 1а). Цей прилад видає уніфікований струмовий сигнал 4-20 мА і тому його можна безпосередньо підключати до контролера не встановлюючи додаткових перетворювачів. Рівнемір підключається до аналового входу контролера (контакти 25, 26) Живлення цього приладу здійснюється від блока МТМ-101. Живлення підключається в розрив провідників знімання сигналу. При цьому в коло живлення включається резистор навантаження опором 250 Ом. На рівнемірі також є спеціальний болт до якого приєднується заземлення. Радарний рівнемір Rosemount 5400 (позиція 4а) підключається аналогічно. Тензодатчик Flintec SB8 (позиція 2а) підключаються до контролера через перетворювач Seneca Z-SG (позиції 2б, 5б), який видає уніфікований сигнал. Перетворювач також живиться від блоку МТМ 101 напругою постійного струму 24 В. Цей перетворювач має один аналоговий і один дискретний вихід. Аналоговий вихід перетворювача підключається до аналогового входу контролера ( контакти 29, 30). Тензодатчик CAS MNC 50L підключається аналогічно попередньому. Різницею в їх підключенні є те, що Flintec SB8 підключається до перетворювача по шестипровідній схемі з наявністю зворотнього зв’язку. Другий тензодатчик підключається по чотирипровідній схемі без зворотнього зв’язку.
В даному контролері задіяно три дискретних і два аналогових вихода. До трьох дискретних виходів підключаються електроклапана ЭК3-32 (позиції 4б, 5в, 5г). Блок живлення послідовним з’єднанням приєднується в електричне коло між дискретним виходом контролера та контактами електроклапана. Плюс блока живлення подається на один з контактів дискретного виходу контролера, інший контакт дискретного виходу підключається до плюса електроклапана і потім мінус електроклапана підключається до мінуса блока живлення. Таким чином ми отримаємо електричне коло, яке замкнеться при спрацюванні контролера і на електроклапан буде подаватись живлення що призведе до його спрацювання. Живлення електроклапанів напругою 24 В здійснюється від другого блока живлення МТМ-101. З двох аналогових виходів сигнал 4-20 мА подається на електропневматичний перетворювач ЭП-1211( позиції 1б, 1г). До цього перетворювача підключається електричне живлення від блока МТМ-144 та пневматичне живлення 140 кПа від колектора низького тиску. З ЕПП вихідний уніфікований пневматичний сигнал 20-100 кПа подається на клапани 25ч30нж ( позиція 1в, 1д) і призводить до їх спрацьовування. Живлення клапанів здійснюється тиском 0,2 МПа від колектора високого тиску. Контролер ОВЕН ПЛК154-24.И-L також підключається до комп’ютера Phenom II за допомогою інтерфейса RS-232 (COM-порта). Це з’єднання дозволяє програмувати контролер за допомогою ЕОМ, спостерігати протіканням процесу, у випадку необхідності вносити зміни в технологічний режим та ін.
2.МОНТАЖ ПЕРВИННИХ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ
2.1 Передмотажна перевірка приладів та засобів автоматизації
Передмонтажна перевірка хвилеводного рівнеміра Rosemount 5300 та радарного рівнеміра Rosemount 5400
Першим кроком перед монтажної повірки цього приладу є його зовнішній огляд, при якому прилад перевіряють на відсутність зовнішніх дефектів корпуса приладу, пошкодження чутливого елемента, рідинно-кристалічного дисплея, цілісність з’єднувальних провідників, їх ізоляції, а також комплектність приладу. При виявленні хоча б одного з перерахованих дефектів прилад не підлягає експлуатації і відправляється на завод-виробник для проведення гарантійного ремонту.
Після зовнішнього огляду здійснюють вимірювання опору ізоляції з’єднувальних провідників. Для цього використовують мегомметр напругою 500 В. Вимірювання опору здійснюють між корпусом та кінцем провідника. Виміряний опір ізоляції повинен відповідати значенню, вказаному в інструкції на прилад. Якщо він є меншим від номінального то прилад не можна експлуатувати.
Виробник гарантує справність та точність приладу і тому його повірка здійснюється на заводі виробника. Тому прилад не потребує додаткової повірки і після зовнішнього огляду та вимірювання опору ізоляції може встановлюватись на обладнання.
Передмонтажна перевірка тензодатчиків Flintec SB8 та СAS MNC 50L
Спочатку передмонтажної перевірки здійснюють зовнішній огляд тензодатчика. При зовнішньому огляді перевіряють цілісність корпуса приладу, кріпильних елементів; відсутність пошкодження з’єднувальних провідників та ін. При виявлені якихось дефектів прилад повертається виробнику.
Вимірювання опору ізоляції здійснюють тераомметром. Один щуп тераомметра прикладають до корпуса, інший – до кінця провідника. Опір ізоляції для тензодатчика Flintec SB8 повинен бути не меншим 5 ГОм, а для тензодатчика СAS MNC 50L – більше 2 Гом. Крім того за допомогою омметра визначають вхідний та вихідний опір. Вхідний опір Flintec SB8 – 380+10 Ом; СAS MNC 50L – 410+30 Ом і вихідний опір відповідно 350+3 і 350+3,5. Якщо виміряний опір не відповідає допустимим значенням то прилад не експлуатують, а відправляють на гарантійний ремонт.
При повірці тензодатчика його підключають до контролера та ЕОМ. Без навантаження тензодатчика на ЕОМ повинен відображатись нуль. Потім на тензодатчик встановлюють вантажі різної маси. Маса цих вантажів є заздалегідь відомою, оскільки вона виміряна іншими засобами вимірювання. Фактичну масу порівнюють з масою, що вимірюється тензодатчиком і відображається на ЕОМ. Різниця цих мас складатиме похибку вимірювання. Похибка тензодатчика повинна відповідати його класу точності, вказаному в інструкції ( Додаток Б ).
Передмонтажна перевірка електропневматичного перетворювача ЭП-1211
При проведенні перевірки необхідно здійснити зовнішній огляд, перевірити початок діапазону вихідного сигналу (установку нуля), діапазон зміни вихідного сигналу, герметичність пульсацію вихідного сигналу, основну похибку і варіацію.
При зовнішньому огляді повинна бути встановлена відповідність перетворювачів вимогам комплектності і маркуванню. Перетворювачі не повинні мати пошкоджень і дефектів, що погіршують їх зовнішній вигляд і перешкоджають їх застосуванню в експлуатації.
При перевірці діапазону вхідного сигналу на вхід подається електричний сигнал, рівний нижньому а потім верхньому значенню вхідного сигналу. При цьому на виході перетворювача повинен бути пневматичний сигнал, відповідно рівний 20 і 100 кПа з допустимим відхиленням, що не перевищує величину похибки перетворювача.
Перевірка початку діапазону початку вихідного сигналу проводиться при тиску живлення 140 кПа і при нижньому значенні вхідного сигналу.
Перевірка герметичності проводиться шляхом подачі на вхід перетворювача струму, рівному верхньому значенню, а в лінію живлення перетворювача тиск 160 кПа. При цьому в місцях з’єднання пневматичних ліній витік повітря не допускається.
Розмах пульсації вихідного сигналу повіряють по зразковому манометру з верхньою межею вимірювання 100 кПа, встановленому на кінці пневматичної лінії довжиною не більше 4 м. Повірку здійснюють при значеннях вихідного сигналу 20 і 100 кПа або близьких до них значеннях. Розмах пульсації не повинен перевищувати 0,5 межі допустимої основної похибки. Основну похибку визначають не менше, ніж при п’яти значеннях вхідних (вихідних) сигналів перетворювачів.
Кожному значенню вихідного сигналу повинно відповідати своє значення вхідного сигналу.
Таблиця 2 Співвідношення між вхідним і вихідними сигналами
мА
кПа
4
20
8
40
12
60
16
80
20
100
Основну похибку визначають як різницю між розрахованим і дійсним значеннями вхідного сигналу перетворювача, виражену у відсотках від його діапазону. Схема повірки наведена в додатку Б.
Передмонтажна перевірка електроклапана ЭК3-32
Спочатку передмонтажної перевірки здійснюють зовнішній огляд, при якому визначають відсутність видимих дефектів, а також перевіряють комплектність клапана згідно інструкції.
Після зовнішнього огляду здійснюють перевірку опору ізоляції струмоведучих частин, провідників. Для цього використовують мегомметр напругою 500 В. Один щупом торкаються корпуса, а іншим — кінця провідника. Виміряний опір ізоляції повинен бути не менше 1 МОм. При виявленні недоліків на двох перших стадіях перевірки клапан не підлягає подальшій експлуатації.
Також в процесі передмонтажної повірки здійснюють визначення відхилення дійсного ходу штока та настройка довжини штока. При подачі на клапан напруги 24 В шток повинен здійснити повне переміщення регулюючого органу, а при знятті напруги повинен повертатись у початкове положення. Якщо цього не відбувається, то клапану необхідна підстройка.
Передмонтажна повірка пневматичного клапана 25ч30нж
Передмонтажна повірка включає: зовнішній огляд, визначення відхилення дійсного ходу штока, порогу чутливості, настройка довжини штока.
Після проведення зовнішнього огляду здійснюють саму повірку клапана.
Для цього відключають виконавчий механізм від електропневматичного перетворювача і підключають до задатчика тиску. Змінюючи подачу тиску на виконавчий механізм, який контролюється за допомогою зразкового манометра, спостерігають за переміщенням регулюючого органу :
· при 20 кПа клапан повинен буде повністю відкритий;
· при 60 кПа клапан повинен закритись наполовину;
· при 100 кПа клапан має повністю закритись.
При наявності відхилень від вище вказаних даних необхідно провести ремонт виконавчого механізма.
Поріг чутливості визначають при 20, 50, 80% значення командного сигналу, як при збільшенні так і при зменшенні. Для визначення порога чутливості поступово збільшують чи зменшують командний тиск до момента зміщення штока і проводять відлік по манометру. Якщо всі етапи передмонтажної повірки пройшли вдало то клапан можна встановлювати на обладнання.
2.2 Монтаж первинних перетворювачів
Основним при монтажу вимірювальних перетворювачів і відбірних пристроїв являється правильний вибір місця установки і конструктивне рішення вузла пристрою, яке відповідає умовам роботи даного пристрою і експлуатаційним вимогам. Ці питання вирішуються в процесі розробки монтажних креслень. На цьому етапі підбираються креслення типових конструкцій для установки: виконавчих механізмів, регулюючих органів і відбірних пристроїв, які розміщують на стінах, міжповерхових перекриттях, колонах приміщення або безпосередньо на технологічних агрегатах і трубопроводах. Також місця установки засобів автоматизації і способу їх монтажу необхідно вибирати з урахуванням вимог заводських інструкцій і з таким розрахунком, щоб забезпечити необхідну точність вимірювання, вільний доступ до приладів і апаратури керування, а також зручність їх обслуговування. Особливу увагу необхідно звертати на вибір місця для розміщення первинного сприймаючого елементу всередині робочої зони апарату. Дуже важливо, щоб реакція чутливого елементу відображала середнє значення параметру у вимірювальній зоні або в регулюємій ділянці об'єкту.
Монтаж хвилеводного рівнеміра Rosemount 5300
Як правило, рівнемір монтується на фланцевому або різьбовому патрубку, розміщеному у верхній частині резервуара. При цьому зонд може бути встановлений під кутом до 90по вертикалі. Крім того корпус рівнеміра можна повернути в будь-якому напрямку на 360.
Зонд повинен бути підвішений так, щоб він перекривав весь необхідний діапазон вимірювання рівня.
Для твердих тіл слід забезпечити використання зонда 6 мм, так як він має найбільш високу міцність при розтягу. Зонд повинен мати провисання > 1cм/м для запобігання його пошкодження.
· Треба уникати закріплення зонта в резервуарах з сипучими середовищами, що перевищують по висоті 30 м.
· Для отримання оптимальних робочих характеристик в неметалевих ємкостях зонд повинен бути закріплений або з допомогою 2-х дюймового/ DN 50 або великого металевого фланця, або прикрученим на 200мм чи великому металевому листі.
· Монтаж на товстому залізобетонному бункері повинен бути виконаний нарівні з нижньою межею з металевим екрануванням.
· Зонд не повинен контактувати з стінкою, патрубком або іншими перешкодами в резервуарі. Мінімальна відстань від зонда до стінки резервуара повинна бути не менше 100мм — у випадку гладкої металевої стінки і не менше 500 мм — у випадку перешкод, що викликають поміхи, шероховатостей металевої поверхні та ін..
· В застосуванні з сипучими середовищами середовище може викликати направлені вниз зусилля на кришці бункера. Кришка бункера повинна бути в змозі витримати руйнуюче навантаження зонда або, в крайньому випадку, максимальне руйнуюче розтягуюче навантаження зонда.
· Для твердих середовищ монтаж рекомендовано виконувати коло бункер пустий. Також потрібно регулярно перевіряти зонд на наявність дефектів.
Рисунок 1 Монтаж хвилеводного рівнеміра Rosemount 5300
Монтаж хвилеводного рівнеміра здійснюють на патрубку, який вварюється у кришку бункера ( Рисунок 1). Для правильності монтажу слід правильно вибрати діаметр та висоту патрубка, а також відстань патрубка до стінки резервуара. Всі ці розміри вибирають в залежності від типу вибраного зонда. Для гнучкого однопровідного зонта діаметр D=150 мм і більше (рекомендований) і 50мм (мінімальний); висота патрубка H вибирається в залежності від довжини зонта, а відстань від зонда до стінки бункера L повинна бути не менше 100 мм. Габаритні розміри рівнеміра вказані в додатку А.
Монтаж радарного рівнеміра Rosemount 5400
Для досягнення високої якості і точності вимірювань при використанні рівнеміра 5400 необхідно враховувати наступні рекомендації:
1. Рівнемір слід встановлювати в місцях, звідки чітко і безперешкодно проглядається рівень поверхні і немає можливості попадання яких-небудь перешкод в зону поширення променя радара.
2. Датчик треба встановлювати не по центру ( Рисунок 2, В ).
3. Рівнемір рекомендовано встановлювати як можна далі від вхідних патрубків для наливу продукта.
4. Об’єкти і наливні труби, що створюють турбулентність, повинні знаходитись збоку від вимірювального променя радара ( Рисунок 2, С).
5. Для отримання максимально узького променя слід використовувати антену як можна більшого діаметра, так як вона концентрує промінь радара і менш сприйнятлива до поміхам від перешкод. Крім того, вона забезпечує максимальний коефіцієнт направленої дії.
6. Для зменшення впливу турбулентності на процес треба застосовувати заспокоюючі або байпасні пристрої.
7. Антена повинна бути вирівняна вертикально (відхилення від вертикальної осі рівнеміра допускається в межах одного градуса).
8. Для найбільшої ефективності вимірювань антена повинна виступати вниз за патрубок на 10 мм або більше.
9. Завдяки круговій поляризації не існує вимог до відстані від зонда (променя) до стінки резервуара, якщо стінк плоска і не існує таких перешкод, як нагрівальні спіралі і трапи. Оптимальні відстані складають 1/3 радіуса резервуара.
Установка радарного рівнеміра Rosemount 5400 на резервуарі показана на рисунку 2.
Рисунок 2 Установка рівнеміра 5400 на резервуарі
Монтаж тензодатчика Flintec SB8
Тензодатчик типу " консольна балка на зсув " встановлюється в дозаторі для визначення маси борошна. Він має три монтажних отвори під різьбу М8 для його кріплення на технологічному обладнанні. При монтажі тензодатчика треба дотримуватись вимоги, щоб тензодатчик був встановлений строго горизонтальному, як в повздовжньому так і в поперечному положенні. На рисунку 3 зображено кріплення тензодатчика всередині дозатора. Тензодатчик встановлюють у спеціальне вухо ковша і фіксують болтом 30, так щоб два інших кріпильних отвори тензодатчика співпадали з бобишками 28 на кріпильній рамі. Після цього підтягують ковш до рами і кріплять тензодатчик за допомогою болтів 13. За допомогою болтів 27 кріпляться дві страховочні пластини. Тензодатчик підключають до перетворювача за допомогою кабеля діаметром 5.8 мм, прокладку якого необхідно здійснювати в водогазопровідних захисних трубах діаметром 3/4 дюйма, або в металорукаві діаметром 12 мм. Кабель повинен бути екранованим, щоб уникнути негативного впливу зовнішніх магнітних полів.
Монтажно-габаритні розміри тензодатчика зображені на рисунку 5.
Рисунок 3 Схема кріплення тензодатчика
Рисунок 4 Монтажно-габаритні розміри тензодатчика Flintec SB8
Монтаж тензодатчика СAS MNC 50L
Цей тензодатчик типу «шайба» вимірює масу опари в дозаторі. Цей тензодатчик має 4 кріпильних отвори з різьбою М5*0,8. За допомогою цих отворів він болтами прикручується до опори. Зверху на тензодатчик встановлюється резервуар дозатора, тобто тензодатчик встановлюється під ніжку дозатора. При цьому треба слідкувати, щоб в процесі монтажу не виникло перекосів, щоб ніжка не зісковзнула з тензодатчика і між ними був щільний контакт. До перетворювача тензодатчик підключається 5-жильним екранованим кабелем, захищеним водогазопровідною захисною трубою або металорукавом. Монтажно-габаритні розміри тензодатчика зображені на рисунку 5.
Рисунок 5 Монтажно-габаритні розміри тензодатчика CAS MNC 50L
продолжение
--PAGE_BREAK--