ГЛАВНОЕ УПРАВЛЕНИЕОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
ДОНЕЦКОЙОБЛАСТНОЙ ГОСУДАРСТВЕННОЙ
АДМИНИСТРАЦИИ
ВЫСШЕЕПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ УЧИЛИЩЕ №37
ПИСЬМЕННАЯ
АТТЕСТАЦИОННАЯРАБОТА
По курсу: Слесарь поконтрольно-измерительными приборами и автоматике.
На тему: Преобразовательразности давлений Сапфир-22ДД
Выполнил: учащийся группыК43
Соколов Максим Александрович
Проверил: Шумилова С. В.
Горловка-2003
Сапфир-22ДД-Ex
датчик расхода
План.
Введение………………………………………………..4
1. Описание контура………………………………….6
2. Назначение……………………………………….….7
3. Технические данные…………………………….….9
4. Устройство и работа……………………………..14
5. Техническое обслуживание………………………..21
6. Монтаж прибора…………………………………..23
7. Настройка и проверка……………………………..27
8. Основные неисправности………………………….30
9. Техникабезопасности…...…………………………33
Заключение…………………………………………… 36
10. Литература……………………………………..38
Введение.
Вхимической промышленности комплексной механизации и автоматизации уделяетсябольшое внимание. Это объясняется сложностью и высокой скоростью протеканиятехнологических процессов, а также чувствительностью их к нарушению режима,внедрению условий работы, взрыво- и пожароопасностью перерабатываемых веществ ит. д.
По мереосуществления механизации производства сокращается тяжелый физический труд,уменьшается численность рабочих, непосредственно занятых в производстве,увеличивается производительность труда и т. д.
Ограниченныевозможности человеческого организма (утомляемость, недостаточная скоростьреакции на изменение окружающей обстановки и на большое количество одновременнопоступающей информации, субъективность в оценке сложившейся ситуации и т. д.)являются препятствием для дальнейшей интенсификации производства. Наступаетновый этап машинного производства- автоматизация, когда человек освобождаетсяот непосредственного участия в производстве, а функции управлениятехнологическими процессами, механизмами, машинами передаются автоматическимустройствам.
Автоматизацияприводит к улучшению основных показателей эффективности производства:увеличинею количества, улучшению качества и снижению себестоимости выпускаемойпродукции, повышению производительности труда. Внедрение автоматическихустройств обеспечивает высокое качество продукции, сокращение брака и отходов,уменьшение затрат сырья и энергии, уменьшение численности основных рабочих,снижение капитальных затрат на строительство зданий (производство организуетсяпо открытым небом), удлинение сроков межремонтного пробега оборудования.
Проведениенекоторых современных технологических процессов возможно только при условии ихполной автоматизации (например, процессы, осуществляемые на атомных установкахи в паровых котлах высокого давления, процессы дегидрирования и др.). Приручном управлении такими процессами малейшее замешательство человека инесвоевременное воздействие его на процесс могут привести к серьезнымпоследствиям.
Внедрениеспециальных автоматических устройств способствует безаварийной работеоборудования, исключает случаи травматизма, предупреждает загрязнениеатмосферного воздуха и водоемов промышленными отходами.
Комплекснаяавтоматизация процессов (аппаратов) химической технологии предполагает нетолько автоматическое обеспечение нормального хода этих процессов сиспользованием различных автоматических устройств (контроля, регулирования,сигнализации и др.), но и автоматическое управление пуском и остановомаппаратов для реонтных работ и в критических ситуациях.
Вавтоматическом производстве человек переключается на творческую работу- анализрезультатов управления, составление заданий и программ для автоматическихприборов, наладку сложных автоматических устройств и т. д. Для обслуживанияагрегатов, оснащенных сложными системами автоматизации, требуются специалисты свысоким уровнем знаний. С повышением квалификации и культурного уровня рабочихстирается грань между физическим и умственным трудом.
Задачи,которые решаются при автоматизации современных химических производств, весьмасложны. От специалистов требуются знания не только устройства различныхприборов, но и общих принципов составления систем автоматического управления.
1. Описание контура.
Япроходил проходил производственную практику на ОАО «Концерн Стирол» в цехе №1.За время практики научился ремонтировать и настраивать приборы как:дифманометры, ПВ-10, ЭКМ, манометрические термометры, интеллектуальные датчики,позиционеры, сапфиры и др. Графически преобразователь Сапфир-22ДД можнопредставить на технологической схеме в следующем виде:
F– расход;
I– показания;
E– преобразование в эл. сигнал;
R– регистрация показывающая;
S– переключение;
C– регулирование;
A– автоматическая сигнализация.
ПреобразовательСапфир-22ДД в настоящее время широко применяется для измерения расхода ваммиачном производстве цеха №1.
2. Назначение.
Преобразователипредназначены для работы в системах автоматического контроля, регулирования иуправления технологическими процессами и обеспечивают непрерывноепреобразование значения разности давлений нейтральных и агрессивных сред вунифицированный токовый выходной сигнал дистанционной передачи.
Преобразователи могутиспользоваться для преобразования значений уровня жидкости, расхода жидкостиили газа в унифицированный токовый сигнал. При работе с блоками извлечениякорня БИК-1 получается линейная зависимость между расходом и выходным сигналом.
ПреобразователиСапфир-22ДД-Вн-А предназначены для преобразования значения измеряемогопараметра в унифицированный токовый сигнал на объектах АС.
ПреобразователиСапфир-22ДД-Вн-К предназначены для преобразования значения измеряемогопараметра газообразного кислорода и кислородосодержащих газов в унифицированныйтоковый сигнал.
ПреобразователиСапфир-22ДД-Вн-А, Сапфир-22ДД-Вн-К не предназначены для использования вовзрывоопасных условиях.
Преобразователи Сапфир-22ДД-Вн имеют взрывобезопасный уровеньвзрывозащиты, вид взрывозащиты- сочетание «специальный вид взрывозащиты» и«взрывонепроницаемая оболочка» (маркировка по взрывозащите IexsdПВТ4/Н2) и могут применяться вовзрывоопасных зонах помещений и наружных установок согласно требованиям главы7-3 ПУЭ или других нормативно-технических документов, определяющихприменяемость электрооборудования во взрывоопасных средах, образуемыхвзрывоопасными смесями паров и газов с воздухом категории до ПВ группы до Т4 включительно и категории ПС группы Т1 поГОСТ 12.1.011-78.
Преобразователиотносятся к изделиям ГСП.
Преобразователипредназначены для работы со вторичной регистрирующей и показывающейаппаратурой, регуляторами и другими устройствами автоматики, машинамицентрализованного контроля и системами управления, работающими от стандартноговыходного сигнала 0-5 или 0-20 или 4-20 mAпостоянного тока.
Поустойчивости к климатическим воздействиям преобразователи в зависимости отисполнения соответствуют:
· исполнению УХЛ категории размещения 3.1 по ГОСТ15150-69, но для работы при температуре от 5 до 500С (основнойвариант исполнения) или, по обоснованному требованию потребителя, от 1 до 800С;
· исполнению У категории размещения 1 по ГОСТ 15150-69,но для работы при температуре от минус 30 до плюс 500С (основнойвариант исполнения) или, по обоснованному требованию потребителя, от минус 50до плюс 800С;
· исполнению Т категории размещения 3 по ГОСТ 15150-69,но для работы при температуре от минус 10 до плюс 550С или минус 20до плюс 800С в соответствии с заказом-нарядом внешнеторговойорганизации.
Поустойчивости и прочности к воздействию температуры и влажности окружающеговоздуха преобразователи имеют группы исполнений, соответственно В4; С4; С3 поГОСТ 12997-84.
3. Технические данные.
Наименованиепреобразователя, модель, верхние пределы измерений, предельно допускаемоерабочее избыточное давление указаны в таблице.
Каждый преобразовательимеет регулировку диапазона измерений и может быть настроена на любой верхнийпредел измерения, указанный для данной модели.
При выпускепредприятия-изготовителя преобразователь настраивается на верхний пределизмерений, выбираемый в соответствии с заказом их значений, указанных втаблице, при этом нижний предел измерений равен нулю.
При выпускепреобразователя, предназначенного для измерения уровня жидкости,преобразователь может быть настроен в соответствии с заказом на любой верхнийпредел измерений, не выходящий за крайние значения, предусмотренные для данноймодели.
По требованию потребителя,согласованному с предприятием-изготовителем, допускается сдвиг верхних пределовизмерений, охватываемых данной моделью, в меньшую или большую сторону на одинпредел измерения.
Верхний предел измерений2,5 кгс/см2 обеспечивается только в случае, если этот пределизмерений указан в заказе.
После перенастройкипреобразователя на любой верхний предел измерений, предусмотренный для данноймодели, основная погрешность не превышает 5% от соответствующего верхнегопредела измерений.
Зона нечувствительностипреобразователей не превышает 0,05% от верхнего предела измерений.
Предельные значениявыходных сигналов: 0 и 5 или 0 и 20 или 4 и 20 mA постоянного тока.
Электрическое питаниепреобразователей осуществляется от источника питания постоянного токанапряжением 36 V.
Допускается питаниепреобразователей с предельными значениями выходного сигнала 4 и 20 mA осуществлять от источникапостоянного тока напряжением от 15 до 42 V. При этом пределы допускаемого напряжения питания зависят отнагрузочного сопротивления и должны соответствовать границам рабочей зоны.Источник питания должен удовлетворять следующим требованиям: сопротивление изоляциине менее 40 Ом выдерживать испытательное напряжение при проверке электрическойпрочности изоляции 1,5 kV,пульсация выходного напряжения не должна превышать 0,5% от номинальногозначения выходного напряжения, при частоте гармонических составляющих, непревышающей 500 Hz.
Для преобразованиянапряжения переменного тока 220 Vс частотой 50 Hz внапряжение постоянного тока 36 Vрекомендуется использовать блок питания 22БП-36.
При использованиипреобразователя с выходным сигналом 4 и 20 mA совместно с блоком извлечения корня БИК-1 питаниепреобразователя осуществляется от БИК-1. Питание БИК-1осуществляется переменнымтоком напряжением 220 Vчастотой 50 Hz.
Нагрузочное сопротивление,кОм:
· mA при напряжении питания 36 V;
· mA при напряжении питания 36 V;
RH — для преобразователей спредельными значениями выходного сигнала 4 и 20 mA при напряжении питания в диапазоне от15 до 42 V.
Преобразователипредназначены для работы при барометрическом давлении от 84,0 до 106,7 kPa.
Преобразователи исполненийУХЛ и У устойчивы к воздействию относительной влажности окружающего воздуха 95%при температуре 350С и более низких температурах, без конденсациивлаги. Преобразователи исполнения Т устойчивы к воздействию относительнойвлажности окружающего воздуха 100% при температуре 350С сконденсацией влаги.
Степень защитыпреобразователей от воздействия пыли и воды – 1З54 по ГОСТ 14254-80.
По устойчивости квоздействию вибрации преобразователи относятся к группе исполнения N3 по ГОСТ 12997-84.
Дополнительнаяпогрешность, вызванная воздействием вибрации во всем диапазоне частот,выраженная в процентах от диапазона изменения выходного сигнала, не должнапревышать:
kPa;
kPa;
kPa и более.
Изменение значениявыходного сигнала преобразователей, вызванное изменением нагрузочногосопротивления от 100 Ом до 1000 Ом или от 200 Ом до 2500 Ом, соответственно упреобразователей с верхним предельным значением выходного сигнала 20 mA или 5 mA не превышает 0,25% диапазонаизменения выходного сигнала.
Преобразователи имеютустройство, позволяющее перенастраивать их на любой из пределов измерений,предусмотренных для данной модели, а также перенастраивать их на смещенныйдиапазон измерений с установкой начального предельного значения выходногосигнала при значении измеряемого параметра в пределях:
· Pmax до избыточного давления 0,84 Pmax – для преобразователей моделей2410, 2420, 2430, 2434;
· Mpa до избыточного давления 0,84 Pmax – для остальных моделей;
где Pmax – максимальное значение верхнегопредела измерений модели.
Пульсация выходногосигнала нормируется при нагрузочных сопротивлениях:
· mA;
· mAили 4 и 20 mA.
Средняя наработка на отказпреобразователей не менее 100000 часов.
Полный средний срок службыне менее 12 лет; при воздействии сред, содержащих сероводород до 6% — не менее8 лет; до 25% — не менее 3 лет.
Измеряемый параметр, тип преобразователя
Модель
Верхний предел измерений
Предельно допустимое рабочее избыточное давление
Предел допускаемой основной погрешности ±g, %
кПа
мПа
мПа
ДД
Разность давлений
2410
0,16
4,0
0,5
0,25
0,5
0,4
0,25; 0,5
0,63
0,25; 0,5
1,0
0,25; 0,5
1,6
0,25; 0,5
2420
1,0
4,0
10,0
0,5
1,6
0,5
2,5
0,25; 0,5
4,0
0,25; 0,5
6,3
0,2; 0,25; 0,5
10,0
0,2; 0,25; 0,5
2430
4,0
16
25
0,25; 0,5
6,3
0,25; 0,5
10
0,25; 0,5
16
0,2; 0,25; 0,5
25
0,15; 0,2; 0,25; 0,5
40
0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,5
2434
4,0
40
0,25; 0,5
6,3
0,25; 0,5
10
0,25; 0,5
16
0,2; 0,25; 0,5
25
0,15; 0,2; 0,25; 0,5
40
0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,5
2440
25
16
25
0,25; 0,5
40
0,25; 0,5
63
0,25; 0,5
100
0,2; 0,25; 0,5
160
0,15; 0,2; 0,25; 0,5
250
0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,5
2444
25
40
0,25; 0,5
40
0,25; 0,5
63
0,25; 0,5
100
0,2; 0,25; 0,5
160
0,15; 0,2; 0,25; 0,5
250
0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,5
2450
0,25
16
25
0,25; 0,5
0,4
0,25; 0,5
0,63
0,2; 0,25; 0,5
1,0
0,2; 0,25; 0,5
1,6
0,2; 0,25; 0,5
2,5
0,2; 0,25; 0,5
2460
1,6
25
0,25; 0,5
2,5
0,25; 0,5
4
0,2; 0,25; 0,5
6,3
0,2; 0,25; 0,5
10
0,2; 0,25; 0,5
16
0,2; 0,25; 0,5
4.Устройство и работа прибора.
Преобразователь состоит изизмерительного блока и электронного устройства.
Измеряемыйпараметр подается в камеру измерительного блока и линейно преобразуется вдеформацию чувствительного элемента и изменение электрического сопротивлениятензорезисторов тензопреобразователя, размещенного в измерительном блоке.
Электронноеустройство преобразователя преобразует это изменение сопротивления в токовыйвыходной сигнал.
Чувствительнымэлементом тензопреобразователя является пластина из монокристаллическогосапфира с кремниевыми пленочными тензорезисторами (структура КНС), прочносоединяется с металлической мембраной тензопреобразователя.Тензопреобразователь мембранно-рычажного типа размещен внутри основания взамкнутой полости, заполненной кремний-органической (у преобразователяСапфир-22ДД-Вн-К полиэфирфторированной) жидкостью, и отделен от измеряемой среды металлическими гофрировннымимембранами. Мембраны приварены по наружному контуру к основанию и соединенымежду собой центральным штоком, который связан с концом рычагатензопреобразователя с помощью тяги. Фланцы уплотнены прокладками. Воздействиеизмеряемой разности давлений вызывает прогиб мембран, изгиб мембранытензопреобразователя и изменение сопротивления тензорезисторов.
Электрический сигнал оттензопреобразователя передается из измерительного блока в электронноеустройство. По проводам через гермоввод.
Измерительныйблок выдерживает воздействие односторонней перегрузки рабочим избыточнымдавлением. Это обеспечивается тем, что при перегрузке одна из мембран ложитсяна профилированную поверхность основания.
Электронныйпреобразователь (ПЭС) включает в себя:
· преобразователь изменения сопротивления тензомоста ввыходной сигнал, выполненный в виде отдельной микросборки ПСТ-М;
· элементы, обеспечивающие работу ПСТ-М в заданныхрежимах;
· элементы, входящие в схему температурной компенсации илинеаризации выходной характеристики измерительного блока;
· элементы для настройки начального значения выходноготокового сигнала и диапазона измерения.
ТранзисторыVT1 и VT2, функционально связанные со схемой ПСТ-М и имеющиеповышенную мощность рассеяния, размещены непосредственно на центральнойпечатной 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 заданнымихарактеристиками.
Основноефункциональное назначение элементов ПСТ-М следующее.
ТранзисторыVT1-1, D1 и D2 входят всхему стабилизатора напряжения, в котором опорный сигнал формируется напараметрическом стабилитроне VD1.необходимый ток стабилизации VD1 задаетсярегулировкой сопротивления резистора R2,расположенного на плате А1. в выходной цепи СН установлен усилитель мощности,выполненный на транзисторе VT1, которыйснабжен радиатором и расположен на плате А1. выходное напряжение СН снимается сэмиттера этого транзистора. Величина стабилизированного напряжения определяетсяглубиной отрицательной обратной связи указанного усилителя мощности, которыйрегулируется изменением сопротивления R1 платы A1.
Токпитания тензочувствительной схемы задается от стабилизатора тока, собранного посхеме балансного усилителя на транзисторах D4, D5, VT2, D6, D7. величина этого тока регулируется изменениемсопротивления R4 платы А1.
Преобразовательнапряжения в ток обеспечивает усиление напряжения, снимаемого с измерительнойдиагонали тензочувствительного моста и формирование унифицированного выходноготокового сигнала.
Всхему ПНТ входят сумматор, собранный на транзисторах Д8, Д9 и VT3, предварительный усилитель, выполненный натранзисторах Д10, Д11, VT4, VT5, D12 и VT1-2, а также регулятор выходного тока, собранный натранзисторе VT2,размещенным на плате А1.
Вколлекторной цепи транзистора VT2 включенузел перенастройки диапазона, содержащий сборку из резисторов R32, R33, R34, R36, R37 и потенциометр R30. С помощью этого узла устанавливается заданноесоответствие между диапазоном изменения сигнала тензопреобразователя идиапазоном изменения выходного токового сигнала.
Крегулировочным элементам R3, R5, R6, R14 и R15,предназначенным для компенсации погрешностей измерительных преобразователей,имеется доступ со стороны верхней платы, что обеспечивает настройку ПЭС послесборки всего измерительного преобразователя. При этом с помощью резистора R3 осуществляется компенсация нелинейностиизмерительного преобразователя. Резистором R14- компенсация температурной погрешности нуля, резистором R15- компенсация температурной погрешности диапазона.
Элементысхемы настройки «нуля»- RR38… R46 и «диапазона»R28, R30… R37смонтированы на верхней плате вместе с узлами перемычек ХВ3, ХВ4 и ХВ5.
Ступенчатоеизменение величины и направления смещения начального значения выходного сигналаосуществляется соответственно с помощью узлов перемычек ХВ5 и ХВ4. Изменениедиапазона производится при помощи переключателя узла перемычек ХВ3.
Измерительныепреобразователи имеют корректоры для плавной настройки выходного сигнала.Резистором R45осуществляют настройку «нуля», а резистором R30- настройку «диапазона».
КонденсаторыС1… С5 ПСТ-М служат для обеспечения устойчивости усилительных устройств схемы.
Эляэтой же цели служат конденсаторы С1 и С4, расположенные на плате А1.
КонденсаторС2, размещенный на контактах клеммной колодки, обеспечивает низкий уровеньпульсации выходного сигнала.
Электронныйблок унифицирован для всех моделей измерительных блоков комплекса, выполнен наодной плате с двусторонним расположением DIP-элементов и элементовповерхностного монтажа. Сборка электронного блока осуществляется на самом современномтехнологическом оборудовании со 100 % контролем как собственно сборки, так иэлектрических характеристик, что значительно повышает как качество, так инадежность преобразователя в целом. Электронный блок полностью выполнен нарадиоэлементах западноевропейского производства и производства США. Элементыкоммутации и потенциометры оперативной регулировки удобно и доступнорасположены на плате электронного блока.
Унификацияэлектронного блока позволила во всех моделях без исключения получить:
1) переключаемые растущие и падающие характеристики выходного сигнала;
2) переключаемые различные токовые выходные сигналы;
3) сдвиг начального значения выходного сигнала — ±100%, что позволяетосуществить эффект «электронной лупы»;
4) полноценный контрольный сигнал — «ТЕСТ», как токовый, так и понапряжению на одних и тех же специальных контактах.
В новомэлектронном блоке присутствуют традиционные для эксплуатации элементырегулировки. При разработке электронного блока в первую очередь былимаксимально учтены предложения и пожелания эксплуатирующих организацийразличных отраслей промышленности.
Элементыкоммутации и потенциометры оперативной регулировки удобно и доступнорасположены на платах 4 и 7 электронного блока (см. рис.), размещенных внутриспециального корпуса 5. Корпус 5 закрыт крышками 3 и 8, уплотненными резиновымикольцами, плата 7 с органами регулирования — дополнительной крышкой 6, котораякрепится к плате винтами 14. Канал 10 служит для доступа к корректору«ноль тонко». В зависимости от назначения преобразователя блок имеетсальниковый кабельный вывод 11 (рисунок — основное исполнение), электрическийразъем (для ОАЭ — спец. разъем) или специальный кабельный вывод 11 для видавзрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка».
Клеммная колодка 1 предназначена для присоединения жилкабеля, винт 2 для присоединения экрана (в случае использования экранированногокабеля), болт 12 для заземления корпуса.
Для предотвращения несанкционированного доступа ктоконесущим элементам взрывозащищенных преобразователей служит пломбируемыйвинт. 9.
На поверхности корпуса ЭБ преобразователей с видомвзрывозащиты «искробезопасная цепь» закреплена не снимаемая табличка(вид В на рисунке).
Обозначениеисполнения преобразователя по материалам, контактирующим с измеряемой средой
Обозначение исполнения по материалам