Описание КИП и А локальной САР соотношения расходов газа и воздуха на закалочную печь стана 5000

Датчик перепада давления Yokogawa EJX130A

Датчик перепада давления EJX130A (рис. 4) предназначен для измерения расхода (при диафрагменном методе измерения), использующий в качестве чувствительного элемента монокристаллический кремниевый резонатор, для измерения уровня и плотности гидростатическим методом при высоком статическом давлении. Благодаря функции измерения рабочего давления одновременно может работать также как сигнализатор давления. В качестве упругого элемента используется кремниевая диафрагма, на которой расположены два чувствительных элемента. Чувствительные элементы - резонаторы расположены так, что их деформации отличаются по знаку при приложении разности давлений к сенсору электронного преобразователя. Возбуждение колебаний и передача частоты механических колебаний в электрический, частотный сигнал происходят путем помещения двухконтурных резонаторов в постоянное магнитное поле и пропускания переменного электрического тока через тело резонатора в контуре возбуждения. Благодаря эффекту электромагнитной индукции, в измерительном контуре возникает переменная ЭДС с частотой, равной частоте колебаний резонатора измерительного контура.

 

Рисунок 4 - Датчик перепада давления EJX130A

 

Характеристики:

- выходной сигнал 4 – 20 мА с функцией цифровой связи;

- диапазон допустимых температур:

1) измеряемой среды: -40…120 °С;

2) окружающей среды: -45…85 °С (с индикатором -30…80 °С).

- конструктивное исполнение:

1) пылевлагозащищённое;

2) искробезопасное;

3) взрывонепроницаемое.

- межповерочный интервал – 5 лет;

- диапазон измерения давление:

1) капсула М: от -100 до 100 кПа;

2) капсула Н: от -500 до 500 кПа.

- погрешность измерений ± 0,04 % шкалы.

Цена: 45 000 руб.

 

Датчик давления Yokogawa EJА530А

Датчик избыточного давления EJА530А (рис. 5) ввертного типа предназначен для измерения давления жидкости газа или пара, использующий в качестве чувствительного элемента кремниевый резонатор – собственную уникальную разработку фирмы Иокогава. Его выходной сигнал 4 - 20 мА постоянного тока соответствует величине измеренного давления. Датчик позволяет осуществлять дистанционный контроль и установку параметров посредством цифровой связи с BRAIN или HART®275 коммуникатором и хост-компьютерами CENTUM CS™, µXL™.

 

Рисунок 5 -Датчик избыточного давления EJА530А

В зависимости от знака приложенного давления резонатор растягивается или сжимается, в результате чего частота его собственных механических колебаний соответственно растет или уменьшается. Колебания механического резонатора в постоянном магнитном поле преобразуются в колебания электрического контура, и, в итоге, на выходе чувствительного элемента получается цифровой (частотный) сигнал, точно отражающий величину измеряемого давления.

Характеристики:

- погрешность измерений (базовая точность калиброванной шкалы):

1) ± 0,2% от шкалы;

2) ± 0,075% от шкалы (при использовании опции /HAC для капсул A, B, C);

3) ± 0,12% от шкалы (при использовании опции /HAC для капсул D).

- максимальное рабочее давление:

1) капсула A: 200 кПа;

2) капсула B: 2 МПа;

3) капсула C: 10 МПа;

4) капсула D: 50 МПа.

- максимальное избыточное давление:

1) капсула A, B: 4 МПа;

2) капсула C: 20 МПа;

3) капсула D: 60 МПа.

- выходной сигнал:4 - 20 мА с функцией цифровой связи по BRAIN или HART;

- допустимая температура рабочей среды: от минус 40 до плюс 120 °С;

- допустимая температура окружающей среды:

1) от минус 45 до плюс 85 °С (без индикатора);

2) от минус 30 до плюс 80 °С (с индикатором).

- напряжение питания:

1) от 10,5 до 42 В постоянного тока для датчика общего назначения и взрывозащищенного исполнения;

2) от 10,5 до 32 В постоянного тока для датчика со встроенным грозозащитным разрядником;

3) от 10,5 до 30 В постоянного тока для искробезопасного исполнения;

4) минимальное напряжение ограничивается 16,4 В постоянного тока.

 

 

Термометр сопротивленияPT-100-L

Измерительный резистор (рис. 6) при температурных колебаниях изменяет свое электрическое сопротивление. Это сопротивление PT-100 или преобразованный выходной сигнал измерительного преобразователя (от 4 до 20 мА) можно использовать для измерения температуры при помощи устройства формирования сигнала или с помощью переключателя предельного значения для определения точки переключения.

 

Рисунок 6-Термометр сопротивленияPT-100-L

 

Электрическая проводимость металла (в этом случае платина) основывается на движимости электронов проводимости. С повышением температуры происходит усиленное колебание атомов металлической решетки вокруг положения покоя и, таким образом, препятствуют электронам проводимости, текущим к плюсовому полюсу источника напряжения. Это препятствие вызывает сопротивление, находящееся в линейной зависимости по отношению к температуре.

Для образования выходного сигнала на PT-100 подается постоянный измерительный ток (=1 мА). Сопротивление PT-100 вызывает перепад напряжения (U = R*I), из которого можно формировать сигнал.

Двухпроводниковый измерительный преобразователь устанавливается в головке - J только по желанию клиента. Следует обратить внимание на то, что при этом возможно только одинарное подключение.

Измерительный преобразователь преобразует зависимое от температуры сопротивление в стандартный сигнал в пределах от 4 до 20 мА. Этот сигнал можно без помех передавать на большие расстояния.

Технические характеристики:

- измерительный вход - PT 100 (DIN EN 60751);

- пределы диапазона измерения - от минус 50 до 150 °С;

- предел температуры окружающей среды: от минус 20 °С до 85 °С;

- тип подключения: двухпроводная схема;

- наименьший диапазон измерения 25 К;

- наибольший диапазон измерения 1050 К;

- измерительный ток: меньше/равно 0,5 мА;

- частота измерения: непрерывное измерение;

- выходной сигнал: постоянный ток 4–20 мА;

- питание: постоянный ток 7.5-30 В.

 

ПЛК Simatic S7 400

SIMATIC S7-400 (рис. 7) – это модульный программируемый контроллер, предназначенный для построения систем автоматизации средней и высокой степени сложности.

 

Рисунок 7 - Программируемый логический контроллер Simatic S7 400

Модульная конструкция, работа с естественным охлаждением, гибкие возможности расширения, мощные коммуникационные возможности, простота создания распределенных систем управления и удобство обслуживания делают SIMATIC S7-400 идеальным средством для решения практически любых задач автоматизации. Он может комплектоваться широким спектром модулей, устанавливаемых в монтажных стойках в любом порядке. Система включает в свой состав:

- модули блоков питания (PS): используются для подключения SIMATIC S7-400 к источникам питания:

1) переменного 24/ 48/ 60/120/ 230 В;

2) постоянного 120/ 230 В.

- модули центральных процессоров (CPU): в составе контроллера могут использоваться центральные процессоры различной производительности. Все центральные процессоры оснащены встроенными интерфейсами MPI и PROFIBUS DP, некоторые модели – встроенным интерфейсом PROFINET. При необходимости, в базовом блоке контроллера может быть использовано до четырех центральных процессоров;

- сигнальные модули (SM): для ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов. Коммуникационные модули (CP): для организации последовательной передачи данных через PtP интерфейс, построения систем распределенного ввода-вывода на основе PROFIBUS DP и PROFINET IO, обмена данными через промышленные сети PROFIBUS, PROFINET и Industrial Ethernet, а также через Internet;

- функциональные модули (FM): для решения типовых задач управления, к которым можно отнести скоростной счет, позиционирование, автоматическое регулирование и т.д.;

- интерфейсные модули (IM): для построения систем локального и распределенного ввода-вывода;

- модули SIMATIC S5: все модули ввода-вывода контроллеров SIMATICS5-115U/-135U/-155U могут устанавливаться в соответствующие стойки расширения SIMATIC S5. Кроме того, модули специального назначения IP и WF могут использоваться как в стойках SIMATIC S5, так и в базовом блоке контроллера SIMATIC S7-400. В последнем случае подключение модулей к внутренней шине контроллера S7-400 выполняется через адаптер.

Основными областями применения SIMATIC S7-400 являются:

- машиностроение;

- автомобильная промышленность;

- складское хозяйство;

- технологические установки;

- системы измерения и сбора данных;

- текстильная промышленность;

- упаковочные машины и линии;

- производство контроллеров;

- автоматизация машин специального назначения.

Несколько типов центральных процессоров различной производительности и широкий спектр модулей с множеством встроенных функций существенно упрощают разработку систем автоматизации на основе SIMATIC S7-400.

Если алгоритмы управления становятся более сложными и требуют применения дополнительного оборудования, контроллер позволяет легко нарастить свои возможности установкой дополнительного набора модулей.

Технические характеристики:

- электромагнитная совместимость;

- стойкость к воздействиям статических разрядов:

1) ±6 кВ, контактный разряд;

2) ±8 кВ, через воздушный зазор.

- наводки в кабеле подачи питания: 2 кВ;

- стойкость к воздействиям на сигнальные цепи: 2 кВ;

- класс ограничения генерируемых шумов: B;

- волновые воздействия:

1) ассиметричные:

1.1) 2 кВ для цепи питания постоянным током с защитным элементом;

1.2) 2 кВ для сигнальных цепей с защитными элементами;

2) симметричные:

2.1) 1 кВ для цепи питания постоянным током с защитным элементом;

2.2) 1 кВ для сигнальных цепей с защитными элементами;

- стойкость к воздействию высокочастотной радиации:

1) 10 В/м с 80 % амплитудной модуляцией при 1 кГц, 80 МГц … 1 ГГц;

2) 10 В/м, импульсная модуляция, 50 % нагрузка, при 900 МГц;

- условия хранения и транспортировки:

1) свободное падение с высоты не более 1 м (до 10 кг);

2) температурный диапазон от минус 40 до плюс 70 ºC;

3) атмосферное давление 1080 … 660 гПа (-1000 … 3500 м над уровнем моря);

4) относительная влажность при плюс 25 ºC 5 - 95 %, без конденсата.

Цена: 1 320 000 руб.

 

Термопара SiemensPT 100

Термопара (рис.8) предназначена для измерения температуры в различных отраслях промышленности. Если температура места измерения отличается от температуры на свободном конце сенсора, то между свободными концами возникает напряжение, термическое напряжение. Величина термического напряжения зависит от разницы между температурой места измерения и температурой на свободных концах, а также от вида комбинации материалов сенсора. Так как одним сенсором всегда регистрируется одна разница температур, то для определения температуры места измерения свободные концы должны находится в на клемме термокомпенсации с равномерной и известной температурой.

 

Рисунок 8 - Термопара SiemensPT 100

 

Принцип действия: сенсоры от их места соединения через компенсационные линии по возможности имеют удлинение до места с равномерной температурой (клемма термокомпенсации). Компенсационные линии имеют туже идентификационную окраску, как и соответствующие сенсоры; плюсовой полюс окрашен в красный цвет. Следить за соблюдением полей при соединении, в ином случае возникают большие погрешности измерения. До 200 °C для компенсационных линий действуют те же основные величины и допуски что и для соответствующих сенсоров. Влияние колебаний температуры на клемме термокомпенсации может быть устранено компенсационным подключением, например, с помощью компенсационной розетки. Эталонная температура составляет 0 °C (32 °F) или 20 °C (68 °F).

Клеммы термокомпенсации также могут сохранять постоянную температуру в 50, 60 или 70 °C (122, 140 или 158 °F) с помощью термостата (для нескольких мест измерения).

От клеммы термокомпенсации к измерительному или процессуальному прибору прокладываются медные линии. У энергопотребляющих приборов, например, у индикаторов и точечных принтеров, весь измерительный контур (сенсор, компенсационная линия и медная линия) в рабочем состоянии должен компенсироваться уравнительным сопротивлением. Измерительный преобразователь SITRANS T и компенсационный самописец KOMPENSOGRAPH для подсоединения к термопарам имеют встроенную компенсационную схему для уравнивания влияния внешней температуры на клемму термокомпенсации. Благодаря высокому входному сопротивлению здесь отсутствует коррекция линейного сопротивления.

Технические характеристики:

- рабочий диапазон измеряемых температур: от минус 100 до плюс 1000 ⁰С;

- условное давление: 10 МПа;

- величина рабочего тока: не более 5 мА;

- сопротивление изоляции: не менее 100 Мом;

- предельные отклонения:

1) А-2,55 ⁰С;

2) В- 2,65 ⁰С.

Стоимость: 20000 руб.

 

Пневматический регулирующий шаровой клапан Smart 787

Шаровой клапан Smart 787 (рис. 9) используют для управления процессами во многих областях промышленности, как например, пищевая, металлургическая, химическая, нефтяная и т.д. Дроссельный клапан имеет новую конструкцию, благодаря чему он может работать с трехацентрическим и многостойким уплотнителем. Служит для регулирования расхода и давления жидкости, азота, газа, пара, кислорода.

Отсечной дроссельный клапан состоит из пневматического исполнительного механизма, корпуса дроссельного клапана, электромагнитного клапана, воздушного фильтра, компонентов воздушного канала, соединительных и крепежных элементов и других компонентов.

Электромагнитный клапан позволяет изменять положение от «полностью открытого» до «полностью закрытого», а также поддержания заданного значения. Сигнал (например, 24 В постоянного тока, 220 В переменного тока) от устройства управления или от ручного регулятора поступает на электромагнитный клапан, который выдает сигнал в виде давления воздуха на ИМ, управляющий открывание-закрыванием через редуктор, приводящий в действие регулятор дроссельного клапана.

Рисунок 9 - Пневматический регулирующий шаровой клапан Smart 787

 

Технические характеристики:

- электропитание: 220 В, 50 Гц;

- избыточное давление: 1,6 МПа(16 бар.);

- выход: 4 - 20 мА;

- диапазон открытия: 0 – 100 %;

- рабочая температура: -20 до +150 °С;

- срок службы: 17лет.

Цена: 133 000 руб.

 

Датчик контроля пламени UVS 5

Датчик контроля пламени UVS 5 (рис. 10) предназначен для контроля пламени газовых горелок неограниченной мощности с или без принудительной подачи воздуха, на печах сушки, на газовых котлах, промышленных печах и установках сжигания газа в сочетании с блоками и автоматами управления горелками ElsterKromschroeder. УФ–датчик контролирует газовые горелки, работающие в прерывистом режиме работы. Розжиг горелки может осуществляться напрямую или в комплекте основная – пилотная горелка.

Принцип действия: УФ–сенсор датчика улавливает ультрафиолетовый спектр излучения пламени. Сенсор не реагирует на солнечный свет, свет электрических ламп или инфракрасное излучение от раскаленных деталей печи. Встроенная теплозащита из кварцевого стекла изолирует УФ–сенсор от горячей атмосферы печи и защищает от влажности, грязи и высокой температуры. При обнаружении УФ–излучения ультрафиолетовый датчик выпрямляет заложенное переменное напряжение и преобразует его в постоянный ток. Усилитель сигнала пламени способен распознавать только этот сигнал постоянного тока.

 

Рисунок 10-Датчик контроля пламени UVS 5

 

Технические характеристики:

- корпус из алюминия со встроенной тепловой защитой из кварцевого стекла, с кабельными вводами;

- расстояние между УФ–датчиком и пламенем: от 300 до 400 мм;

- УФ–сенсор: P578;

- спектральный диапазон: от 190 до 270 нм;

- максимальная чувствительность: 210 нм ± 10 нм;

- срок службы УФ–сенсора: приблизительно 10 000 рабочих часов;

- мин. сигнал постоянного тока: 1 μA;

- степень защиты: IP 65;

- окружающая температура: от минус 40 до 80 °C (от минус 40 до 176 °F);

- вес: 280 г (0,6 фунта).