Выбор приборов и средств автоматизации

Информационный обмен между полевым оборудованием первого уровня (датчиками и приборами) осуществляется по стандартным электрическим сигналам:
4-20 мА с подключением 2-х проводной линией связи;
4-20 мА с подключением 2-х проводной линией связи и цифровым сигналом HART;
дискретные сигналы типа "сухой контакт".
Дисковые затворы на трубопроводах оснащаются электроприводами для обеспечения дистанционного сблокированного управления.
Все первичные датчики монтируются на резервуарах и трубопроводах в соответствии с документацией изготовителя. Первичные датчики подключаются к щитам распределенного ввода- вывода. Тип кабеля – медный, экранированный. Электроприводы запорной арматуры подключаются контрольными кабелями с медными жилами.
Взрывозащита датчиков, расположенных во взрывоопасной зоне, обеспечивается использованием аппаратуры в специальном, взрывобезопасном, исполнении:
вида "искробезопасная цепь" уровня не ниже ExibIIBT3;
вида "взрывонепроницаемая оболочка" не хуже EExdIICT3.
Участки кабеля от лотков до приборов защищаются стальной трубой, металлорукавом в ПВХ оболочке. По площадке предприятия кабели прокладываются по существующим лоткам с крышками и строительным конструкциям. По помещению операторной кабели прокладываются в кабель-канале. Монтаж приборов осуществляется в соответствии чертежами установки приборов. Подсистема измерений и первичной обработки непрерывных дискретных, аналоговых и цифровых параметров обеспечивает обмен данными между полевым оборудованием датчиками и ПЛК.
Подключение датчиков осуществляется в аналоговом или цифровом виде, преимущественно используется токовый аналоговый сигнал 4-20 мА, цифровые интерфейсы HART, Modbus, а также другие унифицированные сигналы. Подсистема первичной обработки измеренных данных обеспечивает выполнение следующих функций:
фильтрация зашумленных сигналов (как аналоговых, так и дискретных);
масштабирование измеренных параметров к реальным физическим величинам (для аналоговых и цифровых сигналов), в том числе устранение постоянной погрешности измерений;
контроль и диагностика работы датчиков (выход из стоя датчика, по значениям взаимосвязанных параметров).
Исследование и подбор уровнемера
В рамках технологического процесса необходим контроль и мониторинг уровня рабочей среды. По показаниям уровня определяется протекание технологического процесса и определяются аварийные ситуации при отклонении от уставок [5]

. Для сравнения были выбраны следующие модели и производители уровнемеров: РИЗУР-900, Rosemount 5400, ЭЛЕМЕР-УР-31. Сравнительная характеристика уровнемеров приведена в таблице 4.1.
Таблица 4.1 – Сравнительная характеристика уровнемеров
Характеристика датчика РИЗУР-900 Rosemount 5400 ЭЛЕМЕР-УР-31
Температура рабочей среды, °С -196… +500 -40… +150 –40…+90
Давление рабочей среды, МПа 0 - 45,0 от -0,1 до 1,6 1,6
Погрешность, мм не более 2 не более 2 ± 3
Количество точек срабатывания до 8 точек до 4 точек до 4 точек
Время срабатывания, сек от 0,1 до 10 от 0,1 до 10 от 0,1 до 10
Напряжение питания, постоянный ток, В 24 24 24
Температура окружающей среды, °С -60…+75 -60…+75 –40…+70
Средний срок службы, год 10 8 6
Межповерочный интервал, год 2 2 1
Согласно приведенной сравнительной характеристики, можно сделать вывод, что все выбранные датчики удовлетворяют предъявленным требованиям. Однако уровнемер фирмы Ризур имеет следующие преимущества относительно других моделей:
больший диапазон температуры измеряемой среды;
большее количество точек срабатывания;
наименьшая погрешность.
Уровнемер компании Ризур, является ультразвуковым устройством измерения уровня. По принципу работы данный приборах используется эффект отражения ультразвуковых волн от рабочей среды. Не сложно предположить, что значение уровня определяется по времени прохождения ультразвуковых колебаний от источника до приемника после отражения их от поверхности среды [8]. Выбранные датчики имеют унифицированный выходной сигнал, что позволяет с легкостью интегрировать данные датчики в автоматизированную систему управления.
Исследование и подбор расходомеров
В составе технологического процесса необходим расходомер, который предназначен для измерения массового расхода рабочей среды, проходящей через сечение трубопровода в единицу времени. На технологии необходим контроль расхода горячей воды и химикатов на проверку.
Для сравнения расходомеров были выбраны приборы: Siemens FC 430, Endress+Hauser Promass 80S, Метран-360.
Сравнительная характеристика расходомеров приведена в таблице 4.2.
Таблица 4.2 – Сравнительная характеристика расходомеров
Характеристика датчика Siemens FC 430 Promass 80S Метран-360
Рабочая среда Жидкость, газ Жидкость, газ Жидкость
Номинальный массовый расход, т/час 0…95 0…70 0…76
Давление рабочей среды, бар 100 65 70
Погрешность, % 0,15 0,2 0,2
Степень защиты от пыли и воды IP67 IP67 IP65
Выходной сигнал, мА 4…20 4…20 4…20
Напряжение питания, постоянный ток, В 24 24 24
Температура окружающей среды, °С -30…+50 -10…+45 –20…+40
Средний срок службы, год 10 8 8
Межповерочный интервал, год 2 2 1
Анализ сравнительной характеристики показывает, что расходомер Siemens FC 430 соответствует требованиям, необходимым для обеспечения измерения рабочей среды