Конфигурационная программа h-master

Программа предназначена для работы с HART-устройствами через компьютер в соответствии с рисунком 4.1.9. Осуществляет следующие операции:

· считывание информации о HART-устройстве и сенсоре;

· настройку устройства;

· настройку сенсора;

· настройку ЦАП.

Рекомендуемое аппаратное обеспечение:

· процессор класса Pentium, 32 Мбайт ОЗУ;

· видеоадаптер SVGA 640x480, 256 цветов;

· наличие свободного асинхронного коммуникационного порта (COM-порта);

· 10 Мбайт свободного пространства на жестком диске.

Необходимое программное обеспечение:

· операционная система Microsoft Windows95/Windows 98/Windows NT.

Рисунок 4.1.9 – Схема подключения HART-приборов к компьютеру

Заключение

Высокий уровень технологии производства, современная метрологическая база, система качества, сертифицированная по ГОСТ Р ИСО 9001-96, а также 35-летний опыт создания и изготовления приборов специального назначения являются надежной гарантией качества изделий марки «Метран».

Все описанные средства автоматизации прошли проверку на соответствие требованиям спецификаций HART-протокола, что гарантирует их совместимость с любыми другими HART-приборами.

Многопараметрический датчик 3095MV

В отличие от традиционных расходомеров на сужающем устройстве датчик модели 3095MV в комплекте с сенсором Annubar обеспечивает измерение массового расхода по методу полной компенсации, который учитывает динамические изменения параметров среды температуры, давления, а также такие переменные в уравнении расхода, как плотность, вязкость, сжимаемость или расширение газа в соответствии с рисунком 4.1.10. [58].

Рисунок 4.1.10 – Многопараметрический датчик 3095MV

Встроенный процессорный блок датчика обеспечивает также выполнение функций «интеллектуального» устройства и позволяет:

· скорректировать собственную нелинейность и воздействие внешних влияющих факторов;

· проводить самодиагностику прибора;

· осуществлять дистанционную перенастройку диапазонов измерений.

Использование датчика в составе АСУТП освобождает ресурсы системы, в частности память, используемую для хранения алгоритма вычисления расхода, и время, затрачиваемое на это вычисление.

Использование одного датчика 3095MV вместо четырех традиционных обеспечивает снижение затрат на установку и уменьшение стоимости эксплуатации.

Объединение в одном компактном недорогом устройстве таких функций, как многопараметрические измерения, сложные расчеты расхода, самодиагностика и других делают датчики модели 3095MV идеальным решением для измерений расхода с использованием различных типов сужающих устройств.

· Рабочая среда: газ, пар, жидкость.

· Измеряемые параметры:

-перепад давлений 0...0,12 до 0...248 кПа;

-абсолютное давление 0...55,16 до 0...25 000 кПа;

-температура среды -40...649°С.

· Расчетный параметр: массовый расход на сужающем устройстве, скомпенсированный по давлению и температуре.

· Диапазоны измерений перенастраиваются.

· Встроенная самодиагностика датчика.

· Выходные сигналы: 4-20 мА с цифровым сигналом на базе HART-протокола.

· Пределы основной приведенной погрешности измерений перепада давлений и абсолютного давления ±0,075%.

· Пределы абсолютной погрешности измерений температуры ±0,56°С.

· Питание от внешнего источника постоянного тока 11...55 В.

· Внесен в Госреестр средств измерений под №14682-00.

Бесконтактный датчик

По способу измерения параметра бесконтактные датчики можно классифицировать следующим образом.

Индуктивный датчик регистрирует изменение электромагнитного поля в зоне чувствительности полупроводникового элемента. Изменение электромагнитного поля может быть связанно с движением частей механизмов и машин, поэтому индуктивные датчики также нашли широкое применение в промышленности.

Магниточувствительный датчик регистрирует изменение магнитного поля, связанного с движущимися частями механизмов и машин.

Емкостный датчик регистрирует изменение электрического поля в зоне чувствительности, т.е. может реагировать на изменение диэлектрической проницаемости среды; данная особенность датчиков позволяет применять их для измерения уровней жидкостей или сыпучих веществ.

Ультразвуковой датчик регистрирует изменение ультразвукового сигнала.

Датчики измерения уровня

Измерение уровня необходимо во многих процессах и производствах для оперативного контроля и управления механизмами, устройствами, работа которых связана с обеспечением безопасного функционирования и выполнением требований технологических процессов дозирования и управления в системах коммерческого и технологического учета. В наше время выпускается оборудование, позволяющее эффективно решать задачи измерений уровня жидкостей и сыпучих материалов на основе передовых контактных и бесконтактных методов [120].

Рисунок 4.1.11 – Уровнемеры

Бесконтактный метод измерений позволяет производить вычисления уровня и других величин, не вступая в непосредственный контакт с измеряемой средой. Это хороший выбор при работе в таких средах, где стандартные погружные приборы засоряются или подвергаются коррозии.

Типичными представителями этого метода измерений являются радарные уровнемеры, завоевывающие все большую популярность в мире. Практика использования таких приборов показывает, что они обладают наилучшими на сегодняшний день эксплуатационными характеристиками.

ПГ «Метран» предлагает несколько типов радарных уровнемеров, различных по своим техническим характеристикам – 5600, АРЕХ, УЛМ в соответствии с рисунком 4.1.11. Они обладают высокой надежностью и точностью измерений уровня, не имеют в своем составе частей, контактирующих непосредственно с измеряемой средой. Радарные датчики нечувствительны ко многим вызывающим проблемы характеристикам жидкостей, например, изменение плотности, диэлектрических свойств или проводимости. Кроме того, радарный луч свободно проникает через слои пены и изолирующие прокладки, на него не влияют изменения объема заполненного парами пространства резервуара. Все приборы предназначены для применения в самых разнообразных условиях технологического процесса.

Рисунок 4.1.12 – Радарный уровнемер Rosemount серии 5400

Уровнемеры серии 5400 в соответствии с рисунком 4.1.12 – это превосходное решение для бесконтактных измерений уровня жидкостей, имеющих широкий диапазон температур и давлений, а также взвесей, обладающих различными свойствами. Благодаря новаторским решениям, повышающим способность слежения за поверхностью продукта и обеспечивающим уникальную способность обработки сигнала, уровнемеры 5400 рекомендуются для работы в парогазовых смесях и запыленном внутреннем пространстве резервуара.

Уровнемеры 5400 отличаются простотой настройки, что упрощает их адаптивность для широкого круга применений и условий технологического процесса. Кроме этого, уровнемеры 5400 предоставляют уникальные возможности по ускорению пуско-наладочных работ, увеличению времени безотказной эксплуатации и достоверности измерений.

Для достижения максимальной гибкости и формирования оптимального предложения для потребителя уровнемеры серии 5400 могут быть оснащены целым набором антенн и дополнительных опций.

Особенности уровнемеров 5400

Такие условия технологического процесса, как атмосфера в резервуаре, пена, турбулентность и наличие плотных паров и веществ с низкой диэлектрической постоянной, могут ослабить отраженный сигнал до такого уровня, что радарный датчик может потеряет след измеряемой поверхности, поэтому важно, чтобы уровнемер обладал высокой чувствительностью и мог отслеживать очень слабые отраженные сигналы.

Уровнемеры серии 5400 объединяют в себе следующие новаторские решения:

· технология двойного порта – уменьшает шумы и позволяет сократить вероятность потери сигнала;

· круговая поляризация – позволяет подавлять сигналы с четным числом отражений, уменьшать эхо-сигналы от внутренних конструкций резервуара и/или возмущающих объектов и увеличивать надежность измерений;

· динамическая оптимизация диапазона – обеспечивает максимальное усиление сигнала на фактически измеряемом расстоянии до поверхности продукта, а не на максимально возможном диапазоне измерений;

· функциональный блок «Измерить-И-Обучиться» – радары серии 5400 имеют значительно меньшее время запуска благодаря встроенному блоку, называемому «Измерить-И-Обучиться». После активизации пользователем этого функционального блока, он автоматически выбирает лучшие методы подавления ложных сигналов и настройки, используя серию логических решений. Встроенная логика функционального блока «Измерить-И-Обучиться» – это результат 30-ти летнего опыта в области производства радаров;

· конструкция – уникальный дизайн цельнометаллического корпуса радара 5400 с отдельными отсеками для электроники и терминальных вводов обеспечивает степень защиты от воздействия пыли и воды IP67 и рекомендуется для использования в окружающей среде с относительной влажностью до 100%. Отличительной его чертой является эргономично расположенный встроенный индикатор.

· Измеряемые среды: нефтепродукты, щелочи, кислоты, растворители, водные растворы, алкогольные и слабоалкогольные напитки, пульпы, суспензии и пр.

· Давление процесса от -0,1 до 1 МПа.

· Температура процесса от -40 до 150 °С.

· Температура окружающего воздуха от -40 до 70 °С, от -20 до 70 °С – с ЖКИ.

· Выходные сигналы: 4-20мА с наложенным на него цифровым сигналом на базе протокола HART.

· Исполнения: обыкновенное; взрывозащищенное.

Оптические датчики

Оптический датчик бесконтактный, регистрирует изменение светового потока в контролируемой области, связанное с изменением положения в пространстве каких-либо движущихся частей механизмов и машин, отсутствия или присутствия объектов. Благодаря большим расстояниям срабатывания оптические датчики нашли широкое применение в промышленности и не только [87].

Оптический бесконтактный датчик состоит из двух функциональных узлов, приемника и излучателя. Данные узлы могут быть выполнены как в одном корпусе, так и в различных корпусах в соответствии с рисунками 4.1.13, 4.1.14.

В качестве примера рассмотрим наиболее востребованный оптический датчик бесконтактный ВБ3.18М.90.TR400.1.1.B

Рисунок 4.1.13– Оптический датчик бесконтактный ВБ3.18М.90.TR400.1.1.B

Рисунок 4.1.14 – Оптический датчик ВБ3.18М.90.TR400.1.1.B

Оптический бесконтактный датчик выполнен в цилиндрическом латунном корпусе диаметром 18 мм и имеет резьбу с шагом 1 мм. Для фиксации на оборудовании комплектуется двумя гайками. Длина датчика 90мм. На передней части оптического датчика бесконтактного находится оптический блок, состоящий из двух линз. Расстояние срабатывания на стандартный объект из горячекатаной стали, расположенный перед оптическим блоком, составляет не менее 400мм. Тип оптического датчика – D, работает на отраженном луче. Имеется регулятор чувствительности, позволяющий уменьшить расстояние срабатывания, и цветной индикатор настройки оптического датчика.

Цветной светодиодный индикатор работает следующим образом:

· при отсутствии сигнала на входе приемника индикатор не светится;

· при появлении сигнала с уровнем, при котором происходит срабатывание выключателя, индикатор светится зеленым цветом, при дальнейшем увеличении уровня отраженного сигнала зеленый цвет плавно изменяется через желтый – оранжевый до красного.

Для электрического подключения в задней части бесконтактного датчика имеется клеммник с герметичным уплотнением. Выход датчика – "pnp" ключ, разомкнутый при отсутствии отражающего объекта. Напряжение питания – 10…30В. Рассматриваемый оптический датчик имеет защиту от переполюсовки, короткого замыкания нагрузки и перегрузки по току. Класс исполнения – IP67.

Датчик контроля скорости

Датчик контроля скорости серии ДКС предназначен в первую очередь для контроля остановки или снижения скорости вращения (движения) различных устройств, таких как конвейеры, транспортеры, барабаны. Может применяться для выявления аварийного проскальзывания ленты на транспортере [83].

Рисунок 4.1.15 – Датчик контроля скорости ДКС-2М

Датчик контроля скорости представляет собой индуктивный датчик со схемой контроля частоты импульсов воздействия и бинарным выходом. Контролируемый вращающийся объект непосредственно или с помощью соединенного с ним металлического объекта воздействует на чувствительный элемент датчика с частотой, пропорциональной частоте вращения. При нормальной частоте вращения на выходе датчика скорости и на нагрузке есть напряжение. На диаграмме пассивный выходной сигнал соответствует снижению частоты ниже допустимой. Необходимое значение контролируемой минимальной частоты устанавливается с помощью потенциометра.

От изготовителя датчик скорости поставляется без конкретной настройки срабатывания. Заказчик имеет возможность настройки на требуемую пороговую частоту на месте эксплуатации с помощью встроенного потенциометра. Удобнее проводить настройку и проверку работоспособности датчика контроля скорости с использованием тест-блока ПВ-ПС-100 или ПВ-ПС-200. По специальному заказу может быть поставлен датчик для контроля максимальной скорости.

Исполнительные устройства

Привода постоянного тока

Семейство комплектных микропроцессорных электроприводов постоянного тока SIMOREG DC MASTER 6RA70 в соответствии с рисунком 4.1.16 имеет подходящие типы как для высоко-комплексных приводных задач, так и для стандартных решений. Приводы высокодинамичны: время возбуждения либо время нарастания вращающего момента находится в пределах до 10 мс. И это в диапазоне мощностей от 6,3 до 2000 кВт для запитки через якорь или внешним магнитным полем, для приводов, работающих в одном или четырех квадрантах [82].

Рисунок 4.1.16 – Привода постоянного тока SIMOREG (SIEMENS)

Диапазон номинальных токов у SIMOREG DC MASTER от 15 до 2000 А и может быть расширен до 10000 А (путем параллельного соединения преобразователей, максимально – 5 блоков); диапазон напряжений – от 400 В до 830 В.

Таблица 4.1.3 – Технические характеристики

Напряжения питающей сети 50/60 Гц – Якорь
3 AC 400 В /575 В	3 AC 400 В /575 В	3 AC 400 В /575 В / 690 В	3 AC 400 В /575 В / 690 В / (830 В)
Номинальные токи – Якоря
15 A, 30 A	60 – 280 A	400 – 850 A	1200 – 2000 A
– Поля
3 A, 5 A	10 A, 15 A	25 A, 30 A	30 A, 40 A (310V=)

Стандартные функции скоростного электропривода, построенного на современной микропроцессорной базе:

· Цифровая система импульсно-фазового управления (СИФУ) реверсивного тиристорного преобразователя цепи тока якоря.

· Цифровая СИФУ нереверсивного тиристорного преобразователя цепи тока возбуждения.

· Цифровой контур тока якоря.

· Цифровой контур скорости.

· Цифровой контур тока возбуждения.

· Цифровой контур ЭДС.

Цифровое построение всех контуров регулирования обеспечивает высокие точность и быстродействие поддержания регулируемых параметров.

Достоинства:полная интеграция в автоматизационный ландшафт, очень быстрый и простой ввод в эксплуатацию, построение полностью по модульному принципу – от стандартных до высокотехнологичных решений, простейшее обслуживание за счет одной концепции задания параметров, широкий диапазон возможных мощностей и напряжений, однородное построение системы обслуживания, возможность широкого использования в различных областях применения, высокая надежность в работе и высокий коэффициент использования, 100% контроль качества. SIMOREG DC MASTER очень просты в управлении извне. Для этого нет необходимости знания программирования, все настройки производятся через устройство параметризации.

Установка параметров может также производиться с помощью персонального компьютера с использованием удобных меню – для быстрого ввода в эксплуатацию, а также для простой визуализации при исполнении SIMOVIS.

Дополнительно поставляемая комфортная панель-пульт оператора OP1S с алфавитно-цифровым дисплеем с 4 строками по 16 знаков для вывода сообщений представляет еще больше преимуществ в отношении комфорта и возможностей. Это позволяет отображать физические величины, осуществлять ручной ввод данных и сохранять данные; это позволяет осуществлять простой ввод в эксплуатацию за счет быстрой электронной установки параметров тока, а также производить быстрый ввод в эксплуатацию систем с повторяемыми блоками.

Отсутствует необходимость аппаратных изменений. Также отпадает необходимость установки конфигурационных перемычек и потенциометров. По окончании наладочных работ устанавливается система паролей, определяющая уровень доступа эксплуатационного персонала к различным группам параметров: только просмотр параметров, просмотр и изменение параметров технологии, просмотр и изменение параметров настройки контуров регулирования и т.д.

При использовании пульта OP1S возможно простое считывание и запись параметров в режиме оффлайн и онлайн. Панель-пульт оператора OP1S совместим со всеми устройствами SIMOREG DC MASTER и Simovert MasterDrives.

Система управления технологическим процессом может быть реализована на базе модуля технологии Т400, являющегося стандартизованным опционом (дополнением) Simoreg 6RA70. Модуль технологии размещается в специальном электронном боксе, встроенном в Simoreg.

Таким образом, в одном комплектном микропроцессорном устройстве выполняются функции двух систем – системы управления собственно электроприводом и технологической системы.

При этом:

Ввод в эксплуатацию системы управления электроприводом осуществляется посредством параметризации контуров регулирования. Параметризация проводится при помощи сервисного пульта оператора ОР1S.

Ввод в эксплуатацию системы управления технологическим процессом осуществляется посредством программирования модуля технологии Т400. Программирование проводится при помощи персонального компьютера с инсталлированным на нем пакетом программирования D7-ES.

Кроме программных модулей, решающих технологические задачи, блок «Технология» включает специальный пакет программ коммуникации, обеспечивающий доступ к необходимым для эксплуатационного персонала параметрам модуля Т400 с пульта оператора OP1S. Этот же специальный коммуникационный пакет обеспечивает работу с дополнительным пультом оператора-технолога, например панель OP7/DP-12 ряда SIMATIC HMI (изготовитель SIEMENS).

Приводы SIMOREG DC MASTER полностью интегрированы в мир автоматизации, подходят для любой системы ЧПУ и прекрасно общаются с другими частями системы независимо от того, произведены ли они фирмой SIEMENS или другими изготовителями.

SIMOREG DC MASTER делает ставку на открытую и стандартизированную систему полевых шин PROFIBUS-DP с использованием коммуникационного модуля CBP2, непосредственное подключение к персональному компьютеру через интерфейс RS232 и коммуникацию по типу «узел – узел». При этом PROFIBUS-DP является центральным средством коммуникации между средствами автоматизации. Модуль CBP2 устанавливается непосредственно в электронный бокс SIMOREG DC MASTER.

С использованием передовой технологии BICO система SIMOREG DC MASTER открывает новые границы возможностей программных средств. При этом два мощных процессора выполняют функции управления и регулирования приводами для цепей якоря и поля. Функциональные блоки соединяются друг с другом с помощью техники BICO и образуют ориентированный на конкретный случай функциональный модуль – на этапе задания параметров.

Обмен данными между отдельными преобразователями тока производится по принципу «узел – узел» по интерфейсу RS 485, таким образом реализуется очень быстрая цифровая передача заданных значений по каскадам.

Системы SIMOREG DC MASTER являются на практике очень гибкими и рентабельными:

· управляющая система и шина высвобождаются;

· во многих случаях отпадает необходимость в ЧПУ;

· уменьшается количество кабелей, увеличивается помехозащищенность;

· регулирование и управление осуществляется непосредственно в приводе;

· за счет децентрализации концепция управления становится наглядной;

· технологическое программное обеспечение располагается в центральном модуле – техника BICO.

Система SIMOREG DC MASTER представляет собой в совокупности с двигателями постоянного тока оптимальную и полноценную систему.

Изготовление и поставка электроприводов шкафного исполнения с использованием преобразователей "SIMOREG" модульного исполнения. Шкафы проектируются по индивидуальному техническому заданию для конкретных объектов, с использованием защитной и коммутационной аппаратуры, комплектуются дистанционными пультами или дисплейными станциями с необходимыми органами управления и индикации технологических параметров.