Резервуары представляют собой весьма многочисленную группу технологических объектов, которые являются принадлежностью нефтяных промыслов, резервуарных парков, раздаточных и перевалочных баз разветвленной системы нефтеснаба, нефтехимических и химических предприятии. Во всех случаях и резервуарных парках выполняются дне основные задачи — учет и храпение жидкости.
Учет нефти и нефтепродуктов представляет собою измерение их количества. Измерение количества, возможно в объемных и весомых единицах. В РФ принято измерять количество нефти и нефтепродуктом в весовых единицах. Измерение количества и весовых единицах в резервуарах может быть выполнено двумя способами: 1) измерением уровня нефти и нефтепродуктов и удельного веса с последующим вычислением общего веса и 2) непосредственным измерением весового количества жидкости.
На нефтяных промыслах, нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводах ряд технологических процессов связан с отстоем жидкости в емкостях открытого и закрытого (герметичного) типа. Контроль хода технологического процесса в этих емкостях предполагает необходимость измерения уровня жидкости и уровня раздела фаз.
Измерение уровня жидкости в резервуарах и емкостях — наиболее массовая и трудоемкая операция. Для измерения уровня в РФ и за рубежом было предложено большое количество приборов, различающихся по принципу действия и конструктивному исполнению. Чтобы знать и уметь выбрать приборы для практических целей измерения, целесообразно их классифицировать по следующим признакам.
По назначению
ДАТЧИКИ УРОВНЯ УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ ДУУ2
Датчики уровня ультразвуковые ДУУ2 (далее «датчики») предназначены для измерения уровня различных жидких продуктов (нефти и нефтепродуктов, сжиженных газов) и уровней раздела сред многофазных жидкостей (нефть -эмульсия •подтоварная вода и т.п.), определяемых положением поплавков датчика, скользящих по чувствительному элементу датчика, также измерения температуры и давления контролируемой среды. В специальном исполнении датчики могут применяться для измерения уровня кислот, щелочей, растворителей и других агрессивных сред.
Датчики ДУУ2 предназначены для построения измерительных комплексов на основе комплектов: контроллер ГАММА-7М, датчики ДУУ2-01…ДУУ2-16 (до двух штук на базовом блоке, до восьми штук при исполнении с модулем сопряжения с датчиками МСД); контроллер ГАММА-8М, датчики ДУУ2-01 …ДУУ2-16 (до двух штук).
Датчики измерения скорости
... Предлагаемое изобретение датчика скорости автомобиля (ДСА) относится к автомобильному электронному приборостроению и может быть непосредственно использовано как для измерения линейной скорости автомобиля, так и для измерения угловой скорости (частоты вращения) ...
Условия эксплуатации и степень защиты датчиков.
Номинальные значения климатических факторов — согласно ГОСТ 15150 для вида климатического исполнения ОМ1.5, но при этом значения следующих факторов устанавливают равными: рабочая температура внешней среды от минус 45 до +75 «С; влажность воздуха 100 % при 35 ‘С (категория 5 исполнения ОМ); пределы изменения атмосферного давления от 84 до 106,7 кПа;
тип атмосферы III, IV (морская и приморско-промышленная).
ГОСТ 14254
Датчики ДУУ2 соответствуют требованиям ГОСТ Р 51330.0, ГОСТ Р 51330.10, имеют вид взрывозащиты «Искробезопасная электрическая цепь», уровень взрывозащиты «Взрывобезопасный» для взрывоопасных смесей категории ИВ, маркировку взрывозащиты «1ExibllBT5 X» и могут применяться во взрывоопасных зонах согласно требованиям главы 7.3 ПУЭ (шестое издание) и других нормативно-технических документов, регламентирующих применение электрооборудования во взрывоопасных зонах.
Знак «X» указывает на возможность применения датчиков в комплекте с контроллерами микропроцессорными ГАММА-7М ТУ 4217-006-29421521-02 или другими приборами, имеющими вид взрывозащиты «Искробезопасная электрическая цепь», уровень взрывозащиты «Взрывобезопасный» для взрывоопасных смесей категории IIВ и параметры искробезопасных выходов Uo <= 12 В, |0 <= 80 мА.
Структура условного обозначения датчиков.
Технические данные.
Датчики ДУУ2, в зависимости от номера разработки, предназначены для измерения уровня различных жидких продуктов, уровня раздела сред, температуры контролируемой среды и давления в резервуаре в соответствии с таблицей II.1.2.
Максимальная длина чувствительного элемента для датчиков ДУУ2-01 …-08 равна 4 м, для датчиков ДУУ2-09…-16 — 25 м.
Верхний неизмеряемый уровень не более 0,24 м. Конкретное значение определяется геометрическими размерами верхнего поплавка и значением параметра «Зона нечувствительности от импульса возбуждения», задаваемого при регулировании. Нижний неизмеряемый уровень для датчиков ДУУ2-01…-04 не более (0,03+Нпогр), м, для датчиков ДУУ2-05…-16 исполнения 0 и для датчиков ДУУ2-05…-08 исполнения 1 — не более (0,1+Нпогр), м, для датчиков ДУУ2-09…-16 исполнения 1 — не более (0,15+Нпогр), м, где Hпогр — глубина погружения поплавка, м.
Зона неизмеряемых уровней между двумя поплавками в многопоплавковых датчиках не более 0,312м.
Величины неизмеряемых уровней определяются размерами поплавков и глубинами их погружения в конкретных продуктах.
Датчики выпускаются в двух исполнениях — 0 и 1. В датчиках исполнения 1повышенные метрологические характеристики достигаются за счет использования поплавка типа I, схемных и программных решений, а также использования в датчиках сгибким чувствительным элементом опорного магнита.
Параметры контролируемой среды
рабочее избыточное давление не более 2,0 МПа для датчиков ДУУ2-01…-08 и не более 0,15 МПа для датчиков ДУУ2-09…-16;
температура от минус 45 до +65 °С для нефти и нефтепродуктов, сжиженных газов, (по специальному заказу возможно изготовление датчиков ДУУ2-01…-08 с максимальной рабочей температурой +120 °С);
температура от минус 45 до +90 ‘С для кислот, щелочей, растворителей и других агрессивных сред по специальному заказу; плотность среды от 500 до 1500 кг/м3 .
Вязкость не ограничивается при отсутствии застывания контролируемой среды на элементах конструкции датчика и отсутствии отложений на датчике, препятствующих перемещению поплавка.
Метрологические характеристики.
Абсолютная основная погрешность измерения уровня указана
в таблице II.1.3.
Дополнительная погрешность измерения уровня вызывается изменением плотности жидкости в рабочем диапазоне температур. Ее величина определяется типом поплавка, его геометрическими размерами и разницей плотностей поплавка и продукта.
Абсолютная основная погрешность измерения температуры:
в диапазоне температур от минус 45 до минус 10 ‘С не более ±2 «С; в диапазоне температур свыше минус 10 до +85 °С не более ±0,5 «С; в диапазоне температур свыше +85 до +95 «С не более ±2 «С.
Максимальное измеряемое избыточное давление для датчиков с каналом измерения давления (см. таблицу II.1.2) 2,0 МПа.
Приведенная основная погрешность измерения давления ±1,5 %.
Электрические параметры и характеристики.
Питание датчиков осуществляется от вторичного прибора постоянным искробезопасным напряжением +12 В. Ток потребления датчиков составляет не более 30 мА. По степени защиты от поражения электрическим током датчики относятся к классу защиты I в соответствии с требованиями ГОСТ 12.2.007.0. Связь датчиков с вторичным прибором осуществляется с помощью экранированного четырехпроводного кабеля. Для повышения устойчивости датчика к промышленным помехам рекомендуется применять кабель — две витые пары в экране. Нормальное функционирование датчиков обеспечивается при длине соединительного кабеля между датчиками и вторичными приборами не более 1,5 км. Разрешается применение экранированных контрольных кабелей со следующими параметрами: Rkaб <= 100 Ом, Cкаб <= 0,1 мкФ, Lkab <= 2 мГн. Обмен информацией датчиков с вторичным прибором ведется последовательным кодом в асинхронном полудуплексном режиме по внутреннему протоколу ЗАО «Альбатрос». Скорость передачи определяется положением выключателей на платах датчиков и составляет 2400 бит/с или 4800 бит/с. По умолчанию установлена скорость обмена 4800 бит/с.
Общий вид и габаритные размеры датчиков ДУУ2-01…-04 приведены на рисунке II.1.1..
Масса датчика не более 13,5 кг.
Общее устройство и принцип работы датчиков
Измерение уровня продукта основано на измерении времени распространения в стальной проволоке короткого импульса упругой деформации. По всей длине проволоки намотана катушка, в которой протекает импульс тока, создавая магнитное поле. В месте расположения поплавка с постоянным магнитом, скользящего вдоль проволоки, в ней под действием магнитострикционного эффекта возникает импульс продольной деформации, который распространяется по проволоке и фиксируется пьезоэлементом, закрепленным на ней. Кроме того, возникает импульс упругой деформации, отраженный от нижнего конца чувствительного элемента (ЧЭ) датчика и фиксируемый пьезоэлементом для датчиков исполнения 1 с жестким ЧЭ. В датчиках исполнения 1 с гибким ЧЭ в качестве второго отраженного импульса используется импульс упругой деформации, возникающий от опорного магнита, устанавливаемого на нижнем конце ЧЭ датчика.
В датчиках измеряется время от момента формирования импульса тока до момента приема импульсов упругой деформации, принятых и преобразованных пьезоэлементом. Это позволяет определить расстояние до местоположения поплавка, определяемого положением
уровня жидкости. Датчики исполнения 0 измеряют время, прошедшее с момента формирования импульса тока до момента приема сигнала от пьезоэлемента. Это позволяет вычислить расстояние до местоположения поплавка, определяемого положением уровня жидкости, при известной скорости звука.
Расстояние до поплавка вычисляется по формуле:
L = T-V3B . (II.1.1)
где L — расстояние от пьезоэлемента датчика до контролируемой поверхности, м;
Т — время распространения в проволоке импульса звука от поплавка до пьезоэлемента, с;
Vзв — скорость звука в проволоке (паспортное значение датчика), м/с.
Для датчиков исполнения 1 расстояние до поплавка вычисляется по формуле:
L=Lэф*T/Tnp,
где Тпр — время распространения импульса упругой деформации от нижнего конца проволоки (для датчиков с жестким ЧЭ) или от опорного магнита (для датчиков с гибким ЧЭ) до пьезоэлемента, с; Lэф — эффективная длина (паспортное значение датчика), м.
Значение уровня Н, м, определяется по следующей формуле:
H = B-L, (II.1.3)
где В — база установки датчика (расстояние от точки, на которойдальность принимается равной нулю, до поверхности, принятой за нулевой уровень), м; L — значение дальности, рассчитываемое по формулам (II.1.1) или (II.1.2), м.
Значение давления Р, ат, измеряемое датчиком, рассчитывается по следующей формуле:
Р = W*С/1000-Рсм, (II.1.4)
где W — вес бита АЦП измерения давления (паспортное значение датчика), мат/бит; С — код, полученный с АЦП измерения давления, бит;
Рcм — начальное смещение характеристики датчика давления (паспортное значение датчика), ат.
Датчики состоят из:
— ЧЭ; поплавков, скользящих вдоль продетого сквозь них ЧЭ; первичного преобразователя (ПП), включающего пьезоэлемент.ЧЭ включает в себя стальную проволоку, свободно размещенную в диэлектрической трубке, на которую намотана катушка возбуждения. В датчиках ДУУ2-01…-08 эта катушка с сердечником помещена в глухой металлический корпус из нержавеющей трубы, на которую надета фторопластовая оболочка для уменьшения трения при скольжении поплавка.
В датчиках ДУУ2-09…-16 эта катушка возбуждения со стальным сердечником покрыта слоем фторопластовой изоляции. Так образуется гибкий ЧЭ, на нижнем конце которого для натяжения закреплен груз. Кроме того, в датчиках ДУУ2-09…-16 исполнения 1 на нижнем конце ЧЭ расположен опорный магнит.
Для измерения температуры на нижнем конце ЧЭ расположен цифровой интегральный термометр фирмы Maxim Integrated Products, Inc.
Измерение давления в резервуаре осуществляется с помощью ячейки для измерения давления фирмы М. К. Juchheim GmbH & Co., также установленной на нижнем конце ЧЭ.
ПП представляет собой электронный узел, выполняющий следующие функции: генерацию импульсов возбуждения;
фильтрацию, усиление и детектирование ответного сигнала; считывание сигнала с интегрального термометра и ячейки измерения давления; выдачу информации по командам вторичного прибора в линию связи.
ПП имеет литой корпус с крышкой и кабельным сальниковым вводом, снабженным хомутом для закрепления гибкой защитной оболочки кабеля (например, металлорукава).
Кроме того, на корпусе ПП имеется болт защитного заземления. Внутри корпуса расположена электронная плата преобразователя. На плате имеется клеммный соединитель для подключения внешнего кабеля.
Для установки на вваренную в люк или фланец резервуара втулку из комплекта поставки датчики имеют штуцер с резьбой под накидную гайку. Герметизация осуществляется установкой прокладки (из комплекта датчика), изготовленной из алюминия, между установочной втулкой и буртиком штуцера.
Порядок определения длины ЧЭ датчиков поясняется на рисунке II.1.5. Длина ЧЭ датчиков Lдуу2, м, вычисляется по формуле:
Lдуу2 = Нт — Ннн, (II.1.5)
где Нт — высота резервуара, измеряемая по срезу установочной втулки, м;
Ннн — нижний неизмеряемый уровень, м.
Величина погружения поплавка Hпогр, м, изменяется в зависимости от плотности заказанного поплавка и плотности сред, на границе которых он располагается, и для
цилиндрического поплавка вычисляется по формуле:
Нпогр = Vo(po- p1)/(So(p2 — p1)),
где Vo — объем поплавка (определяется под конкретный продукт), м3 ;
So — площадь сечения погруженной части поплавка, м2 ;
ро — плотность поплавка, определяемая заказом, в интервале от 400 до 1000 кг/м3 ;
p1 — плотность среды выше уровня плавучести (принимается равной нулю для измерения уровня жидкости), кг/мЗ;
р2 — плотность среды ниже уровня плавучести, кг/м3 .
Рисунок II.1.5 —
Устройство и работа датчиков
Структурная схема датчиков приведена на рисунке П. 1.6.
Датчик содержит следующие узлы и элементы: К- катушка возбуждения; ПЭ- пьезоэлемент; КОМП-компаратор; Т-термометр;МК-микроконтроллер; УФ-усилитель-формирователь;
МУ- масштабирующий усилитель;ЯИД- ячейка измерения давления.
Микроконтроллер (МК) выдает импульс тока в катушку чувствительного элемента (К) датчика. Под действием магнитного поля магнитов поплавков и импульса тока в катушке в стальной проволоке — звуководе датчика — возникают ультразвуковые импульсы, которые, распространяясь по проволоке, достигают пьезоэлемента датчика (ПЭ).
ПЭ преобразует механическое колебание проволоки в электрический импульс. Аналоговый импульс с ПЭ усиливается УФ. Выделить импульс с ПЭ с высокой точностью в заданном температурном диапазоне работы электронной схемы датчика позволяет компаратор (КОМП).
МК вычисляет и сохраняет в своей памяти время, прошедшее между импульсом тока в катушке и сигналами с КОМП. Для включения в схему цифрового термометра предусмотрена двухсторонняя линия связи с МК, по которой МК опрашивает цифровой термометр. Сигнал с ячейки для измерения давления снимается через масштабирующий усилитель. По сигналам с линии «Запрос» от вторичного прибора МК датчика выдает асинхронно в линию «Ответ» значения времен распространения сигналов в звуководе, температуры и давления.
Установка датчиков на резервуаре осуществляется сверху на имеющемся или специально образованном посадочном месте. Максимальное отклонение оси датчика от вертикали ±1 ‘ для датчиков с жесткими ЧЭ и не более ±5 ° для датчиков с гибкими ЧЭ. Вертикальность установки должна обеспечиваться посадочным местом, подготовленным потребителем.
Рекомендуемый вариант установки посадочного места датчика на емкости показан на рисунке II.1.7. Допускается использование других вариантов установки датчиков по согласованию с предприятием-изготовителе.
Рисунок II.1.7 — Рекомендуемое посадочное место для установки датчиков ДУУ2
Перед установкой датчика снимите крышку люка резервуара и приварите к ней втулку УНКР.302639.001, входящую в комплект поставки. Освободите ЧЭ датчика от поплавков. На ЧЭ датчика установите прокладку УНКР.754176.002. Вставьте ЧЭ датчика в отверстие приваренной к крышке люка втулки. Наденьте на ЧЭ датчика паранитовую прокладку уплотнения люка и поплавки в соответствии с маркировкой (сначала менее, а потом более плотные).
Для датчиков ДУУ2-01…04 зафиксируйте нижний поплавок шайбой, гайкой и шплинтом. Для датчиков ДУУ2-05…08 вставьте снизу и сверху в центральные трубки поплавков разрезные втулки, зафиксируйте втулки скобками, наверните на нижний конец ЧЭ гайку и установите на ЧЭ стопорную шайбу.
Для датчиков ДУУ2-09…16 с гибким ЧЭ перед установкой груза необходимо произвести натяжение заделки нижнего конца ЧЭ датчика, для чего, удерживая нижний конец ЧЭ за оболочку, приложите растягивающее усилие величиной 100 Н к металлической втулке на нижнем конце ЧЭ датчика.
Затем для датчиков ДУУ2-09…16 исполнения 0 наденьте на ЧЭ груз и закрепите с помощью шплинта. Для датчиков ДУУ2-09… 16 исполнения ! наденьте на ЧЭ фторопластовую втулку, опорный магнит и зафиксируйте втулку, затем наденьте груз и закрепите опорный магнит и груз с помощью шплинта, как показано на рисунке II.1.8.
Рисунок II.1.8
Удерживая датчик и крышку люка, установите их на место. Следите, чтобы прокладка УНКР.754176.002 без перекосов расположилась на втулке УНКР.302639.001. Расположите штуцер кабельного ввода в сторону проложенного кабеля. Затяните резьбовое соединение накидной гайки на датчике вручную. Зафиксируйте крышку люка несколькими болтами. После этого необходимо с помощью рожковых ключей окончательно зафиксировать датчик на посадочном месте. Для этого, удерживая рожковым ключом «на 27» корпус датчика, с помощью рожкового ключа «на 41» вращают накидную гайку переходной втулки против часовой стрелки. Затем зафиксируйте крышку люка на все болты.
Выполнить заземление корпусов датчиков, для чего корпуса датчиков через болт защитного заземления подключить к заземленной металлической конструкции гибкой кабельной перемычкой. Места соединений защитить смазкой. По окончании монтажа должно быть проверено сопротивление заземляющего устройства, которое должно быть не более 4 Ом.
Снять заглушку с кабельного ввода, для чего отвинтить штуцер. После удаления заглушки штуцер установить на место.
Подключить кабель связи с вторичным прибором, для чего снять крышку и выполнить монтаж кабеля на клеммный соединитель в соответствии с маркировкой, указанной на крышке, и схемой подключений. Выводы проводов кабеля, подключаемые к клеммному соединителю датчика, должны быть защищены от окисления путем облуживания.
Кабели от датчиков до вторичных приборов должны прокладываться в несущих желобах или трубах. При возможности прокладку осуществлять на максимальном расстоянии от источников электромагнитных помех (электродвигатели, насосы, трансформаторы и т.д.).
Экран кабеля заземлять только в одной точке в месте установки датчика.
Жесткие защитные оболочки кабелей (трубы) не должны непосредственно присоединяться к сальниковым кабельным вводам датчиков. Для состыковки жестких оболочек кабелей и датчиков следует использовать гибкие оболочки (металлорукава) длиной не менее 0,5 м.
Снимающиеся при монтаже крышки и другие детали должны быть установлены на своих местах, при этом обращается внимание на затяжку элементов крепления крышек датчиков и их сальниковых вводов, а также соединительных кабелей.
Опломбируйте датчики с помощью контровочной проволоки.
Схемы подключения датчиков приведены в главах III.1 и III.2.
Перед началом работы необходимо вычислить базы (высоты) установки датчиков — В. Для датчиков ДУУ2 база установки датчика — это расстояние от высоты установки датчика на резервуаре до поверхности, принятой за нулевое значение уровня, скорректированное на ^Н
(см. рисунок II.1.9), вычисляется в метрах и определяется по формуле
В = Н Т -^Н,
Нт — высота резервуара до верхней кромки втулки (измеряется с помощью измерительной металлической рулетки ГОСТ 7502), м; ^Н — поправка, учитывающая расстояние от магнита, находящегося в поплавке, до уровня погружения поплавка, м. ^Н определяется по формуле;
^Н = Нм-Нпогp,
где Нм — высота магнита в поплавке, м (для поплавка типа 1-0,039; типа II -0,122; типа III-0,148, типа IV — 0,12 и типа V — 0,222).
Для поплавков типа I Hпогр определяется по формуле (II.1.6), а для типов II, III, IV должна быть определена опытным путем на конкретных продуктах. Вычисленное значение базы установки используется при программировании вторичного прибора.
При отсутствии достоверных данных о плотности контролируемых продуктов поправку можно учесть, проведя прямое измерение текущего значения уровня другими техническими средствами и подогнав значение базы В до совпадения показаний уровня. При работе многопоплавковых датчиков для программирования вторичного прибора используются данные по важнейшему уровню. Показания уровнемера по остальным уровням должны корректироваться оператором путем ввода поправок при программировании вторичного прибора для исключения систематической ошибки.
Рисунок II. 1.9- Схема определения базы установки для датчиков ДУУ2
КОНТРОЛЛЕР МИКРОПРОЦЕССОРНЫЙ ГАММА-7М, Назначение
Контроллер микропроцессорный ГАММА-7М (далее «прибор»), в зависимости от исполнения, предназначен для:
-многоканального измерения уровня однофазных жидкостей совместно с датчиками уровня ультразвуковыми ДУУ2 (далее «ДУУ2») производства ЗАО «Альбатрос» ;
-многоканального измерения уровней раздела сред многофазных жидкостей совместно с датчиками ДУУ2 производства ЗАО «Альбатрос»;
— измерения давления внутри резервуаров совместно с датчиками ДУУ2 или датчиками избыточного давления ДИД1 производства ЗАО «Альбатрос»; измерения температуры контролируемых жидкостей совместно с датчиками ДУУ2 производства ЗАО «Альбатрос»; многоканального измерения температуры контролируемых жидкостей совместно с датчиками температуры многоточечными ДТМ1 производства ЗАО «Альбатрос»;
измерения различных технологических параметров (давление, температура и т.п.) при подключении датчиков сторонних производителей, имеющих стандартный выходной токовый сигнал; одновременного регулирования (позиционный или пропорциональный законы регулирования) по двум параметрам, измеряемым подключенными к прибору датчиками ДУУ2, ДТМ1, ДИД1 или датчиками со стандартным токовым выходом; управления дискретными исполнительными механизмами (задвижки, пускатели и т.п.); формирования стандартных токовых сигналов для выдачи на устройства регистрации (самописцы); осуществления цифрового обмена по последовательному интерфейсу с ЭВМ верхнего уровня; обеспечения взрывозащищенного электропитания подключенных датчиков (датчики, подключаемые к прибору.
построения информационно-управляющих комплексов при подключении к прибору контроллеров-сборщиков микропроцессорных КСМ1 …КСМ4, а также устройств, выполненных на их основе.
Базовый блок прибора включает в свой состав блок питания БП6, модуль процессора МП5 и ячейку индикации ЯИ4.
Кроме того, базовый блок имеет два соединителя для наращивания функциональных возможностей прибора.
К первому соединителю подключается модуль интерфейса МИ, обеспечивающий связь прибора с ЭВМ верхнего уровня.
Второй соединитель позволяет установить один из трех следующих типов модулей расширения:
модуль сопряжения с датчиками МСД;
модуль токовых сигналов МТС 1;
модуль токовых сигналов МТС2.
Прибор, в зависимости от комплектации модулем интерфейса МИ, модулем расширения и установленной версией программного обеспечения (ПО), выпускается в различных исполнениях, представленных в таблице III. 1.1.
Таблица III
Базовый блок прибора предназначен для подключения к нему двух датчиков (исполнения прибора от О ДО 7) или контроллеров КСМ (исполнения прибора 8 и 9), модуля интерфейса МИ, одного из модулей расширения и обеспечивает: искробезопасное питание датчиков (КСМ — только КСМЗ); — питание МИ и модуля расширения; обработку поступающих от датчиков (КСМ) сигналов и расчет измеряемых датчиками (КСМ) параметров; обмен информацией и управление МИ и модулем расширения;формирование четырех изолированных дискретных сигналов типа «сухой контакт» для предупредительной или аварийной сигнализации (ключи); индикацию измеренных базовым блоком и модулем расширения параметров на встроенном жидкокристаллическом индикаторе (ЖКИ); ввод и просмотр настроек прибора.
Условия эксплуатации и степень защиты прибора.
Номинальные значения климатических факторов — согласно ГОСТ 15150 для вида климатического исполнения УХЛ4, тип атмосферы И (промышленная).
Степень защиты оболочки прибора IP50 по ГОСТ 14254 (защита от пыли).
Прибор совместно с МИ и модулем расширения соответствует требованиям ГОСТ Р 51330.10, имеет для выходных цепей вид взрывозащиты «Искробезопасная цепь», уровень взрывозащиты «Вэрывобеэопаеный» для взрывоопасных смесей группы ИВ по
ГОСТ Р 51330,11, маркировку взрывозащиты «[Exib]IIB» и может применяться вне взрывоопасных зон помещений и наружной установки согласно требованиям главы 7.3 ПУЭ (шестое издание) и других нормативно-технических документов, регламентирующих применение оборудования во взрывоопасных зонах.
Технические данные.
Метрологические характеристики измеряемых параметров определяются датчиками (КСМ), подключенными к прибору.
ЖКИ со светодиодной подсветкой имеет две строки по 20 знакомест (матрица 5×7 точек, размер символа 6,0×9,66 мм) и обеспечивает вывод алфавитно-цифровой информации.
Прибор имеет четыре единичных светодиодных индикатора, индицирующих текущее состояние ключей, и пьезоэлектрический звонок для сигнализации различных ситуаций, возникающих в процессе его работы.
Для программирования прибора пользователю предоставляется 16-кнопочная клавиатура.
Характеристики базового блока прибора:
тактовая частота модуля процессора МП5 — 24 МГц; объем ПЗУ — 32 Кбайт;
объем энергонезависимого ОЗУ — 8 Кбайт; энергонезависимые часы реального времени; число подключаемых датчиков или КСМ — два; соединитель для подключения модуля интерфейса МИ;
- соединитель для подключения модуля расширения (МСД, МТС1 или МТС2).
Надежность
Средняя наработка на отказ прибора с учетом технического обслуживания
составляет 40000 ч.
Срок службы прибора составляет 12 лет.
Конструктивные параметры
Габаритные размеры прибора приведены на рисунке III.1.1.
Масса прибора не более 3,5 кг.
Рисунок III.1.1
Общее устройство и принцип работы прибора
Контроллер микропроцессорный ГАММА 7М состоит из базового блока и,в зависимости от исполнения,модуля интерфейса МИ и модуля расширения (МСД,МТС1 или МТС2).
Базовый блок включает в свой состав блок питания БП6, ячейку индикации ЯИ4, модуль процессора МП5 и корпус.
Блок питания вырабатывает напряжения, необходимые для работы остальных узлов прибора, и содержит узлы сопряжения с датчиками или КСМ, которые могут подключаться к базовому блоку.
Ячейка индикации самостоятельно опрашивает клавиатуру, выдавая в модуль процессора информацию о нажатии той или иной клавиши. По командам МП5 ЯИ4 обеспечивает выдачу на ЖКИ значений контролируемых параметров и служебных сообщений.
Кроме того, на ячейке индикации расположены светодиоды, индицирующие текущее состояние ключей прибора, и пьезоэлектрический звонок для формирования звуковых сообщений, а также разъемы, с помощью которых коммутируются остальные блоки прибора.
Модуль процессора является центральным узлом прибора. В его задачи входит диагностика и управление работой ячейки индикации, диагностика, программирование и управление работой модуля интерфейса и модуля расширения, управление ключами, хранение настроечной информации при отключении питания прибора, а также связь с датчиками (КСМ), подключаемыми к базовому блоку.
Модуль интерфейса МИ и модуль расширения предназначены для наращивания функциональных возможностей прибора.
Модуль интерфейса МИ осуществляет связь прибора с ЭВМ верхнего уровня по одному из стандартных интерфейсов в формате протокола Modbus, что позволяет интегрировать прибор в состав АСУ ТП.
Модуль сопряжения с датчиками МСД предназначен для подключения к прибору еще шести датчиков или КСМ.
Модули токовых сигналов МТС1 и МТС2 позволяют выполнять прибором функции регулятора (МТС1 — для датчиков типа ДУУ2, ДТМ1 или ДИД1, МТС2 — для датчиков типа ДУУ2, ДТМ1, ДИД1 и датчиков со стандартным выходным токовым сигналом).
Прибор выполнен в металлическом корпусе. Внутри корпуса закреплена ячейка индикации, выполняющая одновременно функции кросс-платы. Блок питания БП6, модуль процессора МП5 и один из модулей расширения (МСД, МТС1 или МТС2) вставляются по направляющим с задней стороны прибора во врубные разъёмы ячейки индикации. Данные узлы представляют собой печатные платы, имеющие с одной стороны разъем связи с ячейкой индикации, а с другой стороны разъемы связи с внешними устройствами (датчиками, самописцами и т.п.).
Этой же стороной плата крепится к металлической панели, обеспечивающей фиксацию узла в корпусе прибора и предохраняющей прибор от проникновения посторонних предметов.
Модуль интерфейса МИ, при его наличии в составе прибора, устанавливается в разъемы, имеющиеся на модуле процессора МП5, и фиксируется с помощью пластмассовых защелок.
Передняя часть прибора закрыта панелью с декоративным шильдиком. Панель имеет пазы для ЖКИ и клавиатуры, а также резьбовые отверстия с невыпадающими винтами, предназначенными для установки прибора на щит потребителя.
Сетевой выключатель, кабель питания и клемма защитного заземления прибора расположены сзади на панели блока питания БП6.
Подготовка к работе и порядок работы
Подготовка к работе прибора, поставляемого в исполнении, включающем в свой состав модуль интерфейса МИ
При использовании интерфейса RS-232 необходимо выполнить следующие действия:
распаяйте соединительный кабель связи прибора с ЭВМ верхнего уровня в соответствии с таблицей III.1.2;
установите движок первой секции переключателя S1 на плате МИ в положение «ON» (замкнуто), а также замкните контакты 2 и 3 на штыревом соединителе J1
При использовании интерфейса RS-422 необходимо выполнить следующие действия:
распаяйте соединительный кабель связи прибора с ЭВМ верхнего уровни в соответствии с таблицей III.1.3;
на плате МИ установите терминальный резистор, согласующий сопротивление соединительного кабеля (номинальное сопротивление резистора зависит от сопротивления соединительного кабеля и обычно составляет от 100 до 200 Ом);
— установите движок первой секции переключателя 81 на плате МИ в положение «ON» (замкнуто), а также замкните контакты 1 и 2 на штыревом соединителе J1.
С помощью переключателя S1 задайте адрес прибора по протоколу Modbus.
При выпуске прибора из производства на плате МИ выбран интерфейс RS-232
(движок первой секции переключателя S1 установлен в положение «ON» (замкнуто), а также замкнуты контакты 2 и 3 на штыревом соединителе J1) и задан адрес прибора по протоколу Modbus равный единице.
Коммутация датчиков и внешних устройств, подключаемых к прибору, производится согласно схем подключения, приведенных на рисунках III.1.3…III.1.5.
Схемы подключения КСМ к прибору приведены на рисунках IIIМ .6 и IIIМ .7.
Включите прибор в сеть
Проверьте работоспособность прибора и произведите его программирование
согласно «Руководства оператора».
Прибор выпускается из производства с отрегулированным уровнем контрастности ЖКИ. Если потребителя по каким-либо причинам не устраивает уровень контрастности, его можно регулировать. Для этой цели слева под индикатором расположено отверстие, за которым установлен подстроечный резистор. Регулировка контрастности производиться отверткой соответствующего размера.
А1 — жгут УНКР.685622.008 (входит в комплект поставки прибора):
А2 — контроллер микропроцессорный ГАММА-7М исполнения от 0 до 7;
Н1…Н4 — устройства сигнализации;
Х1 — розетка сетевая;
Х2 — кабель питания прибора;
ХЗ — розетка кабельная DB-15S с кожухом (входит в комплект поставки прибора);
ХТ1, ХТ2 — клеммные соединители пользователя
Примечание — Для прибора исполнений 8 и 9 схема подключения устройств сигнализации аналогична
Рисунок III. 1.3 -, Рисунок III.1.4
|
|
