Установка азотно-водяного охлаждения (АВО)
алчевский металлургический комбинат
Установка азотно-водяного охлаждения представлена в приложении Б.
Воздух с компрессоров под давлением 0,5 МПа поступает через задвижку В101 в воздушные скруббера АП101 и АП102. Давление воздуха контролируется прибором Р101 (метран 100ДИ–1151), температура – прибором Т101 (термометр сопротивления ТПТ-1-1-100П).
Вода под давлением 1,2 МПа температурой около 25 С° поступает из насосной №4 через дроссель ДР101 на распылители, расположенные в нижних частях скрубберов, где и осуществляется предварительное охлаждение воздуха. Температура воды контролируется прибором Т110 (термометр сопротивления ТПТ-1-1-100П), расход – прибором F109 (метран 100ДД-1440). Уровень воды в скрубберах контролируется прибором L101 (метран 100ДД-1430) и регулируется дросселем ДР102 (происходит слив в насосную №4).
Из холодной секции установки охлаждения воды и воздуха (УОВВ) вода температуры около 7 С° подается через дроссель ДР103 на расположенные в верхней секции скрубберов тарелки, выполненные в виде мелкоячеистой сетки. Температура воды контролируется прибором Т111 (термометр сопротивления ТПТ-1-1-100П), расход – прибором F111 (метран 100ДД-1430).
Воздух, проходя тарелки, охлаждается до температуры 9 оС и поступает во влагоотделитель АП104. Температура воздуха контролируется приборами Т104 (термометр сопротивления ТПТ-1-1-100П) и Т105 (термометр сопротивления ТПТ-1-1-100П). Во влагоотделителе происходит конденсация водяных паров, т.е. понижается влажность воздуха. Из влагоотделителя воздух поступает в блок комплексной очистки воздуха (БКО). Давление воздуха контролируется прибором Р104 (метран 100ДД-1451). Слив конденсата осуществляется через дроссель ДР107.
|
|
|
В азотном скруббере АП103 происходит охлаждение воды азотом, температура которого 8 оС. Вода из сборника АП110 поступает на тарелки скруббера, где охлаждается до 12 оС азотом, который затем сбрасывается в атмосферу. Слив воды осуществляется в теплую секцию УОВВ.
Устройства PD135 и PD137 (метран 100ДД-1430) измеряют сопротивление скруббера проходящему воздуху или азоту соответственно.
Автоматизированную систему управления технологическим процессом рассмотрим на примере управления дросселем ДР102.
Прибор L101 (метран 100ДД-1430) преобразовывает уровень воды скрубберах в электрический сигнал, который поступает на аналоговый входной модуль 1756 IF16 (U104) контроллера Allen Bradley 1756 (рисунок 1).
Рисунок 1. Схема соединения датчика с контроллером
Предварительно оператор задает требуемый уровень воды. Если он не совпадает с реальным уровнем, то контроллер в соответствии с законом ПИ-регулятора вырабатывает управляющий сигнал, поступающий с аналогового выходного модуля 1756-OF8 (U206) на позиционер, который в соответствие с этим сигналом изменяет управляющий пневматический сигнал на дроссель (рисунок 2). Таким образом в скрубберах поддерживается постоянный уровень воды.
|
|
|
Рисунок 2. Схема соединения контроллера с дросселем
Как видно из вышесказанного, основным электронным устройством, применяемым в кислородно-компрессорном цехе, является датчик давления Метран-100.
Датчики давления Метран-100 (в дальнейшем датчики) предназначены для работы в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами и обеспечивают непрерывное преобразование измеряемых величин - давления избыточного, абсолютного, разрежения, давления-разрежения, разности давлений, гидростатического давления нейтральных и агрессивных сред в унифицированный токовый выходной сигнал дистанционной передачи, цифровой сигнал на базе НART-протокола и цифровой сигнал на базе интерфейса RS-485.
Датчики Метран-100 предназначены для преобразования давления рабочих сред: жидкости, пара, газа (в т.ч. газообразного кислорода и кислородосодержащих газовых смесей) в унифицированный токовый выходной сигнал, цифровой сигнал на базе HARF-протокола и цифровой сигнал на базе интерфейса RS-485.
|
|
|
Датчики разности давлений могут использоваться в устройствах, предназначенных для преобразования значения уровня жидкости, расхода жидкости, пара или газа в унифицированный токовый выходной сигнал, цифровой сигнал на базе HART-протокола и цифровой сигнал на базе интерфейса RS-485.
Датчики предназначены для работы во взрывобезопасных и взрывоопасных условиях. Взрывозащищенные датчики с видом взрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка» имеют обозначение Метран-100-Вн, взрывозащищенные с видом взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь» имеют обозначение Метран-100-Ех.
Датчики Метран-100-Вн. Метран-100-Ех предназначены для установки и работы во взрывоопасных зонах помещений и наружных установок согласно главе 7.3 ПУЭ, и другим нормативным документам, регламентирующим применение электрооборудования во взрывоопасных условиях.
Датчики предназначены для работы со вторичной регистрирующей и показывающей аппаратурой, регуляторами и другими устройствами автоматики, машинами централизованного контроля и системами управления, воспринимающими стандартные сигналы постоянного тока 0-5, или 0-20, или 4-20 мА, цифрового сигнала на базе HART-протокола и цифрового сигнала на базе интерфейса RS-485.
|
|
|
Коды исполнений датчика в зависимости от его электронного преобразователя приведены в таблице 3.
Таблица 3
Коды исполнений датчика Метран-100
| Код | Электронный преобразователь |
| МП | Микропроцессорный без индикаторного устройства с выходным аналоговым сигналом постоянного тока 0-5 м А или 0-20 мА или 4-20 мА, для датчиков исполнения Ех - только 4-20 мА |
| МП1 | Микропроцессорный со встроенным индикаторным устройством с выходным аналоговым сигналом постоянного тока 0-5 мА или 0-20 мА или 4-20 мА, для датчиков исполнения Ех- только 4-20 мА |
| МП2 | Микропроцессорный без индикаторного устройства с выходным аналоговым сигналом 4-20 мА и цифровым сигналом на базе протокола HART |
| МПЗ | Микропроцессорный со встроенным индикаторным устройством с выходным аналоговым сигналом 4-20 мА и цифровым сигналом на базе протокола HART |
| МП4 | Микропроцессорный без индикаторного устройства с выходным цифровым сигналом на базе интерфейса RS-485 |
| МП5 | Микропроцессорный со встроенным индикаторным устройством с выходным цифровым сигналом на базе интерфейса RS-485 |
Датчики с HART-протоколом (код МП2, МПЗ) могут передать информацию об измеряемой величине в цифровом виде по двухпроводной линии связи вместе с сигналом постоянного тока 4-20 мА. Этот цифровой сигнал может приниматься и обрабатываться любым устройством, поддерживающим протокол HART. Цифровой выход используется для связи датчика с портативным ручным HART-коммуникатором или с персональным компьютером через стандартный последовательный порт и дополнительный HART-модем, при этом может выполняться настройка датчика, выбор его основных параметров, перестройка диапазонов измерений, корректировка «нуля» и ряд других операций. HART-протокол допускает в системе наличие двух управляющих устройств: системы управления и ручного коммуникатора. Эти два управляющих устройства имеют разные адреса и следовательно Метран-100 (код МП2, МПЗ) может распознать и выполнить команды каждого из них.
Таким образом, по двухпроводной связи передается два типа сигналов аналоговый сигнал 4-20 мА и цифровой сигнал на базе протокола HART, который накладывается на аналоговый выходной сигнал датчика, не оказывая на него влияния. В зависимости от измеряемого давления датчики имеют обозначения, приведенные в таблице 4.
Таблица 4
Обозначения метранов
| Измеряемая величина | Датчики обыкновенного исполнения | Датчики взрывозащишенного исполнения |
| Абсолютное давление | Метран-100-ДА | Метран-100-Ех-ДА Метран-100-Вн-ДА |
| Избыточное давление | Метран-100-ДИ | Метран-100-Ех-ДИ Метран-100-Вн-ДИ |
| Разрежение | Метран-100-ДВ | Метран-100-Ех-ДВ Метран-100-Вн-ДВ |
| Давление-разрежение | Метран-100-ДИВ | Метран-100-Ех-ДИВ Метран-100-Вн-ДИВ |
| Разность давлений | Метран-100-ДД | Метран-100-Ех-ДД Метран-100-Вн-ДЦ |
| Гидростатическое давление (уровень жидкости) | Метран-100-ДГ | Метран-100-Ех-ДГ Метран-100-Вн-ДГ |
Технические характеристики используемых датчиков приведены в таблице 5.
Таблица 5
Характеристики метранов
| Наименование датчика | Модель | Максимальный верхний предел измерений или диапазон измерений | Минимальный верхний предел измерений или диапазон измерений | Ряд верхних пределов измерений или диапазонов измерений по ГОСТ 22520 | ||
| кПа | МПа | кПа | МПа | кПа | ||
| Датчик избыточного давления Метран-100-ДИ | 1151 | – | 2,5 | – | 0,10 | 0,10; 0,16; 0,25; 0,40; 0,60; 1,0; 1,6; 2,5 МПа |
| Датчик разности давления Метран-100-ДИ | 1430 | 40 | – | 1,6 | – | 1,6; 2,5; 4,0; 6,3; 10; 16; 25; 40 |
| 1440 | 250 | – | 10 | – | 10; 16; 25; 40; 63; 100; 160; 250 | |
Датчики изготавливаются двух типов:
– МП1, МП3, МП5 – со встроенным индикаторным устройством на основе жидких кристаллов (ЖКИ);
– МП, МП2, МП4 – без индикатора.
Датчик состоит из преобразователя давления (в дальнейшем - сенсорный блок)
и электронного преобразователя. Датчики имеют унифицированный электронный преобразователь.
Измеряемая входная величина подается в камеру сенсорного блока и преобразуется в деформацию чувствительного элемента (тензопреобразователя), вызывая при этом изменение электрического сопротивления его тензорезисторов.
Электронный преобразователь датчика преобразует это изменение сопротивления в токовый выходной сигнал.
Чувствительным элементом тензопреобразователя является пластина из монокристаллического сапфира с кремниевыми пленочными тензорезисторами (структура КНС), прочно соединенная с металлической мембраной тензопреобразователя.
Конструкция датчиков моделей 1430 и 1440 представлена на рисунке 4.
Рисунок 4. – Модели 1430 и 1440
Тензопреобразователь 4 мембранно-рычажного типа размещен внутри основания 9 в замкнутой полости 11, заполненной кремнийорганической жидкостью (для датчиков кислородного исполнения жидкость - ПЭФ-70/110), и отделен от измеряемой среды металлическими гофрированными мембранами 8. Мембраны 8 приварены по наружному контуру к основанию 9 и соединены между собой центральным штоком, который связан с концом рычага тензопреобразователя 4 с помощью тяги 5. Фланцы 10 уплотнены прокладками 3. Воздействие измеряемой разности давлений (большее давление подается в камеру 7, меньшее в камеру 12) вызывает прогиб мембран 8, изгиб мембраны тензопреобразователя 4 и изменение сопротивления тензорезисторов.
Электрический сигнал от тензопреобразователя передается из измерительного блока в электронный преобразователь по проводам через гермоввод 2.
Сенсорный блок выдерживает без разрушения воздействие односторонней перегрузки рабочим избыточным давлением. Это обеспечивается тем, что при такой перегрузке одна из мембран 8 ложится на профилированную поверхность основания 9.
Функционально электронный преобразователь с кодом МП, МП1, МП2, МПЗ (рисунок 5) состоит из аналого-цифрового преобразователя (АЦП), блока памяти АЦП, микроконтроллера с блоком памяти, цифро-аналогового преобразователя (ЦАП), стабилизатора напряжения, фильтра радиопомех и блока регулировки и установки параметров для преобразователя с кодом МП, МП1 или HART-модема для преобразователей с кодом МП2, МПЗ.
Рисунок 5. – Функционально электронный преобразователь
Варианты внешнего вида электронного преобразователя в корпусе приведены на рисунке 7.
Электронные преобразователи МП2, МПЗ (рисунок 7) и МП, МП1 (рисунок 8) и МП4, МП5 (рисунок 9) размещены внутри корпуса 10. Корпус закрыт крышками 5, 11. уплотненными резиновыми кольцами. Крышки датчиков Метран-100-Вн, Метран-100-Ех стопорятся скобой 13 с установкой пломбы. Преобразователь имеет сальниковый ввод 7 или вилку штепсельного разъема (в зависимости от заказа, для датчиков Метран-100, Метран-100-Ех), клеммную колодку 6 для подсоединения жил кабеля, винт 12 для подсоединения экрана, в случае использования экранированного кабеля, болт 8 для заземления корпуса, внешнюю кнопку 15 для корректировки начального значения выходного сигнала.
Плата АЦП принимает аналоговые сигналы преобразователя давления, пропорциональные входной измеряемой величине (давлению) (Uр) и температуре (Ut), и преобразовывает их в цифровые коды. Энергонезависимая память предназначена для хранения коэффициентов коррекции характеристик сенсорного блока и других данных о сенсорном блоке.
Для датчиков с кодом МП, МП1, МП2, МПЗ микроконтроллер, установленный на микропроцессорной плате, принимает цифровые сигналы с платы АЦП вместе с коэффициентами коррекции, производит коррекцию и линеаризацию характеристики сенсорного блока, вычисляет скорректированное значение выходного сигнала датчика и передает его в цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП). Цифро-аналоговый преобразователь преобразует цифровой сигнал, поступающий с микроконтроллера, в выходной аналоговый токовый сигнал.
Рисунок 7. Электронные преобразователи МП, МП1
Для датчиков с кодом МП4, МП5 микроконтроллер принимает цифровые сигналы с платы АЦП вместе с коэффициентами коррекции, производит коррекцию и линеаризацию характеристики сенсорного блока, вычисляет скорректированное значение давления на входе сенсорного блока и при помощи драйвера RS-485 по запросу выдает значения давления (в заданном формате) в цифровую линию связи.
Блок регулирования и установки параметров (для датчиков с кодом МП, МП1) предназначен для изменения параметров датчика. Элементами настройки являются кнопочные переключатели (рисунок 8), расположенные под крышкой.
При помощи кнопочных переключателей блока управления и регулирования параметров и цифрового индикатора можно работать с датчиком в следующих режимах:
1.Контроль измеряемого давления:
2.Контроль и настройка параметров;
3.Калибровка датчика.
Параметры и символы режимов настроек датчика отображаются на дисплее индикатора.
В датчиках с кодом МП2, МПЗ, МП4, МП5 отсутствует кнопочное устройство для регулирования и установки параметров датчика. Настройка датчиков осуществляется по цифровому каналу связи.
Для контроля, настройки параметров, выбора режимов работы и калибровки датчиков с кодом МП, МП1 используется индикаторное устройство.
Индикаторное устройство может быть установлено в корпусе электронного преобразователя и подключено к плате микропроцессорного электронного преобразователя (датчике кодом МП1, МПЗ, МП5).
Дата добавления: 2018-09-23; просмотров: 199; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!