Выбрать термопреобразователь сопротивления для измерения температуры охлаждения.
По справочному пособию предварительно выберем термопреобразователь сопротивления ТСМУ Метран 274 с диапазоном измеряемых температур -50-180 
, номинальной статической характеристикой 100М. Проверим далее, обеспечивает ли данный термопреобразователь требуемую по условию точность измерения. По таблице определим предельно допустимое отклонение от НСХ термопреобразователя сопротивления НСХ 100М:
.
Так как пределы 
не превышают по модулю пределов максимально допустимой погрешности измерений 
, то выбранный термопреобразователь обеспечивает требуемую точность измерения.
Выбрать преобразователь для измерения давления воды после насоса Н2.
Исходные данные. Давление постоянное. Рабочее значение давления 0,15 кПа, максимально допустимая погрешность измерений преобразователя 𝛥=±0,005 кПа. Преобразователь предполагается подключать к модулю аналогового ввода AI 8231-1BD60 контроллера ADAM 8000.
Определяем верхний предел измерения преобразователя 0,15/(3/4)=0,2кПа. Выбираем по справочнику преобразователь избыточного давления Метран 100-ДИ, модель 1110, применяемый для измерения давления. Верхний предел измерения 0,25 МПа. Диапазон измерения выбран таким образом, чтобы максимальное рабочее значение давления составляло примерно 3/4 от диапазона измерения, поскольку давление в трубопроводе постоянное. Преобразователь формирует унифицированный токовый сигнал 4-20 мА, что позволяет подключать его к модулю аналогового ввода AI 8231-1BD60 контроллера ADAM 8000.
Основная погрешность данного преобразователя составляет ±0,1% от диапазона измерения и равна
𝛥p=±0,25∙0,1/100=±0,00025кПа.
Поскольку 𝛥 р не превышает максимально допустимую погрешность измерений 𝛥=±0,005 кПа, то выбранный преобразователь обеспечивает требуемую точность измерений.
Подобрать измерительный преобразователь уровня для измерения уровня в сборнике 1:
Исходные данные. Максимальное рабочее значение уровня 2м. Процесс характеризуется наличием турбулентности и интенсивным пенообразованием. Максимально допустимая погрешность измерений преобразователя 
Определяем необходимый верхний предел измерения таким образом, чтобы максимальное значение измеряемого параметра лежало в последней четверти диапазона Lв=2/(3/4)=2,66м. С учетом условий эксплуатации выбираем по справочному пособию [2] волноводный уровнемер Метран 3300, модель 3302. Данная модель предназначена для измерения уровня раздела сред в сложных условиях эксплуатации(турбулентность, пенообразование). Диапазон измерения от 0,1 до 4м. Абсолютная погрешность измерения 
Эта погрешность не превышает максимально допустимой, заданной в исходных данных.
Расходомер переменного перепада давления Метран. Расходомеры модели Метран-350 (совместное производство с компанией Emerson Process Management) предназначены для работы в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами в различных отраслях промышленности, а также в системах коммерческого учета жидкостей, пара и газов. Основные преимущества: простая установка в трубопровод через одно отверстие; установка в трубопровод без остановки процесса (специальная конструкция); минимальная вероятность утечек измеряемой среды; более низкие потери давления и меньшие длины прямолинейных участков по сравнению с расходомерами на базе сужающих
устройств; существенное снижение стоимости монтажа и обслуживания благодаря интегральной конструкции; легкость взаимодействия с существующими контрольными системами или вычислителями расхода посредством интеллектуального протокола коммуникацийHART и Modbus;простота перенастройки динамического диапазона; высокая надежность, отсутствие движущихся частей.
Измеряемые среды: газ, пар, жидкость. Параметры измеряемой среды: температура -40...400°С - интегральный монтаж, -40...677°С - удаленный монтаж; избыточное давление в трубопроводе 25 МПа; Диаметр трубопровода, D,мм: 50...1820 (с сенсором Annubar 485); 12,5...50 (с сенсором Annubar Diamond II+).
Пределы основной допускаемой относительной погрешности измерений массового (объемного) расхода до ±1%.
В состав расходомера входят: первичный измерительный преобразователь (сенсор) Annubar® Diamond II+ или Annubar® 485; датчик дифференциального давления (3051S для объемных расходомеров Метран-350-SFA, 3051С для объемных расходомеров Метран-350-Р), многопараметрический датчик давления (3095MV для массовых расходомеров Метран-350-MFA, Метран-350-М; 3095FB для объемных расходомеров Метран-350-Р); термопреобразователь сопротивления ТСП 100 (Pt 100) серий 65, 68, 75, 78, 183 и 185 (для массовых расходомеров Метран-350-MFA, Метран-350-М). Датчики дифференциального давления 3051S, 3051С обеспечивают измерение создаваемого на сенсоре перепада давлений, пропорционального объемному расходу при реальных значениях давления и температуры измеряемой среды; преобразование значения объемного расхода в выходной сигнал 4.20 мА и (или) цифровой код по протоколу HART, a также в показания расхода на встроенном жидкокристаллическом индикаторе. Многопараметрические датчики давления 3095MV, 3095FB обеспечивают: измерение статического давления (избыточного или абсолютного); измерение возникающего на сенсоре перепада давлений; измерение температуры
измеряемой среды при помощи термопреобразователя сопротивления, размещенного в сенсоре, или отдельного термопреобразователя сопротивления типа ТСП (Pt100); вычисление массового расхода и суммарной массы при реальных значениях давлений и температуры измеряемой среды; вычисление объемного расхода и суммарного объема, приведенного к нормальным условиям; преобразование значения массового расхода в выходной сигнал 4.20 мА и (или) цифровой код по цифровому протоколу HART (3095MV) или Modbus (3095FB), а также в показания расхода, количества, перепада давлений, статического давления, температуры на дополнительном жидкокристаллическом индикаторе.
Принцип действия расходомера Метран-350 основан на измерении расхода и количества среды (жидкости, газа, пара) методом переменного перепада давления с использованием осредняющих напорных трубок (далее сенсор) моделей Annubar Diamond 11+ (4 поколение) и Annubar 485 (5 поколение), на которых возникает перепад давлений, пропорциональный расходу. Сенсор устанавливается перпендикулярно направлению потока, пересекая его по всему сечению. По назначению расходомеры делятся на модели: Метран-350-MFA, Метран-350-М - для измерения массового расхода, накопленной массы жидкостей, пара и газов, а также объемного расхода и накопленного объема газов, приведенного к стандартным условиям по ГОСТ 2939. Дополнительно расходомеры этих моделей измеряют суммарный накопленный объем и массу, абсолютное (избыточное) давление, перепад давлений и температуру рабочей среды; Метран-350-SFA, Метран-350-Р - для измерения объемного расхода жидкостей пара и газов в условиях эксплуатации. Дополнительно расходомеры этих моделей измеряют перепад давлений на сенсоре.
Пределы измерений массового (Fmin, Fmax) и объемного (Qmin, Qmax) расходов для воды при температуре 20°С и давлении 100 кПа; газа (воздуха) при температуре 20°С и давлении 100 кПа; пара при температуре 100°С и давлении 100 кПа приведены в таблице 4.3. Расходомеры с видом
взрывозащиты взрывонепроницаемая оболочка и специальный соответствуют требованиям ГОСТ Р 51330.0, ГОСТ Р 51330.1 и выполняются с уровнем взрывозащиты - взрывобезопасный с маркировкой по взрывозащите 1ExdllCT6(T5) X.
Рисунок 3 – Расходомер переменного перепада давления Метран-350
Рисунок 4 – Схема подключения расходомера переменного перепада давления Метран-350
Волноводный уровнемер серии Метран-3300. Волноводные уровнемеры серии 3300 - это интеллектуальные приборы, построенные на основе волноводной технологии и обеспечивающие надежные измерения уровня жидкостей и взвесей в сложных условиях эксплуатации. Основные достоинства: точность измерений не зависит от диэлектрической проницаемости, плотности, температуры, давления и рН; различные типы зондов позволяют применять преобразователь в резервуарах с внутренними конструкциями, турбулентностью, пеной и для сред, которые образуют пленку на зонде; надежное измерение уровня сыпучих веществ (гранулы, порошки); простота установки; возможность одновременного измерения уровня внешней поверхности и поверхности раздела двух жидкостей; надежность измерений в условиях высокой турбулентности или вибраций.
Измеряемые среды: жидкие (вода, водные растворы, сжиженный газ, кислоты и др.). Диапазон измерений уровня от 0,1 до 23,5 м. Выходной сигнал: 4-20 мА с цифровым сигналом на базе HART-протокола. Погрешность измерений уровня: ±5 мм для зондов <5 м; ±0,1 % от измеряемого расстояния для зондов >5 м, класс точности 0,1. Исполнения: обыкновенное, взрывозащищенное. Маркировка взрывозащиты: искробезопасная цепь 0ExiaIICT4; взрывонепроницаемая оболочка 1Exd[ia]IICT6. Степень защиты от воздействия пыли и воды - IP66 Уровнемеры применяются в следующих отраслях промышленности: пищевая промышленность и производство напитков, фармацевтическая, химическая, контроль питьевой воды.
Принцип действия волноводных уровнемеров основан на технологии рефлектометрии с временным разрешением (TDR - Time Domain Reflectometry). Микроволновые радиоимпульсы малой мощности направляются вниз по зонду, погруженному в технологическую среду, уровень которой нужно определить. Когда радиоимпульс достигает среды с другим коэффициентом диэлектрической проницаемости, из-за разности коэффициентов диэлектрической проницаемости воздуха и жидкости происходит отражение микроволнового сигнала в обратном направлении. Временной интервал между моментом передачи зондирующего импульса и моментом приема эхо-сигнала пропорционален расстоянию до уровня контролируемой среды. Аналогичным образом измеряется расстояние между датчиком и границей раздела двух жидких сред с различными коэффициентами диэлектрической проницаемости. Интенсивность отраженного сигнала зависит от диэлектрической проницаемости среды. Чем выше диэлектрическая проницаемость, тем выше интенсивность отраженного сигнала. Радарный метод имеет ряд преимуществ по сравнению с другими методами измерения уровня: радиоимпульсы практически невосприимчивы к составу среды, атмосфере резервуара, температуре и давлению. Поскольку
радиоимпульсы направляются по зонду, эта технология измерения может с успехом применяться для малых и узких резервуаров, а также для резервуаров с узкими горловинами. Выходной сигнал аналоговый 4.20 мА, цифровой по протоколу HART. Давление процесса от -0,1 до 4,0 МПа. Температура процесса от -40 до 1500С. Диапазон измерения от 0,1 м до 23,5 м (зависит от типа зонда). Погрешность измерения ±5 мм для зондов <5 м; ± 0,1% для зондов > 5 м.
Рисунок 5 – Волноводный уровнемер серии Метран-3300
Рисунок 6 – Схема подключения волноводного уровнемера серии Метран-3300
Термопреобразователь сопротивления ТСМУ Метран-274 предназначен для измерения температуры нейтральных и агрессивных сред, по отношению к которым материал защитной арматуры является коррозионностойким. Чувствительный элемент первичного преобразователя и встроенный в головку датчика измерительный преобразователь преобразует измеряемую температуру в унифицированный выходной сигнал, что дает возможность построения АСУТП без применения нормирующих преобразователей. Термопреобразователи характеризуются линейной зависимостью выходного сигнала от температуры.
Термопреобразователи ТХАУ Метран-271-Ех, ТСМУ Метран-274-Ех, ТСПУ Метран-276-Ех могут применяться во взывоопасных зонах, в которых возможно образование взрывоопасных смесей газов, паров, горючих жидкостей с воздухом категорий IIA, IIB и IIC групп Т1-Т6 по ГОСТ 12.1.011. Выходной сигнал 4-20мА. Номинальная статическая характеристика 100М. Диапазон преобразуемых температур -50…150˚С. Предел основной приведенной погрешности 0,5%, класс точности 0.5.
Рисунок 7 – Термопреобразователь сопротивленияТСМУ Метран-274
Рисунок 8 – Схема соединения термопреобразователя сопротивленияТСМУ Метран-274
В измерительных преобразователях давления измеряемое давление или разряжение уравновешивается силами упругого противодействия различных чувствительных элементов (трубчатые пружины, мембраны, сильфоны) деформация которых, пропорциональная измеряемому параметру, преобразуется измерительным преобразователем в унифицированный сигнал.
Датчики перепада осуществляют преобразование измеренной разности давлений в непрерывный аналоговый выходной унифицированный сигнал тока, напряжения или индуктивности.
Чувствительным элементом датчика перепада является упруго деформируемая измерительная мембрана с закрепленными на ней тензорезисторами. Измерительная мембрана изолирована от рабочей среды. Давление среды прикладывается к защитным мембранам, расположенным с обоих сторон от измерительной мембраны. Полости между защитными и измерительной мембранами заполнены специальной жидкостью. Под действием приложенных давлений защитные мембраны деформируются, деформируя измерительную мембрану - в след за ней деформируются тензорезисторы. При этом их сопротивление изменяется. Это изменение сопротивления воспринимается электроникой датчика перепада и соразмерно преобразуется в то или иное значение выходного аналогового сигнала. В отличие от обычного датчика давления, у которого измеряемое давление прикладывается только к одной стороне мембраны, к мембране датчика разности давления измеряемое давление среды прикладывается с обеих сторон.
Измерительный (интеллектуальный) преобразователь давления серии Метран-100 предназначены для измерения давления жидкости, газа, газообразного кислорода, кислородосодержащих газовых смесей и пищевых продуктов. Диапазоны измеряемых давлений: минимальный 0.0,04 кПа, максимальный 0.100 МПа. Основная погрешность измерений до ±0,1 от диапазона измерений, класс точности 0,1. Исполнения по ГОСТ 12997:
обыкновенное; взрывозащищенное (Ех, Вн). Преобразователи обеспечивают непрерывное преобразование в унифицированный аналоговый токовый сигнал (0.5 мА, 4.20 мА) и (или) цифровой сигнал в стандарте протокола HART, или цифровой сигнал на базе интерфейса RS485 следующих входных величин: избыточного давления (Метран-100-ДИ); абсолютного давления (Метран-100-ДА); разрежения (Метран-100-ДВ); давления-разрежения (Метран-100-ДИВ); разности давлений (Метран-100-ДД); гидростатического давления (Метран-100-ДГ).
Рисунок 9 – Измерительный (интеллектуальный) преобразователь давления серии Метран-100
Рисунок 10 – Схема соединения измерительного (интеллектуального) преобразователя давления серии Метран-100
Краны шаровые с электроприводом предназначены для использования в качестве запорной и регулирующей арматуры для газообразных и жидких сред в системах автоматического регулирования. Механизмы имеют взрывобезопасный уровень с видом взрывозащиты «Искробезопасная цепь» и
«Взрывонепроницаемая оболочка» с маркировкой I Exibd II BT4. Климатическое исполнение механизмов «У2», «Т2». Степень защиты механизмов IP54 по ГОСТ 14254-96 обеспечивает работу механизма при наличии в окружающей среде пыли и брызг воды. Рабочее положение механизмов - любое, определенное положением трубопроводной арматуры. Механизмы изготовляются с одним из следующих блоков сигнализации положения выходного вала: реостатным БСПР, индуктивным БСПИ, токовым БСПТ - с унифицированным сигналом 0…5 мА, 0…20 мА, 4…20 мА по ГОСТ 26.011-80. Нелинейность датчиков блоков сигнализации положения ±2,5 % [2,6].
Рисунок 11 – Шаровый кран с электрическим исполнительным механизмом МЭОФ
Пост кнопочный ПКЕ 222. Пост управления кнопочный ПКЕ-222-3 предназначен для коммутации электрических цепей управления переменного тока напряжением до 660 В частотой 50 и 60 Гц и постоянного тока напряжением до 440 В. Посты управления кнопочные ПКЕ устанавливают как на подвижных, так и на неподвижных частях стационарных установок. Номинальный ток 10 А. Номинальное напряжение переменного тока частотой 50 или 60 Гц: 660 постоянного тока: 440.
Рисунок 12 -Пост кнопочный ПКЕ 222
Магнитный пускатель ПМЕ 222. Пускатели электромагнитные ПМЕ осуществляют защиту управляемых электродвигателей от перегрузок недопустимой продолжительности и от токов, возникающих при обрыве одной из фаз. Пускатели пригодны для работы в системах управления с применением микропроцессорной техники при шунтировании включающей катушки помехоподавляющим устройством или при тиристорном управлении. Предназначены для дистанционного пуска непосредственным подключением к сети и отключения трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором. Дополнительные функции: реверсирование, при наличии тепловых реле — защита двигателей от перегрузок недопустимой продолжительности, в т. ч. возникающих при выпадении одной из фаз, изменение схемы включения обмоток Y/A предназначены для применения в стационарных установках для дистанционного пуска непосредственным подключением к сети, остановки и реверсирования трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором переменного напряжения 660 В частоты 50 и 60 Гц. При наличии трехполюсных тепловых реле серий.
Рисунок 13 - Магнитный пускатель ПМЕ 222
Вторичный измерительный прибор «Сосна-003». Данные приборы применяют для измерения и регулирования температуры, давления, расхода и др.физические величины значения которых могут преобразоваться в унифицированные сигналы 0-5 мА, 4-20 мА. Все данные приборы имеют встроенный интерфейс RS 232/RS485 предназначенный для связи по цифровому каналу с персональным компьютером. Класс точности 1.количество аналоговых входов — 1 - 3 (если универсальный вход, то только 1) [2,7].
Рисунок 14 -Микропроцессорный контроллер Сосна-003
2020-06-08
119
