16+
Регистрация
РУС ENG
http://www.eprussia.ru/epr/45/2970.htm
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 5 (45) май 2004 года

Современный комплекс датчиков давления

Сегодня как никогда остро перед производителями и потребителями энергии стоят вопросы экономии энергоресурсов, максимального снижения потерь, правильной организации коммерческого и технологического учета. Решение данной задачи требует нового подхода к созданию систем контроля, управления и регулирования, выбора надежных современных средств автоматизации повышенной точности и быстродействия, с цифровыми выходными сигналами, что в конечном счете приводит к повышению качества выпускаемого продукта.

На большинстве предприятий энергетической отрасли России парк средств измерений существенно устарел и требует модернизации. Метрологические, технологические и эксплуатационные характеристики средств измерений и контроля параметров теплоэнергетических процессов в большинстве случаев не удовлетворяют современным требованиям к уровню и качеству измерения, не позволяют оптимизировать процессы управления и режимы эксплуатации.

ПГ «Метран» давно работает на рынке электроэнергетики, в том числе атомной. Были разработаны и реализованы автоматизированные системы учета и контроля энергоресурсов на ТЭЦ: Ижевская ТЭЦ-2, Челябинская ТЭЦ-3 (в т.ч. модернизация системы вызывного контроля котла, внедрение автоматического расчета технико-экономических показателей работы котла и автоматического расчета КПД). Учитываемые ресурсы: электроэнергия, газ, тепло, пар, вода, сжатый воздух. В системах автоматизации технологических процессов ТЭЦ, котельных и других объектов энергетики успешно работают датчики Метран, обеспечивая измерение и регулирование различных параметров: разрежения в топке котла, давления и расхода пара, питательной воды, конденсата, уровня в барабане котла и других. Датчики стоят на участках водоподготовки, насосных станциях, на подаче воздуха и газа, в т.ч. к горелкам котлов, в схемах противопомпажной защиты.

Однако, за последнее время в стране полностью сменилась элементная база электронных комплектующих изделий, существенно повысились требования к техническим, метрологическим и эксплуатационным характеристикам приборов: точности (до ±0,1%, ±0,15%), надежности, стабильности, расширенному диапазону перенастройки, увеличению межповерочного интервала, гарантийного срока эксплуатации и ресурса работы, величины времени наработки на отказ (до 270 000 часов против обычных для всех 100000-150000 часов), к настройке в эксплуатации на требуемый диапазон измерения без использования образцовой аппаратуры, что ранее было невозможно, снижению влияния статического давления.

Новые требования, выдвигаемые к уровню и качеству измерения параметров теплоэнергетических процессов, расширяют реальную среду применения датчиков давления и определяют наши действия в разработке и производстве новых датчиков, которые удовлетворяют не только сегодняшним требованиям, но и завтрашним.

Добиться удовлетворения всех этих требований, используя устаревшую элементную базу, весьма сложно, а зачастую и просто невозможно. Продолжая логическую цепь совершенствования датчиков, специалисты ПГ «Метран», используя микропроцессорную электронику, обеспечили обработку индивидуальных характеристик каждого датчика, сначала в датчиках Метран предыдущих серий, а затем, убедившись в правильности схемотехнических, математических и технологических решений, повысив функциональные, эксплуатационные, метрологические характеристики, в датчиках комплекса Метран-100.

Интеллектуальные датчики серии Метран-100 предназначены для измерения и непрерывного преобразования в стандартный выходной сигнал следующих входных измеряемых величин:
- избыточное давление от 0 до 0,04 кПа…100 МПа (Метран-100 - ДИ);
- абсолютное давление от 0 до 2,5 кПа…16 МПа (Метран-100-ДА);
- разрежение от 0 до 0,04 кПа…100 кПа (Метран-100- ДВ);
- давление-разрежение от –(0,0315…100 кПа) до +(0,0315 кПа…2,4 МПа) (Метран-100-ДИВ);
- разность давлений от 0 до 0,04 кПа…16 МПа, Ризб до 40 МПа в зависимости от модели (Метран-100-ДД);
- уровень жидкости (гидростатическое давление) от 0 до 4 кПа…250 кПа, Ризб до 10 МПа в зависимости от модели (датчики Метран-100-ДГ).

Рабочие среды – газы, жидкости, пар, для датчиков уровня - только жидкости.

Температура рабочих сред от –40 °С (-50 °С) до + 80 °С (120 °С).

Принцип действия датчиков основан на использовании пьезорезистивного эффекта в гетероэпитаксиальной пленке кремния, выращенной на поверхности монокристаллической пластины из искусственного сапфира. Чувствительный элемент с монокристаллической структурой кремния на сапфире является основой всех сенсорных блоков датчиков семейства Метран-100. При деформации чувствительного монокристаллического элемента под воздействием входной измеряемой величины (например, давления или разности давлений) изменяется электрическое сопротивление кремниевых пьезорезисторов мостовой схемы на поверхности этого чувствительного элемента и сигнал с тензопреобразователя поступает на плату АЦП сенсорного блока.

В 2002-2003 г.г применение микропроцессорной техники позволило ПГ Метран произвести модернизацию электронных преобразователей ранее выпускаемых датчиков. Обработка сигнала цифровым способом позволила занести в память АЦП информацию о сенсоре и коэффициентах характеризации датчика в рабочем диапазоне температур и давлений, обеспечить линеаризацию и температурную компенсацию сигнала с сенсора, снизить основную погрешность до ±0,1%.

Вследствие этого были снижены в несколько раз дополнительная температурная погрешность и погрешность от воздействия статического давления и в конечном счете уменьшена общая погрешность измерения давления. Появилась возможность контролировать и диагностировать датчик на протяжении всего жизненного цикла.

Современное развитие систем автоматизации связано с созданием и модернизацией систем контроля и управления технологическими процессами, с мировой тенденцией перехода к «интеллектуальному» КИП. Для российских производителей АСУ ТП характерно использование датчиков полевого уровня с аналоговым сигналом. При переходе к цифровым коммуникациям всегда существует переходный период с применением приборов, обладающих одновременно аналоговыми и цифровыми выходными сигналами. Возможность получить датчик с такими свойствами предоставляет технология HART. Датчики Метран-100 и Метран-49 относятся к датчикам нового поколения с «интеллектуальными» возможностями и идеально вписываются в этот переходный период. В датчиках Метран-100 имеется три вида выходного сигнала: токовый аналоговый (0-5 мА, 0-20 мА, 4-20 мА), токовый аналоговый 4-20 мА с наложенным цифровым сигналом в стандарте HART и выходной сигнал на базе интерфейса RS-485. Такое разнообразие выходных сигналов дает потребителям свободу выбора при построении системы АСУ ТП или интеграции датчиков в существующие системы, тем более что HART-коммуникация уже сегодня дает возможность использовать преимущества цифровых протоколов, используя для считывания переменной процесса аналоговый сигнал и реализуя сервисные функции по HART- протоколу. Подробно о HART-протоколе читайте в следующей статье этого номера.

Таким образом, уже сейчас датчики Метран-100 имеют преимущества и возможности, которые являются уникальными среди российских аналогов.
- Основная допускаемая приведенная погрешность - ±0,1%;
- Дополнительная температурная погрешность до ±0,09% на каждые 10 оС;
- Контроль текущего значения измеряемого давления;
- Контроль и настройка параметров датчика;
- Настройка единиц измерения;
- Настройка времени усреднения выходного сигнала (демпфирование);
- Перенастройка диапазона измерений, в т. ч. на нестандартный;
- Диапазоны перенастройки 25:1, 16:1, 10:1;
- Смещение нуля калиброванного диапазона измерений до 96% от максимального верхнего предела измерений датчика Рmax;
- Выбор прямой, инверсной или корнеизвлекающей зависимости выходного сигнала от входной измеряемой величины;
- Калибровка датчика, возможность раздельной калибровки измерительного канала давления и канала 4-20 мА;
- Защита настроек от несанкционированного доступа;
- Встроенный фильтр радиопомех и блок фильтра помех БФП;
- Непрерывная самодиагностика;
- Тестирование и удаленное управление параметрами датчика по НАRТ-протоколу, благодаря чему повышается надежность и упрощается техническое обслуживание датчика, который может быть удален от оператора на расстояние до 3000 м;
- Автоматическая калибровка «нуля» датчика внешней кнопкой без разгерметизации оболочки электронного блока и нарушения требований взрывозащиты или удаленно по НАRТ-протоколу;
- Возможность работы в многоточечном режиме, когда на одну линию (4 мА) подключается до пятнадцати датчиков. Измерительная информация считывается в цифровом виде по НАRТ-протоколу, при этом повышается точность измерительной информации за счет исключения операции цифро-аналогового преобразования на выходе датчика.

Опыт эксплуатации датчиков Метран на объектах показал правильность реализованных технических решений. Преимущества HART-взаимодействия при настройке, калибровке и диагностировании, широкую применимость в технологических процессах, высокие метрологические характеристики. Датчики давления Метран постоянно совершенствуются, идет работа над созданием новых моделей, дальнейшей унификацией серии Метран-100.

Кабельная арматура, Котельная, ТЭЦ, Электроэнергия , Система автоматизации, Электроэнергетика, СРО,

Современный комплекс датчиков давленияКод PHP" data-description="Сегодня как никогда остро перед производителями и потребителями энергии стоят вопросы экономии энергоресурсов, максимального снижения потерь, правильной организации коммерческого и технологического учета. Решение данной задачи требует нового подхода к созданию систем контроля, управления и регулирования, выбора надежных современных средств автоматизации повышенной точности и быстродействия, с цифровыми выходными сигналами, что в конечно" data-url="https://www.eprussia.ru/epr/45/2970.htm"" data-image="https://www.eprussia.ru/upload/share.jpg" >

Отправить на Email


Похожие Свежие Популярные

Войти или Зарегистрироваться, чтобы оставить комментарий.