Группа проектов Кипинфо
Реклама

Реклама

Малобюджетная модернизация системы КИП и А на основе пневмоэлектрического цифрового регулятора «PECont»

К списку статей

В настоящее время многие предприятия взрывоопасных отраслей промышленности интенсивно занимаются реконструкцией систем управления (СУ). Модернизация системы обычно ведется по следующему пути:

  • на нижнем уровне управления взамен пневматических датчиков устанавливаются датчики с электрическим выходом в искробезопасном исполнении
  • на среднем уровне устанавливаются электронные контроллеры для обработки входных сигналов и выдачи выходных сигналов на аналоговые и дискретные исполнительные механизмы (ИМ)
  • на верхнем уровне устанавливаются станции оператора на персональном компьютере (PC) для отображения параметров технологического процесса взамен существующих щитов управления.

Такая модернизация СУ требует существенных финансовых затрат, и проектировщик должен сделать оптимальный выбор компромиссных вариантов между надежностью системы и ее стоимостью.

При замене пневматических приборов на электрические заказчик сталкивается с проблемой – как поступить с датчиками, имеющими пневматический выход. Их замена на электрические никакого эффекта не принесет и заведомо убыточна. Замена датчиков с пневматическим выходом приведет к необходимости демонтажа пневмокабеля, монтажа электрокабеля, организации ввода параметров в контроллер, что требует не менее 40 - 60 тыс. рублей на 1 канал. Для параметров, требующих замены датчиков с пневматическим выходом, экономически целесообразно использовать надежное и недорогое решение на базе пневмоцифрового регулятора (ПЦР). Организация ввода пневматического сигнала в систему с использованием ПЦР обойдется заказчику в 3,5-4 тыс. руб. на один канал.

Регуляторы можно подключать к основному контроллеру управления или непосредственно к станции оператора на базе PC по цифровому каналу связи.

Такое решение позволит:

  • оставить существующие датчики с пневматическим выходом
  • полностью отказаться от щитов с вторичными пневморегистраторами и пневморегуляторами типа ПВ.10, ПР3.31.

Техническая структура данного решения приведена на рисунке 1.

Структурная схема СУ с пневмоцифровыми регуляторами

 

Рисунок 1 - Структурная схема СУ с пневмоцифровыми регуляторами

Для решения таких проблем разработан и выпускается новый класс современных 12-канальных пневмоэлектрических цифровых регуляторов «PECont» (ПЦР).

Пневмоцифровой регулятор «PECont» является развитием линейки гибридных пневмоцифровых преобразователей ППМ, хорошо зарекомендовавших себя при эксплуатации (http://www.pnevmocont.ru/review.html) на многих предприятиях СНГ (http://www.pnevmocont.ru/introduction.html).

ПЦР предназначен для автоматического регулирования технологических процессов на взрывоопасных объектах в нефтяной, газовой и других отраслях промышленности. Он может применяться как в системах автономного регулирования, так и в распределенных системах управления, в том числе, в качестве аналогового пневмоэлектропреобразователя. Возможно его использование для управления пневматическими исполнительными механизмами совместно с электропневмопреобразователями.

ПЦР представляют собой свободно настраиваемый компактный прибор, который калибруется и настраивается на процесс через гальванически разделенный интерфейс RS-485 (протокол MODBUS RTU) или сеть ETHRNET, что позволяет также использовать прибор в качестве удаленного контроллера при работе в современных сетях управления и сбора информации.

Параметры конфигурации преобразователя сохраняются в энергонезависимой памяти, и ПЦР способен возобновить выполнение задач управления после прерывания напряжения питания.

Основные преимущества:

  • формирование выходных аналоговых электрических сигналов или сигналов управления внешними исполнительными механизмами по 12 каналам, обеспечивая аналоговое регулирование входных параметров по П-, ПИ-, ПД- или ПИД – закону
  • измерение контролируемых входных физических параметров по 12 каналам (температура, давление, расход, уровень и т. п.), представленных в виде стандартных пневматических сигналов
  • наличие трехуровневой гальванической изоляции между входами, выходами и цепью питания
  • низкая стоимость канала непосредственного преобразования пневматического сигнала в цифровой код
  • отсутствие коммутации пневмосигналов
  • автоматизированная процедура поверки и калибровки
  • работа с любой SCADA (OPC-сервер бесплатно)
  • высокая скорость опроса каналов
  • высокая точность измерений
  • высокая надежность.

Технические характеристики регулятора

Техническая характеристика Значение
Число контуров регулирования До 12
Вид регулятора Аналоговый регулятор (управляет аналоговым выходом )
Режимы работы регулятора Дистанционный, ручной, автоматический
Метод установки заданной точки Интерфейсный
Структура регулятора (законы регулирования) П, ПИ, ПИД
Контролируемые параметры Измеряемая величина, заданная точка, значение выхода
Вид балансировки узла задатчика Статическая

Технические характеристики аналоговых выходных сигналов

Техническая характеристика Значение
Количество аналоговых выходов 12
Тип выходного аналогового сигнала 4-20 мА, Rн =,< 500 Ом
Разрешающая способность ЦАП =,< 0,0015 % (16 разрядов)
Предел допускаемой основной приведенной погрешности формирования выходного сигнала после калибровки =,< 0,5 %
Зависимость выходного сигнала от сопротивления нагрузки =,< 0,1 %
Влияние температуры окружающей среды =,< 0,025 %/°С
Гальваническая развязка аналоговых выходов Каждый выход гальванически изолирован от других выходов и остальных цепей

Технические характеристики входных сигналов

Техническая характеристика Значение
Количество аналоговых входов 12
Тип входного аналогового сигнала Пневматический 20-100 кПа (0,2-1,0 кг/см=,<)
Предел допускаемой основной приведенной погрешности измерения входных параметров =,< 0,25 %
Влияние температуры окружающей среды =,< 0,025 %/°С
Период измерения Не более 0,2 сек

ПЦР работает под управлением современного микроконтроллера RISC архитектуры, изготовленного по высокоскоростной КМОП технологии с низким энергопотреблением. Пользователь может самостоятельно настраивать ПЦР на решение определенных задач.

Коммуникационные функции

ПЦР обеспечивает выполнение коммуникационных функций по интерфейсам RS-485 и Ethernet, позволяющих контролировать и модифицировать его параметры при помощи внешнего устройства (компьютера, контроллера), протокол связи Modbus режим RTU и TCP/IP.

При построении сети используется принцип организации ведущий-ведомый (master-slave). В сети может присутствовать только один ведущий узел и несколько ведомых узлов. В качестве ведущего узла выступает персональный компьютер либо программируемый логический контроллер, в качестве ведомых узлов – ПЦР «PECont».

На основе многоточечного интерфейса RS-485 или Ethernet ПЦР могут быть объединены в локальную сеть магистрального типа с одним фиксированным центром управления. К сети можно подключить до 32 преобразователей.

Длина магистральной линии связи может достигать 1200 метров (рисунок 3).

Локальная сеть из ПЦР «PECont»

Рисунок 2 - Локальная сеть из ПЦР «PECont»

Конструктивные особенности

ПЦР «PECont» выполнен в виде функционально законченного модуля вдвижной конструкции с индивидуальной лицевой панелью размером 130х81 мм без собственной защитной оболочки от проникновения воды и посторонних твердых частиц (рисунок 4). Он представляет собой плату-носитель размером 100х220 мм с установленными на ней модулями-мезонинами каналов пневматического ввода и токового вывода. Размер мезонина 90х20мм.

На передней панели ПЦР расположены 12 пневматических разъемов для подключения входных измеряемых сигналов и два электрических разъема для подключения внешних интерфейсов – RS-485 и Ethernet 100/10.

Для контроля за работой прибора на лицевой панели размещены несколько светодиодных индикаторов.

ПЦР «PECont» без корпуса

Рисунок 3 - ПЦР «PECont» без корпуса

В целях механической защиты, удобства монтажа и подключения к внешним электрическим цепям, вдвижные модули «PECont» должны помещаться в 5-местный евро-каркас компоновочный 3U 19” фирмы Schroff, образуя блок регуляторов. На рисунке 5 показан каркас компоновочный для пяти модулей. Степень защиты блока регуляторов из 5 модулей в каркасе компоновочном 3U 19” от проникновения воды и посторонних твердых частиц не хуже IP20 (по ГОСТ 14254-80).

Каркас компоновочный  DIN  19

 

Рисунок 4 – Каркас компоновочный DIN 19" для пяти модулей «PECont»

Имеется также модификация ПЦР «PECont» в приборном исполнении на 12 каналов (рисунок 6).

«PECont» в приборном исполнении на 12 каналов

 

Рисунок 5 – ПЦР «PECont» в приборном исполнении на 12 каналов

ПЦР «PECont» также может использоваться для непосредственного измерения уровня в аппаратах без давления, если в них применяется пьезометрический метод измерения уровня. При этом давление после дросселя из линии продувки подается прямо на вход преобразователя, исключая применение дорогих дифманометров (манометров) в качестве датчиков давления. ПЦР «PECont» легко перестраивается на любой диапазон давления в пределах от 0 до 1,0 кгс/см2, например 0 – 0,1 кгс/м2, что позволяет одним техническим средством перекрыть большой диапазон шкал и быстро менять их при изменениях в технологическом процессе. Такая замена, кроме того, позволяет в несколько раз увеличить точность измерения.

Применение пневмоцифрового регулятора «PECont» является недорогим, экономически целесообразным решением задачи модернизации систем управления с пневматическими сигналами.


Оценить статью

Средняя оценка: 3.7


1

2

3

4

5

Реклама


Реклама


Реклама

Реклама


Яндекс цитирования Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика
© 2006-2013 Kipinfo.ru
При использовании информации ссылка на сайт “Kipinfo” обязательна.
Контактная информация Размещение рекламы
16+