20.08.2013 Views

2 (24), июль 2009г - VerBulak

2 (24), июль 2009г - VerBulak

2 (24), июль 2009г - VerBulak

SHOW MORE
SHOW LESS

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

Учредитель: ТОО «<strong>VerBulak</strong>»<br />

Издатель: ОНИЛ «АСУТП»<br />

кафедры АиУ КазНТУ<br />

им. К.И. Сатпаева<br />

Журнал «Вестник автоматизации» выходит с июля 2009 года.<br />

Зарегистрирован Ми ни стер ством культуры,<br />

информации и об ще ствен но го согласия РК.<br />

Свидетельство об учетной ре ги с т ра ции<br />

№ 10134-Ж выдано 15.05.2009 г.<br />

Подписной индекс 74251<br />

РЕДАКЦИОННЫЙ СОВЕТ:<br />

Главный редактор<br />

Муханов Б.К.,<br />

к.т.н.,<br />

член-корр. Международной академии<br />

информатизации,<br />

Зам. главного редактора:<br />

Андахов Б.К.<br />

Ахмеджанов Т.К., д.т.н.<br />

Еренчинов К.К., к.т.н.<br />

Кошимбаев Ш.К., к.т.н.<br />

Нугуманов Ж.Р.<br />

Пальшин В.П., к.т.н.<br />

Панфилов В.П., к.т.н.<br />

Сыздыков Д.Ж., д.т.н.<br />

Сулейменов Б.А., д.т.н.<br />

Топоров В.И., к.т.н.<br />

Хамзин Т.А.<br />

Хисаров Б.Ж., к.т.н.<br />

Шукаев Д.Н., д.т.н<br />

РЕДАКЦИЯ:<br />

Ответственный редактор<br />

Бугаенко В.П.<br />

Выпускающий редактор<br />

Сергеев Н.С.<br />

Дизайн<br />

Камарутдинов О.<br />

Верстка и компьютерная графика<br />

Джанзакова А.Б.<br />

Корректура<br />

Прилуков Н.С.<br />

Адрес редакции:<br />

Республика Казахстан,<br />

г. Алматы,<br />

ул. Байтурсынова, 140, оф. 402<br />

тел./факс: +7-727-298-03-03,<br />

тел.: +7-727-298-03-04<br />

e-mail: kipia2003@mail.ru<br />

За достоверность ин фор ма ции и при ме ня е мую тер ми ноло<br />

гию в опуб ли ко ван ных статьях от вет ствен ность несут<br />

авторы. Мне ние ав то ров пуб ли ка ций мо жет не со впа дать<br />

с по зи ци ей редакции жур на ла. Ре дак ция не несет<br />

от вет ствен но с ти за со дер жа ние рек лам ных объяв ле ний.<br />

Перепечатка статей и фо то ма те ри а лов из журнала<br />

только с раз ре ше ния редакции.<br />

Подписано к печати 20 июля 2009 г.<br />

Тираж 500 экз.<br />

Отпечатано в компании «Ex_Libris»<br />

г. Алматы, ул. Грибоедова, 80,<br />

тел.: +7 (327) 383-18-18<br />

С о д е р ж а н и е<br />

Гостиная «Вестника автоматизации»<br />

ЭКМ-1005 – это не «ЭКМ». Это – «супер-ЭКМ»........................................................<br />

Тепловидение как метод выявления дефектов........................................................<br />

Приборы и средства автоматизации<br />

Цыба Ю.А., Дараев А.М., Актаев Э.Т. Системы наведения в современных<br />

солнечных фотоэлектрических станциях.................................................................<br />

Иванов Е.В., Мухавиенов У.Б.-А., Ахметжанов Н.А., Степанова Т.Б., Давлесупова<br />

Р.Р. Применение расходомеров в автоматизированной системе учета<br />

дизельного топлива на тепловозах...........................................................................<br />

Осиевский Э.Ф., Рябинков А.И. Учет расхода топлива с помощью расходомерасчетчика<br />

«Взлет МР» исполнения УРСВ-520v.........................................................<br />

Интеллектуальные реле давления и температуры........................................................<br />

Крым А.Е. Применение приборов «Взлет УР» и «Взлет РСЛ» на узлах учета<br />

промышленных сточных вод и объектах гидроэнергетики...................................<br />

Интересное решение: АСУТП котлоагрегата....................................................................<br />

Измерение, контроль, диагностика<br />

Пистун Е.П., Лесовой Л.В. Особенности новых межгосударственных стандартов,<br />

нормирующих измерение расхода жидкостей и газов сужающими<br />

устройствами..................................................................................................................<br />

От наших партнеров<br />

Тихоступ Е.А. Замену надо делать вовремя! Чем Метран-150 отличается от<br />

традиционных датчиков давления.............................................................................<br />

Петров В.В. Программно-технические средства «STARDOM-FLOW» компании<br />

«YOKOGAWA» в системах учета.................................................................................<br />

Тужилов Ю.Г. Вихревой расходомер OPTISWIRL: Надежное управление<br />

процессами.....................................................................................................................<br />

Метрология<br />

Иванова Т.Ф. Современное оборудование улучшает качество измерений.......<br />

Барабанов Е.В. Применение и принцип действия токоизмерительных клещей<br />

В каждом номере журнала «Вестник автоматизации»<br />

Вы найдете CD-диск.<br />

Подробнее на страницах 47-48<br />

3<br />

4<br />

7<br />

11<br />

15<br />

17<br />

25<br />

26<br />

28<br />

31<br />

34<br />

37<br />

39<br />

39


2<br />

Вы держите в руках первый номер нового инженерно-технического издания<br />

«Вестник автоматизации». Оно будет выходить вместо хорошо известного Вам<br />

журнала «КИПиА в Казахстане».<br />

За 5 минувших лет журнал наработал хороший научный и практический потенциал,<br />

стал узнаваем и востребован. Его авторами стали известные в стране ученые,<br />

руководители и специалисты-производственники, занятые в самых различных<br />

отраслях промышленности, энергетики, информационных технологий, средств<br />

автоматики и контрольно-измерительных приборов, автоматизированных систем<br />

управления и метрологии.<br />

Но обстоятельства иногда бывают выше нас – сменился учредитель и издатель<br />

журнала – так появился «Вестник автоматизации». Его учредителем стало ТОО<br />

«<strong>VerBulak</strong>», а издателем – ОНИЛ «АСУТП» кафедры АиУ КазНТУ им. К.И. Сатпаева.<br />

Но основные направления бывшего журнала, его концепция, идеология, как и<br />

творческий коллектив остались. Более того, новое издание намерено расширить<br />

формат, тематику своих публикаций с учетом Программы Президента РК о новой<br />

индустриализации страны, изложенной в его Послании народу Казахстана «Через<br />

кризис к обновлению и развитию». Появятся новые рубрики и проекты, эксклюзивные<br />

интервью. Один из таких проектов – в каждом номере читатель получит<br />

лазерный диск, на котором будут записаны статьи, не вошедшие в журнал, а также<br />

наиболее интересная научно-техническая информация.<br />

В заключение следует отметить, что журнал тесно связан с кафедрой АТП КазНТУ.<br />

Даже территориально мы располагаемся в лаборатории кафедры АТП, что накладывает<br />

определенный научный оттенок нашему изданию.<br />

Для тех, кто хотел бы более внимательно ознакомиться с журналом, может обратиться<br />

в редакцию или же подписаться на него через нашего ответственного<br />

редактора или прямо в АО «Казпочта». Почтовый индекс журнала 74251.<br />

Редакция благодарит всех авторов и читателей журнала за то, что были с нами<br />

все эти годы. Очень надеемся на продолжение сотрудничества в новом издании.<br />

ВЕСТНИК<br />

Àâòîìàòèçàöèè<br />

Уважаемые друзья!<br />

Главный редактор<br />

Б. Муханов<br />

№ 2 (<strong>24</strong>), <strong>июль</strong>, 2009


Е. КОКОРИН,<br />

технический специалист<br />

НПП «Элемер»,<br />

г. Алматы<br />

…Петрович негромко постучал в дверь и<br />

вошел в кабинет.<br />

– Здравствуйте, Иван Иванович! Вызывали?..<br />

– Здравствуй, Сергей Петрович, вызывал,<br />

проходи, присаживайся…<br />

Весь стол начальника был завален бумагами,<br />

среди них Петрович разглядел и тот<br />

проект, который сам передал ему на подпись<br />

на прошлой неделе. Затянувшееся молчание<br />

не предвещало ничего хорошего, это Петрович<br />

понял сразу. Иван Иванович пользовался<br />

в проектном институте репутацией очень<br />

серьезного и грамотного специалиста, и по<br />

пустякам, конечно, «дергать» не станет. «Да,<br />

вроде, и не за что…»,– подумал Петрович и<br />

хотел уже расслабиться, но его мысли прервал<br />

заместитель директора.<br />

– Сергей Петрович, сколько мы уже с тобой<br />

работаем вместе?<br />

– …Да лет 25 уже, наверное, Иван Иванович…<br />

– Я тоже так думаю… 25, не меньше… А как<br />

ты считаешь, многое изменилось за эти годы<br />

в нашей отрасли?<br />

– Что вы имеете в виду?<br />

– Я, естественно, имею в виду КИПиА, что<br />

же еще? Вот я смотрю твой последний проект.–<br />

Иван Иванович достал из вороха бумаг ту<br />

подшивку, которую Петрович заметил с самого<br />

начала. – Скажи-ка, мы что, до смерти будем<br />

везде «втыкать» эти допотопные электроконтактные<br />

манометры? Ты, небось, еще в<br />

дипломной работе их использовал?!.<br />

Гостиная «Вестника автоматизации»<br />

– Конечно, использовал и сейчас использую,<br />

а как без них? Прибор проверен годами,<br />

на производстве его любят, КИПовцы изучили,<br />

как облупленного… А что случилось-то?<br />

– Да с ЭКМ, Петрович, ничего не случилось,<br />

что с ним будет?.. Ты в курсе, что конкуренты<br />

вместо этих ЭКМ в свои проекты включают?<br />

Нет? Тогда я тебе расскажу. А ставят они<br />

тоже ЭКМ, но не наши с тобой – ЭКМ-1У,2У,<br />

ВЭ-16Рб, ДМ2005Сг, ДМ2010Сг и так далее, а<br />

новые – электронные, цифровые.<br />

– Как это «цифровые»? Разве такие бывают?<br />

– Не только бывают, но и уже успешно<br />

работают. Причем эти, древние, между нами<br />

говоря, им и в подметки не годятся. Вот скажи<br />

мне, какие у старых ЭКМ слабые места?<br />

– Ну, это же всем известно. Во-первых,<br />

все, что связано с контактами: дребезг, подгорание,<br />

окисление, механический износ,<br />

залипание, при скачке давления стрелка<br />

иногда даже выходит из зацепления с контактной<br />

группой; во-вторых, погрешность<br />

– и измерения, и срабатывания уставок;<br />

в-третьих, низкая вибростойкость; в-четвертых,<br />

необходимость ежегодной поверки. Ну<br />

и габариты, конечно.<br />

– Молодец!.. Так вот, новые ЭКМ по каждому<br />

твоему пункту дают 100 очков форы.<br />

Механических контактов нет, а значит, нет ни<br />

подгорания, ни окисления, ни дребезга, ни износа;<br />

погрешность – от 0,25%; вибростойкость<br />

– на высшем уровне; межповерочный интервал<br />

– до 5-ти лет. И еще куча преимуществ. Прибор,<br />

кстати, малогабаритный, с превосходной<br />

индикацией, проверенного российского производителя<br />

и не очень дорогой. Короче, возьми<br />

и ознакомься. Потом выступишь перед<br />

всеми своими, доложишь. Только смотри, не<br />

затягивай – дело это очень нужное и очень<br />

перспективное.<br />

Иван Иванович крепко пожал Петровичу<br />

руку и передал несколько скрепленных листков.<br />

Петрович вышел из кабинета и по пути к<br />

себе пробежал глазами текст. «Из Интернета<br />

скачал, молодец», – понимающе отметил он.<br />

А передал Иван Иванович не что иное, как<br />

подборку технических характеристик нового<br />

электронного манометра ЭКМ-1005. Вот этот<br />

текст почти полностью:<br />

– «ЭКМ-1005» предназначен для измерения<br />

и контроля значений давления (абсолютного,<br />

избыточного, давления-разрежения, дифференциального)<br />

жидких и газообразных (в том<br />

числе, агрессивных) сред.<br />

– Прибор используется в системах автоматического<br />

контроля, регулирования и управления<br />

технологическими процессами.<br />

– Имеет в своем составе измерительный<br />

преобразователь значения давления в унифицированный<br />

токовый сигнал 4…20 мА.<br />

– Варианты исполнения: общепромышленное,<br />

взрывозащищенное (ExiaIICT6 X, 1ExdIICT6),<br />

атомное (повышенной надежности, с<br />

приемкой Ростехнадзора, ВПО «Зарубежатомэнергострой»,<br />

ВО «Безопасность»).<br />

– Каждая модель манометра имеет 4 диапазона<br />

измерения давления.<br />

– Выпускаются ЭКМ трех классов точности:<br />

B (до 0,25 %); C (до 0,4 %); D (до 0,6 %).<br />

– Показатели надежности: ЭМС – IV-A;<br />

перегрузочная способность – до 2000 %; высокая<br />

стойкость к гидроударам; вибро- и<br />

сейсмостойкость; степень защиты от пыли<br />

и влаги – до IP67; температурный диапазон<br />

эксплуатации – от -40 до +70 ˚С; гарантийный<br />

срок эксплуатации – 5 лет.<br />

– Пределы измерения для видов давления:<br />

◦ абсолютное (ДА) – от 25 кПа до 6 МПа;<br />

◦ избыточное (ДИ) – от 4 кПа до 60 МПа;<br />

◦ избыточное давление-разрежение (ДИВ)<br />

– от -100 кПа до 2,4 МПа;<br />

◦ дифференциальное (ДД) – от 10 кПа до<br />

2,5 МПа.<br />

– Быстродействие (время гарантированного<br />

включения реле) – 60…100 мс.<br />

– Напряжение питания – =<strong>24</strong> В или =36 В.<br />

– Межповерочный интервал: для классов<br />

B и C – 2 года, для класса D – 5 лет.<br />

– Используемые материалы – сталь 316L,<br />

Al2O3, витон (FKM), буна (EPDM), фторопласт<br />

(PTFE).<br />

– Индикатор – многофункциональный,<br />

жидкокристаллический, с подсветкой белого<br />

цвета. Значение величины измеряемого давления<br />

отображается одновременно на 4-разрядном<br />

цифровом индикаторе и в виде дискретной графической<br />

шкалы с указанием положения уставок<br />

относительно диапазона измерения. Кроме того,<br />

на индикаторе отображаются единицы измерения<br />

(Па, кПа, МПа, кгс/см2, бар, %) и информация<br />

о срабатывании реле.<br />

– Функции сигнализации и управления – два<br />

встроенных реле (до 220 В; 0,3 А переменного и<br />

постоянного тока), две уставки со свободной<br />

логикой.<br />

– Защита от ложного срабатывания реализована<br />

с помощью мажоритарного метода<br />

включения/выключения реле.<br />

– Просмотр и изменение параметров<br />

конфигурации ЭКМ-1005 осуществляется с помощью<br />

кнопочной клавиатуры, расположенной<br />

под крышкой прибора, или внешней клавиатуры,<br />

управляемой магнитным брелком. Доступ к<br />

изменению параметров защищен паролем.<br />

– Конструктивная особенность: ЭКМ-1005<br />

состоит из двух модулей (модуль преобразователя<br />

давления и модуль управления и индикации),<br />

которые, при необходимости, могут<br />

легко заменяться аналогичными модулями в<br />

условиях производства».<br />

Петрович дочитал до конца, удовлетворенно<br />

посмотрел в окно и сказал сам себе: «А<br />

в самом деле, отличный прибор… Ну, Иван<br />

Иваныч, толковый же ты мужик!..».<br />

Адрес ТОО НПП Гамма:<br />

г. Алматы, ул. Валиханова, 5, офис 6.<br />

Тел: 271-01-03 271-01-13<br />

e-mail: kip@npp-gamma.kz,<br />

info@npp-gamma.kz,<br />

ВЕСТНИК<br />

№ 2 (<strong>24</strong>), <strong>июль</strong>, 2009 3<br />

Àâòîìàòèçàöèè


Гостиная «Вестника автоматизации»<br />

4<br />

По материалам ТОО «Test instruments»<br />

Как известно, видимый невооруженным<br />

глазом спектр электромагнитного<br />

излучения (с длиной волны (0,36-0,76<br />

мкм) составляет небольшую часть всего<br />

электромагнитного спектра, причем, наше<br />

зрение видит отраженные от различных<br />

поверхностей лучи, независимо от состояния<br />

и температуры этих поверхностей. В<br />

то же время все тела, температура которых<br />

отлична от абсолютного нуля, независимо<br />

от их освещения, излучают невидимое более<br />

длинноволновое излучение (8-14 мкм),<br />

называемое поэтому инфракрасным (ИК),<br />

причем интенсивность этого излучения<br />

пропорциональна температуре тела.<br />

Именно на этом свойстве основаны<br />

современные приборы тепловизоры, позволяющие<br />

дистанционно, по величине<br />

ИК-излучения судить о температуре<br />

поверхности в различных ее точках и<br />

строить термограммы – визуально распознаваемые<br />

картины теплового распределения<br />

по объекту.<br />

Принцип работы тепловизоров<br />

Инфракрасное излучение, генерируемое<br />

объектами А, через фокусирующую<br />

линзу B попадает на матрицу C,<br />

находящуюся в фокусе линзы (рис. 1).<br />

Матрица формирует образы объектов,<br />

пропорционально степени их нагрева.<br />

Обычно в современных тепловизорах<br />

применяется микроболометрическая<br />

матрица – пластина, состоящая из мно-<br />

ВЕСТНИК<br />

Àâòîìàòèçàöèè<br />

жества микроболометров-резисторов,<br />

сопротивление которых пропорционально<br />

величине воздействующего на них<br />

ИК-излучения. Чем больше количество<br />

микроболометров в матрице, тем четче<br />

получаемое изображение, но и, соответственно,<br />

сложнее прибор и выше его<br />

цена. Самые простейшие тепловизоры,<br />

например GUIDE MOBIR M2, имеют<br />

матрицы размерами 120х120элементов=14<br />

400 пикселей, что, безусловно,<br />

меньше матриц современных любительских<br />

фотоаппаратов, однако вполне<br />

достаточно для целей технической диагностики.<br />

Более дорогие тепловизоры<br />

могут иметь матрицы объемом 100 000<br />

пикселей и больше.<br />

Полученный образ затем передается<br />

в блок электронной обработки<br />

изображения D, который преобразует<br />

температурную картину в стандартное<br />

видеоизображение E, при этом возможна<br />

обработка изображения в цвете, т.е.<br />

объекты, имеющие разную температуру,<br />

будут отображаться на дисплее различными<br />

цветами.<br />

Благодаря тому, что все объекты<br />

излучают инфракрасные волны пропорционально<br />

температуре, а также тому,<br />

что исправность/неисправность большей<br />

части технологического, энергетического<br />

оборудования можно диагностировать по<br />

степени его нагрева, современные тепловизоры<br />

позволяют быстро, качественно,<br />

безопасно и точно дистанционно определять<br />

возможные проблемы и устранять<br />

их возникновение в таких отраслях, как<br />

энергетика и энергосбережение, строи-<br />

Рис. 1. Рис. 2.<br />

тельство, машиностроение, химическая<br />

промышленность, предотвращать пожары<br />

и аварии, способствовать сбережению<br />

тепла и энергии.<br />

Немного о рентабельности<br />

Распространено мнение, что тепловизоры<br />

имеют неоправданно высокую цену.<br />

Отчасти это так – самый простейший<br />

тепловизор стоит от 1 млн. тенге, а иные<br />

модели с более высоким разрешением<br />

и дополнительными функциями могут<br />

иметь стоимость в 3-5, а то и в 10 раз большую.<br />

Связано это прежде всего с тем, что<br />

вся оптика не может быть изготовлена из<br />

стекла (стекло не пропускает инфракрасные<br />

лучи). Все оптические устройства<br />

изготовлены из чистого оптического германия,<br />

цена на который – не менее 2000<br />

долларов США за килограмм. Кроме того,<br />

микроболометрическая матрица достаточно<br />

сложна, трудоемка в изготовлении<br />

и дорога соответственно.<br />

Однако, если рассмотреть цену тепловизоров<br />

в аспекте исполняемых ими функций<br />

– их применение окупается менее чем<br />

через год (вследствие экономии рабочего<br />

времени, энергосбережения), а то и за<br />

один день (в случае, например, предотвращения<br />

выхода из строя высоковольтного<br />

трансформатора, сильноточного выключателя,<br />

подшипника генератора, пожара<br />

из-за замыкания проводки и т.д.).<br />

Примеры использования<br />

тепловизоров<br />

1. Диагностика электрических соединений:<br />

Некачественное соединение провода с<br />

автоматом, видна зона нагрева (рис. 2).<br />

№ 2 (<strong>24</strong>), <strong>июль</strong>, 2009


Гостиная «Вестника автоматизации»<br />

Рис. 3. Рис. 4.<br />

Рис. 5. Рис. 6.<br />

Рис. 7. Рис. 8.<br />

Рис. 9. Рис. 10. Рис. 11.<br />

Рис. 12. Рис. 13.<br />

Рис. 14. Рис. 15. Рис. 16.<br />

ВЕСТНИК<br />

№ 2 (<strong>24</strong>), <strong>июль</strong>, 2009 5<br />

Àâòîìàòèçàöèè


Гостиная «Вестника автоматизации»<br />

На термограмме виден перегретый<br />

кабель, очевидно, вследствие перегрузки.<br />

Необходимо принятие срочных мер ввиду<br />

угрозы возникновения пожара (рис. 3).<br />

Четко наблюдается проблемное<br />

место в пучке проводов (очевидно замыкание)<br />

(рис. 4).<br />

На термограмме виден плохой контакт<br />

предохранителя (рис. 5).<br />

2. Контроль и диагностика высоковольтных<br />

устройств<br />

Проблема в соединении высоковольтной<br />

линии (рис. 6).<br />

Проблема в одном из высоковольтных<br />

трансформаторов (рис. 7).<br />

Проблема с охлаждением трансформатора.<br />

Низкий уровень масла (красная<br />

граница), не позволяющий отводить тепло<br />

на охлаждающие трубки (рис.8).<br />

Особенно важно при контроле и диагностике<br />

устройств электроэнергетики,<br />

поскольку контроль оборудования производится<br />

без их отключения, под напряжением.<br />

В то же время дистанционность<br />

позволяет соблюдать меры безопасности,<br />

которые невозможны при других способах<br />

диагностики под напряжением.<br />

6<br />

Рис. 17. Рис. 18.<br />

ВЕСТНИК<br />

Àâòîìàòèçàöèè<br />

3. Применение в машиностроении<br />

Отчетливо виден перегрев подшипника<br />

и его корпуса (рис. 9).<br />

Тепловизоры позволяют наблюдать<br />

равномерность обогрева переднего и заднего<br />

стекла автомобиля (рис. 10).<br />

4. Применение в строительстве<br />

Дефектовка радиатора отопления. В<br />

левом нижнем углу видна область пониженной<br />

теплоотдачи, очевидно, вследствие<br />

забитых каналов (рис. 11).<br />

Тепловизионное обследование теплотрассы<br />

позволяет выявить нарушение<br />

изоляции (рис. 12).<br />

Обследование стен выявляет места<br />

утечки тепла (рис. 13).<br />

5. Применение в электронике<br />

Перегретый ЧИП (рис. 14).<br />

6. Применение в различных отраслях<br />

промышленности, а также в сельском<br />

хозяйстве.<br />

Применение тепловизоров позволяет<br />

диагностировать больных животных,<br />

мгновенно выделять больных при ранней<br />

диагностике заболеваний (рис. 15).<br />

Контроль проникновения тепла в холодильную<br />

камеру (рис. 16).<br />

Нарушение внутренней теплоизоляции<br />

заводской трубы (рис. 17).<br />

Контроль уровня жидкости в нефтебаке<br />

(рис. 18).<br />

Контроль технологических процессов<br />

при приготовлении пищевых продуктов<br />

(рис. 19).<br />

Поиск дефектов трубопроводов (рис. 20).<br />

Возможны и другие применения<br />

тепловизоров в различных отраслях и<br />

процессах, где необходим мгновенный<br />

дистанционный безопасный контроль и<br />

проверка температурных режимов.<br />

Авторизованный дилер компании<br />

«Guide-infrared» в Казахстане<br />

ТОО «Test instruments»:<br />

050060, г. Алматы,<br />

ул. Розыбакиева, 184,<br />

Тел: +7 (727) 379-99-55,<br />

Факс: +7 (727) 379-98-93,<br />

www.ti.kz,<br />

www.pribor.kz,<br />

info@ti.kz<br />

Рис. 19. Рис. 20.<br />

№ 2 (<strong>24</strong>), <strong>июль</strong>, 2009


УДК 621.39.075<br />

Приборы и средства автоматизации<br />

Ю. А. ЦЫБА,<br />

канд. техн. наук, профессор,<br />

А. М. ДАРАЕВ,<br />

старший преподаватель,<br />

Э. Т. АКТАЕВ,<br />

инженер ЦИТО,<br />

Алматинский институт<br />

энергетики и связи,<br />

г. Алматы<br />

В настоящее время вопросам использования возобновляемых<br />

источников энергии (ВИЭ) уделяется большое внимание. Они<br />

рассматриваются как серьезное дополнение к традиционным.<br />

К возобновляемым источникам энергии относится ветровая,<br />

гидравлическая, солнечная, геотермальная энергии; энергия<br />

биомассы. Среди всех источников энергии солнечная радиация<br />

по масштабам ресурсов, экологической чистоте и повсеместной<br />

распространенности наиболее перспективна. Годовое количество<br />

солнечной энергии, достигающей поверхности Земли,<br />

оценивается в 1,05·1018 кВт.ч. Без ущерба для экологической<br />

среды может быть использовано 1,5% всей падающей на Землю<br />

энергии, то есть 1,62·1016 В работе приводятся принципы построения существующих следящих электроприводов Солнечных фотоэлектрических<br />

станций и рассматриваются перспективы развития систем наведения с частотно-регулируемым приводом.<br />

Для преобразования энергии излучения Солнца используются<br />

специальные устройства – гелиоустановки (ГУ) или так<br />

называемые Солнечные фотоэлектрические станции (СФЭС),<br />

основным элементом которых являются солнечные батареи.<br />

Принцип действия солнечных батарей состоит в прямом<br />

преобразовании солнечного света в электрический ток. При этом<br />

генерируется постоянный ток. Энергия может использоваться как<br />

напрямую различными нагрузками постоянного тока, запасаться<br />

в аккумуляторных батареях для последующего использования<br />

или покрытия пиковой нагрузки, а также преобразовываться в<br />

переменный ток.<br />

В начале своего развития широкое распространение получили<br />

неподвижные фотоэлектрические гелиоустановки. Однако<br />

среднесуточная мощность, вырабатываемая неподвижной<br />

солнечной батареей, меньше, чем при слежении за Солнцем. На<br />

рис. 1 представлена экспериментально полученная зависимость<br />

фототока Iф от угла падения излучения αi, из которой следует, что<br />

когда гелиоустановка неподвижна и сориентирована в полдень по<br />

направлению на Солнце, то она теряет порядка 40% мощности<br />

по сравнению с подвижной гелиоустановкой. Это происходит<br />

при условии, если часовой угол восхода и захода составляет соответственно<br />

00 до 1800 и весь световой день доступна прямая<br />

солнечная радиация [1].<br />

Следует отметить особую роль локальных геоинформационных<br />

систем (ГИС) в анализе и систематизации данных о<br />

кВт.ч. в год, что эквивалентно 2·1012 пространственном распределении и количественной характери-<br />

тонн условного топлива.<br />

стике доступного к освоению потенциала ВИЭ для конкретного<br />

региона. Формирование банков данных и карт на основе ГИСтехнологий,<br />

требует приложения значительных усилий специалистов<br />

разных областей знаний, является, несомненно, одним<br />

из приоритетных направлений исследований по обеспечению<br />

расширенного внедрения энергоустановок на основе ВИЭ. Работы<br />

в этом направлении ведутся недостаточно интенсивно, что<br />

приводит к отсутствию у специалистов достоверной информации<br />

об эффективном потенциале СФЭС в районе проектирования.<br />

Особенно это актуально для регионов Казахстана, имеющего<br />

огромную территорию.<br />

Для фотоэлектрических гелиоустановок без концентрации<br />

энергии целесообразно применять экваториальную систему<br />

координат, где по основной оси положение регулируется автоматически<br />

в течение всего дня, а по координате склонения<br />

положения достаточно менять вручную несколько раз в год [1].<br />

На рис. 2 представлено опорно-поворотное устройство (ОПУ)<br />

Рис. 1. Зависимость силы тока фотопреобразователя от угла энергетической гелиоустановки без концентрации энергии с<br />

падения излучения<br />

экваториальной системой координат.<br />

ВЕСТНИК<br />

№ 2 (<strong>24</strong>), <strong>июль</strong>, 2009 7<br />

Àâòîìàòèçàöèè


Приборы и средства автоматизации<br />

На оси по координате склонения 1 расположена наклонная<br />

ось по основной координате 2, верхний конец которой крепится<br />

к опоре. Вращение по оси 1 осуществляется вручную, вращение<br />

по оси 2 осуществляется с использованием следящего электропривода<br />

3 (СЭП) с системой управления 4. На основной оси<br />

укреплен фотоприемник 5 (ФП).<br />

При значениях мощности СФЭС (более 1Квт) суммарная площадь<br />

фотоэлементов может достигать S =10м ∑ 2 и более. С учетом<br />

размеров монтажной рамы получаются весьма значительные<br />

габариты ФП, что обусловливает ряд проблем:<br />

- для монтажа и профилактического обслуживания крупногабаритной<br />

гелиоустановки установки требуется специальное<br />

оборудование;<br />

- значительная масса и высота установки затрудняют ручную<br />

ориентацию по координате склонения;<br />

- большая высота установки предопределяет дополнительные<br />

знакопеременные ветровые нагрузки, разрушающие подвижную<br />

часть конструкции и силовую электромеханическую часть<br />

следящего электропривода а, следовательно, дополнительные<br />

расходы на упрочнение элементов конструкции.<br />

- заложенная в конструкции установки площадь фотоэлементов<br />

часто не соответствует реальной потребности пользователя<br />

в электрической мощности.<br />

Указанных недостатков лишены гелиоустановки в модульном<br />

исполнении, при котором общая площадь ФП разбивается на<br />

несколько отдельных площадей, образуя систему электрически<br />

связанных между собой наводящихся модульных ФП (рис. 3).<br />

Возможны несколько вариантов исполнения модульных ФП.<br />

В одном случае каждый модуль оснащается индивидуальной<br />

системой наведения, и приводится в движение независимо от<br />

8<br />

Рис. 2. Экваториальная ОПУ энергетической гелиоустановки<br />

без концентрации излучения с управлением<br />

по одной координате<br />

ВЕСТНИК<br />

Àâòîìàòèçàöèè<br />

Рис. 3. Конструкция модульной энергетической<br />

гелиоустановки<br />

остальных модулей. Но в целях экономии, можно сократить<br />

число систем наведения. В этом случае каждый модуль наводится<br />

на Солнце общим для всех модулей следящим электроприводом<br />

1, расположенном на ведущем модуле. При этом ведомые модули<br />

приводятся в движение помощью механической передачи, состоящей<br />

из одинаковых ведущего 2 и ведомого 3 шкивов, а также<br />

троса 4 между ними. Движение модулей «по Солнцу» обеспечивает<br />

электропривод. В противоположном направлении модули<br />

движутся под действием механических пружинных устройств<br />

5. Электрические выходы каждого ФП 6 кабелем соединены с<br />

общим приемником-распределителем 7. Число модулей и соответственно<br />

суммарную электрическую мощность установки<br />

легко изменить в соответствии с энергетической потребностью<br />

и финансовыми возможностями пользователя.<br />

Рекомендуемая электрическая мощность одного модуля составляет<br />

300Вт, а площадь единичного ФП равна 6м2, размер<br />

одной стороны ФП – 2,45м. Указанные габариты ФП предельные,<br />

когда обслуживание и ориентация по второй координате<br />

возможны вручную, без использования специальных вспомогательных<br />

средств. С другой стороны, указанная выходная<br />

электрическая мощность – минимальная для жизнеобеспечения<br />

одного человека.<br />

Таким образом, современные СФЭС объединяются общей<br />

операцией – наведением рабочего органа на Солнце, которую<br />

выполняет система наведения, состоящая из ОПУ и следящего<br />

электропривода (СЭП), от которого существенно зависят качество<br />

работы и производительность СФЭС.<br />

Условия эксплуатации и обслуживания СФЭС различны. В<br />

одних случа ях это промышленные установки с квалифицированным<br />

персоналом и хо рошо оснащенной материальной базой. В<br />

других случаях, это бытовые или сельскохозяйственные СФЭС<br />

с массовым применением, для которых характерно отсутствие<br />

квалифицированного персонала. Поэтому, для успешного решения<br />

задачи по увеличению масштабов использо вания солнечной<br />

энергии, т.е. широкого внедрения в практику СФЭС, требу ется<br />

разработка прежде всего простых и надежных следящих электро-<br />

№ 2 (<strong>24</strong>), <strong>июль</strong>, 2009


Приборы и средства автоматизации<br />

ДР – датчик рассогласования; М – электродвигатель постоянного тока;<br />

должны обеспечить необходимую<br />

точность слежения для любого типа<br />

гелиоустановок (ГУ) [2]. При этом в<br />

мировой практике для ориентации<br />

СФЭС используются системы наведения,<br />

в основе которых лежат электроприводы<br />

различных типов: шаговый<br />

в режиме программного управления<br />

Р – регулятор; РД – редуктор;<br />

от вычислительной машины или в ре-<br />

П – преобразователь; ИМ – исполнительный механизм.<br />

жиме часовой заводки с управлением<br />

Рис. 4. Обобщенная структурная схема следящего электропривода<br />

от задающего генератора импульсов<br />

постоянного тока СФЭС<br />

(для экваториальных координатных<br />

приводов с простейшим обслуживанием. Вместе с тем следящий<br />

электропри вод должен обеспечивать необходимую точность<br />

слежения. Следовательно, создание СЭП для широкого класса гелиоустановок<br />

с режимом автосопровождения, удовлетворяющего<br />

всем требованиям технологического процесса, представляет<br />

собой актуальную и вместе с тем сложную задачу.<br />

Известны СЭП оптических телескопов, обеспечивающие<br />

точность слежения, в предельном случае, до нескольких угловых<br />

секунд. В частности, к ним относятся системы наведения космических<br />

телескопов, со стоящие из программного устройства,<br />

одного или двух астродатчиков и собственно привода, включающего<br />

в себя необходимые корректирующие звенья. Особенностью<br />

работы СЭП таких телескопов является малая мощ ность<br />

полезного сигнала, на который должна быть сориентирована<br />

оптиче ская ось, и высокий уровень помех. Этим объясняется<br />

сложность, высокая стоимость, узкоспециализированное назначение<br />

устройств, вырабаты вающих управляющие сигналы<br />

следящих приводов телескопов. Данные СЭП относятся к категории<br />

специализированных и уникальных систем электропривода,<br />

применение которых в системах наведения СФЭС, имеющих<br />

меньшие точностные требования, технически и экономически<br />

неоправданно.<br />

В СФЭС объект сопровождения - Солнце - имеет мощный<br />

излучающий сигнал, на основе которого возможны более простые<br />

варианты создания сигнала управления с использованием<br />

датчиков рассогласования для систем наведения, которые<br />

осей); электропривод постоянного<br />

тока в режиме непрерывного слежения с управлением от датчика<br />

рассогласова ния; релейный следящий электропривод постоянного<br />

тока с управлением от датчика рассогласования.<br />

Исследования релейного электропривода следящей системы<br />

энергетической ГУ показали, что он имеет большую погрешность<br />

наведения - единицы угловых градусов, в связи с чем не<br />

может быть распростра нен на широкий класс ГУ. В тоже время<br />

шаговый электропривод представляется необоснованно сложным,<br />

дорогим и энергетически неэффективным.<br />

Поскольку в СФЭС источником электроэнергии является<br />

ФП, которая вырабатывает постоянный электри ческий ток, то<br />

в гелиотехнике традиционно за основу в системах наведения<br />

принят электропривод постоянного тока. Наиболее широкое<br />

применение получил электропри вод постоянного тока в режиме<br />

непрерывного или пошагового слежения с управлением от датчика<br />

рассогласования (рис. 4). При этом преобразователь который,<br />

в данном случае регулирует напряжение, следовательно, и<br />

скорость вращения двигателя постоянного тока, сравнительно<br />

дешев и прост.<br />

Однако при всех положительных качествах электропривода<br />

постоянного тока двигатели постоянного тока имеют сложную<br />

конструкцию, критичный в эксплуатации щеточный аппарат и<br />

сравнительно высокую стоимость.<br />

В последнее время в связи с бурным развитием силовой полупроводниковой<br />

техники и микроэлектроники открывается<br />

возможность в разработке и создании<br />

следящего электропривода на переменном<br />

токе [3].<br />

По сравнению с регулируемыми<br />

приводами постоянного тока, частотно-регулируемые<br />

электроприводы<br />

позволяют сократить расходы на эксплуатацию,<br />

поскольку основаны на<br />

применении электродвигателей пере-<br />

ДР - датчик рассогласования; М – электродвигатель переменного тока; менного тока, основными преимуще-<br />

МК- микроконтроллер; ПЧ – управляемый преобразователь частоты; ствами которых являются: низкая<br />

ММ – двухкоординатный мехатронный модуль.<br />

стоимость, малые габариты и масса,<br />

Рис. 5. Структурная схема предлагаемой системы следящего<br />

простота и надежность конструкции<br />

электропривода СФЭС на переменном токе<br />

(рис. 5).<br />

ВЕСТНИК<br />

№ 2 (<strong>24</strong>), <strong>июль</strong>, 2009 9<br />

Àâòîìàòèçàöèè


Приборы и средства автоматизации<br />

Важнейшим показателем в конкуренции на рынке сегодня<br />

является соотношение качество-цена. Специалисты прогнозируют<br />

высокие темпы снижения цены на IGBT-транзисторы,<br />

и преобразователи частот станут еще более доступные для<br />

потребителей, масштабы их внедрения уже в ближайшие<br />

годы станут массовыми, как и показывает опыт высокоразвитых<br />

стран.<br />

Наряду с этим использование современных средств микропроцессорной<br />

техники позволяет разработчикам создавать компактные,<br />

многофункциональные и высокоэффективные системы<br />

управления, которые удовлетворяют требованиям большинства<br />

технологических процессов. При этом для решения некоторых<br />

задач необходимо точное позиционирование исполнительного<br />

механизма, что особенно успешно может быть решено с помощью<br />

микроконтроллера, следовательно, и для осуществления<br />

процесса наведения ФП в СФЭС.<br />

В Алматинском институте энергетики и связи проводится<br />

работа по созданию и исследованию следящего электропривода<br />

систем наведения СФЭС. При этом были исследованы системы<br />

наведения по двум координатам с электроприводом, как на постоянном,<br />

так и на переменном токе, имеющими погрешно сть<br />

наведения в пределах 0,50 угловых градусов, что вполне удовлетворяет<br />

требованиям технологического процесса. На рис.<br />

6 приведен общий вид гелиоустановки с системой наведения,<br />

разработанной в АИЭС.<br />

10<br />

Рис. 6. Общий вид гелиоустановки с системой наведения<br />

разработанной в АИЭС<br />

Л и т е р а т у р а<br />

1. Овсянников Е.М., Электропривод энергетической гелиоустановки.//Привод<br />

и управление. МЭИ, 2000. №2.<br />

2. Овсянников Е.М., Датчики рассогласования для следящих<br />

электроприборов гелиоустановок.//Привод и управление. МЭИ,<br />

2001. №1.<br />

3. Залецкий В.С., Регулируемый электропривод на базе асинхронного<br />

электродвигателя.//МЭИ, 2008.<br />

ВЕСТНИК<br />

Àâòîìàòèçàöèè<br />

Новости Казахстана<br />

В минувшем июне в Астане прошла выставка «Россия-Казахстан:<br />

диалог стратегических партнеров», организованная<br />

по инициативе правительств двух стран. Более ста ведущих<br />

российских предприятий, от нефтедобывающих и машиностроительных<br />

до аграрных и химических, представители<br />

здесь свою продукцию.<br />

Площади в три с половиной тысячи квадратных метров<br />

едва хватило для того, чтобы на ней разместились многочисленные<br />

стенды российских компаний. Скажем, Ульяновская<br />

область представила автомобильную продукцию, в том числе<br />

специализированную технику и внедорожники, Самара<br />

– ракету-носитель «Союз», космические аппараты «Бион» и<br />

«Ресурс», предназначенные для биомедицинских исследований.<br />

Волгоградские компании презентовали новые автобусы<br />

и оросительную технику. Компания «ЕвроХим», производящая<br />

минеральные удобрения и внедряющая агротехнологии,<br />

представила актуальные проекты по совместному освоению<br />

и транспортировке углеводородных ресурсов Каспия.<br />

Выставка стала наглядным свидетельством того, что достигнутые<br />

договоренности стран-партнеров реализуются в<br />

конкретные контракты и проекты.<br />

Информационные системы, вычислительная техника и<br />

программное обеспечение, информатика и IT-менеджмент<br />

– все эти технологии века будут изучать студенты первого<br />

в Казахстане IT-университета, открывшегося в Алматы. Он<br />

призван стать ведущим профильным вузом в Центрально-<br />

Азиатском регионе.<br />

Международный университет информационных технологийбыл<br />

создан по поручению Президента Республики Казахстан<br />

в тесном сотрудничестве с американским IT-университетом<br />

Carnegie Mellon. Учредителями IT-университета являются<br />

АО «Национальный инфокоммуникационный холдинг «Зерде»<br />

и Университет международного бизнеса (UIB). Срок обучения<br />

в IT-университете – четыре года, выпускникам будут вручены<br />

дипломы государственного образца и сертификаты Carnegie<br />

Mellon, признанные во всем мире. В этом году для нового вуза<br />

выделено триста образовательных грантов. B IT-университете<br />

будут обучаться около 7500 учащихся, причем постигать науки<br />

они будут на казахском, русском и английском языках.<br />

№ 2 (<strong>24</strong>), <strong>июль</strong>, 2009


Е. В. ИВАНОВ,<br />

начальник отдела средств автоматизации (ОСА),<br />

У. Б.-А. МУХАВИЕНОВ,<br />

ведущий инженер ОСА,<br />

Н. А. АХМЕТЖАНОВ,<br />

инженер-программист 1 категории ОСА,<br />

Т. Б. СТЕПАНОВА,<br />

начальник конструкторского бюро<br />

проектно-сметного отдела (ПСО),<br />

Р. Р. ДАВЛЕСУПОВА,<br />

начальник отдела ПСО,<br />

ТОО «TNS-Intec»,<br />

г. Алматы<br />

ТОО «TNS-Intec» занимается решением целого ряда ком-<br />

плексных задач по автоматизации технологических процессов в<br />

промышленности, внедрению автоматизированных систем учета<br />

в энергетике и на транспорте, а также проектированием, сборкой<br />

и монтажом низковольтного распределительного оборудования.<br />

Наиболее часто приходится заниматься проектированием систем<br />

автоматики и телемеханики, разработкой и производством оборудования<br />

с использованием комплектующих ведущих мировых<br />

производителей, разработкой программного обеспечения систем<br />

АСУ ТП и SCADA, эксплуатационной и технической документации,<br />

обучением специалистов заказчика, монтажными, пусконаладочными<br />

работами и сдачей объектов «под ключ». Постоянно<br />

ведутся научно-изыскательские работы, которые основаны на<br />

материалах, полученных в результате обследования объектов<br />

нефтегазовой отрасли, энергетики и других отраслей.<br />

В настоящее время компания ведет разработку автоматизированной<br />

системы учета, контроля и анализа расхода дизельного топлива<br />

тепловозами (АСУ ДТ), при экипировке и эксплуатации во<br />

всех режимах работы. Система АСУ ДТ позволяет получать:<br />

· Достоверное и точное (с заданной точностью) исчисление<br />

объема, массы и расхода дизельного топлива за определенные<br />

временные периоды (сменные и календарные).<br />

Вести:<br />

· Коммерческий учет дизельного топлива во взаимоотношениях<br />

с поставщиками;<br />

· Контроль и сравнение реального расхода топлива с нормативными<br />

значениями при различных режимах работы тепловоза. Косвенную<br />

диагностику топливной аппаратуры тепловозов на основе<br />

данных расхода топлива при различных режимах работы;<br />

· Анализ работы тепловоза за смену с выделением:<br />

- режимов стоянки и движения,<br />

Приборы и средства автоматизации<br />

Применение расходомеров в автоматизированной<br />

системе учета дизельного топлива на тепловозах<br />

- работы дизеля на холостом ходу, под нагрузкой и остановленного,<br />

- характеристик движения тепловоза под тягой и выбегом,<br />

- пробега, средней технической скорости,<br />

- общего расхода топлива и др.;<br />

· Сводный анализ по группам тепловозов и подразделениям за<br />

определенные временные периоды (сменные и календарные);<br />

· Дополнительный непрофильный анализ работы тепловоза<br />

с выделением:<br />

- общего и точного времени стоянки и движения,<br />

- местонахождения тепловоза;<br />

· Формирование долговременной базы данных АСУ ДТ.<br />

В настоящее время вопрос об экономии топлива имеет<br />

большое практическое значение, поскольку значительная часть<br />

всех эксплуатационных расходов по тепловозному парку – это<br />

стоимость дизельного топлива, потребляемого тепловозами.<br />

Расход топлива тепловозом зависит от правильности регулировки<br />

дизелей и квалифицированного ухода за ними при эксплуатации,<br />

содержания тепловозов в технически исправном состоянии<br />

и степени использования их по мощности и времени. Одним<br />

из важных мероприятий, направленных на экономию топлива<br />

в тепловозах, является правильное нормирование его расхода.<br />

Сам факт установления нормы расхода топлива имеет важное<br />

значение и положительно сказывается на его экономии.<br />

Процесс функционирования топливной аппаратуры и дизель-генератора<br />

тепловоза как объекта контроля связан с тремя<br />

технологическими характеристиками:<br />

· количеством заправленного дизельного топлива;<br />

· остатком дизельного топлива в баке тепловоза;<br />

· расходом дизельного топлива дизель-генератором тепловоза.<br />

Достоверное и точное (с заданной точностью) исчисление<br />

указанных характеристик для различных режимов работы тепловоза<br />

является основным условием реализации назначения и<br />

целей АСКУ ДТ.<br />

В настоящее время в локомотивных депо железных дорог<br />

установлен порядок учета, контроля и нормирования расхода<br />

топлива маневровыми тепловозами. Он заключает в себе:<br />

· контроль количества топлива в баке тепловоза – проводится<br />

машинистом визуально по мерному стеклу, имеющему заводскую<br />

шкалу с ценой деления, равной 250 л (тепловоз ЧМЭ3);<br />

· учет расхода топлива за смену работы локомотива – осуществляется<br />

по разности количества топлива в баке тепловоза в<br />

начале и в конце смены. Массовый расход топлива рассчитывается<br />

машинистом по объемному расходу и заданной плотности<br />

топлива, принимаемой постоянной в течение определенного<br />

промежутка времени;<br />

· нормирование расхода топлива – осуществляется тепло-<br />

ВЕСТНИК<br />

№ 2 (<strong>24</strong>), <strong>июль</strong>, 2009 11<br />

Àâòîìàòèçàöèè


Приборы и средства автоматизации<br />

техником по времени и виду вы-<br />

Таблица 1<br />

полняемой маневровой работы<br />

с учетом фактических расходов,<br />

Технические характеристики расходомеров VZFA 20 и VZO 4 OEM и требования,<br />

предъявляемые к ним в рамках АСКУ ДТ<br />

достигнутых в предыдущее<br />

время.<br />

Значительные погрешно-<br />

№<br />

п/п<br />

Требования, предъявляемые<br />

к прибору в рамках АСКУДТ<br />

Расходомер подачи<br />

и возврата<br />

сти в определении количества дт в коллекторе<br />

топлива в баках тепловозов, а<br />

также невозможность проведе-<br />

Максимальная<br />

температура<br />

до +130 С<br />

ния анализа его расхода с учетом<br />

фактически выполненной<br />

работы, техническое состояние<br />

локомотивов влекут за собой искусственное<br />

завышение нормативов<br />

расхода топлива и создают<br />

условия для его использования<br />

не по назначению. Отсутствие<br />

заинтересованности машиниста<br />

в экономии топлива не позволяет<br />

топлива и параметров работы локомотива, автоматизации про-<br />

дать точную оценку эффективности работы, как его самого, так цессов измерения и регистрации, новых алгоритмов обработки<br />

и тепловоза.<br />

данных в условиях локомотивного депо.<br />

Эффективность учета, контроля, нормирования и анализа Прежде чем говорить о применении расходомеров VZFA 20<br />

расхода топлива тепловозами в эксплуатации можно повысить и VZO 4 OEM швейцарской фирмы «AquaMetro» для измерения<br />

за счет применения современных средств измерения расхода расхода топлива дизель-генератором тепловоза, необходимо<br />

хотя бы в общих чертах пояснить принцип работы отдельных<br />

элементов его топливной системы.<br />

В топливную систему входят: топливный бак, топливоподогреватель,<br />

топливоподкачивающий и ручной насосы, фильтры<br />

грубой и тонкой очистки, топливные насосы высокого давления,<br />

форсунки, регуляторы и трубопроводы (нагнетательный коллектор<br />

и сливной коллектор) с клапанами (см. рис. 1).<br />

Для преодоления значительного гидравлического сопротивления<br />

фильтров и обеспечения устойчивой работы топливных<br />

насосов дизеля, топливная система снабжена топливоподкачивающим<br />

агрегатом с подачей топлива, примерно в 3 раза превышающей<br />

потребность в нем дизель-генератора. При достижении<br />

давления 0,3-0,35 МПа (3,0-3,5 кгс/см2) в трубопроводе после<br />

1 – бак для топлива; 2 – заборное устройство;<br />

3, 21 – фильтры грубой очистки; 4 – фильтр тонкой очистки;<br />

5 – карман для ртутного термометра; 6, 8 – манометры;<br />

7, 9 – демпферы; 10 – вентиль выпуска воздуха из системы;<br />

топливоподкачивающего насоса поднимается клапан, соединяющий<br />

нагнетательную полость со сливным коллектором, для<br />

сброса излишнего топлива в бак.<br />

11 – топливный насос; 12 – форсунки; 13 – вентиль для Форсунка предназначается для распыления и распределе-<br />

слива топлива; 14 – предохранительный клапан;<br />

15 – перепускной клапан; 16 – труба слива просочившегося<br />

с форсунок топлива; 17 – подогреватель топлива;<br />

ния топлива в камере сгорания. Полость форсунки от камеры<br />

сгорания отделяет притертый конус иглы. Вследствие высокого<br />

18 – топливоподкачивающий агрегат; 19 – невозвратный давления часть топлива просачивается между иглой и корпусом<br />

клапан; 20 – топливоподкачивающий насос дизель-гене- распылителя во внутреннюю полость форсунки, смазывая труратора<br />

F2- Расходомер подачи дизельного топлива в нагнетательный<br />

коллектор<br />

щиеся поверхности. Излишек топлива из форсунки через неплотности<br />

между деталями отводится в сливной коллектор.<br />

F1- Расходомер возврата дизельного топлива в сливной Таким образом, для получения достоверной информации о<br />

коллектор<br />

расходе топлива дизель-генератором необходимо определять<br />

F3- Расходомер слива в бак дизельного топлива, просочившегося<br />

через зазоры распылителей форсунок<br />

Рис. 1. Схема топливной системы<br />

его как разницу подачи топлива в нагнетательный коллектор и<br />

расхода в сливном коллекторе.<br />

В процессе обследования тепловозного парка АО «Локомо-<br />

о<br />

Максимальная<br />

температура<br />

до +60 С<br />

Максимальный<br />

расход, л/ч - 1500<br />

Максимальный<br />

расход, л/ч - 80<br />

Максимальный<br />

расход, л/ч - 1500<br />

Максимальный<br />

расход, л/ч - 80<br />

Давление, атм - 16<br />

Максимальная<br />

Давление, атм - 32<br />

Максимальная<br />

Номинальное<br />

давление, атм - 16<br />

Максимальная<br />

Номинальное<br />

давление, атм - 32<br />

Максимальная<br />

погрешность<br />

измерений<br />

± 1,0%<br />

погрешность<br />

измерений<br />

± 1,0%<br />

погрешность<br />

измерений<br />

< ± 05 , % от фактического<br />

погрешность<br />

измерений<br />

± 1,0% от фактического<br />

значения<br />

значения<br />

- - Номинальный диаметр,<br />

мм - 20<br />

Номинальный диаметр,<br />

мм - 4<br />

о<br />

Максимальная<br />

температура<br />

до +130 С<br />

о<br />

Максимальная<br />

температура<br />

до +60 С<br />

о<br />

Расходомер слива<br />

Характеристики приборов<br />

VZFA 20 VZO 4 OEM<br />

1<br />

2<br />

3<br />

4<br />

5<br />

12<br />

ВЕСТНИК<br />

Àâòîìàòèçàöèè<br />

№ 2 (<strong>24</strong>), <strong>июль</strong>, 2009


Приборы и средства автоматизации<br />

тив» были выбраны 3 типа тепловозов, как<br />

наиболее распространенные и используемые<br />

в РК:<br />

· Тепловоз 2ТЭ10 (2ТЭ10У) – магистральный<br />

грузовой с электрической передачей<br />

постоянного тока. Предназначен для<br />

вождения грузовых поездов на железных<br />

дорогах колеи 1520 мм в зонах умеренного<br />

климата.<br />

· Тепловоз ТЭМ2 - для тяжелой маневровой<br />

работы.<br />

· Тепловоз ЧМЭ3 - для маневровой и<br />

вывозной работы.<br />

Рис. 2. Внешний вид расходомера<br />

VZFA 20 фирмы «AquaMetro»<br />

Рис. 3. Внешний вид расходомера<br />

VZO 4 OEM фирмы «AquaMetro»<br />

В настоящее время на рынке представ-<br />

счетное устройство). Стандартная модель – прибор с электронлено<br />

большое разнообразие моделей расходомеров для измерения ным многоцелевым счетным устройством, с интегрированным<br />

и учета расхода топлива на дизель-генераторах, как российского<br />

производства, так и западных произ-<br />

аналоговым и импульсным выходом<br />

водителей. Поэтому сегодня доста-<br />

Таблица 2<br />

точно трудно ориентироваться при Результаты испытаний расхода дизельного топлива в топливной системе<br />

выборе их для конкретных условий<br />

эксплуатации. Объективность при выборе<br />

определяется в большей степени<br />

№<br />

п/п<br />

Дата<br />

и время<br />

Значение расхода<br />

(на входе<br />

в коллектор), л<br />

Значение расхода<br />

(на выходе<br />

в коллектор), л<br />

Значение расхода<br />

(из форсунок), л<br />

VZO 4 OEM<br />

опытом использования приборов.<br />

VZFA 20<br />

VZFA 20<br />

Расходомеры VZFA 20 и VZO 4<br />

OEM фирмы «AquaMetro» наилуч-<br />

15<br />

15/11/08<br />

12:25:04<br />

2085имп*0,1=208,5 1188имп*0,1=118,8 1имп*0,005=0,005<br />

шим образом зарекомендовали себя<br />

при проведении опытно-конструк-<br />

14 15/11/08<br />

12:2 6:05 2207имп*0,1=220,7 1194имп*0,1=119,4 1имп*0,005=0,005<br />

торских работ по созданию автоматической<br />

системы учета дизельного<br />

топлива, в частности для определе-<br />

13<br />

12<br />

15/11/08<br />

12:2 7:01 15/11/08<br />

12:2 8:01 2307имп*0,1=230,7<br />

<strong>24</strong>19имп*0,1=<strong>24</strong>1,9<br />

1200имп*0,1=120,0<br />

1213имп*0,1=121,3<br />

1имп*0,005=0,005<br />

1имп*0,005=0,005<br />

ния его расхода дизель-генератором<br />

тепловоза. На рис. 2 представлен<br />

11 15/11/08<br />

12:2 9:08 2513имп*0,1=251,3 1225имп*0,1=122,5 1имп*0,005=0,005<br />

внешний вид расходомера VZFA 20,<br />

на рис. 3 – VZO 4 OEM.<br />

10 15/11/08<br />

12: 30:08 2600имп*0,1=260,0 1239имп*0,1=123,9 1имп*0,005=0,005<br />

Указанные расходомеры представляют<br />

собой счетчики жидкого<br />

9 15/11/08<br />

12: 31:09 2662имп*0,1=266,2 1250имп*0,1=125,0 1имп*0,005=0,005<br />

топлива с резьбовым или фланцевым<br />

соединением для вертикального<br />

или горизонтального монтажа с<br />

8<br />

7<br />

15/11/08<br />

12: 32:05 15/11/08<br />

12: 33:09 2711имп*0,1=271,1<br />

2763имп*0,1=276,3<br />

1261имп*0,1=126,1<br />

1273имп*0,1=127,3<br />

1имп*0,005=0,005<br />

1имп*0,005=0,005<br />

индикацией мгновенного расхода.<br />

Измеряемый расход 10….30000 ли-<br />

6 15/11/08<br />

12: 34:06 2810имп*0,1=281,0 1289имп*0,1=128,9 1имп*0,005=0,005<br />

тров в час для VZFA 20, от 1 до 200<br />

л/ч. – для VZO 4 OEM , с внешним<br />

5 15/11/08<br />

12: 35:07 2851имп*0,1=285,1 1309имп*0,1=130,9 1имп*0,005=0,005<br />

питанием. Счетчики компактные,<br />

легко и удобно монтируются и не<br />

4 15/11/08<br />

12: 36:08 2888имп*0,1=288,8 1333имп*0,1=133,3 1имп*0,005=0,005<br />

требуют дополнительного обслуживания.<br />

Принцип их работы основан<br />

на волюметрическом принципе<br />

3<br />

2<br />

15/11/08<br />

12: 37:04 15/11/08<br />

12: 38:05 2918имп*0,1=291,8<br />

2951имп*0,1=295,1<br />

1358имп*0,1=135,8<br />

1385имп*0,1=138,5<br />

1имп*0,005=0,005<br />

1имп*0,005=0,005<br />

измерения (вращательно-поступательное<br />

движение мерного стакана<br />

1 15/11/08<br />

12: 39: 30<br />

2995имп*0,1=299,5 14<strong>24</strong>имп*0,1=142,4 1имп*0,005=0,005<br />

в камере корпуса передается с<br />

помощью магнитной муфты на<br />

0 15/11/08<br />

12: 39: 55<br />

3008имп*0,1=300,8 1435имп*0,1=143,5 1имп*0,005=0,005<br />

ВЕСТНИК<br />

№ 2 (<strong>24</strong>), <strong>июль</strong>, 2009 13<br />

Àâòîìàòèçàöèè


Приборы и средства автоматизации<br />

Расходомеры серии VZF рассчитаны на долговременную работу<br />

с топливом любого качества, точность измерения которых<br />

практически не зависит от вязкости жидкости и профиля потока.<br />

Приборы могут работать в условиях сильных механических вибраций<br />

и/или высоких температур окружающей среды, отвечают<br />

требованиям железных дорог.<br />

Расходометры пригодны для установки как на напорной<br />

стороне, так и на стороне всасывания.<br />

Расходомеры VZFA 20, обозначенные на рис. 1 F1 и F2, установлены<br />

на входе в коллектор двигателя после фильтра тонкой<br />

отчистки и на выходе из коллектора. Расходометр VZO 4 OEM,<br />

обозначен на рис. 1 F3, установлен на трубе слива топлива, просочившегося<br />

через зазоры распылителей форсунок дизеля.<br />

В табл. 1 приведены технические характеристики расходомеров<br />

и требования, предъявляемые к расходомерам в рамках создания<br />

системы АСУ ДТ. Как видно из табл. 1 технические характеристики<br />

расходомеров соответствуют техническим требованиям, предъявляемым<br />

к приборам в рамках создания такой системы.<br />

Измерение значений расхода дизельного топлива в топливной<br />

системе производилось специалистами ТОО «TNS-Intec» при<br />

14<br />

Рис. 4. Место установки расходомера VZFA20 Рис. 5. Расходомер VZFA 20 в защитном кожухе<br />

Рис. 6. Место установки расходомера VZO 4 OEM<br />

ВЕСТНИК<br />

Àâòîìàòèçàöèè<br />

реостатных испытаниях тепловоза на позициях контроллера<br />

машиниста от 0 до 15 с помощью модуля аналогового ввода<br />

Adam 4117, преобразователя интерфесов Adam 4520 и ноутбука<br />

(см. табл. 2).<br />

Измерения расхода в топливной системе на входе в коллектор<br />

после фильтра тонкой отчистки и на выходе из коллектора<br />

показали, что расход топлива дизель-генератором<br />

при изменении № позиции контроллера машиниста с 15 до 0<br />

увеличивается.<br />

Измерения также показали, что количество топлива, просочившегося<br />

через зазоры распылителей форсунок дизеля, незначительно,<br />

примерно 0,005л.<br />

Расходомеры VZFA 20 и VZO 4 OEM соответствуют<br />

предъявленным требованиям как средство измерения расхода<br />

дизельного топлива. На рис. 4 и 6 показаны места установки<br />

расходомеров.<br />

Испытания показали, что примененное конструктивное решение<br />

оптимальное, не требует доработки. Защитный кожух (см.<br />

рис. 5) защищает расходомеры от несанкционированного доступа,<br />

механических повреждений, загрязнения поверхности приборов.<br />

Разработка сложного проекта АСУ ТП требует много времени,<br />

если отсутствуют готовые и проверенные типовые структуры<br />

и аппаратно-программные проектные решения. Накопленный<br />

опыт «TNS-Intec» позволяет существенно сократить сроки и<br />

стоимость их выполнения.<br />

Подводя итог, перечислим те преимущества, которые дают<br />

заказчику предлагаемые нами решения задач АСУ ТП. Речь<br />

идет о:<br />

· Бесперебойной и надежной работе системы с выполнением<br />

всех заданных функций.<br />

· Оптимизации и повышении эффективности контроля и<br />

управления технологическими процессами.<br />

· Возможности по хорошо документированным аппаратнопрограммным<br />

решениям проводить модернизацию.<br />

· Меньшей стоимости каждого этапа АСУ ТП, значит, и всей<br />

системы в целом.<br />

№ 2 (<strong>24</strong>), <strong>июль</strong>, 2009


Э. Ф. ОСИЕВСКИЙ,<br />

ведущий инженер ООО «СКБ ВЗЛЕТ»,<br />

А. И. РЯБИНКОВ,<br />

руководитель отдела исследований<br />

ООО «СКБ ВЗЛЕТ»,<br />

г. Санкт-Петербург<br />

Актуальность темы учета любого<br />

вида топлива и контроля за его расходом<br />

является сегодня очевидным фактом, который<br />

нет необходимости обосновывать.<br />

Различные контрольно-измерительные<br />

системы и приборы помогают осуществлять<br />

такой мониторинг на всех этапах<br />

жизни топлива: от добычи, транспортировки<br />

и переработки нефти до сжигания<br />

готового продукта в котлах и камерах<br />

сгорания двигателей. При этом расходомеры<br />

и счетчики топлива размещаются<br />

как на стационарных объектах, так и на<br />

транспорте (водном, железнодорожном,<br />

автомобильном).<br />

Однако отсутствие на рынке специализируемых<br />

систем учета не позволяет<br />

потребителю в полной мере использовать<br />

достижения научно-технического<br />

прогресса. Так, например, учет расхода<br />

дизельного топлива тепловозами в настоящее<br />

время производится, как правило,<br />

по разности количества топлива в баке<br />

тепловоза за определенный промежуток<br />

времени. При этом нередко заполнение<br />

бака определяется визуально, по мерному<br />

стеклу. Такой подход приводит к<br />

тому, что количество израсходованного<br />

тепловозом топлива измеряется с большой<br />

погрешностью, что, в свою очередь,<br />

вызывает определенные трудности в выполнении<br />

анализа расхода ГСМ с учетом<br />

фактически выполненной работы тепловозом<br />

и его технического состояния.<br />

В результате мы имеем искусственное<br />

завышение нормативов расхода топлива и<br />

отсутствие заинтересованности в его экономии.<br />

Альтернативой такого подхода является<br />

создание систем диспетчеризации<br />

и контроля за параметрами движения на<br />

железнодорожном транспорте с использованием,<br />

в том числе, и современных<br />

средств измерения расхода.<br />

По запросу организаций, занимающихся<br />

внедрением систем мониторинга<br />

транспортных средств, в ЗАО «Взлет»<br />

была разработана модификация расходомера-счетчика<br />

«Взлет МР» исполнения<br />

УРСВ-520V для измерения расхода и<br />

объема дизельного топлива в топливных<br />

системах тепловозов. Данный расходомер<br />

является следующим поколением хорошо<br />

известного нашим заказчикам расходо-<br />

1 – конусный переход; 2 – ниппель шаровый; 3 – накидная гайка;<br />

4 – штуцер; 5 – ИУ.<br />

Приборы и средства автоматизации<br />

мера-счетчика «Взлет МР» исполнения<br />

УРСВ-110, предназначенного для измерения<br />

расхода вязких жидкостей. По<br />

сравнению со своим предшественником<br />

он позволяет реализовывать многоканальную<br />

схему измерения расхода.<br />

Расходомер-счетчик ультразвуковой<br />

двухканальный «ВЗЛЕТ МР» исполнения<br />

УРСВ-520V предназначен для измерения<br />

среднего объемного расхода и объема<br />

топлива в напорных трубопроводах. Он<br />

удовлетворяет эксплуатационным требованиям,<br />

предъявляемым к оборудованию<br />

тепловозов, а также имеет возможность<br />

сопряжения с системой диспетчеризации<br />

и мониторинга. Расходомер УРСВ-520V<br />

может выполнять измерения в широких<br />

диапазонах температуры и вязкости<br />

рабочей среды в различных условиях<br />

эксплуатации.<br />

Отличительной особенностью конструкции<br />

измерительного участка (ИУ)<br />

расходомера УРСВ-520V является применение<br />

соединительной арматуры,<br />

используемой в топливных системах<br />

тепловозных дизельных двигателей.<br />

Конструкция ИУ представлена на рис. 1.<br />

В составе расходомера могут поставляться<br />

ИУ, изготовленные из углеродистой стали<br />

(ИУ-032), нержавеющей стали (ИУ-132) и<br />

стали 09Г2С (ИУ-232).<br />

Используемая в системах питания<br />

тепловозных двигателей схема с рециркуляцией<br />

топлива определяет способ применение<br />

двухканального расходомера УРСВ-<br />

520V. Измерительные участки расходомера<br />

устанавливаются в напорную и сливную<br />

магистраль (рис.2.) Расходомер производит<br />

измерения в обоих каналах и осуществляет<br />

обработку результатов измерения.<br />

Рис. 1. Сборно-сварная конструкция для установки ИУ в трубопровод<br />

Дополнительно к основным функциям<br />

измерения среднего объемного расхода и<br />

№ 2 (<strong>24</strong>), <strong>июль</strong>, 2009<br />

ВЕСТНИК<br />

Àâòîìàòèçàöèè<br />

15


Приборы и средства автоматизации<br />

объема топлива в расходомере УРСВ-520V<br />

предусмотрена возможность определения<br />

массового расхода и массы топлива по<br />

каждому каналу в соответствии с введенным<br />

в расходомер значением плотности<br />

топлива. В расходомере также реализован<br />

алгоритм автоматической коррекции установленных<br />

значений плотности и вязкости<br />

при изменении температуры и давления<br />

топлива в каждом трубопроводе.<br />

Для определения количества израсходованного<br />

топлива в расходомере<br />

УРСВ-520V к двум измерительным каналам<br />

добавлен третий – вычислительный<br />

канал. Он производит вычисление разности<br />

объемов (масс) топлива, прошедших<br />

через 1-ый и 2-ой каналы. Программно<br />

может задаваться разный порядок вычисления<br />

разности объемов (массы): V1<br />

– V2 (М1 – М2) или V2 –V1 (М2 – М1). Для<br />

обеспечения корректной работы расходомера<br />

вычисление разности производится<br />

только тогда, когда происходят измерения<br />

по обоим каналам. В противном случае<br />

расходомером фиксируется нештатная<br />

ситуация и вычисление разности объемов<br />

(массы) не происходит. Следует обратить<br />

внимание на то, что погрешность<br />

вычисления разности объемов (массы)<br />

определяется погрешностью, с которой<br />

эти объемы (массы) были измерены в<br />

каждом канале.<br />

16<br />

ВЕСТНИК<br />

Àâòîìàòèçàöèè<br />

Результаты измерений и вычислений<br />

по каждому каналу (в том числе и канала<br />

вычисления разности объемов) записываются<br />

во внутренние архивы: часовой,<br />

суточный, месячный и интервальный. Нештатные<br />

ситуации и отказы, возникающие<br />

в процессе эксплуатации расходомера,<br />

фиксируются в журналах нештатных ситуаций.<br />

Это позволяет проводить анализ<br />

работы расходомера и топливной системы<br />

в целом за различные периоды времени.<br />

Для обеспечения внешних связей<br />

расходомер УРСВ-520V имеет последовательные<br />

интерфейсы RS-232 и RS-485.<br />

Кроме того, в нем может быть использован<br />

модуль универсальных выходов, способный<br />

работать в импульсном, частотном<br />

и логическом режимах. Скорость обмена<br />

по интерфейсам и параметры связи, назначение<br />

универсальных выходов и их<br />

режимы работы, параметры выходных<br />

сигналов, а также отключение выходов<br />

устанавливаются программно.<br />

Расходомер-счетчик ультразвуковой<br />

УРСВ «ВЗЛЕТ МР» исполнения УРСВ-<br />

520V может применяться как на железнодорожном,<br />

так и морском транспорте. При<br />

этом использование данного расходомера<br />

в системах мониторинга транспортных<br />

средств позволяет:<br />

- определять текущий расход топлива;<br />

- объем израсходованного топлива;<br />

Рис. 2. Принципиальная схема установки расходомера УРСВ-520V в систему<br />

питания тепловозного двигателя<br />

- контролировать режимы работы<br />

двигателя;<br />

- производить нормирование и анализ<br />

расхода топлива в различных режимах<br />

эксплуатации транспорта.<br />

Возможности эксплуатации расходомера<br />

УРСВ-520V не ограничиваются<br />

только указанными системами. Данный<br />

расходомер может быть установлен и на<br />

стационарных объектах, на которых производится<br />

отбор топлива из рециркуляционной<br />

магистрали. Расходомер УРСВ-<br />

520V может быть применен не только для<br />

измерения расхода дизельного топлива, но<br />

и других типов жидкостей (в том числе и<br />

мазутов) в широких диапазонах их температуры<br />

и вязкости.<br />

Во всех рассмотренных случаях<br />

надежная и стабильная работа ультразвуковых<br />

расходомеров определяется<br />

рядом факторов, главным из которых<br />

является выполнение следующего условия:<br />

режим течения и состав рабочей<br />

жидкости не должны препятствовать<br />

распространению в ней ультразвуковых<br />

колебаний. Образование в топливной<br />

магистрали областей разрежения и (или)<br />

наличие в рабочей жидкости большого<br />

количества газовых включений приводит,<br />

как правило, к неустойчивой работе<br />

ультразвуковых расходомеров. Положительный<br />

опыт эксплуатации расходомеров<br />

УРСВ-520V на железнодорожном<br />

и морском транспорте показывает, что<br />

существующие там топливные системы<br />

позволяют использовать в них ультразвуковые<br />

расходомеры для учета расхода<br />

топлива.<br />

Мы надеемся, что расходомер-счетчик<br />

ультразвуковой УРСВ «ВЗЛЕТ МР»<br />

исполнения УРСВ-520V найдет широкое<br />

применение в составе информационноизмерительных<br />

систем и комплексов на<br />

железнодорожном и морском транспорте,<br />

а также в нефтегазовой, химической и<br />

других отраслях промышленности.<br />

№ 2 (<strong>24</strong>), <strong>июль</strong>, 2009


Приборы и средства автоматизации<br />

Интеллектуальные реле давления и температуры<br />

По материалам компании «TekKnow»,<br />

г. Алматы<br />

В последнее время, в связи с развитием<br />

компьютерной техники, в автоматизированных<br />

системах управления все чаще<br />

используются датчики, имеющие аналоговый<br />

выход. Кроме того, все большее<br />

применение находят интеллектуальные<br />

датчики с протоколами HART, FieldBus<br />

и т.д. А датчики с дискретным выходом<br />

(их еще называют реле или сигнализаторы)<br />

нередко незаслуженно обходятся<br />

вниманием.<br />

Очень часто приходится слышать<br />

вопрос – существуют ли реле (сигнализаторы)<br />

давления или температуры с<br />

самодиагностикой, которая постоянно<br />

показывала бы состояние прибора? Он<br />

возникает в связи с тем, что реле давления<br />

и температуры применяются в ответственных<br />

технологических процессах.<br />

Что можно ответить на это? Да,<br />

такие сигнализаторы имеются. Например,<br />

электронные реле (сигнализаторы)<br />

давления (в том числе и вакуума), перепада<br />

давления и температуры серии<br />

One американской компании «United<br />

Electric Controls». Эта компания осно-<br />

Рис. 1. Реле серии One<br />

вана в 1931 году и расположена в г.<br />

Уотертаун (близ Бостона), США. Специализируется<br />

и является лидером в<br />

производстве реле давления, перепада<br />

давления и температуры. Ее продукция<br />

предназначена, в первую очередь, для<br />

защиты оборудования, производства и<br />

персонала в различных областях промышленности<br />

и выполняет функции<br />

противоаварийной защиты, сигнализации,<br />

пуска/останова и т.д.<br />

Уже много лет продукция фирмы «United<br />

Electric» поставляется в Россию, в том<br />

числе в составе импортного оборудования,<br />

включая турбины, компрессоры, насосы.<br />

А в 2002 г. фирма открыла собственное<br />

представительство в России.<br />

Вот основные группы предлагаемого<br />

оборудования:<br />

- Электронные реле давления, перепада<br />

давления и температуры (серия One)<br />

(рис. 1).<br />

- Электромеханические сигнализаторы<br />

давления, перепада давления и температуры<br />

во взрывозащищенном исполнении<br />

(исполнение – взрывонепроницаемая<br />

оболочка, Exd).<br />

- Электромеханические сигнализаторы<br />

давления, перепада давления и температуры<br />

общего назначения (исполнение<br />

– искробезопасная цепь, Exia).<br />

- Недорогие электромеханические<br />

сигнализаторы для комплектования комплексного<br />

оборудования (OEM).<br />

Именно электронные реле серии One<br />

имеют функцию самодиагностики. Персонал<br />

непрерывно получает информацию о<br />

состоянии прибора.<br />

В соответствии с возникшим вопросом<br />

далее рассмотрим реле именно этой<br />

серии.<br />

Электронные реле серии One представляют<br />

собою новый специальный класс<br />

приборов, если сравнивать их с электромеханическими<br />

сигнализаторами и интеллектуальными<br />

преобразователями.<br />

Характеристики электромеханического<br />

реле и интеллектуального датчика.<br />

Электромеханическое реле:<br />

- обнаруживает пороговое состояние<br />

процесса и передает в систему управления<br />

дискретный сигнал;<br />

- является двухпроводным устройством;<br />

- не требует питания;<br />

- является очень простым и недорогим<br />

устройством.<br />

Рассмотрим теперь ограничения электромеханического<br />

реле:<br />

- оно является слепым устройством;<br />

- оно не дает никакой информации о<br />

состоянии процесса;<br />

- для некоторых применений надежность<br />

его недостаточно высока (как у<br />

всякого электромеханического прибора);<br />

- оно не дает никакой информации<br />

о себе самом (самодиагностика отсутствует).<br />

Интеллектуальный датчик (преобразователь):<br />

- электронное устройство, передающее<br />

в систему управления информацию о состоянии<br />

процесса, используя аналоговый<br />

сигнал;<br />

- двухпроводное устройство, которое<br />

получает питание от системы;<br />

- дает информацию о состоянии самого<br />

прибора (обладает функцией самодиагностики);<br />

- не имеет движущихся частей и отличается<br />

высокой точностью и надежностью;<br />

ВЕСТНИК<br />

№ 2 (<strong>24</strong>), <strong>июль</strong>, 2009 17<br />

Àâòîìàòèçàöèè


Приборы и средства автоматизации<br />

18<br />

- имеет дисплей для местного показа-<br />

ния параметра;<br />

- довольно дорогое устройство.<br />

Электронные реле сочетают задачу<br />

определения порогового состояния процесса<br />

с дополнительными возможностями<br />

интеллектуального преобразователя,<br />

поэтому электронное реле можно назвать<br />

также «интеллектуальным» реле<br />

(или smart-реле). Во многих случаях оно<br />

является прекрасной альтернативой дорогостоящим<br />

интеллектуальным датчикам,<br />

но по гораздо меньшей цене.<br />

Характеристики электронных реле.<br />

- Диапазоны:<br />

Давление: от 0÷0,3 бар до 0÷310,3 бар<br />

Перепад давления: от 0÷344,7 мбар до<br />

0÷13,8 бар<br />

Температура: от -45÷232ºС до -45÷538ºС<br />

и -184÷93ºС<br />

- Реле получает питание и передает<br />

дискретный сигнал по двум проводам.<br />

- Реле имеет жидкокристаллический<br />

дисплей, на котором отображается<br />

значение параметра и конфигурация<br />

прибора, и клавиатуру из двух кнопок,<br />

с помощью которых осуществляется<br />

конфигурирование прибора и просмотр<br />

информации.<br />

- Точность дисплея равна 0,5% от<br />

диапазона.<br />

- Ноль и шкала прибора могут изменяться<br />

в пределах ±10% от диапазона.<br />

- Гистерезис может изменяться в<br />

пределах от 0 до 100% от диапазона.<br />

- Уставка сигнализации изменяется в<br />

диапазоне от 0 до 100% диапазона с помощью<br />

несложного алгоритма. Для задания<br />

уставки не требуется калибратора.<br />

- В нормальном режиме (когда сигнализация<br />

еще не сработала) на экране<br />

отображается значение параметра. Когда<br />

уставка сигнализации достигнута, то на<br />

ВЕСТНИК<br />

Àâòîìàòèçàöèè<br />

экране попеременно отображается значение<br />

уставки и параметра.<br />

- Имеется функция ручного сброса,<br />

которая может быть включена или выключена.<br />

- Предусмотрена функция задержки<br />

срабатывания, предотвращающая<br />

срабатывание на пиках (фильтр ложных<br />

срабатываний). Задержка может<br />

составить 0,25; 0,5; 1 или 2 сек. Если<br />

данная опция выключена, время реакции<br />

равно 50 мс.<br />

- Прибор записывает минимальное<br />

и максимальное значения параметра,<br />

которые можно посмотреть на дисплее с<br />

помощью последовательности нажатия<br />

кнопок. По желанию пользователя эти<br />

значения могут быть сброшены.<br />

- Приборы могут иметь опциональный<br />

выход 4-20 мА.<br />

- Предусмотрена защита от несанкционированного<br />

доступа к конфигурированию.<br />

- Степень защиты от воздействия окружающей<br />

среды - IP 66.<br />

- Прибор имеет запатентованнуюсистему<br />

самодиагностики<br />

IAW (аббревиатура<br />

IAW соответствует<br />

выражению «I am working», что означает<br />

«Я работаю»). Система IAW может<br />

предоставлять информацию о состоянии<br />

и работоспособности сигнализатора как<br />

локально (на дисплее), так и удаленно,<br />

по тем же двум проводам, по которым<br />

осуществляется переключение реле.<br />

- Сигнализация по системе IAW отображается<br />

также на дисплее с помощью<br />

специального вращающегося символа.<br />

- Удаленная сигнализация может быть<br />

включена или выключена. При включении<br />

системы IAW дискретный выходной сиг-<br />

Рис. 2. Диаграмма диагностики<br />

наличия «нормальных» колебаний<br />

нал имеет три (а не два) состояния:<br />

- В случае засорения чувствительного<br />

элемента возникает соответствующая<br />

надпись на дисплее. Индикация<br />

засорения выполняется следующим<br />

образом. Проводится мониторинг<br />

давления для проверки наличия «нормальных»<br />

колебаний. Если колебания<br />

прекращаются (рис. 2), то засекается<br />

время. Если время отсутствия колебаний<br />

больше заданного, выдается местная<br />

сигнализация засорения (надпись)<br />

и дистанционная сигнализация отказа<br />

по системе IAW.<br />

Таким образом, по аналогии с интеллектуальными<br />

преобразователями, можно<br />

назвать электронные реле (сигнализаторы)<br />

серии One компании «United Electric<br />

Controls» «интеллектуальными» реле.<br />

По всем интересующим вопросам<br />

обращайтесь по адресу:<br />

г. Алматы, пр. Абая, 155, офис 11, 12<br />

тел/факс: +7 (727) 250-74-42,<br />

250-50-48, 263-73-05<br />

e-mail: sales@tekknow.kz<br />

www.tekknow.kz<br />

№ 2 (<strong>24</strong>), <strong>июль</strong>, 2009


А.Е. КРЫМ,<br />

ООО «СКБ ВЗЛЕТ»,<br />

г. Санкт-Петербург<br />

Управление технологическими процессами во многих отраслях<br />

промышленности связано с измерением уровня. Современные системы<br />

автоматизации производства требуют статистических и информационных<br />

данных, позволяющих оценить затраты, предотвратить убытки,<br />

оптимизировать управление производственным процессом, повысить<br />

эффективность использования сырья. Этот постоянно возрастающий<br />

спрос на информацию приводит к необходимости применения в системах<br />

контроля не простых сигнализаторов, а средств, обеспечивающих<br />

непрерывное измерение уровня.<br />

Помимо этого, действующее законодательство в области водоотведения<br />

вынуждает абонентов водопроводно-канализационных хозяйств<br />

в ряде городов России в сжатые сроки устанавливать узлы учета отводимых<br />

стоков. Данная задача является не простой, учитывая реальное<br />

техническое состояние сетей и безнапорный режим стоков. В отличие от<br />

напорных потоков, при безнапорном течении в основном используется<br />

косвенный метод измерения расхода, регламентированный методиками<br />

Госстандарта. Реализация данного метода также связана с измерением<br />

уровня и последующим пересчетом его в расход.<br />

Для решения данных задач на фирме «Взлет» производятся ультразвуковые<br />

приборы «Взлет УР-2ХХ» и «Взлет РСЛ-212». Концепция уровнемера<br />

рассчитана на максимальную функциональность и удобство монтажа<br />

с целью расширить область его применения. Большинство заводских<br />

параметров объединено в настроечные профили, позволяющие быстро<br />

произвести настройку прибора. Режим “развертка” позволяет просмотреть<br />

все регистрируемые сигналы без применения осциллографа. Использование<br />

различных типов датчиков позволяет увеличить температурный<br />

диапазон, диапазон измеряемых дистанций ~ до 30м. Наличие фланцевых<br />

и подвесных систем дает возможность максимально упростить монтаж<br />

прибора и в ряде случаев отказаться от юстировки акустической системы<br />

за счет применения гибкого подвеса. Это становится весьма актуально при<br />

установке на крупногабаритные тонкостенные емкости, расположенные<br />

на улице. При перепадах окружающей температуры емкость начинает<br />

деформироваться и юстировка сбивается, что может приводить к потерям<br />

сигнала, особенно при измерениях больших дистанций.<br />

Уровнемер имеет двухканальное исполнение, позволяющее измерять<br />

перепад уровней в различных точках. Такой режим работы прибора<br />

актуален для гидроэлектростанций, где необходимо контролировать<br />

разницу уровней между верхним и нижним бьефом, так называемый<br />

напор. Кроме того, производятся измерения уровней для контроля<br />

степени загрязнения сороудерживающих решеток, так как ГЭС собирает<br />

значительное количество плавникового мусора, особенно в<br />

период паводка. По разнице уровней до и после решетки определяется<br />

периодичность очистки. В настоящий момент для измерения уровня<br />

на ГЭС (Волховская ГЭС, каскад Вуоксинских ГЭС и т.д.), как правило,<br />

используются визуальные, поплавковые или гидростатические средства<br />

измерений. Многие методы устарели и имеют значительные недостатки<br />

(человеческий фактор, наличие контакта с контролируемой средой,<br />

наличие движущихся частей, ошибки измерения вследствие движения<br />

жидкости, изменения плотности жидкости и т.д.). Отсутствие контакта<br />

с измеряемой средой дает ультразвуковому методу существенное преимущество,<br />

однако известны и недостатки, которыми часто «грешат»<br />

ультразвуковые приборы:<br />

– большое расхождение конуса излучения датчиков, вследствие чего,<br />

отражения от стационарных и нестационарных препятствий (например,<br />

мешалок) могут вызвать ошибки измерений;<br />

Приборы и средства автоматизации<br />

– использование исключительно температурной коррекции скорости<br />

ультразвука в окружающей среде (будучи сильно зависимой от температуры,<br />

скорость ультразвука существенно зависит также от состава воздуха,<br />

например от процентного содержания CO2). Скорость ультразвука<br />

также зависит от давления воздуха (связанные с изменениями давления<br />

в нормальной атмосфере относительные изменения скорости звука составляют<br />

приблизительно 5%) и влажности (разница скорости в сухом<br />

и насыщенном влагой воздухе составляет около 2%).<br />

В уровнемере «Взлет УР-2ХХ» предусмотрено несколько алгоритмов<br />

выбора полезного сигнала и дополнительные настройки слежения<br />

за сигналом, которые позволяют отстроиться от помех, вызванных<br />

переотражениями от стационарных и нестационарных препятствий в<br />

большинстве условий применения. Использование наряду с термокомпенсацией<br />

скорости ультразвука, систем с реперным отражателем, по<br />

времени прихода сигнала, от которого определяется фактическая скорость,<br />

дает возможность избежать дополнительной погрешности. Кроме<br />

того, на очистных сооружениях ГУП «Водоканал» г. Санкт-Петербурга,<br />

системы с реперным отражателем были установлены на открытом воздухе,<br />

где приборы с термокомпенсацией вследствие нагрева на солнце<br />

термопреобразователей давали значительную погрешность измерений<br />

и показали отсутствие данного эффекта.<br />

Расходомер «Взлет РСЛ-212» разработан на базе «Взлет УР-211» и<br />

предназначен для измерения расхода в безнапорных потоках. Вследствие<br />

специфики применения прибора для него разработаны свои компактные<br />

акустические системы с упорным фланцем (АС-811, АС-901), ориентированные<br />

на небольшие дистанции и установку преимущественно на<br />

трубопроводах. Для установки на открытые лотки возможно использование<br />

фланцевых систем аналогично прибору «Взлет УР-211». Ввод<br />

расходной характеристики может осуществляться как в произвольном<br />

виде по точкам (характеристика рассчитана пользователем, снята экспериментально),<br />

так и в режиме расчета характеристики для трубопровода<br />

(U-образного лотка) по исходным данным (пара значений уровень<br />

- скорость) в соответствии с МИ 2220-96 «Расход сточной жидкости в<br />

безнапорных трубопроводах. Методика выполнения измерений».<br />

Испытания прибора проходили на Выборгской ТЭЦ (ТЭЦ-17) г.<br />

Санкт-Петербурга. Для установки было выбрано два технологических<br />

стока, на которых были ранее смонтированы приборы «Взлет РСЛ»<br />

старого образца. Места установки оставили прежними, это были два технологических<br />

трубопровода диаметрами 390 и 715 мм, расположенные<br />

в колодцах. На одном из стоков (Ду 715мм) происходило интенсивное<br />

парение с образованием конденсата, что осложняло работу прежнего<br />

прибора, оснащенного акустической системой с синтепоновым звукопоглощающим<br />

покрытием и кольцевым репером. Температура газовой<br />

среды вокруг акустической системы составляла приблизительно +35ºС.<br />

В данных условиях было решено применить АС-901 с отсутствием<br />

синтепона и кольцевым репером. На другом выпуске была установлена<br />

АС-811 с термодатчиком. В ходе испытаний были устранены мелкие<br />

программные недочеты и уточнена конструкция акустических систем, в<br />

частности изменена форма репера у АС-901. В частности, выяснилось, что<br />

импульс отчистки, подаваемый периодически на акустический датчик,<br />

имеет недостаточную мощность для условий интенсивного парения.<br />

После месяца работы АС-901 произошла потеря сигнала, вызванная<br />

временным отключением питания, во время которой отчистка не<br />

производилась, и накопилось значительное количество конденсата на<br />

излучающей поверхности датчика. После включения питания датчик не<br />

вернулся в нормальный режим работы. Данный факт был учтен и система<br />

сброса доработана. В целом приборы продемонстрировали стабильную<br />

работу и надежность показаний.<br />

Как показал опыт использования «Взлет УР-2ХХ» и «Взлет РСЛ-212»,<br />

за счет гибкости в настройках и конфигурации приборы способны решать<br />

самые разнообразные задачи. Расширение номенклатуры акустических<br />

датчиков позволит еще больше расширить сферу их применения.<br />

ВЕСТНИК<br />

№ 2 (<strong>24</strong>), <strong>июль</strong>, 2009 19<br />

Àâòîìàòèçàöèè


Приборы и средства автоматизации<br />

32<br />

Интересное решение: АСУТП котлоагрегата<br />

По материалам<br />

ТОО «Автоматизация<br />

и Технологии»,<br />

г. Алматы<br />

Проблема модернизации системы<br />

контроля и управления энергетиче-<br />

ским оборудованием остро стоит<br />

практически на всех электростан-<br />

циях Казахстана. Находящиеся в<br />

эксплуатации традиционные си-<br />

стемы КИПиА, базирующиеся на<br />

устаревших вторичных приборах,<br />

средствах регулирования и релейной<br />

аппаратуры, не отвечают совре-<br />

менным требованиям к автомати-<br />

зированным системам по составу<br />

информационных и управляющих<br />

функций. Кроме того, на поддер-<br />

жание работоспособности парка<br />

вторичных приборов (устаревших<br />

и снятых с производства) и закупки<br />

расходных материалов тратятся<br />

значительные средства. Создавае-<br />

мые на некоторых электростанциях<br />

локальные информационные подси-<br />

стемы решают отдельные задачи и<br />

не имеют связей с другими традици-<br />

онными средствами управления.<br />

Предлагаемая ТОО «Автомати-<br />

зация и Технологии» АСУТП базиру-<br />

ется на аппаратно-резервируемом<br />

контроллере и рабочих станциях.<br />

Объектами управления АСУТП<br />

ВЕСТНИК<br />

Àâòîìàòèçàöèè<br />

являются:<br />

• топливный тракт (газ-мазут)<br />

• водопаровой тракт;<br />

• газовоздушный тракт.<br />

АСУ ТП котлоагрегата представляет<br />

собой открытую, трехуровневую систе-<br />

му, связанную локальными сетями.<br />

Уровень управления технологиче-<br />

ским процессом котельного агрегата<br />

содержит:<br />

• АРМ машиниста котла (две<br />

рабочие станции - основная и резерв-<br />

ная, каждая станция поддерживает<br />

2 монитора и экран коллективного<br />

пользования);<br />

• дублированную Л ВС Ethernet и<br />

сетевое оборудование для связи с 2-м<br />

уровнем;<br />

Рис. 1. Кызылординская ТЭЦ. Пульт управления машиниста котла<br />

• принтер для распечатки отчетной<br />

документации.<br />

Уровень оборудования сбора,<br />

обработки информации, формиро-<br />

вания управляющих воздействий<br />

содержит:<br />

• контроллеры Simatic CPU414-4H<br />

основной и резервный;<br />

• резервированные станции ввода<br />

- вывода ЕТ-200М для измерения пара-<br />

метров и управления горелками;<br />

• резервированные станции ввода-<br />

вывода ЕТ-200М для измерения пара-<br />

метров и управления водопаровым и<br />

газовоздушным трактами.<br />

Связь основного и резервного кон-<br />

троллера со станциями ввода-вывода<br />

осуществляется по резервированной<br />

сети Profibus DP.<br />

Связь основного и резервного<br />

№ 2 (<strong>24</strong>), <strong>июль</strong>, 2009


контроллеров с АРМ машиниста осу-<br />

ществляется по дублированной сети<br />

Ethernet.<br />

Нижний уровень содержит:<br />

• датчики и исполнительные меха-<br />

низмы газовых горелок;<br />

• датчики и исполнительные меха-<br />

низмы паро-мазутопроводов;<br />

• датчики, исполнительные меха-<br />

низмы запорно-регулирующей арма-<br />

туры водопарового и газовоздушного<br />

трактов.<br />

Компоновка оборудования АСУТП<br />

Рабочие станции размещены в от-<br />

дельном помещении ГрЩУ на пульте<br />

машиниста котла, в состав которого<br />

входят:<br />

• 2 промышленных компьютера;<br />

• 4-цветных монитора;<br />

• источники бесперебойного пита-<br />

ния и принтер.<br />

Два экрана коллективного поль-<br />

зования установлены напротив<br />

пульта машиниста котла. Контрол-<br />

лерное оборудование расположено<br />

в напольных шкафах (габаритами<br />

2000x800x600).<br />

Рис. 2. Кызылординская ТЭЦ. Шкафы управления<br />

Питание контроллерного оборудо-<br />

вания осуществляется от отдельного<br />

резервированного шкафа питания.<br />

Общая характеристика функций<br />

АСУ ТП<br />

Все функции АСУТП структурно<br />

подразделены на:<br />

- информационные функции в<br />

установленном объеме для АСУТП;<br />

- функции дистанционного управ-<br />

ления запорной, регулирующей арма-<br />

турой и механизмами котла;<br />

- функции автоматического регу-<br />

лирования в типовом объеме;<br />

- функции технологической за-<br />

щиты (защиты аварийного останова;<br />

снижения нагрузки котла; локальные<br />

защиты и защитные блокировки).<br />

Программное обеспечение АСУ<br />

ТП разработано с использованием<br />

пакета PCS 7 («Siemens»).<br />

Приборы и средства автоматизации<br />

Обучение оперативного персонала<br />

АСУ ТП котлоагрегата дополни-<br />

тельно комплектуется тренажером<br />

на базе автономного персонального<br />

компьютера для обучения оператив-<br />

ного персонала и восстановления на-<br />

выков после длительного отсутствия<br />

на рабочем месте.<br />

В рамках реконструкции обо-<br />

рудования на Кызылординской ТЭЦ<br />

указанная АСУТП эксплуатируется на<br />

котлоагрегате БКЗ-220-100 ст. №9. Ве-<br />

дутся также работы по ее внедрению<br />

на котлоагрегате БКЗ-220-100 ст. №6.<br />

ВЕСТНИК<br />

№ 2 (<strong>24</strong>), <strong>июль</strong>, 2009 33<br />

Àâòîìàòèçàöèè<br />

Адрес<br />

ТОО «Автоматизация<br />

и Технологии»:<br />

Республика Казахстан,<br />

050062 г. Алматы,<br />

2-ой микрорайон, дом № 40 А<br />

Телефоны:<br />

+7 (727) 277-44-94<br />

+7 (727) 277-45-66<br />

Факс:<br />

+7 (727) 226-94-00,<br />

+7 (727) 226-94-01<br />

http://automation.kz<br />

e-mail: office@automation.kz<br />

Skype: at-office


Измерение, контроль, диагностика<br />

Е. П. ПИСТУН,<br />

д-р техн. наук, профессор., заведующий кафедрой<br />

автоматизации тепловых и химических процессов<br />

Национального университета<br />

«Львовская политехника»,<br />

председатель правления ЗАО «Институт энергоаудита<br />

и учета энергоносителей»,<br />

Л. В. ЛЕСОВОЙ,<br />

канд. техн. наук, доцент кафедры автоматизации тепловых<br />

и химических процессов Национального университета<br />

«Львовская политехника»,<br />

Украина, г. Львов<br />

Казахстан, как и другие страны СНГ, принял новый комплекс<br />

межгосударственных стандартов ГОСТ 8.586.1,2,3,4,5-2005 [1-5],<br />

нормирующий измерение расхода и количества веществ по методу<br />

переменного перепада давления с помощью стандартных сужающих<br />

устройств, и приступает к внедрению этого нового нормативного<br />

документа.<br />

Он разработан на базе нового комплекса международных<br />

стандартов ISO 5167-1,2,3,4:2003 [6-9] и повторяет, а в некоторых<br />

вопросах и существенно дополняет международный стандарт ISO<br />

5167-1,2,3,4:2003. Следует особо отметить, что новый нормативный<br />

документ дополнен отдельным стандартом ГОСТ 8.586. 5-2005<br />

– «Методика выполнения измерений» [5].<br />

В странах СНГ до введения стандартов ГОСТ 8.586.1,2-<br />

,3,4,5-2005 [1-5] действовали и еще действуют предыдущие<br />

нормативные документы РД50-213-80 [10] и ГОСТ 8.563.1,2,3<br />

[11-13]. Хотя ГОСТ 8.563.3-97 [13] в силу его несовершенства<br />

так и не нашел широкого применения.<br />

Рассмотрим основные особенности комплекса межгосударственных<br />

стандартов ГОСТ 8.586.1,2,3,4,5-2005 и его отличия<br />

от применявшихся нормативных документов РД50-213-80 [10],<br />

34<br />

ВЕСТНИК<br />

Àâòîìàòèçàöèè<br />

УДК 006.354.032:681.121.84:532.575.52<br />

Рассмотрены особенности нового комплекса межгосударственных стандартов ГОСТ 8.586.1,2,3,4,5-2005, нормирующего<br />

измерение расхода и количества веществ по методу переменного перепада давления с помощью стандартных<br />

сужающих устройств, и его отличия от ранее применявшихся нормативных документов.<br />

Special features of new GOST 8.586.1,2,3,4,5-2005 complex of interstate standards normalizing measurement of flow rate<br />

and volume of liquids and gases by means of standard pressure differential devices are considered. Distinction between the new<br />

complex of interstate standards and previous normative documents is discussed.<br />

ГОСТ 8.563.1-97 [11] и ГОСТ 8.563.2-97 [12]. Они, в частности,<br />

следующие:<br />

1) Изменена номенклатура сужающих устройств: вместо диафрагмы<br />

с радиальным отбором давления введена диафрагма с<br />

трехрадиусным отбором давления, введено эллипсное сопло.<br />

2) Смещены в меньшую сторону диапазоны допускаемых<br />

значений относительного диаметра отверстия или горловины<br />

сужающего устройства.<br />

3) Введены новые формулы для расчета коэффициентов<br />

истечения для диафрагм – вместо уравнений Штольца введены<br />

уравнения Reader-Harris/Gallager (РХГ). Анализ значений<br />

коэффициентов истечения, вычисленных по этим уравнениям,<br />

рассмотрен в [14].<br />

4) Введены новые формулы для расчета коэффициентов<br />

расширения газообразной среды на сужающем устройстве для<br />

диафрагм.<br />

5) Установлены новые значения неопределенностей коэффициентов<br />

истечения и расширения.<br />

6) Введены новые требования к области применения диафрагм<br />

по числу Рейнольдса и шероховатости внутренней поверхности<br />

измерительных трубопроводов.<br />

7) Установлены новые требования к длинам прямолинейных<br />

участков измерительных трубопроводов для сужающих<br />

устройств:<br />

- расширена номенклатура местных сопротивлений;<br />

- уточнены значения наименьших длин прямолинейных<br />

участков измерительного трубопровода и, что весьма важно, – в<br />

некоторых случаях в сторону увеличения необходимых длин<br />

прямолинейных участков измерительных трубопроводов;.<br />

- длины прямолинейных участков измерительных трубопроводов<br />

допускается сокращать только в два раза, при этом, не<br />

зависимо от длины сокращенного участка, к неопределенности<br />

коэффициента истечения арифметически добавляется дополнительная<br />

неопределенность 0,5 %;<br />

- одновременное сокращение длины прямолинейных участ-<br />

№ 2 (<strong>24</strong>), <strong>июль</strong>, 2009


ков до и после сужающего устройства не допускается.<br />

8) Установлены новые требования к конструкции струевы-<br />

прямителей, к их испытаниям и монтажу.<br />

9) Приведены новые требования к эксцентриситету установ-<br />

ки диафрагм, к прямоугольности входной кромки диафрагмы,<br />

прямолинейности измерительного участка и уступам.<br />

Кстати, вышеуказанные отличия обусловлены введенными изменениями<br />

в международном стандарте ISO 5167-1,2,3,4:2003 [6-9].<br />

Кроме того, в новом комплексе межгосударственных стандартов<br />

ГОСТ 8.586.1,2,3,4,5-2005:<br />

1) Расширен перечень терминов и определений.<br />

2) Приведен вывод уравнения расхода для жидких и газообразных<br />

сред.<br />

3) Приведены рекомендации по выбору сужающих устройств<br />

(СУ), указаны их преимущества и недостатки.<br />

4) Приведен итерационный алгоритм расчета расхода по<br />

значению допускаемой точности расчета расхода.<br />

5) Приведен алгоритм расчета отверстия или горловины СУ<br />

под заданный перепад давления на сужающем устройстве.<br />

6) Приведен алгоритм расчета пределов диапазона измерения<br />

перепада давления на СУ.<br />

7) Приведен алгоритм расчета внутреннего диаметра измерительного<br />

трубопровода и количества измерительных<br />

трубопроводов.<br />

8) Увеличено количество марок сталей для изготовления<br />

СУ и трубопровода и приведено новое уравнение для расчета<br />

коэффициента температурного линейного расширения<br />

материала.<br />

9) Приведено уравнение взаимосвязи между средним арифметическим<br />

отклонением профиля шероховатости и эквивалентной<br />

шероховатости внутренней поверхности трубопровода. Приведены<br />

неопределенности результата определения эквивалентной<br />

шероховатости внутренней поверхности трубопровода.<br />

10) Приведено уравнение – коэффициент гидравлического<br />

сопротивления струевыпрямителя и устройства подготовки<br />

потока.<br />

11) Приведены новые требования для выбора наименьшей<br />

толщины диафрагмы при отсутствии ее деформации.<br />

12) Введены новые уточненные уравнения для расчета поправочного<br />

коэффициента на шероховатость внутренней поверхности<br />

трубопровода.<br />

13) Введено новое уточненное уравнение для расчета поправочного<br />

коэффициента на притупление входной кромки<br />

отверстия диафрагмы.<br />

14) Введены новые уравнения для определения температуры<br />

среды до СУ при измерении температуры среды после него.<br />

15) Уточнены уравнения для определения потерь давления<br />

на СУ.<br />

Измерение, контроль, диагностика<br />

16) Введено новое уравнение для определения коэффициента<br />

гидравлического сопротивления.<br />

17) Изменены требования к окружности и цилиндричности<br />

измерительного трубопровода.<br />

18) Увеличено количество местных сопротивлений и расширено<br />

определение колена и тройника.<br />

19) Расширены основные уравнения для определения количества<br />

измеряемой среды (как при помощи вычислителя расхода и<br />

количества, так и при помощи планиметрирования параметров<br />

потока и среды).<br />

20) Расширены требования к средствам измерения и к их<br />

монтажу.<br />

21) Изменен подход к определению погрешностей измерения<br />

и неопределенности результата измерения расхода и количества<br />

газа и жидкостей. Предложена новая методика определения неопределенностей<br />

результатов измерения расхода и количества<br />

газа и жидкостей.<br />

22) Уточнены требования к планиметрированию реализаций<br />

параметров потока и среды.<br />

Естественно, такие существенные отличия новых стандартов<br />

от ранее применявшихся создают довольно серьезные проблемы<br />

с их внедрением. В частности, для каждого расходомера необходимо,<br />

как минимум, решить следующие задачи:<br />

- проверить выполнение условий применения (ограничений)<br />

метода переменного перепада давления согласно требованиям<br />

новых стандартов ГОСТ 8.586.1,2,3,4,5-2005;<br />

- перепроверить прямолинейные участки измерительного<br />

трубопровода с целью определения их соответствия требованиям<br />

ГОСТ 8.586.1,2,3,4,5-2005;<br />

- выполнить расчет параметров сужающего устройства, прямолинейных<br />

участков измерительного трубопровода и расходомера<br />

в целом согласно требованиям ГОСТ 8.586.1,2,3,4,5-2005;<br />

- выполнить расчет неопределенностей результата измерения<br />

расхода и количества измеряемой среды согласно ГОСТ<br />

8.586.1,2,3,4,5-2005.<br />

При этом на базе этих данных необходимо выполнить проектирование<br />

расходомера переменного перепада давления, оптимального<br />

по точности измерения, то есть узла учета, обеспечивающего<br />

достижение минимального значения неопределенности<br />

результата измерения расхода и количества вещества.<br />

Решить вышеуказанные задачи можно с помощью разработанной<br />

в Институте энергоаудита и учета энергоносителей<br />

(www.ieoe.com.ua) компьютерной программы: системы автоматизированного<br />

расчета и проектирования расходомеров<br />

переменного перепада давления - САПР «Расход-РУ» [15]. Эта<br />

система соответствует требованиям новых межгосударственных<br />

стандартов ГОСТ 8.586.1,2,3,4,5-2005, она сертифицирована в<br />

Российской Федерации – Межрегиональным испытательным<br />

ВЕСТНИК<br />

№ 2 (<strong>24</strong>), <strong>июль</strong>, 2009 35<br />

Àâòîìàòèçàöèè


Измерение, контроль, диагностика<br />

центром ФГУП ВНИИМС и испытательной лабораторией СДС<br />

ПО СИИИС «ОМЦ Газметрология» и, кроме того, аттестована<br />

Укрметртестстандартом Госпотребстандарта Украины.<br />

САПР «Расход -РУ» позволяет автоматизировать процесс<br />

расчета и проектирования расходомеров переменного перепада<br />

давления, а заодно выполнить все необходимые проверки<br />

условий применения (ограничений) метода переменного перепада<br />

давления.<br />

Особо следует отметить, что САПР «Расход-РУ» снабжена<br />

интерактивными возможностями, благодаря чему в<br />

процессе расчета и проектирования расходомера каждый<br />

шаг пользователя анализируется и, в случае его ошибки или<br />

любых неправильных действий, система выдает пользователю<br />

соответствующие подсказки или рекомендации. Особенно<br />

важны подсказки по выявлению несоответствия тех или иных<br />

предложений пользователя требованиям новых стандартов. В<br />

данном случае САПР «Расход-РУ» работает как обучающая<br />

программа, и таким образом, с ее помощью можно изучать<br />

эти новые стандарты.<br />

Для внедрения нового комплекса межгосударственных стандартов<br />

ГОСТ 8.586.1,2,3,4,5-2005 необходимо, в первую очередь,<br />

подготовить обслуживающий персонал для работы с этими стандартами.<br />

На Украине, к примеру, ведется подготовка персонала<br />

для работы с новым нормативным документом, в частности, на<br />

курсах повышения квалификации при Институте энергоаудита и<br />

учета энергоносителей. Программы курсов и условия их проведения<br />

указаны на сайте института - www.ieoe.com.ua. Обучение на<br />

этих курсах прошли многие специалисты из России, Казахстана,<br />

Молдовы и, конечно, Украины.<br />

Выполненный нами анализ показал, что внедрение нового<br />

комплекса межгосударственных стандартов ГОСТ 8.586.1,2,3-<br />

,4,5-2005 повысит точность учета энергоносителей, особенно<br />

природного газа, уменьшит существующие на сегодняшний день<br />

дисбалансы газа. Очень важным здесь является и то, что будет<br />

устранен ряд систематических составляющих погрешностей измерения<br />

расхода и количества энергоносителей, которые имеют<br />

место в действующих стандартах.<br />

36<br />

Л и т е р а т у р а<br />

1. ГОСТ 8.586.1–2005 (ИСО5167-1:2003) Измерение расхода<br />

и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих<br />

устройств. Часть 1. Принцип метода измерений и общие<br />

требования. – М.: Стандартинформ, 2007.<br />

2. ГОСТ 8.586.2–2005 (ИСО 5167-2:2003) Измерение расхода<br />

и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужа-<br />

ВЕСТНИК<br />

Àâòîìàòèçàöèè<br />

ющих устройств. Часть 2. Диафрагмы. Технические требования.<br />

– М.: Стандартинформ, 2007.<br />

3. ГОСТ 8.586.3–2005 (ИСО 5167-3:2003) Измерение расхода<br />

и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих<br />

устройств. Часть 3. Сопла и сопла Вентури. Технические<br />

требования. – М.: Стандартинформ, 2007.<br />

4. ГОСТ 8.586.4–2005 (ИСО 5167-4:2003) Измерение расхода<br />

и количества жидкостей и газов с помощью стандартных<br />

сужающих устройств. Часть 4. Трубы Вентури. Технические<br />

требования. – М.: Стандартинформ, 2007.<br />

5. ГОСТ 8.586.5–2005 (ИСО 5167) Измерение расхода и количества<br />

жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих<br />

устройств. Часть 5. Методика выполнения измерений. – М.:<br />

Стандартинформ, 2007.<br />

6. ISO 5167-1:2003. Measurement of fluid flow by means of pressure<br />

differential devices inserted in circular cross-section conduits<br />

running full - Part 1: general principles and requirements.<br />

7. ISO 5167-2:2003. Measurement of fluid flow by means of pressure<br />

differential devices inserted in circular cross-section conduits<br />

running full - Part 2: orifice plates.<br />

8. ISO 5167-3:2003. Measurement of fluid flow by means of pressure<br />

differential devices inserted in circular cross-section conduits<br />

running full - Part 3: Nozzles and Venturi nozzles.<br />

9. ISO 5167-4:2003. Measurement of fluid flow by means of pressure<br />

differential devices inserted in circular cross-section conduits<br />

running full - Part 4: Venturi tubes.<br />

10. РД-50-213-80 Правила измерения расхода газов и жидкостей<br />

стандартными сужающими устройствами. – М.: Изд-во<br />

стандартов, 1982.<br />

11. ГОСТ 8.563.1-97 ГСИ. Измерение расхода и количества<br />

жидкостей и газов методом переменного перепада давления.<br />

Диафрагмы, сопла ИСА1932 и трубы Вентури, установленные<br />

в заполненных трубопроводах круглого сечения. Технические<br />

условия.<br />

12. ГОСТ 8.563.2–97 ГСИ. Измерение расхода и количества<br />

жидкостей и газов методом переменного перепада давления.<br />

Методика выполнения измерений с помощью сужающих<br />

устройств.<br />

13. ГОСТ 8.563.3–97 ГСИ. Измерение расхода и количества<br />

жидкостей и газов методом переменного перепада давления.<br />

Процедура и модуль расчетов. Программное обеспечение.<br />

14. Пистун Е. П., Лесовой Л. В. Уточнение коэффициента<br />

истечения стандартных диафрагм расходомеров переменного<br />

перепада давления. Датчики и системы. - 2005. -№5.<br />

- с.14-16.<br />

15. Пистун Е. П. и др. САПР «Расход-РУ» Руководство пользователя.<br />

– Львов. Изд-во ЗАО «Институт энергоаудита и учета<br />

энергоносителей», 2007. с. 128.<br />

№ 2 (<strong>24</strong>), <strong>июль</strong>, 2009


Е. А. ТИХОСТУП,<br />

управляющий по продукту (давление)<br />

ЗАО «ПГ «Метран»,<br />

E-mail: Yevgeny.Tikhostup@emerson.com,<br />

г. Челябинск<br />

Уже в течение 3-х лет датчики давле-<br />

ния Метран-150 эксплуатируются более<br />

чем на 1000 предприятий России и других<br />

стран СНГ. Постоянно проводятся жесткие<br />

лабораторные и полигонные испытания.<br />

Убедившись в превосходстве технических<br />

характеристик, широкой функциональности<br />

и высокой надежности в эксплуатации<br />

датчика Метран-150, руководство Промышленной<br />

группы «Метран» приняло<br />

решение рекомендовать заказчикам заменить<br />

им его предшественника – датчик<br />

Метран-100.<br />

Возможно, Вы скажете: «Ведь совсем<br />

недавно, всего восемь лет назад,<br />

Промышленная группа «Метран»<br />

представляла рынку датчик давления<br />

Рис. 1. Двухсекционный корпус<br />

электронного преобразователя<br />

Метран-100, а сейчас такая быстрая замена<br />

на Метран-150, зачем?». Действительно,<br />

датчик Метран-100 в свое время<br />

был лучшим отечественным прибором<br />

– была разработана целая гамма измерительных<br />

преобразователей давления:<br />

коррозионностойкие для нефтегазовой<br />

промышленности и низкопредельные<br />

для металлургии и энергетики, датчики<br />

атомного исполнения. Появление<br />

первого серийного интеллектуального<br />

микропроцессорного датчика Метран-<br />

100 значительно упрочило лидерские<br />

позиции компании на российском рынке<br />

датчиков давления.<br />

Однако жизнь не стоит на месте. Постоянно<br />

возрастают требования к качеству<br />

и надежности управления технологическими<br />

процессами, а значит и к средствам<br />

автоматизации. Именно поэтому 3 года<br />

назад ПГ «Метран» запустила в серийное<br />

производство принципиально новые датчики<br />

давления Метран-150. «Сердцем»<br />

его является сенсор Rosemount нового<br />

поколения. Для датчиков штуцерного<br />

исполнения (абсолютное, избыточное<br />

давление) используется сенсор на основе<br />

пъезорезистивного чувствительного элемента<br />

кремний-кремния, а для фланцевого<br />

исполнения (разность давлений, избыточное)<br />

– емкостный чувствительный<br />

элемент.<br />

Емкостный метод используется дивизионом<br />

Rosemount компании Emerson<br />

Process Management уже более 30 лет.<br />

Впервые емкостный метод был применен<br />

в датчиках давления Rosemount 1151, став-<br />

От наших партнеров<br />

ших среди датчиков очень популярными.<br />

За долгие годы развития емкостный метод<br />

постоянно совершенствовался.<br />

Наверняка, у Вас возникнет вопрос:<br />

Чем Метран-150 отличается от традиционных<br />

датчиков давления? Постараемся<br />

отметить главное.<br />

Во-первых, это стабильность метрологических<br />

характеристик, которая<br />

обеспечивается не только применением<br />

сенсора Rosemount, но и:<br />

- разработанной в ПГ «Метран» конструкцией<br />

модуля, исключающей влияние<br />

температуры, статического давления,<br />

вибраций,<br />

- применением современных схемотехнических<br />

решений и радиоэлектронных<br />

компонентов в электронном блоке,<br />

- использованием самодиагностики.<br />

Стабильность метрологических характеристик<br />

позволяет сократить эксплуатационные<br />

затраты.<br />

Рассмотрим это на примере среднего<br />

энергоблока ТЭЦ. Число эксплуатируемых<br />

датчиков давления здесь порядка<br />

350 штук. Минимум 100 штук из них<br />

являются датчиками измерения перепада<br />

давления, которые страдают одной болезнью:<br />

«нестабильностью НУЛЯ». Рабочая<br />

смена сотрудников цеха ТАИ начинается<br />

с двух, а то и трехчасового «кросса» по<br />

датчикам давления с целью установки<br />

Нуля. С применением на объектах Метран-150<br />

легкоатлетические упражнения<br />

отменяются...<br />

Во-вторых, датчики давления<br />

Метран-150 обладают высокой пере-<br />

ВЕСТНИК<br />

№ 2 (<strong>24</strong>), <strong>июль</strong>, 2009 37<br />

Àâòîìàòèçàöèè


От наших партнеров<br />

грузочной способностью. Сравним<br />

максимальное давление перегрузки<br />

штуцерных моделей (датчики для<br />

измерения избыточного и абсолютного<br />

давления). Если традиционные<br />

датчики выдерживают максимальное<br />

давление перегрузки всего лишь в 1,5<br />

раза превышающее верхний диапазон<br />

измерений, датчики Метран-150 могут<br />

выдерживать 25-кратную перегрузку.<br />

Если говорить о датчиках измерения<br />

разности давления, то критичным для<br />

них является одностороннее воздействие<br />

на камеру высокого или низкого<br />

давления. Например, для датчиков<br />

давления диапазонов 2, 3 и 4, способных<br />

измерять разность давлений от<br />

1,25 кПа до 1,6 МПа, предельно допускаемое<br />

рабочее избыточное давление<br />

составляет 25 МПа. Подадим одностороннюю<br />

перегрузку, равную 25 МПа,<br />

которая в 15,6 раза превышает максимальный<br />

диапазон измерения. После<br />

снятия перегрузки корректировка Нуля<br />

не требуется, и погрешность остается<br />

в рамках заявленной, т.е. ±0,075%.<br />

Отсюда можно сделать вывод, что,<br />

обладая колоссальной перегрузочной<br />

способностью, Метран-150 не просто<br />

стабильно работает, но и значительно<br />

сокращает риски остановов технологических<br />

процессов и аварий, которые<br />

влекут за собой убытки, исчисляемые<br />

миллионами рублей.<br />

В-третьих, Метран-150 способен работать,<br />

работать и еще раз работать при<br />

любых погодных условиях. Во многих<br />

районах нашей страны нередко столбик<br />

термометра может опускаться ниже -50ºС.<br />

Метран-150 способен работать и за Полярным<br />

кругом, и на экваторе, в снежную<br />

пургу, и в песчаную бурю. Диапазон рабочих<br />

температур составляет от -55ºС до<br />

+80ºС, а степень защиты от воздействия<br />

пыли и влаги - IP 66, что означает полную<br />

пыленепроницаемость и стабильную<br />

38<br />

ВЕСТНИК<br />

Àâòîìàòèçàöèè<br />

работоспособность даже при сильном воздействии<br />

струи жидкости. Дополнительная<br />

герметичность достигается за счет двухсекционного<br />

корпуса (рис. 1), обеспечивающего<br />

изоляцию между отсеком электроники<br />

и клеммным отсеком. Это защищает<br />

электронику от попадания пыли и влаги,<br />

например в процессе монтажа или в случае<br />

выхода из строя кабельного ввода.<br />

Кроме того, Метран-150 обладает рядом<br />

других преимуществ. Среди них:<br />

· Наружная абсолютно герметичная<br />

кнопка установки Нуля (только очень жаль,<br />

что Вам не придется ею пользоваться);<br />

· Возможность поворота корпуса<br />

электронного преобразователя на ± 180°<br />

и защита от проворота и обрыва шлейфа,<br />

возможность поворота индикатора на<br />

360° с фиксацией через 90° (рис. 2) для<br />

удобства считывания показаний;<br />

· Наличие выхода 4-20мА+HART в<br />

каждом датчике, что лишает Заказчика<br />

удовольствия бегать по объектам, но позволяет<br />

производить удаленную настройку<br />

и сервисное обслуживание (рис. 3).<br />

Как было отмечено ранее, уже более<br />

1 000 предприятий эксплуатируют Метран-150<br />

на необъятной территории стран<br />

СНГ, и все заявленные преимущества<br />

Рис. 2. Возможность поворота ЖКИ<br />

и электронного преобразователя<br />

подкреплены отзывами заказчиков. В<br />

них отмечены такие моменты, как: «…нет<br />

температурного дрейфа», «…удобен в<br />

обслуживании», «…хорошая точность и<br />

повторяемость….», «…широкие функциональные<br />

возможности…..», «…стабильность<br />

Нуля…», «…высокая перегрузочная<br />

способность….», «…подтверждение долговременной<br />

стабильности….». Подробно<br />

с отзывами заказчиков можно ознакомиться<br />

на сайте www.metran.ru. Заявленные<br />

преимущества подтверждают также три<br />

года полигонных испытаний. В условиях<br />

открытой установки под воздействием<br />

реальных условий окружающей среды 20<br />

датчиков давления Метран-150 сохранили<br />

основную приведенную погрешность в<br />

пределах ±0,075% . Корректировка Нуля<br />

не проводилась.<br />

Рис. 3. Возможность удаленного конфигурирования по протоколу HART<br />

№ 2 (<strong>24</strong>), <strong>июль</strong>, 2009


Таблица 1<br />

Сравнение характеристик традиционных датчиков и датчиков Метран-150<br />

Наименование<br />

характеристики<br />

В начале 2009 года отличные показате-<br />

ли надежности и стабильности отметили<br />

предприятия ОАО «ГАЗПРОМ». На датчики<br />

давления Метран-150 получено заключение<br />

от ООО ОМЦ «Газметрология»<br />

Традиционные<br />

датчики<br />

о том, что они соответствуют требованиям<br />

ОАО «ГАЗПРОМ», и рекомендованы к применению<br />

на его объектах.<br />

Превосходство датчиков давления<br />

Метран-150 над традиционными датчи-<br />

Рис. 4. Сборочная линия датчиков давления Метран-150<br />

Метран-150<br />

Погрешность измерений от ±0,1% от ± 0,075%<br />

Влияние температуры<br />

окружающей среды<br />

0,09 – 0,15%/10°С 0,05%/10°С<br />

Влияние статического<br />

давления<br />

0,03-0,06 %/1MPa 0,015%/1 Mpa<br />

Стабильность метрологических<br />

характеристик Не нормируется 3года<br />

Защита от переходных<br />

процессов<br />

Опция Стандартно<br />

Максимальная перегрузочная<br />

способность для датчиков<br />

избыточного давления<br />

Стойкость к гидроударам<br />

Перенастройка диапазона<br />

измерения<br />

Температура окружающей<br />

среды<br />

Степень защиты IP<br />

HART<br />

Межповерочный интервал/<br />

гарантийный срок эксплуатации<br />

До 1,5 раз До 25<br />

раз<br />

Отсутствует<br />

10:1; 25:1<br />

о о<br />

-50 С... +70 С<br />

IP 65, IP 54<br />

Опция<br />

1-2/1,5/2 года<br />

Высокая<br />

От наших партнеров<br />

ками давления отражено в таблице.<br />

Метран-150 имеет стандартные габаритно-присоединительные<br />

размеры,<br />

может использоваться с традиционными<br />

клапанными блоками, что обеспечивает<br />

легкую замену эксплуатируемых датчиков<br />

давления.<br />

Благодаря современным технологиям,<br />

высокой степени автоматизации и значительному<br />

опыту производства датчиков<br />

давления лидеров рынка – компании<br />

Emerson Process Management и Промышленной<br />

группы «Метран», Метран-150<br />

сохраняет ценовой диапазон, присущий<br />

отечественному рынку (рис. 4).<br />

Итак, подводим итоги:<br />

· Метран-150 по всем характеристикам<br />

превосходит традиционные датчики<br />

давления,<br />

· Имея стандартные присоединительные<br />

размеры, он полностью заменяет<br />

традиционные датчики давления,<br />

· Метран-150 помогает повышать стабильность<br />

и надежность Ваших технологических<br />

процессов,<br />

· В том же ценовом диапазоне Вы получаете<br />

прибор, на порядок превосходящий<br />

традиционные датчики давления.<br />

Рекомендуем Вам заменять традиционные<br />

датчики давления на датчики<br />

Метран-150.<br />

Для получения консультации обратитесь<br />

в Центр Поддержки Заказчиков по<br />

телефону: (351) <strong>24</strong>7 1602, <strong>24</strong>7 1555.<br />

Для ознакомления с отзывами, подробной<br />

технической информацией, для<br />

получения контактов Вашего регионального<br />

представительства посетите<br />

сайт www.metran.ru.<br />

Контакты по заказам: Казахстан,<br />

г. Алматы, ул. Тимирязева, 42,<br />

ЦДС «Атакент», Павильон 17,<br />

тел.: (727) 250-99-33,<br />

факс: (727) 250-99-33,<br />

e-mail: almaty-metran@webmail.kz<br />

ВЕСТНИК<br />

№ 2 (<strong>24</strong>), <strong>июль</strong>, 2009 39<br />

Àâòîìàòèçàöèè<br />

50:1<br />

о о<br />

-55 С... +80 С<br />

IP 66<br />

Стандарт<br />

3 года/3 года


От наших партнеров<br />

40<br />

А. В. ПЕТРОВ,<br />

менеджер департамента<br />

системных проектов<br />

OOO «Иокогава Электрик СНГ»,<br />

г. Алматы<br />

Корпорация «Yokogawa Electric Co-<br />

rporation» ведет свою историю с 1915<br />

года и является одним из лидеров миро-<br />

вого рынка в области промышленной<br />

автоматизации. В России она работает<br />

уже несколько десятков лет и по праву<br />

считается одной из ведущих компаний в<br />

сфере разработки и внедрения систем ав-<br />

томатизации технологических процессов<br />

для объектов добычи и транспорта нефти,<br />

химии, нефтехимии, нефтепереработки,<br />

энергетики и других отраслей.<br />

В нынешних условиях экономиче-<br />

ской нестабильности системы учета<br />

материальных и энергетических пото-<br />

ков становятся важным звеном в работе<br />

промышленного предприятия. Поэтому<br />

технологии учета различных видов<br />

ресурсов сегодня активно развиваются<br />

и внедряются. В последнее время значи-<br />

тельно возросли объемы информации,<br />

необходимой для сбора и обработки, что<br />

ВЕСТНИК<br />

Àâòîìàòèçàöèè<br />

ставит перед разработчиками и изгото-<br />

вителями задачу производства точных,<br />

надежных и безопасных в эксплуатации<br />

узлов учета, удовлетворяющих требова-<br />

ниям нормативных документов, действу-<br />

ющих в России.<br />

Современная разработка компании<br />

«YOKOGAWA» – комплекс программно-<br />

технических средств STARDOM-FLOW<br />

(далее КПТС STARDOM-FLOW) – вы-<br />

полнена с учетом требований заказчиков<br />

и способна решить широкий круг задач<br />

коммерческого и оперативного учета<br />

самых различных сред.<br />

КПТС STARDOM-FLOW - один из<br />

основных элементов для построения си-<br />

стем, обеспечивающих технологический<br />

и коммерческий учет, диспетчеризацию<br />

отпускаемой или потребляемой продук-<br />

ции (жидкой и/или газообразной среды),<br />

тепловой энергии, массы носителя,<br />

измерения расхода, его вычисления и<br />

коррекции, приведения к нормальным<br />

условиям, а также оператив ного контро-<br />

ля, архивации текущих и усредненных<br />

значений технических параметров среды<br />

и теплоносителей.<br />

В зависимости от конкретного при-<br />

менения и технических требований заказ-<br />

чика STARDOM-FLOW может варьиро-<br />

ваться от простой одно-двухуровневой до<br />

интегрированной иерархической системы,<br />

состоящей из аппаратно- и программно-<br />

совместимых технических средств, объ-<br />

единенных средствами передачи данных<br />

в различные сети управления. Общая<br />

Статья с дополнениями на третьей транице<br />

структура простой системы КПТС STA-<br />

RDOM-FLOW приведена на схеме.<br />

Нижний уровень включает контрол-<br />

лер FCN, FCN-RTU или FCJ, системы<br />

STARDOM, первичные датчики, по-<br />

левые КИП и исполнительные устрой-<br />

ства управления. Контроллер системы<br />

STARDOM под управлением ПО КПТС<br />

STARDOM-FLOW осуществляет сбор<br />

и обработку информации, производит<br />

необходимые вычисления расхода и<br />

учетных величин в зависимости от кон-<br />

фигурации и настроек.<br />

Локально к контроллеру могут присо-<br />

единяться выносные и удаленные панели<br />

оператора для управления системой визу-<br />

ализации данных. В случае необходимо-<br />

сти, к контроллеру локально может быть<br />

также подключен принтер для печати<br />

отчетов по интерфейсу RS-232. Такое<br />

решение позволяет интерфейсу оператора<br />

не ограничиваться однократно жестко за-<br />

программированным решением и легко<br />

подстраиваться под любые пожелания<br />

заказчика.<br />

Верхний уровень может быть реали-<br />

зован на компьютерах промышленного<br />

и/или офисного исполнения, выполняю-<br />

щим визуализацию, архивирование, фор-<br />

мирование отчетов и другую заданную<br />

обработку информации, поступающей с<br />

нижнего уровня, выполнение функций<br />

управления и т.д. В программное обеспе-<br />

чение, поставляемое с КПТС STARDOM-<br />

FLOW, включены средства для конфигу-<br />

рирования параметров линий учета и ото-<br />

№ 2 (<strong>24</strong>), <strong>июль</strong>, 2009


бражения всех оперативных и архивных<br />

данных – программный пакет I-FLOW.<br />

Однако система может функционировать<br />

без верхнего уровня, в этом случае визу-<br />

ализация и управление осуществляются с<br />

локальных панелей оператора.<br />

Функционально КПТС STARDOM-<br />

FLOW может применяться для:<br />

- учета перегретого и насыщенного<br />

пара, горячей и холодной воды в соот-<br />

ветствии с «Правилами учета тепловой<br />

энергии и тепло носителя», а также на объ-<br />

ектах теплоэнергетики и промышленных<br />

предприятиях с паровыми и водяными<br />

закрытыми и открытыми системами те-<br />

плоснабжения;<br />

- учета природного газа различного<br />

компонентного состава, чистых газов,<br />

смеси горючих и негорючих газов, возду-<br />

ха, инертных газов, различных жидкостей,<br />

нефтепродуктов, сжиженных газов.<br />

Программное обеспечение комплек-<br />

са выполнено по модульному принципу<br />

и может комбинироваться в различном<br />

составе по требованию заказчика. Про-<br />

граммная реализация алгоритмов расче-<br />

тов КПТС STARDOM-FLOW выполняет-<br />

ся специалистами Технического центра<br />

«YOKOGAWA» в Зеленограде, что по-<br />

зволяет в сжатые сроки адаптировать и<br />

видоизменять программы комплекса в<br />

соответствии с изменениями стандартов<br />

и правил РФ в области учета. Это явля-<br />

ется несомненным достоинством пред-<br />

ложения от компании «YOKOGAWA»<br />

по сравнению с другими решениями<br />

зарубежного производства.<br />

Исходя из требований современ-<br />

ного рынка, наиболее перспективными<br />

направлениям являются вычислители<br />

для узлов учета с модульной структу-<br />

рой, позволяющей наращивать инфор-<br />

мационную емкость системы и гибко<br />

интегрироваться в уже существующие<br />

системы автоматизации и учета. Поэтому<br />

в качестве технической платформы для<br />

КПТС STARDOM-FLOW выбрана серия<br />

контроллеров STARDOM, включающая<br />

в себя три модели:<br />

• FCN – модульный контроллер, смон-<br />

тированный с ЦПУ, модулями входов/вы-<br />

ходов (в/в) и, по необходимости, с другими<br />

Структурная схема комплекса<br />

От наших партнеров<br />

модулями. FCN поддерживает разнообраз-<br />

ные модули в/в, демонстрирует отличную<br />

расширяемость и может быть использован<br />

для построения высоконадежной системы<br />

учета с резервированием питания, ЦПУ и<br />

сети управления;<br />

• FCJ – контроллер «всё в одном», со<br />

встроенным интерфейсом в/в, идеальный<br />

для решений при малом числе линий<br />

учета. Он обладает расширенным тем-<br />

пературным диапазоном эксплуатации<br />

ВЕСТНИК<br />

№ 2 (<strong>24</strong>), <strong>июль</strong>, 2009 41<br />

Àâòîìàòèçàöèè


От наших партнеров<br />

(от -40 С до +70 С). Сеть связи с этим<br />

контроллером также может быть резер-<br />

вированной.<br />

42<br />

• FCN-RTU – контроллер, сочетающий<br />

в себе достоинства двух вышеприведен-<br />

ных: имеет встроенный интерфейс в/в и<br />

возможность модульного наращивания<br />

в/в. Отличается крайне низким энерго-<br />

потреблением (1,6 Вт) и расширенным<br />

температурным диапазоном эксплуатации<br />

(от -40 С до +70 С).<br />

Коммутационные возможности кон-<br />

троллеров STARDOM позволяют ор-<br />

ганизовывать устойчивую связь с вы-<br />

числителями по любым каналам связи<br />

– RS422/RS485, Ethernet; есть поддержка<br />

протоколов Modbus RTU и Modbus TCP,<br />

DNP3, связи с КИП по шине Foundation<br />

Fieldbus, HART, поддержка OPC DA и<br />

A&E. Как достоинство, контроллеры ST-<br />

ARDOM имеют встроенные WEB, FTP,<br />

SNTP-серверы, которые реализованы с<br />

полнофункциональной поддержкой языка<br />

программирования JAVA, что позволяет<br />

реализовывать первичный интерфейс опе-<br />

ратора внутри контроллера и не использо-<br />

вать внешние SCADA-приложения.<br />

Большой объем внутренней памяти вы-<br />

числителей (512 мб на FLASH-карте) позво-<br />

ляет сохранять данные внутри контроллера<br />

за длительный период времени (до 3 лет),<br />

что дает возможность избежать потерь<br />

информации в случае проблем со связью,<br />

передавать накопленные данные только в<br />

ВЕСТНИК<br />

Àâòîìàòèçàöèè<br />

определенные сеансы и, соответственно, не<br />

занимать постоянно канал связи.<br />

В качестве решения по уровню КИП<br />

для КПТС STARDOM-FLOW компания<br />

«YOKOGAWA» предлагает широкую<br />

номенклатуру датчиков. Например, как<br />

основа для измерения расхода, могут<br />

быть использованы хорошо зарекомен-<br />

довавшие себя многопараметрические<br />

преобразователи расхода DPharpEJX,<br />

вихревые расходомеры digital YEWFLO<br />

со встроенным температурным сенсором,<br />

а также массовые кориолисовые расходо-<br />

меры ROTAMASS.<br />

Все оборудование и программное<br />

обеспечение, применяемое в КПТС<br />

STARDOM-FLOW, имеет необходимые<br />

сертификаты и разрешения РФ для ис-<br />

пользования в системах коммерческого и<br />

оперативного учета.<br />

В качестве примера внедрения ком-<br />

плекса приведем узел коммерческого<br />

учета водородосодержащего газа с рифор-<br />

минга ОАО «ЛУКОЙЛ-Нижегороднеф-<br />

теоргсинтез» на Нижегородской ТЭЦ. В<br />

этом узле были реализованы следующие<br />

функции:<br />

-расчет плотности, фактора сжимаемо-<br />

сти, показателя адиабаты и коэффициента<br />

динамической вязкости умеренно сжатых<br />

газовых смесей (Методика ГСССД МР<br />

118-05), расчет массового, объемного<br />

расхода газа;<br />

-расчет интегральных значений и<br />

долговременное архивирование данных<br />

на FLASH, печать отчетов c контроллера<br />

на матричный принтер и передача данных<br />

на верхний уровень.<br />

Компания «YOKOGAWA» также вне-<br />

дрила систему оперативного учета жид-<br />

ких и газообразных УВС на АО «Нефтяная<br />

компания КОР», АО «ПетроКазахстан<br />

Кумколь Ресорсиз». Особенностью этого<br />

решения является реализация 10 линий<br />

учета различных по составу сред на одном<br />

вычислителе.<br />

Анализ опыта эксплуатации КПТС<br />

STARDOM-FLOW подтвердил высокую<br />

надежность работы комплекса и позволил<br />

сделать выводы, что применение рас-<br />

сматриваемой архитектуры построения<br />

учета на основе последних достижений<br />

в мировой автоматизации предоставляет<br />

значительные преимущества владельцу<br />

системы.<br />

Все оборудование и программное обе-<br />

спечение, применяемое в КПТС STARDOM-<br />

FLOW, имеет необходимые сертификаты и<br />

разрешения РФ и Республики Казахстан для<br />

использования в системах коммерческого и<br />

оперативного учета.<br />

Представительство<br />

в Республике Казахстан<br />

г. Алматы,<br />

ул. Радостовца, 72 «Г», оф. 804, 806<br />

тел./ф.: 8 (727) 32 36 <strong>24</strong>1, 32 36 <strong>24</strong>2<br />

e-mail: Kazakhstan@ru.yokogawa.com<br />

№ 2 (<strong>24</strong>), <strong>июль</strong>, 2009


От наших партнеров<br />

Компания KROHNE представляет вихревой расходомер OPTISWIRL 4070 C со встроенной компенсацией по<br />

температуре и давлению.<br />

KROHNE company presents vortex flow meter OPTISWIRL 4070 C with integrated pressure and temperature compensation.<br />

Ю. Г. ТУЖИЛОВ,<br />

глава представительства компании<br />

«Kanex KROHNE» в Казахстане,<br />

г. Алматы<br />

Вихревые расходомеры, работающие<br />

по принципу вихревой дорожки Кармана<br />

(рис. 1), хорошо зарекомендовали себя на<br />

практике при измерении расходов жидкостей,<br />

газов и пара. В измерительной<br />

трубе такого расходомера предусмотрено<br />

тело обтекания, создающее вихри. При<br />

увеличении скорости потока образуются<br />

завихрения, которые формируют периодически<br />

протекающую систему вихрей<br />

– так называемую вихревую дорожку.<br />

Вихри образуются по левую и правую<br />

сторону тела обтекания с направлениями<br />

вращения противоположными друг другу.<br />

Благодаря тому, что частота вихреобразования<br />

пропорциональна скорости потока,<br />

становится возможным определить<br />

расход.<br />

Вихревые расходомеры прежде всего<br />

измеряют объемный расход, а также<br />

могут отображать массовый и нормализованный<br />

объемный расход при вводе<br />

значения плотности среды в меню пре-<br />

Рис. 1. Рис. 2.<br />

образователя. В таких применениях за<br />

основу берутся постоянные данные по<br />

температуре и давлению. Однако в большинстве<br />

процессов температура и давление<br />

непрерывно меняются, что может<br />

привести к значительным погрешностям<br />

измерения. Такие энергоносители, как<br />

пар и газ, являются достаточно дорогими,<br />

что требует более точного измерения.<br />

Пример вычисления на рис.2 показывает,<br />

что при измерении перегретого пара изменение<br />

давления на 1 бар как следствие<br />

приводит к погрешности измерения 17-<br />

43% и, соответственно, дополнительным<br />

затратам. Подобная картина наблюдается<br />

также при измерении сжатого воздуха,<br />

что является примером для измерения<br />

других газов.<br />

В подобных применениях ошибочные<br />

данные измерений обычно компенсируются<br />

как дополнительными вычислениями,<br />

так и датчиками давления и температуры<br />

(рис. 3).<br />

Указанные инсталляции очень затратоемки,<br />

так как датчики давления и<br />

температуры должны быть встроены в<br />

трубопровод и, соответственно, соединены<br />

кабелем. При установке сенсоров<br />

давления и температуры также необходимо<br />

соблюдать определенные отступы<br />

от вихревого расходомера, чтобы не повлиять<br />

на точность измерения расхода.<br />

Как следствие, температура и давление<br />

измеряются в другой точке, отличной от<br />

точки измерения объемного расхода. Таким<br />

образом, возникает дополнительная<br />

погрешность измеряемых значений.<br />

Некоторые производители интегрировали<br />

сенсор температуры и соответствующее<br />

программное обеспечение<br />

непосредственно в измерительный прибор,<br />

однако датчик давления все же<br />

должен применяться отдельно. Чтобы<br />

определить точность подобной системы,<br />

следует сложить погрешности измерений<br />

отдельных компонентов. Общая точность<br />

измерительной системы в лучшем случае<br />

достигает 4-5%.<br />

В качестве надежного решения этой<br />

проблемы компания KROHNE разработала<br />

инновационный вихревой расходомер<br />

OPTISWIRL 4070C, доступный во фланцевом<br />

(рис. 4) и бесфланцевом исполнении<br />

(«сэндвич») (рис. 5).<br />

В вихревом расходомере OPTISW-<br />

IRL датчики температуры и давления,<br />

а также программное обеспечение по<br />

компенсации интегрированы в сам прибор.<br />

Следовательно, нет необходимости<br />

в установке дополнительных датчиков<br />

температуры и давления, а также дополнительных<br />

кабелей. Данный прибор<br />

универсален при измерении объемного,<br />

массового и рабочего расхода проводящих<br />

и непроводящих жидкостей, газов и<br />

пара. OPTISWIRL применяется в первую<br />

очередь в химической промышленности,<br />

металлургии, на электростанциях и в<br />

бумажной промышленности, а также в<br />

отрасли водопользования. Также возможно<br />

применение для контроля за<br />

паровыми котлами, измерения расхода в<br />

сетях сжатого воздуха, а также SIP- и CIPпроцесса<br />

в пищевой и фармацевтической<br />

промышленности и при производстве<br />

ВЕСТНИК<br />

№ 2 (<strong>24</strong>), <strong>июль</strong>, 2009 43<br />

Àâòîìàòèçàöèè


От наших партнеров<br />

44<br />

Рис. 3.<br />

напитков. OPTISWIRL с легкостью заменяет<br />

в данных применениях диафрагмы,<br />

что позволяет избежать их существенных<br />

недостатков – высоких потерь давления и<br />

низкой точности измерений.<br />

В вихревом расходомере OPTISWIRL<br />

задействована ISP-технология (Intelligent<br />

Signal Processing), разработанная фирмой<br />

KROHNE. Данный анализ сигналов обеспечивает<br />

точную интерпретацию данных<br />

измерений, что исключает влияние внешних<br />

факторов. ISP базируется на фильтре,<br />

позволяющем пользователю следить<br />

исключительно за подлинным сигналом.<br />

Система фильтров сначала анализирует<br />

сигнал измерений и затем определяет<br />

вихревой сигнал во всем спектре. Остальные<br />

частоты отфильтровываются. Таким<br />

образом, пользователь получает точные и<br />

стабильные данные измерений, на которые<br />

можно с уверенностью положиться.<br />

Прочная конструкция OPTISWIRL<br />

повышает надежность измерительного<br />

прибора и вместе с тем увеличивает срок<br />

его использования. Благодаря тому, что<br />

тело обтекания вварено в корпус прибора,<br />

Рис. 4. Рис. 5.<br />

ВЕСТНИК<br />

Àâòîìàòèçàöèè<br />

исключены механические<br />

повреждения<br />

измерительной системы.Неизнашиваемая<br />

конструкция<br />

из нержавеющей<br />

стали отличается<br />

также высокой<br />

устойчивостью к<br />

давлению, коррозии<br />

и температуре. Так<br />

как датчик расположен<br />

в турбулентной<br />

области тела обтекания, отсутствует опасность<br />

налипания, а также повреждения<br />

датчика твердыми частицами. Таким образом,<br />

вихревой расходомер OPTISWIRL - не<br />

только надежен, но и не требует особого<br />

технического обслуживания.<br />

OPTISWIRL настраивается непосредственно<br />

на заводе изготовителе, благодаря<br />

чему его установка на трубопроводе<br />

чрезвычайно проста. В соответствии с<br />

принципом Plug & Play прибор проводит<br />

после инсталляции автоматическое<br />

самотестирование и сразу же готов к<br />

использованию. Контрастный дисплей<br />

обеспечивает наилучшую четкость и<br />

настраивается с помощью магнитного<br />

штифта. Программа PACTware поставляется<br />

серийно без какой-либо наценки.<br />

Электроника OPTISWIRL может быть<br />

заменена без проблем на месте без потери<br />

данных.<br />

OPTISWIRL 4070 – технические<br />

данные<br />

OPTISWIRL – двухпроводный прибор,<br />

доступный во фланцевом исполнении с<br />

типоразмерами от DN15<br />

до DN300 и безфланцевом<br />

«сэндвич»-исполнении с<br />

типоразмерами от DN15 до<br />

DN150. В последнем случае<br />

KROHNE разработала инновационную<br />

помощь при<br />

монтаже – центрирующие<br />

кольца из нержавеющей<br />

стали. Проблема вихревых<br />

расходомеров в «сэндвич»<br />

варианте – правильная<br />

центрированная установка<br />

на трубопроводе с целью<br />

обеспечения точности измерений.<br />

Прибор должен<br />

Рис. 6.<br />

быть смонтирован на трубопроводе точно<br />

по центру, причем прокладки не должны<br />

выдаваться в поперечном разрезе трубы,<br />

что устанавливает высокие требования к<br />

монтажу, так как приходиться работать<br />

с большим количеством гаек, болтов и<br />

прокладок одновременно. У вихревого<br />

расходомера OPTISWIRL при монтаже<br />

сначала монтируются нижние болты, и<br />

устанавливается сам прибор с прокладками,<br />

после чего монтируются верхние<br />

болты. Затем при помощи центрирующих<br />

колец обеспечивается 100%-ое центральное<br />

расположение прибора в трубопроводе.<br />

Затем все гайки затягиваются в<br />

произвольном порядке.<br />

Точность вихревого расходомера OPT-<br />

ISWIRL составляет ±0,75% для жидкостей<br />

и ±1% для газов и пара. Воспроизводимость<br />

во всех указанных случаях равна<br />

±0,1%. Фирма KROHNE калибрирует<br />

вихревые расходомеры на собственном<br />

калибровочном стенде, установленном в<br />

Дуйсбурге (рис. 6).<br />

Вихревой расходомер OPTISWIRL в<br />

стандартном исполнении предназначен<br />

для измерений при температуре продукта<br />

от -40 до +<strong>24</strong>0°С и давлении до 100<br />

бар. Более высокое давление возможно<br />

в специальном исполнении по запросу.<br />

Взрывозащита подтверждена различными<br />

сертификатами, в том числе ATEX и FM.<br />

Представительство компании<br />

Kanex KROHNE Anlagen Export GmbH<br />

в Казахстане:<br />

050059 г. Алматы, ул. Достык 117/6,<br />

Бизнес-центр «Хан Тенгри», офис 202<br />

Тел.: +7 727 356 27 70 (многоканальный),<br />

295 27 70, 295 27 71, 295 27 72<br />

Факс: +7 727 295 27 73<br />

E-mail: krohne@krohne.kz<br />

№ 2 (<strong>24</strong>), <strong>июль</strong>, 2009


Т. Ф. ИВАНОВА,<br />

инженер 1 категории отдела ЭРА АФ АО «НаЦЭкС»,<br />

г. Алматы<br />

Одним из элементов суверенитета страны является наличие эталонной<br />

базы. Она является технической основой обеспечения единства<br />

измерений Республики. Развитие экономики, науки, сельского хозяйства<br />

и внедрение новых технологий невозможно представить без должного<br />

обеспечения единства измерений.<br />

Именно поэтому в наше время резко возрастают требования к метрологическим<br />

службам по метрологическому обеспечению поверки за<br />

счет издания соответствующей эталонной базы. Становится понятно, что<br />

обеспечение эталонами и поверочным оборудованием метрологических<br />

служб должно идти в ногу с развитием новых технологий. Выполнить<br />

данное требование весьма сложно в связи с большими затратами на<br />

эталоны и низкой их окупаемостью.<br />

Несмотря на дороговизну, в течение последних двух-трех лет Алматинский<br />

филиал АО «НаЦЭкС» начал осуществлять техническое<br />

переоснащение эталонной базы на основании разработанной программы.<br />

Приобретение нового эталонного оборудования позволит сохранить<br />

метрологическое обеспечение на должном уровне, повысить точность<br />

измерений и освоить новые виды поверок.<br />

В настоящий момент выпускается много средств измерений с цифровым<br />

отображением их результата. Как правило, это средства измерений<br />

с высоким классом точности.<br />

Среди многих таких приобретений нового эталонного оборудования,<br />

можно выделить генераторы высокоточные, измерители мощности,<br />

стандарты частоты. Оснастив новыми эталонами свои лаборатории, мы<br />

выйдем на новый качественный уровень измерений, поскольку современное<br />

оборудование ускорит работу поверителя, будет способствовать<br />

точным измерениям в процессе поверки и повышению производительности<br />

труда.<br />

В настоящее время выполняются измерения практически автома-<br />

Е. В. БАРАБАНОВ,<br />

инженер 1категории отдела ЭРА АФ АО «НаЦЭкС»,<br />

г. Алматы<br />

В последнее время в нашей республике в эксплуатации находятся<br />

разнообразные типы токовых клещей, которые позволяют измерять<br />

силу тока бесконтактным способом с высокой точностью, не прерывая<br />

подачу электроэнергии потребителю. При измерении силы тока<br />

щупы клещей, в которых вмонтированы ферритовые сердечники, как<br />

бы обхватывают проводник, оставаясь полностью изолированными<br />

от открытых участков проводов. За счет образования ферритами колебательного<br />

контура при протекании тока по проводнику возникает<br />

магнитная индукция, значение которой прямо пропорционально силе<br />

тока, протекающей по проводнику. Это значение регистрируется<br />

токовыми датчиками токоизмерительных клещей и преобразуется в<br />

значение силы тока, которое либо высвечивается на их дисплее (если<br />

он конструктивно предусмотрен), либо выдает значение на внешний<br />

мультиметр через выносные щупы.<br />

Существуют токоизмерительные клещи, измеряющие постоянный<br />

и переменный ток посредством измерения напряженности магнитного<br />

поля, созданного проводником в полупроводниковом кристалле датчика<br />

Холла, которые располагаются в воздушном зазоре железного сердечника.<br />

Магнитоэлектрический датчик Холла получил свое название по<br />

имени Э.Холла, американского физика, в 1879г. Важное гальваномагнитное<br />

явление: если на полупроводник, по которому (вдоль) протекает<br />

ток, воздействовать магнитным полем, то в нем возникает поперечная<br />

разность потенциалов (ЭДС ХОЛЛА). Одним из преимуществ токовых<br />

Метрология<br />

тическими установками, в которых участие человека сводится исключительно<br />

к вводу в компьютер исходных данных.<br />

Техническое оснащение новыми средствами измерений и продолжение<br />

развития эталонной базы позволит обеспечить высокое метрологическое<br />

качество.<br />

Среди многих приобретенных средств измерений хотелось бы остановиться<br />

на установке измерительной К2С-62А, показав ее функции,<br />

возможности и достоинства.<br />

Установка измерительная К2С-62А предназначена для поверки<br />

осциллографов и представляет собой универсальный измерительный<br />

прибор, работающий совместно с персональным компьютером, позволяющим<br />

проводить высокоточные измерения с полосой пропускания<br />

до 2000 МГц.<br />

Установка сопровождается программным обеспечением. В зависимости<br />

от поверяемого параметра запускают выбранную программу на<br />

дисплее. Для того чтобы начать работу с программным приложением,<br />

необходимо осуществить запуск соответствующего файла. При этом на<br />

экране монитора индицируются процессы подключения программы в<br />

соответствии с необходимым параметром поверки осциллографа.<br />

Особенность установки К2С-62А в том, что с ее вводом отпала<br />

необходимость в использовании старых, уже отслуживших средств<br />

измерений, таких как калибратор осциллографов И1-9, генераторы<br />

испытательных импульсов И11, И1-12, И1-14, И1-15, генераторы ВЧ и<br />

НЧ, вольтметры и т.д.<br />

Замена старого оборудования на современные установки с программным<br />

обеспечением уменьшает затраты времени на проведение<br />

поверок, где не допускаются какие-либо отклонения от требований<br />

нормативных документов, что требует более профессиональной подготовки<br />

поверителей. Важным элементом установки К2С-62А является<br />

периодическое подтверждение ее метрологических характеристик, постоянная<br />

исправность и готовность к применению.<br />

Обновление метрологического оборудования для поверки и калибровки<br />

средств измерений решает одну из задач повышения метрологического<br />

уровня Алматинского филиала.<br />

клещей является наличие в них датчика Холла, который обеспечивает<br />

возможность проводить измерения тока в широком диапазоне частот, без<br />

разрыва измеряемой цепи. Токоизмерительными клещами можно также<br />

наиболее точно измерить потребление тока трехфазного двигателя.<br />

Выбирая токоизмерительные клещи для использования на производстве<br />

в полном соответствии с законодательством РК, нужно<br />

руководствоваться:<br />

а) проверкой подлинности происхождения, то есть, что данный прибор<br />

не является подделкой известных брендов, а выпущен и поставлен<br />

заводом-изготовителем с наличием сертификата;<br />

б) проверкой прибора на соответствие метрологическим требованиям<br />

и возможностью его дальнейшей эксплуатации;<br />

в) документами, подтверждающими законность использования<br />

данного прибора: наличие сертификата о внесении типа прибора в<br />

Государственный реестр средств измерения РК.<br />

В последнее время на поверку в АФ АО «НаЦЭкС» поступают<br />

различные типы токоизмерительных клещей, среди них и цифровые<br />

токовые клещи UNI-T. В этой серии представлено восемь моделей последнего<br />

поколения: UТ 201, UТ-202, UТ-203, UТ-204, UТ-205, UТ-206,<br />

UТ-207, UТ-208. Самые простые UТ 201 измеряют переменный ток до<br />

400А, постоянное и переменное напряжение до 600В, сопротивление до<br />

20Мом. В семействе UNI-T одними из наиболее функциональных клещей<br />

являются UT207, которые измеряют переменный и постоянный ток до<br />

1000А, постоянное и переменное напряжение до 600В, сопротивление<br />

до 66Мом, частоту 66МГц.<br />

Токовые клещи являются незаменимым прибором для профессионального<br />

электрика.<br />

ВЕСТНИК<br />

№ 2 (<strong>24</strong>), <strong>июль</strong>, 2009 45<br />

Àâòîìàòèçàöèè


Расценки<br />

46<br />

2<br />

Формат журнала:<br />

205х290 (мм). Журнал печатается на мелованной бумаге плотностью 90 г/м .<br />

2<br />

Обложка мелованная, плотностью 250 г/м . Печать офсетная в 4 краски (4+4) .<br />

Тираж:<br />

500 экз.<br />

Объем:<br />

48 страниц формата А4; обложка (4 стр.) и полноцветный вкладыш для рекламы ( 6 стр.)<br />

(4+4).<br />

Распространение:<br />

по подписке через ТОО “ <strong>VerBulak</strong>”,<br />

а также прямой рассылкой по<br />

предприятиям, компаниям, вузам в областях Республики Казахстан и стран СНГ.<br />

Журнал предназначен для первых руководителей, технических специалистов, научных<br />

сотрудников, связанных с автоматизацией технологических процессов и производств.<br />

Периодичность:<br />

ежеквартально.<br />

Стоимость размещения рекламы на обложке, полноцветном вкладыше, черно-белом<br />

вкладыше и на внутренних страницах с учетом НДС представлена в таблице.<br />

№<br />

1<br />

1.1<br />

2<br />

2.1<br />

ВЕСТНИК<br />

Àâòîìàòèçàöèè<br />

Расценки на услуги редакции «Вестник автоматизации» <strong>2009г</strong>.<br />

Годовая подписная стоимость журнала<br />

Стоимость 1 экз. журнала<br />

Статья ( без учета рассылки) на:<br />

2.2 двух страницах формата А4<br />

3<br />

4<br />

4.1<br />

4.2<br />

4.3<br />

5<br />

5.1<br />

5.2<br />

6<br />

7<br />

одной странице формата А4<br />

Статья более 3-х страниц<br />

Адрес: Республика Казахстан, 050013, г. Алматы, ул. Байтурсынова, 140, оф. 402, тел/факс +7 ( 772) 298-03-03<br />

e-mail: kipia2003@mail.ru<br />

Услуга<br />

Полноцветный рекламный модуль формата А4 (без учета рассылки) на:<br />

первой странице обложки (400 кв.см)<br />

2, 3, 4-й страницах обложки (500 кв.см)<br />

внутренних вкладышах (500 кв.см)<br />

Информационный вкладыш в виде:<br />

бумажного носителя формата А4<br />

CD-диска на самоклейке<br />

Различного рода объявления<br />

Специальный выпуск журнала (внеочередной), посвященный<br />

какой-либо компании или продукции<br />

Редактор:<br />

Бугаенко Валерий Павлович, конт. тел. +7 701 609 94 44<br />

8000 тг.<br />

2000 тг.<br />

Стоимость<br />

800тг. 0<br />

16000 тг.<br />

<strong>24</strong>000 -<br />

32000 тг.<br />

75000 тг. 17500 руб.<br />

55000 тг. 12500 руб.<br />

40000 тг. 12000 руб.<br />

16000 тг. 4000 руб.<br />

20000 тг. 5000 руб.<br />

по согласованию<br />

сторон<br />

по согласованию<br />

сторон<br />

Приложение.<br />

Внекоторых случаях рекламные модули в журнале не оплачиваются,<br />

а публикуются бесплатно по взаимообмену с компаниями, выпускающими<br />

наши рекламные модули в справочниках или в каталогах выставочных компаний.<br />

1800 руб.<br />

450 руб.<br />

2000 руб.<br />

4000 руб.<br />

6000 руб.<br />

№ 2 (<strong>24</strong>), <strong>июль</strong>, 2009


***<br />

Никоненко В.А.,<br />

генеральный директор ОАО НПП «Эталон», г. Омск.<br />

В архив инженера<br />

Метрологическое обеспечение новых эталонов России: средства измерения температуры, теплопроводности<br />

и тепловых потоков<br />

Статья рассматривает вопросы создания комплекса современных эталонов, образцовых и рабочих<br />

средств измерений температуры, теплопроводности и тепловых потоков, обеспечивающих успешную<br />

интеграцию в современную международную систему единства измерений. В ней использованы материалы<br />

работы вневедомственной комиссии по приемке эталонов, поставлены задачи дальнейшего совершенствования<br />

метрологического обеспечения промышленности.<br />

***<br />

Токтарова Б.,<br />

гл. метролог ТОО «Корпорация Сайман», г. Алматы<br />

ТОО «Корпорация Сайман» – завод отечественного приборостроения<br />

В статье представлены история развития, номенклатура выпуска высокочувствительных бытовых и<br />

промышленных электронных электросчетчиков, реализация новой концепции развития предприятия.<br />

***<br />

Аскаров Е.С.,<br />

доцент кафедры «Стандартизация, сертификация и технология машиностроения КазНТУ им. К. Сатпаева,<br />

г. Алматы<br />

Метод управления качеством «Шесть сигм»<br />

Статья раскрывает один из интереснейших методов управления качеством «Шесть сигм», основные<br />

отличия концепции, принципы на которых базируется метод. Представлены меры по реализации и характеристики<br />

данного проекта.<br />

***<br />

Щекутеева М.,<br />

заместитель директора ТОО «Геокурс», г. Алматы<br />

Геодезические GPS-системы EPOCH Spectra Precision<br />

В статье приведен анализ оценки работы и дана сравнительная характеристика геодезической GPSсистемы<br />

новой серии приемников EPOCH.<br />

***<br />

Малибекова К.Р.,<br />

зав. сектором физико-химических испытаний «Испытательной лаборатории пищевой продукции» Алматинского<br />

филиала АО «НаЦЭкС»<br />

Немного о сыре<br />

Полезная информация о сыре и его производстве<br />

СОДЕРЖАНИЕ<br />

вложенного в журнал диска<br />

(редакторской правке материалы не подвергались)<br />

ВЕСТНИК<br />

№ 2 (<strong>24</strong>), <strong>июль</strong>, 2009 47<br />

Àâòîìàòèçàöèè


В архив инженера<br />

48<br />

Руководящие документы<br />

***<br />

РД 153-39.4Р-154-2004<br />

(в 2-х частях)<br />

УДК 622.692.4 Р-85<br />

Руководство по технологии технического обслуживания и ремонта оборудования систем<br />

автоматики и телемеханики магистральных нефтепроводов<br />

Введен с 1 марта 2004 года<br />

ЧАСТЬ I и ЧАСТЬ I I<br />

***<br />

РД 153-39.4-087-01<br />

Автоматизация и телемеханизация магистральных нефтепроводов. Основные положения<br />

Введен с 15 сентября 2001 года<br />

***<br />

РД 153-39.4-113-01<br />

УДК 622.692.4.07<br />

Нормы технологического проектирования магистральных нефтепроводов<br />

Введен с 1 июля 2002 года<br />

ВЕСТНИК<br />

Àâòîìàòèçàöèè<br />

№ 2 (<strong>24</strong>), <strong>июль</strong>, 2009

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!