2 (24), июль 2009г - VerBulak
2 (24), июль 2009г - VerBulak
2 (24), июль 2009г - VerBulak
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