42
Расчет измерительной схемы прибора
Во вторичных приборах типа ИРТ-5502/М1 применяется мостовая
компенсационная схема.
Блок схема вторичного прибора представлена на рисунке 2.3.
r
л
r
л
r
л
R
t
R
п1
R
п2
R
2
R
4
R
п
R
3
а
d
c
b
R
p
u
п
~ 3 В
Tp
u
вх
РД
ШУ
~ 220 ВФЧУ
c
c
c
уп
Рис. 2.3. Измерительная схема автоматического моста
4321
,, , RRRR
– резисторы, составляющие плечи моста;
л
r
– сопротивление линии;
Р
R
– сопротивление реохорда с шунтом;
П
R
– резистор предела шкалы;
Упрощенная методика расчета
Напряжение питания моста
В; 3U
Примем сопротивление
Ом; 200
1
R
мА; 7
ДОП
I
Сопротивление линии
л
r 2.5 Ом;
Для увеличения чувствительности, мост желательно иметь
симметричным, т.е.
;
42
RR
Сопротивление
2
R
находим из условий наименьшей температурной
43
погрешности трехпроводной линии, что достигается равенством
сопротивления смежных плеч при среднем положении движка реохорда [13,
ф. 3-4]:
;
4
3
minmax1min42 xxx
RRRRRR
где
maxx
R
и
minx
R
– сопротивления термопреобразователя сопротивления
соответственно для верхнего (100
o
C
) и нижнего (0
o
C
) пределов шкалы.
????
????
Сопротивление
П
R
, определяющее диапазон измерений, можно найти
из условий равновесия моста на верхнем и нижнем пределах шкалы [13, ф. 3-
1, ф. 3-2]:
;
;
2л34ПР1лmin
2л3ПР41лmax
RrRRRRrR
RrRRRRrR
x
x
Из этой системы уравнений найдем
ПР
R
:
????
????
????
????
Так как
П Р ПР Р
ПР П
П Р Р ПР
R R R R
RR
R R R R
; [12, ф. 3-3]
Найдем значение
3
R
:
????
????
????
????
44
Определим ток, проходящий через термопреобразователь
сопротивления:
????????
,
ДОП1
II
значит, расчет моста выполнен верно.
Расчет измерительной схемы из условий максимальной
чувствительности
Для минимизации сопротивления измерительной схемы, с целью
увеличения чувствительности, из схемы исключают резистор ограничения
тока
1
R
.
Из условий протекания допустимого тока через термопреобразователь
сопротивления найдем сумму сопротивлений верхней ветви моста [13, ф. 3-
5]:
Т.к.
:
3ПРminmax
RRRR
xx
2
x
ДОП ПР 3 x л x x ДОП
x л ПР 3 x
ПР 3 x л
ДОП
R
U
I ; R R U R r ; P R I ;
R r R R P
U
R R R r ;
I
????
????
[13, ф.
3-5]
Из условий равновесия моста на нижнем и верхнем пределах [12, ф. 3-
6]:
;
21
x3ПРлxmax
x3ПР
ПР
RRRrR
RRR
R
где:
45
????
????
????
????
Величина сопротивления
2
R
из условия минимальной температурной
погрешности работы трехпроводной линии [13, ф. 3-7]:
Сопротивление
4
R
определяется из условия равновесия моста на
нижнем пределе шкалы [12, ф. 3-8]:
????
????
????
????
???? ????
????
????
???? ????
???? ????
????????
Сопротивление пределов шкалы [13, ф. 3-3]:
5. Определим ток, проходящий через термопреобразователь
сопротивления:
,
ДОП1
II
значит расчет моста выполнен верно.
46
Таблица 2.2
Спецификация средств автоматизации
1. Приборы ША независимая СO + клапан подпитки + ГВС
1
Модуль контроллера базовый
MС8 301
МЗТА Инжиниринг
шт
1
А1
2
Крышка для МС
Крышка
МЗТА Инжиниринг
шт
1
3
Встроенный пульт для МС*
Встроенный пульт
МЗТА Инжиниринг
шт
1
4
Субмодуль EM*
WebLinker (EM)
МЗТА Инжиниринг
шт
1
A1
5
Субмодуль USB*
WebLinker (USB)
МЗТА Инжиниринг
шт
1
A1
7
Пульт 3,5" 16 (c 2 кабелями)*
HT 40 ms
МЗТА Инжиниринг
шт
1
А3
8
Модуль расширения
ME 16.2
МЗТА Инжиниринг
шт
1
А2
9
Кабель соединительный
г.Е5.282.328
МЗТА Инжиниринг
шт
1
10
Трансформатор 220/24, 63Вт
42856
Legrand
шт
1
TV1
11
Блок питания 24В 40Вт
MDR-40-24
Meamwell
шт
1
BP1
12
Реле с катушкой на 24В постоянного тока
на два перекидных контакта+розетка
40.52.9.024+95.05
Finder
шт
4
K1-K4
13
Твердотельное реле
GDH1048ZD3
SSR
шт
4
K5-К8
16
Автомат защиты однополюсный 10A
S201 C10
ABB
шт
1
SF1
17
Автомат защиты однополюсный 2A
S201 C2
ABB
шт
5
SF2-
SF6
18
Плавкий предохранитель 2А
KLEMSAN
шт
1
FU1
47
Продолжение таблицы 2.2
19
Винтовые клеммы с держателем
предохранителя
ASK 2 S
KLEMSAN
шт
1
FU1
20
Переключатель трехпозиционный с
возвратом в центр
XB4-BD53
Schneider Electric
шт
2
SA2,
SA4
21
Переключатель трехпозиционный с
фиксацией
XB4-BD33
Schneider Electric
шт
3
SA1,
SA3
22
Кнопка черная без фиксации, 1HО
CP1-30B-10
ABB
шт
1
SB1
23
Лампа сигнальная в комплекте со
светодиодом 220В, зеленая
CL-523G
ABB
шт
1
HL1
24
Лампа сигнальная в комплекте со
светодиодом 220В, красная
CL-523R
ABB
шт
1
HL2
25
Клемная колодка 2.5 мм кв однорядная
AVK 2.5
KLEMSAN
шт
19
X1,2
26
Клемная колодка 2.5 мм кв духрядная
PIK 2.5N
KLEMSAN
шт
16
X2
27
DIN рейка
Инпред-Электро
м
2
28
Упоры на DIN-рейку
Инпред-Электро
шт
6
29
Кабельный канал перфорированный
Инпред-Электро
м
2.5
30
Оконцеватели проводов 1.5 мм кв
Инпред-Электро
шт
200
31
Маркировка проводов
Инпред-Электро
шт
200
32
Сальниковое уплотнение
PG13.5
Инпред-Электро
шт
14
33
Кабель монтажный
ПВ-3
Инпред-Электро
м
100
48
Продолжение таблицы 2.2
34
Щит электрический монтажный
Eldon АМ
600х600х210
Инпред-Электро
шт
1
MAS0
606021
2. Датчиковая аппаратура
1
Датчик температуры наружного воздуха
Pt1000, -50 +90°С, IP65
МЗТА Инжиниринг
8-499-369-06-00
шт
1
2
Датчик температуры воды погружной
Pt1000, -30 +150°С, IP65, L=50мм
МЗТА Инжиниринг
8-499-369-06-00
шт
3
3
Датчик-реле перепада давления
МЗТА Инжиниринг
8-499-369-06-00
шт
2
4
Соединение трубное К1/4"
МЗТА Инжиниринг
8-499-369-06-00
шт
4
5
Соединение трубное G1/2"
МЗТА Инжиниринг
8-499-369-06-00
шт
4
6
Кабельный ввод пластиковый, М20х1,5
МЗТА Инжиниринг
8-499-369-06-00
шт
2
7
Датчик давления 0…6(10)(16) бар G1/4A
4-20mA, 2-пров., IP67
МЗТА Инжиниринг
8-499-369-06-00
шт
1
8
Адаптер для термометров вварной, G1/2,
сталь
МЗТА Инжиниринг
8-499-369-06-00
шт
1
9
Переходник, тип, G1/4 внутр./ G1/2
внешн., медный сплав
МЗТА Инжиниринг
8-499-369-06-00
шт
1
10
Переходник, тип, G1/2 наруж./ G1/2
наруж., ICMA
МЗТА Инжиниринг
8-499-369-06-01
шт
1
11
Кран 3-хходовой д/манометра ICMA 151,
G1/2 муфта-муфта, от -20 до +230 С,
медный сплав
МЗТА Инжиниринг
8-499-369-06-00
шт
1
49
Окончание таблицы 2.2
12
Шайба уплотнительная 910.17-тефлон,
G1/4 M12x1,5, толщ. 0,5 мм
МЗТА Инжиниринг
8-499-369-06-00
шт
2
13
Шайба уплотнительная 910.17-тефлон,
G1/2 M20x1,5, толщ. 2 мм
МЗТА Инжиниринг
8-499-369-06-00
шт
2
50
2.6. Разработка схем подключения оборудования
Основное электропитание шкафов автоматики и контроля АСУТП
осуществляется от сети переменного тока 1 категории напряжением ~220В.
На схеме предусмотрено питание всех электропотребителей системы
автоматизации. Все цепи, приведенные на электрической схеме, имеют
маркировку.
Обозначение устройств на принципиальной электрической схеме
следующее:
А1 - первичные измерительные преобразователи
А2 - задатчики регулируемых параметров.
А3 – регулирующий контроллер Siemens Simatic S7 -200.
А4 - усилитель типа ПБР-3А.
А5 - блок управления ручного типа БРУ-42.
А6 - исполнительный клапан типа МЭО - 800/25 - 0,25 - 92К.
А7 - указатель положения ДУП-М.
Сбор и обработка информации о величине параметров
технологического процесса выполняется с помощью измерительного
преобразователя A1.
Модуль ввода позволяет преобразовывать аналоговые
унифицированные токовые сигналы в цифровые коды, поступающие на
плату центрального процессора CPU 414-4H.
После этого процессор преобразовывает эти сигналы в соответствии с
расчетным алгоритмом управления и передает цифровой сигнал на модуль
вывода дискретных сигналов SM-422, где происходит переработка этого кода
в управляющий дискретный сигнал -24 В, который поступает на блок
ручного управления А5, предназначенного для управления цепями
коммутации.
51
2.7. Разработка УУТЭ для автоматизированного ИТП
Преобразователь температуры (термометр сопротивления КТПР)
теплосчетчика СТП 943.1, 2 штуки, предназначен для измерения
избыточного и вакуумметрического давления жидких и газообразных сред.
Выходной сигнал 4-20мА.
Датчик температуры теплоносителя электронной системы
регулирования с гильзой или без гильзы типа ESMU, 2 штуки, основными их
функциями являются замер и регулирование температурных режимов в
различных трубопроводных сетях. Тип выходного
сигнала: аналоговые электронные регуляторы со встроенными
преобразователями 4-20 мА.
Датчик температуры наружного воздуха (-50….+50) типа ESMT, 1
штука. Выходной сигнал 4–20 мА.