仪表自动化基础知识

发布 2019-09-09 10:39:00 阅读 4384

第一节现场仪表。

一、压力表。

一)概述。压力表是石油化工最常用的压力检测仪表,按精度等级分可以分为普通压力表和精密压力表,0.6级以上的为精密压力表,0.

6级以下的为普通压力表;按材质可分为普通弹簧管压力表和全不锈钢压力弹簧管压力表;根据使用的场合不同可以分为普通压力表和耐震压力表等。

二)工作原理。

压力表弹簧管在压力和真空作用下,产生弹性变形引起管端位移,其位移通过机械传动机构进行放大,传递给指示装置,再由指针在刻有法定计量单位的分度盘上指出被测压力或真空量值。

三)使用中注意事项。

1、在测量范围内,示值误差,不应大于允许误差,(允许误差 =±精度×量程% )

2、在测量范围内,回程误差应不大于允许误差绝对值。

3、轻敲位移,轻敲表壳后,指针示值变动量应不大允许误差绝对值的1/2。

4、外观。压力表的零部件装配应牢固,无松动现象。

压力表安全孔上应有防尘装置,当发现防尘橡胶盖脱落时要重新安好。

压力表按其所测量介质不同,在压力表上应有下表中规定的色标,并注名特殊介质的名称。氧气表还必须标有红色“禁油”字样。

玻璃应无色透明,不应有妨碍读数的缺陷和损伤。

分度盘应平整光洁,各标志应清晰可辨。

巡检中发现压力表有渗漏情况,应关闭压力表根部阀,汇报处理。

二、双金属温度计。

一)结构特点。

双金属温度计是工业上测量温度常用的现场一次表,具有适应范围广、结构简单、安装方便等特点。由指针、刻度盘、表壳、指针轴、感温元件、保护管组成。可分为.

0五个精度等级。使用的双金属温度计主要为1.0级、1.

5级两种,安装在流量计撬座、储油罐、部分油管线、输油泵轴润滑油箱等位置,用于测量相应位置的油品温度。

二)原理。双金属温度计用膨胀系数不同的两种金属片牢固结合在一起组成感温元件,一般绕制成螺旋形,其一端固定,另一端装有指针。但温度变化时,感温元件曲率发生变化,自由端旋转,带动指针在刻度盘上指示温度数值。

三)双金属温度计使用中注意事项。

1,温度计个部件装配要牢固,不得松动,不得有锈蚀,保护应牢固、均匀和光洁。

2,温度计表头的玻璃要保持干净,以免防碍正确读数。

3,温度计刻度盘上的刻线、数字和其他标志应完整、清晰。

4,温度计指针与刻度盘面间的距离应不大于5mm,但也不应触及刻度盘,对于可调角双金属温度计该项检查应在从轴项位置到径项位置的全过程中进行。

5,温度计安装套管内要加变压器油,以确保测量准确。

三、伺服液位计。

一)概述。储油罐液位测量主要选用了e+h公司生产的proservo nms 53x伺服液位计系统。其原理是基于浮子排量的测量原理。

通过伺服电机的控制较小体积的浮子可精确地测出液体的液位,测量精度±0.7mm;通过rackbus rs485传输信号,传输距离1200m;通过za672modbus网络连接器实现与上位机通信;供电电源24vdc 。

二) 组成。

proservo nms 53x伺服液位计系统由nms5伺服液位计、nrf560罐旁指示仪及nmt536平均温度计三部分组成。

1、nms5伺服液位计安装在罐顶部,进行液位测量,主要由防暴外壳、外轮、鼓内轮鼓、伺服电机、钢丝、浮子、cpu控制主板、lcd显示板组成。

2、nmt536平均温度计安装在罐顶伺服液位计旁,由测量探头和变送单元组成。测量探头由16m左右柔性不锈钢套管和5个均匀分布的a级铂电阻构成。

3、nrf560罐旁指示仪安装在罐旁,实现方便就地显示与操作,nrf560可显示各种参数以及对伺服液位计的控制操作。

下面的图为伺服液位计安装图例,三)伺服液位计测量原理。

磁性材质轮鼓的转动由磁场耦合的力矩驱动,且内外轮鼓完全隔离。外轮鼓缠绕着钢丝,内轮鼓与伺服电机相连。当内轮鼓转动,由于磁场引力和耦合力矩的作用,引起外轮鼓的传动,从而使整体运转。

悬挂在钢丝上的浮子的重量,在外轮鼓上产生一个力矩,并引起磁通量变化。这种内外轮鼓之间的磁通量变化,被安装在内磁轮鼓的电磁转换器检测到。磁通量的变化量产生的电压驱动伺服电机转动,使其达到平衡。

当浮子向下运动并接触到液面时,由于浮力的作用,使浮子作用于钢丝上的张力减小,由此引起磁场耦合力矩的变化,该变化被两个带有温度补偿的霍尔检测单元检测到。被检测到的信号——浮子所处的位置信号被送入伺服电机的控制电路。当液位上升或下降,浮子的平衡位置由伺浮电机调整,外轮周长和转动圈数就可以精确得到液位值。

四)相关性能参数。

液位测量:16m

精度:±0.7mm

输出信号:rs485

供电电源:24vdc

环境温度:-20℃--60℃

防护等级:ip67

三) 操作。

简单校准。当发现液位计测量液位不准时,一般使用更改罐高设置的方法来调校液位计。

方法如下:选择静态矩阵“more function”(更多功能)→“matrx of”(矩阵选择)→“calibration”(校准)→“tank height”(罐高)→按“﹢”键调整罐高 → 按“e”确定。

四)信号传输方式。

平均温度计、罐磅指示仪与伺服液位之间采用hart通讯方式传输信号。伺服液位通过rackbus rs485通讯方式传输信号,信号传到站控后,经za672网络连接器转换成rs232方式,再通过tsp9254转换器将rs232转换成modbus rs485 方式,通过modbus数据总线到上位机。

五)日常维护。

伺服液位计系统的日常维护主要是检查安装在大罐上的伺服液位计读数是否正常,每日进行人工检尺,与伺服液位计表头的读数进行对照,看是否有大的差距等;定期检查罐旁指示仪的读数是否正常;定期检查平均温度计的读数是否正常;伺服液位计系统框图是否正常;伺服液位计系统的通讯系统是否正常,是否能正常刷新数据以及站控机上的数据是否刷新和读数是否准确等。若有发现不正常的,及时采取必要措施并与技术人员取得联系,及时给予修复,避免影响正常的生产运行。

四、超声波流量计。

1)结构组成。

选用的是美国康乐创公司生产的1010n系列固定式双超声道声波流量计,它主要是由换能器和流量计算机两部分组成,换能器**安装在输油管道上,流量计算机安装在站控室墙壁上,换能器和流量计之间采用导线连接。换能器将电信号转换成超声波信号;流量计算机用于输入、检测并编辑现场数据、显示图形、记录数据和进行流量累加。

图为四声道固定夹装式超声波流量计。

二)工作原理。

**在输油管道上的一对换能器同时接收从流量计算机传递的固定频率电压脉冲信号,换能器将电压信号转换成振动信号,振动产生超声波。上游换能器产生的超声波信号经管道内流体传递给下游换能器,下游换能器产生的超声波信号也同样也传递给上游换能器,受流体流速影响,下游换能器接收到超声波信号的时间要小于上游换能器接收到超声波信号的时间,流量计算机根据上下游换能器接收超声波信号的时间差、换能器之间的距离、管线的截面积就可也大概算出管线内的流体的流量,再结合流体的密度,粘度,管道壁厚等参数就可以精确的测出管道内流体的瞬时流量。

图中两组箭头表示超声波的声程。

两组换能器分别测出一个瞬间体积流量,分别在流量计算机上显示;还有一个流量显示值是二者的平均值,一般我们看的都是这个瞬时平均体积流量值。

三)相关性能参数。

型号:1010dv。

精度等级:5‰。

9—36伏dc电源或115/230伏ac电源。

输出信号:4—20ma、0—10vdc 、rs 232数据输出。

双声道系统。

具有温度检测功能。

可检测流体的界面。

现场报警:空管、反向、液体的含气量、低流量、操作事故。

四)操作方法。

流量计算机操作面板上的上、下箭头可以切换和选折两组探头测得的瞬时体积流量值,或者是两者的平均瞬时体积流量值。而左、右箭头、回车及其他操作键可以配置或更改管道的管径、壁厚、密度、粘度等参数,也可以调整流量计算机的零点、量程等。

四)日常维护。

1,超声波流量计的日常维护主要是检查**在管道上的探头是否有松动、移位、脱落或损坏等。

2,按键查看流量计算机上的瞬时体积流量、累积体积流量和vs、alc、aer 三个参数值:

vs:为超声波声速,柴油界面在1380 左右、 汽油界面大于1200左右为正常

alc:信号强度大于30为正常,小于30换能器出现问题。

aer:为气泡数一般气泡数10以下个为正常。

3, 累计量清零:按f3+1键可以将累计量清零。

4, 当发现站控机上流量显示显示不正常时,应和超声波流量计算机对照,分析原因,如无法处理要与技术人员取得联系,及时给予修复,避免影响正常的生产运行。

五)简单调校。

1,零点调整。

当管道内流体满管且流速为零时用此方法调零。

menu pick/install right arrows install path

“1”、“2”选择“1” 按ent zero flow adjust

right arrows auto zero ent

当通道“1”自动调零完成后做通道“2”

2,调校流量。

kc=(v实-v测)/ v测×100%

menu data span/set/cal right arrows

calibrate flow rate right arrows kc

ent 输入“kc” 值 ent 。

五、plc机柜。

一)plc系统概述。

站控系统采用ab公司controllogix系列plc(programmable logical controller-可编程控制器)。plc系统采集站场工艺参数和设备状态,将采集到的现场数据通过乙太网(ethernet)传送给上位机,接受上位机命令,按预先编好的程序对现场工艺设备进行调节控制。plc机架与机架之间通信是通过cotrolnet进行的。

所有站控plc设备均采用a网和b网双网冗余,其中一个节点出现故障不影响其它的节点,并且出现故障的节点会自动使用另一个备用网进行通讯,plc的cpu也是双机热备互为冗余,当主cpu出现问题时会立即切换到备用cpu运行,进一步提高了plc系统的可靠性。

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