Проектный практикум

Проектный практикум

Тема работы Подбор аналога прибор КИПиА в АСУ ТП.

Цель работы

Освоить методику подбора функционального аналога контрольно‑измерительного прибора (КИПиА) для заданной технологической задачи в рамках автоматизированной системы управления технологическим процессом (АСУ ТП).

Исходные данные

Для выполнения работы предоставляется:

1. описание технологического процесса с указанием контролируемого параметра (давление, температура, расход, уровень и т.п.);

2. требования к диапазону измерений, классу точности, условиям эксплуатации;

3. характеристики существующей системы (протоколы связи, напряжение питания, тип выходного сигнала).

Порядок выполнения

1. Анализ требований к прибору

Выделить из задания ключевые параметры:

— измеряемая величина и её единицы (МПа, C, м3/ч и т. п.);

— диапазон измерений (0,1-10 МПа);

— допустимая погрешность (класс точности, например, 0,5);

— условия эксплуатации (температура окружающей среды, влажность, взрывоопасность зоны);

— тип выходного сигнала (4–20 мА, HART, Modbus RTU и т. п.);

— напряжение питания (24В DC, 220В AC).

2. Поиск возможных аналогов

Использовать каталоги производителей (например, «Теплоприбор», «Эмерсон», «Endress+Hauser») или базы данных поставщиков. Отобрать 2–3 модели, соответствующие основным требованиям.

3. Сравнительный анализ

Сопоставить отобранные модели по:

— дополнительным функциям (цифровая индикация, архивация, самодиагностика);

— материалам исполнения (корпус, чувствительный элемент);

— габаритам и способу монтажа;

— стоимости и срокам поставки.

4. Обоснование выбор

Указать, почему выбранная модель наилучшим образом удовлетворяет требованиям задания.

Учесть:

— соответствие метрологических характеристик;

— совместимость с существующей АСУ ТП;

— надёжность и гарантийный срок;

— доступность сервисной поддержки.

5. Оформление отчёта

Включить:

— титульный лист (см. приложение А);

— задание с исходными данными;

— таблицу сравнения аналогов;

— обоснование выбора;

— краткую техническую характеристику выбранного прибора (ссылка на паспорт/каталог).

Задание

Номер варианта задания выбирается в соответствии с первой буквой вашей фамилии.

Задания по вариантам:

Номер варианта

Задание

1

Подобрать аналог датчику определения давления газа в трубопроводе. Диапазон: 0–2,5 МПа; погрешность: не более 0,25 %; выход: 4–20 мА+Modbus RTU; температура среды: −30…+70 °C; взрывозащищённое исполнение (Ex d IIC T6).

2

Нужно выбрать похожее реле времени с выдержкой времени задержки включения от 0,1 сек до 3 часов, количеством переключаемых контактов до 4-х, корпусом компактного исполнения, рабочим напряжением сети 220 В АС.

3

Подберите устройство визуализации показаний аналогового датчика, предназначенное для отображения данных с потенциометрического выхода, экраном OLED размером минимум 1 дюйм, крепёжным способом DIN-рейка, интерфейсами Modbus и PROFIBUS.

4

Подобрать аналог датчику измерения уровня жидкости в резервуаре (проводящая среда). Диапазон: 0–5 м; погрешность: не более 5 мм; выход: 4–2Newton мА; температура среды: 0…+60 °C; материал электродов – титан.

5

Подобрать аналог датчику определения давления масла в гидросистеме. Диапазон: 0–40 МПа; погрешность: не более 0,5 %; выход: 0–5 В; температура среды: −20…+80 °C; виброустойчивость (до 10 г).

6

Найти аналог датчику определения расхода воды в трубопроводе (ультразвуковой метод). Диапазон: 0–50 м3/ч; погрешность: не более 1,0 %; выход: 4–20 мА+импульсный; температура среды: +1…+80 °C; монтаж без разрыва трубопровода.

7

Подобрать аналог двухпозиционного терморегулятора с двумя зонами поддержания температуры (от -50°C до +150°C), контролем нагрева / охлаждения, функцией автосохранения настроек, рабочим напряжением питания 220 В AC.

8

Нужно подобрать аналог магнитострикционного уровнемера для нефти с высотой бака до 10 метров, прочностью конструкции на нагрузку до 1 тонны, диаметром трубы для монтажа 50 мм, классом защиты IP68.

9

Подберите аналог системы позиционирования исполнительных механизмов клапанов, обеспечивающей поворотный ход до 90 градусов, вращательным моментом до 50 Н·м, временем срабатывания не более 1 секунды, защитным покрытием NEMA 4X.

10

Подобрать аналог датчику определения давления в пневмосети. Диапазон: 0–1,0 МПа; погрешность: не более 0,5 %; выход: 4–20 мА; температура среды: −10…+60 °C; быстрое время отклика (<100 мс). 11 Подберите аналог электроконтактного манометра с диапазоном давления от 0 до 10 МПа, контактами на замыкание-размыкание, массой изделия не более 1 кг, диапазоном рабочих температур от -40 °C до +80 °C. 12 Определите альтернативный сенсор газосигнализации горючих газов с типом газа пропан, диапазоном чувствительности 0–100% НКПВ, коммуникационным интерфейсом Modbus RTU, защитой оболочки IP66. 13 Определить альтернативу датчику расхода природного газа на горелке. Диапазон: 0–100 нм3/ч; погрешность: не более 1,5 %; выход: 4–20 мА+импульсный; температура среды: −20…+60 °C; сертификация для взрывоопасных зон. 14 Подобрать аналог расходомера жидкости с диапазоном измерения расхода 0–100 л/мин, погрешностью не более 1%, выходным сигналом 4–20 мA + Modbus RS-485, температурой рабочей среды от -10 °C до +80 °C, взрывобезопасным исполнением Ex d IICT4. 15 Найти замену датчику температуры трубопровода с диапазоном измерений от -50 °C до +200 °C, точностью ±0,5 °C, выходом PT100 и возможностью подключения HART-протокола, IP-защитой класса IP65. 16 Подберите датчик вибрации для мониторинга состояния насосного агрегата с чувствительностью 10 mV/g, частотой от 1 Гц до 1000 Гц, выходной величиной 4–20 мA, устойчивостью к окружающей температуре от -40 °C до +85 °C. 17 Определите аналог датчика уровня жидкости в резервуаре с диапазоном измерения от 0 до 10 метров, разрешением ±5 мм, интерфейсом связи Modbus TCP/IP, классом защиты IP67, диапазон рабочих температур -40...+80 °C. 18 Подобрать аналог манометра с рабочим давлением 0–25 МПа, класс точности 0,5 %, импульсным соединением, фланцевым присоединением, защищённым от агрессивных сред (коррозионностойкий материал). 19 Выберите аналогический преобразователь частоты вращения вала электродвигателя с диапазоном оборотов от 0 до 3000 об./мин., уровнем шума менее 1 дБ, выходным токовым сигналом 4–20 мA, встроенным питанием 24 В постоянного тока. 20 Установите эквивалент позиционера клапана с диапазоном хода штока 0–100 мм, максимальным усилием до 50 Н, поддерживающим протокол Foundation Fieldbus, рабочим напряжением питания 24 В DC, климатическим исполнением (-20...+60 °C). 21 Определите подходящий регулятор температуры жидкостного теплообменника с поддержкой PID-контроллера, диапазоном регулируемых значений от -40 °C до +150 °C, точность установки температуры ±0,5 °C, интерфейс Modbus RTU, напряжение питания 220 В AC. 22 Определите возможный аналог уровнемер для нефтехранилища с диапазоном измерения уровня от 0 до 20 метров, разрешающей способностью ±5 мм, сигнализацией предельных уровней, защитой корпуса IP67, вибрационной стойкостью до 1 г. 23 Подберите аналог детектора протечки газа с диапазоном обнаружения концентрации метана от 0% до 100% нижнего концентрационного предела воспламеняемости (НКПВ), выходным сигналом 4–20 мA + Modbus RS-485, рабочим интервалом температур -20...+60 °C, пылевлагозащитой IP65. 24 Рассмотрите аналоги пирометров с измерительным диапазоном температур от -50 °C до +1000 °C, оптической системой фокусировки, аналоговым выходом 4–20 мA, интерфейсом Ethernet, уровнем электромагнитной совместимости EMC CAT III. 25 Подберите аналог контроллера управления двигателем переменного тока мощностью до 50 кВт, с частотным управлением скоростью, наличием релейных выходов для аварийной сигнализации, напряжением питания 380 В AC. 26 Найдите аналог соленоида с номинальным напряжением питания 24 В DC, силой удержания ≥10 кг, сопротивлением катушки ≤1 Ом, диапазоном рабочих температур от -20 °C до +60 °C, степенью защиты IP65. 27 Нужно подобрать аналог датчика влажности воздуха с диапазоном относительной влажности от 0% до 100%, точностью измерения ±2%, рабочим напряжением питания 24 В DC, диапазоном рабочих температур от -20 °C до +60 °C. 28 Требуется аналог модуля ввода-вывода сигнала для A/D-преобразования сигналов аналоговых сенсоров с каналами до 16 штук, с поддержкой протоколов Profibus DP и CANopen, температурой эксплуатации от -40 °C до +85 °C. 29 Необходимо подобрать аналогичный индикатор скорости потока воды с диапазоном от 0 до 5 м/с, погрешностью измерения ±1%, сигнальным выходом 4–20 мA, температурным режимом эксплуатации от -20 °C до +60 °C. 30 Найти аналог диафрагмы для замера массового расхода природного газа с максимальным расходом до 1000 нм³/ч, статическим рабочим давлением до 6 МПа, динамическим пределом допускаемой основной погрешности измерения ±1%.