3.4 Разработка блок-схем измерительных каналов
Разработка блок-схемы измерительного канала расхода
При разработке измерительного канала расхода, составлена блок-схема (рис.6.).
Взрывоопасная зона
Взрывобезопасная зона
расход4 – 20 mAАСУТП
RotaMASS RCCX39/IR
БИС-А-101-Ех
м3/ч
Рисунок 6 – Блок-схема измерительного канала расхода
Разработка блок-схемы измерительного канала уровня
При разработке измерительного канала уровня, составлена блок-схема (рис.7.).
Взрывоопасная зона
Взрывобезопасная зона
уровень4 – 20 mA АСУТП
SmartLineRM70
БИС-А-101-Ех
м
Рисунок 7 – Блок-схема измерительного канала уровня.
4. Описание способа, места установки и особенностей монтажа элементов
4.1 Установка датчика расхода
Кориолисовы расходомеры не имеют ограничения по числу Рейнольдса измеряемой жидкости. Они также не чувствительны к изменению распределения скорости по сечению и к вихрям. Поэтому не существует требования подвода и отвода жидкости по прямым трубам к расходомеру, чтобы подготовить поток.
Габаритные размеры представлены в приложении.
4.2 Установка датчика уровня
Датчик уровня монтируется в верхней части резервуара, подсоединение к процессу резьбовое G11/2”;NPT11/2” или фланцевоеDN40…150 (PN40/PN16); 10K(40…100A). При установке уровнемера в посадочное место, отклонение от горизонтальной оси не должно превышать 2°. Если на пути радарного луча встречается какие-либо объекты (мешалки, опорные арматуры и т.д.), то следует установить выносной или успокоительный колодец. Нельзя устанавливать датчик слишком близко к входу продукции, это может привести к неточным показаниям. Подключение уровнемера производится к клеммам «+» и «-» электронного модуля. Пример установки радарного уровнемера представлен на рис.10.
Рисунок 8 – Пример установки радарного уровнемера
В случае установки датчиков непосредственно на технологическом оборудовании и трубопроводах должны применяться отборные устройства с вентилями для обеспечения возможности отключения и проверки датчиков.
5. Расчет максимальной длины линии связи между измерительным прибором и барьером искробезопасности
Датчик для измерения расхода RotaMASS RCCX39/IR и датчик уровня SmartLineRM70, расположенные во взрывоопасной зоне, подключаются к АСУТП с использованиемБИС-А-201-Ех. Таким образом, заземляется БИС, а сами приборы непосредственно не могут быть заземлены, так как находятся во взрывоопасной зоне.
Для подключения датчиков, выбираем кабель КПКЭВнг(А)-FRLS. КПКЭВнг(А)-FRLS – Огнестойкие симметричные кабели парной скрутки предназначены для групповой стационарной прокладки в системах противопожарной защиты, в системах пожарной сигнализации (ОПС), системах оповещения и управления эвакуацией (СОУЭ), системах автоматического пожаротушения (АУПТ), системах противодымной защиты, а также в других системах жизнеобеспечения, связи, контроля и управления, которые должны сохранять работоспособность в условиях пожара. Кабели КПКЭВнг-FRLS могут применяться в промышленных сетях АСУ ТП и на атомных станциях, в зонах класса безопасности 2–4, вне гермозоны. Характеристики кабеля представлены в приложении 5. Рассчитаем максимально возможную длину линии связи измерительных каналов:
Датчик расхода EJX130A
Исходные электрические характеристики датчика представлены в приложении 7.
С1= 27,6 нФ – собственная емкость датчика,
L1= 0 мГн – собственная индуктивность датчика,
V0= 21.6 В – минимальное напряжение источника на выходе БИС
Vmin= 10.5 В – минимальное напряжение питания датчика RotaMASS RCCX39/IR.
Параметры кабеля КПКЭВнг-FRLS;
Cк= 0.04 нФ/м – погонная емкость,
Lк= 0.66 мкГн/м – погонная индуктивность,
Rk= 0.11 Ом/м – погонное сопротивление.
Безопасные параметры внешней цепи:
Сmax= 90 нФ,
Lmax= 3.5 мкГн.
Полное сопротивление линии связи:
Rv=N*Rk*2
Так как падение напряжения происходит только на кабеле, то максимальный ток составляет 20мА, тогда:
Rv = (V0-Vmin )/0.02= N*Rk*2
N= (21.6-10.5)/(0.04*0.11)= 2523 м.
Проверим условия безопасности для емкости и индуктивности по условиям ExibllC:
Cmax>Ck*N+C1, откудаN< 2250 м – условие не выполняется.
Lmax>Lk*N+L1 , откудаN< 3485 м – условие выполняется.
Вывод:
При использовании активного барьера и указанных выше условий максимальная длина линии связи составляет примерно 2250м. Основным ограничением для линии стала её емкость. При этом внутреннее сопротивление вторичного прибора не влияет на длину линии связи, максимальное сопротивление которой для БИС-А-201-Ехсоставляет 25 Ом.
Датчик уровня SmartLine RM70
Исходные электрические характеристики датчика представлены в приложении 6.
С1= 25.5 нФ – собственная емкость датчика,
L1= 330 мГн – собственная индуктивность датчика,
V0= 21.6 В – минимальное напряжение источника на выходе БИС
Vmin= 10.5 В – минимальное напряжение питания датчикаSmartLine RM70.
Параметры кабеля КПКЭВнг-FRLS;
Cк= 0.04 нФ/м – погонная емкость,
Lк= 0.66 мкГн/м – погонная индуктивность,
Rk= 0.11 Ом/м – погонное сопротивление.
Безопасные параметры внешней цепи:
Сmax= 90 нФ,
Lmax= 3.5 мкГн.
Полное сопротивление линии связи:
Rv=N*Rk*2
Так как ток короткого замыкания (максимальный ток) для барьера БИС-А-201составляет 120мА, тогда
Rv = (V0-Vmin )/0.02= N*Rk*2
N= (21.6-10.5)/(0.04*0.11)= 2523 м.
Проверим условия безопасности для емкости и индуктивности по условиям ExibllC:
Cmax>Ck*N+C1, откудаN< 2250 м – условие не выполняется.
Lmax>Lk*N+L1 , откудаN< 3485 м – условие выполняется.
Вывод:
При использовании активного барьера и указанных выше условий максимальная длина линии связи составляет примерно 2250м. Основным ограничением для линии стала её емкость. При этом внутреннее сопротивление вторичного прибора не влияет на длину линии связи, максимальное сопротивление которой для БИС-А-201-Ехсоставляет 25 Ом.