Какие виды инструментов автоматизации?

Многие люди, которые только начинают пользоваться приборами, чувствуют себя подавленными, когда впервые видят множество приборов на месте.

С такими названиями, как датчики давления, термометры, потокометры, уровни, клапаны управления, передатчики, ПЛК, DCS, сигнализации и анализаторы, легко запутаться, как их классифицировать.

На самом деле, приборостроение автоматизации не так сложно.С точки зрения на местах оно в основном вращается вокруг одной цели: измерения параметров процесса, их передачи,показывать их, и управлять ими, обеспечивая при необходимости сигнализацию и защиту оборудования.

В зависимости от функции инструменты автоматизации могут быть разделены на шесть основных категорий:

Полевые измерительные приборы, полевые контрольные приборы, полевые приводы, приборы для отображения и записи, регулирующие/управляющие приборы и специализированные измерительные приборы.

Автоматические приборы - это не просто устройства для "отчёта значений".

В полном цикле управления, измерительные приборы собирают полевые параметры, контроллер выполняет анализ и расчеты, приводы выполняют действия,и приборы отображения/записи представляют данные операторам и хранят их для системы.

Возьмем, к примеру, петлю управления температурой: термопары или термометр сопротивления измеряют температуру; передатчик температуры посылает сигнал в ПЛК или DCS;контроллер рассчитывает требуемую реакцию и выводит сигнал; и, наконец, клапан управления регулирует поток пара, горячей воды или охлаждающей воды.

Поэтому приборы не существуют изолированно. При устранении неполадок на месте нельзя просто сосредоточиться на одном приборе;прибор должен быть проанализирован в контексте всей цепи управления;.

Полевые измерительные приборы служат источником данных для систем автоматизации. Если измерения неточны, последующие функции отображения, записи и управления будут скомпрометированы.

Общие полевые измерительные приборы включают приборы для измерения уровня жидкости, давления, температуры и потока, а также приборы для анализа газа и жидкости.

Приборы уровня используются для измерения уровня жидкости, уровня материала или позиции интерфейса в резервуарах для хранения, башнях, реакторах и силосах.плавучие горизонтальные приборы, радиолокационные уровни, ультразвуковые уровни, емкостные уровни, дифференциальные уровни давления и переключатели уровня.

Приборы давления используются для измерения давления, дифференциального давления или уровня вакуума в трубопроводах, сосудах и оборудовании.передатчики дифференциального давленияДавлители используются в основном для показаний на месте, передатчики давления для удаленной передачи сигнала,и переключатели давления для сигнализации и функций блокировки.

Температурные приборы измеряют температуру среды или поверхности оборудования.детекторы температуры сопротивления (RTD)Термопары подходят для применения при высоких температурах.В то время как РТД лучше подходят для измерений низкой и средней температуры.

Приборы для измерения потока измеряют скорость потока газов, жидкостей или пара.Выбор требует тщательной проверки среды, диапазон потока, давление и температура, вязкость, проводимость и требования прямой трубы.

Приборы для анализа газа обнаруживают состав и концентрацию газа.Анализаторы теплопроводности газов, лазерные газовые анализаторы и газовые хроматографы.

Приборы для анализа жидкости измеряют такие параметры, как pH, проводимость, мутность, концентрация, плотность, вязкость, растворенный кислород, СОД и аммиачный азот.Эти приборы требуют относительно высокого содержания; очистка, калибровка и осмотр линий отбора проб являются важнейшими задачами.

Приборы полевого управления отвечают за обработку сигнала на месте, преобразование сигнала и местное управление.

Общие типы включают в себя пневматические, электрические и гидравлические инструменты управления.

Пневматические приборы управления используют сжатый воздух в качестве источника питания; они имеют относительно простую структуру и остаются ценными в взрывозащитных приложениях.Электрические приборы управления используют электрические сигналыГидравлические приборы управления обеспечивают высокую выходной силу и обычно используются в приложениях с большой нагрузкой или высокой тягой.

Ключевые факторы при выборе этих приборов включают в себя входные/выходные сигналы, точность управления, скорость ответа, условия питания, взрывостойкость, окружающую среду,и системных интерфейсов.

Действующие устройства поля - это компоненты в петле управления, которые фактически выполняют физическое действие.

После того, как система управления выдает команду, исполнитель выполняет ее, регулируя клапаны, демперы, шлюзы или другие механические структуры для изменения условий процесса, таких как скорость потока, давление,уровень жидкостиОбщие устройства управления включают в себя пневматические, электрические и гидравлические клапаны управления; клапаны отключения; клапаны бабочки; шаровые клапаны; клапаны шлюза; приводы; позиционировщики клапанов;и умные позиционирующие клапаны.

Во время полевого обслуживания необходимо смотреть не только на то, может ли приводящий механизм просто открываться и закрываться.подходящее время отклика, и соответствует ли безопасное положение требованиям процесса.

Многие колебания управления возникают не из-за настроек параметров контроллера, а из-за таких проблем, как прилипание клапана, неточные позиционеры, нестабильное давление подачи воздуха или медленная реакция привода.

Дисплейные и записывающие приборы показывают полевые параметры, состояние оборудования и информацию об тревоге, а также хранят критические данные.

Общие примеры включают цифровые дисплеи, аналоговые дисплеи, контроллеры дисплея, многоточечные сканеры, бумажные записывающие устройства, бумажные записывающие устройства, сенсорные HMI, терминалы станций операторов,и звуковых/визуальных сигнализационных устройств.

Цифровые дисплеи подходят для мониторинга параметров в одной точке.Бесбумажные регистраторы идеально подходят для отслеживания тенденций в таких параметрах, как температураHMI и станции операторов используются для визуальных интерфейсов, конфигурации параметров, мониторинга сигнализации и работы оборудования.

Ключевые критерии отбора включают входные сигналы, методы отображения, интервалы записи, емкость хранения, коммуникационные интерфейсы, выходы сигнализации и защиту от потери питания.

Инструменты регулирования и управления служат "мозгом" системы автоматизации, обрабатывая автоматическое регулирование, логическое управление, управление последовательностью и защиту безопасности.

Общие полевые устройства включают PID-контроллеры, регуляторы с одной или несколькими петлями, PLC, DCS, FCS, ESD, SIS и промышленные компьютеры.

PID-контроллеры обычно используются для регулирования непрерывных параметров, таких как температура, давление, поток и уровень.защиту от блокировкиDCS подходят для централизованного мониторинга и распределенного управления крупномасштабными непрерывными производственными установками.SIS и ESD в основном используются для безопасной блокировки и аварийного отключения; они не должны рассматриваться просто как стандартные системы контроля.

Факторы выбора включают контролируемый процесс, количество пунктов ввода/вывода, стратегию управления, протоколы связи, требования к избыточности, уровни целостности безопасности (SIL), управление тревогой,и возможности долгосрочного обслуживания.

Специализированные измерительные приборы в основном используются для обнаружения уникальных параметров, мониторинга состояния оборудования и выполнения калибровки поля.мониторы смещения вала, тахометры, весовые приборы, толщиномеры, калибраторы сигналов, детекторы пламени, онлайн-анализаторы влажности, онлайн-измерители плотности и приборы мониторинга состояния оборудования.

Приборы для измерения вибрации вала, смещения вала и скорости вращения обычно используются на вращающемся оборудовании, таком как компрессоры, паровые турбины, вентиляторы и насосы.Весы используются в силосахИзмерители толщины используются для измерения толщины плит, труб и стенок сосудов, а также толщины покрытия.Огневые детекторы обычно используются для защиты от сгорания в котлах, отопительные печи и сжигательные установки.

При выборе этих приборов необходимо учитывать такие факторы, как тип оборудования, измеряемый параметр, место установки, скорость отклика, выходные сигналы и требования к защите.

При выборе инструментов автоматизации не следует сосредотачиваться только на номере модели и цене.

Сначала определите параметр, который нужно измерить; затем определите диапазон измерения, точность, материалы строительства, способ установки, источник питания и выходный сигнал.

Если среда коррозионная, то намоченные части должны быть изготовлены из соответствующего материала.Если среда склонна к кристаллизации или засорениюВ местах с значительными вибрациями следует рассмотреть возможность установки крепления и место установки.

После того, как прибор введен в эксплуатацию, регулярно проверяйте нулевую точку, протяженность, проводку, питание, заземление, связь, сигнализацию и состояние блокировки.

При устранении неполадок на месте следуйте следующей последовательности: проверьте питание, затем сигнал, затем проводку, затем настройки параметров и, наконец, элемент датчика и условия процесса.

Классификация приборов автоматизации несложна для запоминания, поскольку каждый тип выполняет определенную функцию.

Например, измерительные приборы собирают данные; приборы управления обрабатывают сигналы; приводы выполняют физические действия в полевых условиях; приборы отображения и записи показывают и сохраняют данные;инструменты регулирования и управления управляют управлением и блокировками; и специализированные измерительные приборы обнаруживают уникальные параметры.

Когда вы находитесь на месте, не рассматривайте инструмент как изолированное устройство, рассматривайте его в контексте всей цепи управления, и многие проблемы станут легче диагностировать.