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.
|
Первая буква
фамилии
|
Номер варианта
|
Первая буква
фамилии
|
Номер варианта
|
|
А
|
1
|
Р
|
16
|
|
Б
|
2
|
С
|
17
|
|
В
|
3
|
Т
|
18
|
|
Г
|
4
|
У
|
19
|
|
Д
|
5
|
Ф
|
20
|
|
Е, Ё
|
6
|
Х
|
21
|
|
Ж
|
7
|
Ц
|
22
|
|
З
|
8
|
Ч
|
23
|
|
И
|
9
|
Ш
|
24
|
|
К
|
10
|
Щ
|
25
|
|
Л
|
11
|
Ъ, Ь
|
26
|
|
М
|
12
|
Ы
|
27
|
|
Н
|
13
|
Э
|
28
|
|
О
|
14
|
Ю
|
29
|
|
П
|
15
|
Я
|
30
|
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%.
|
Пример выполнения
Задание
Подобрать аналог датчика давления для контроля давления газа в трубопроводе. Требования:
- диапазон: 0–1,6 МПа;
- погрешность: не более 0,5%;
- выход: 4–20 мА + HART;
- температура среды: −20…+60 °C;
- взрывозащищённое исполнение (Ex ia IIC T4).
Шаг 1. Анализ требований
Контролируемый параметр – давление газа. Ключевые параметры:
- ДИ: 0–1,6 МПа;
- КТ: 0,5;
- сигнал: 4–20 мА + HART;
- взрывозащита: Ex ia IIC T4;
- темп. среда: −20…+60 °C.
Шаг 2. Поиск аналогов
Рассмотрены модели:
1) «Метран‑150TG» (Россия);
2) «Rosemount 3051S» (Emerson, США);
3) «Cerabar M PMC51» (Endress+Hauser, Германия).
Шаг 3. Сравнительный анализ
|
Параметр
|
Метран‑150TG
|
Rosemount 3051S
|
Cerabar M PMC51
|
|
Диапазон, МПа
|
0–1,6
|
0–1,6
|
0–1,6
|
|
Погрешность, %
|
0,5
|
0,065
|
0,075
|
|
Выход
|
4–20 мА + HART
|
4–20 мА + HART
|
4–20 мА + HART
|
|
Взрывозащита
|
Ex ia IIC T4
|
Ex ia IIC T4
|
Ex ia IIC T4
|
|
Температура среды, °C
|
–40…+85
|
–40…+85
|
–40…+85
|
|
Цена, руб.
|
45 000
|
120 000
|
110 000
|
|
Гарантия, лет
|
3
|
5
|
5
|
Шаг 4. Обоснование выбора
Выбран «Метран‑150TG»:
- полностью соответствует ТЗ по диапазону, погрешности и взрывозащите;
- имеет достаточную температурную стойкость;
- значительно дешевле импортных аналогов при сопоставимых характеристиках;
- локализованная поддержка и короткие сроки поставки.
Шаг 5. Техническая характеристика выбранного прибора
- Модель: Метран‑150TG.
- Диапазон: 0–1,6 МПа.
- Погрешность: ±0,5 %.
- Выходной сигнал: 4–20 мА + HART.
- Взрывозащита: Ex ia IIC T4.
- Температура среды: −20…+60 °C.
- Материал мембраны: нержавеющая сталь.
- Гарантия: 3 года.
- Паспорт: ПР-150.00.000ПС.
Вывод
Подобранный аналог удовлетворяет всем требованиям задания и оптимален по соотношению цена/качество для условий российской эксплуатации. |
