НАЛАДКА ПРИБОРОВ И СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ

Системы с термопреобразователями сопротивления

Системы измерения температуры, основанные на измерении из­менения сопротивления металлов при изменении температуры, благо­даря их простоте и надежности широко применяют при автоматизации технологических процессов.

Рассмотрение проектной документации. В результате изучения проектной документации наладчику известно следующее: диапазон из­менения температуры в задан­ной точке (технологического процесса, аппарата, агрегата), требуемая точность измерения, состав системы (тип термопре­образователя сопротивления (см. § 44) и вторичного прибора, номинальная статическая харак­теристика), условия измерения в месте установки вторичного при­бора и характеристика измеряе­мой среды.

Правильность выбора термо­преобразователя и его статиче­ской характеристики проверяют по табл. 15. Например, ТСМ 100М нельзя измерять темпера­туру выше 200° С, а ТСП 1П невозможно измерить темпера­туру менее минус 50° С.

Термопреобразователь сопро­тивления измерит температуру в установленной проектом точке (трубопровода, аппарата или машины) в том случае, если эта точка расположена на расстоянии от фланца или штуцера термопреобразо­вателя, которое меньше монтажной длины на 50—55 мм. Поэтому на­ладчик по справочнику определяет монтажную длину выбранного термопреобразователя и проверяет, соблюдено ли это условие при монтаже.

Для проверки правильности выбора вторичного прибора наладчик сравнивает его статическую характеристику с характеристикой пре­образователя. Характеристики вторичного прибора и термопреобра­зователя должны быть одинаковыми.

Диапазон измерения вторичного прибора должен обеспечить из­мерение номинального значения температуры в пределах 40—£0% от­клонения указателя. Диапазоны измерения вторичных приборов установлены ГОСТ 8.157—75, например, для вторичных приборов, работающих с ТСП 100П, они составляют 0—300, 0—400, 0—500 0—650, 300—650° С.

Определение соответствия выбранной системы контроля требо­ваниям к точности ее работы поясним на примере.

Пример. Проектом предусмотрено измерять температуру свода печи с точ­ностью до 4° С при среднем значении температуры около 500° С. Для этой цели применена система контроля температуры, состоящая из ТСП 1 ООН и логометра с диапазоном измерения 0—650° С и классом точности 1. Очевидно, чтотребуе - мая точность измерения не будет обеспечена, так как гарантируемая точность измерения не выше 500zt6,5° С, и, следовательно, необходимо выбрать в каче­стве вторичного прибора тот же логометр, но с пределом измерений 300—650° С.

Большинство мостов и логометров обеспечивает нормальную ра­боту при диапазоне изменения температуры окружающего воздуха 5—50° С и влажности до 80%. С учетом этого определяют требова­ния к помещениям для установки приборов.

Защитная арматура должна соответствовать параметрам и техниче­ским характеристикам измеряемых сред. Например, для измерения температуры кислот ее выполняют из кислотостойкой стали.

Предмонтажную проверку мостов и логометров выполняют в по­следовательности, изложенной в § 77.

Электрическое сопротивление изоляции проверяют мегомметром

Рис. 142. Проверочная схема автоматического моста:

I—образцовый магазчи сопротивлений. 2— соединительные провода, S — сопротивление 5 От, 4 — измерительный прибор. 5 —ключ

с номинальным напряжением до 1000 В. Испытательное напряжение включают между корпусом и измерительной цепью (цепями) и, нако­нец, между отдельными измерительными цепями. Сопротивление изоляции должно быть не менее 40 мОм между силовыми и измери­тельными цепями и корпусом и не менее 20 мОм между измеритель­ными цепями

Для проверки основной погрешности собирают проверочную схе­му (рис. 142). В качестве имитатора и измерителя сопротивления применяют магазин сопротивления 1, позволяющий установить со­противление с точностью до 0,001 Ом. Магазин соединяют с измери-| тельным прибором 4 медными проводами 2 сечением не менее 1,5 мм2 и длиной около 1 м. В соединительную линию включают сопротивле­ние «3, величина которого указывается на шкале проверяемого при­бора. Монтируют проверочную схему при выключенном источнике питания (ключ 5 разомкнут).

Рассмотрим определение основной погрешности на примере про­верки моста КСМЗ (100П предел измерения 0—500е С, класс точности 0,5) и логометра 1Д69000 той же характеристики с тем же пределом измерения.

Для термопреобразователей сопротивлений различных характе­ристик составлены таблицы (приведены в справочной литературе), в них дана зависимость сопротивления термопреобразователя от темпера­туры, в которой находится чувствительный элемент. Для рассматри­ваемого случая эта зависимость приведена в табл. 16.

Определим выполнение условия пригодности образцового мага­зина сопротивления типаМСР-63 для проверки моста КСМЗ. Диапазон измерения (нормирующее значение) для входного сигнала по таблице будет иметь значение лгир = —х0 = 283,760 — 100,00 =

= 183,760 Ом. Предел допускаемой основной погрешности магазина

сопротивления определяют по формуле 8 = ± ^0,05 + 0,02 * j,

где т —число включенных декад; R —значение сопротивления. Для максимального значения температуры t = 500° С абсолютная погрешность будет составлять

Д0 = ^0,05 - f 0,02 -j^y 183,760 = 0,0237 Ом.

Соотношение -р~ • 100% < -^гОп будет иметь вид -~Г%6~ * 100 ^_1_.0,5, или 0,059 <с 0,166. Таким образом, соотношение

соблюдается и магазин пригоден для проверки. Для проверки моста КСМЗ (рис. 143, а) магазин сопротивления подключают к клеммам А, В, С, а источник питания —к клеммам 5, 6, 7 клеммных колодок прибора. Соединение клемм А и С с магазином, а также перемычку между клеммами Л и В выполняют коротким медным проводом с со­противлением, близким к нулю. Требования к соединительным цепям проверочной схемы логометра ІД69000 (рис. 143, б) те же.

Для упрощения проверочных схем которое имитирует сопро тивление внешней линии, исключают и значения сопротивлений, со ответствующие проверяемой температуре на каждой точке, увеличи­вают на величину RBH, которое в рассматриваемом случае равно 5 Ом.

После подачи питания и прогрева приборов магазином сопротивН ления стрелку проверяемого прибора последовательно устанавлива­ют на значения температуры 0; 100; 200; 300; 400 и 500э С, а затем в обратной после­довательности. Значения со­противлений, соответствую­щие этим значениям темпера­туры, заносят в протокол проверки основной погрешно­сти. На каждой точке вычи­сляют основную погрешность проверяемого прибора по формуле

R — (go Rm)

Rk Ян

100%,

Є)

где -у — основная погреш­ность, %; R —градуировоч­ное значение по табл. 6 (100; 139; 113, 177, 0,33; 213, 779; 249, 358; 283, 760), Ом; R0 —I отсчет по магазину сопро-1 тивления, Ом; RbH —сопро­тивление линии (5 Ом); R„ и RK —сопротивления, соответ­ствующие начальной и конеч­ной отметкам шкалы по табл. 18 (0° С — 100,00 Ом; 500° С —283,760 Ом). Основная погрешность для любой точки должна быть не более 0,5%. Вариация прибора, т. е. разница между R0 при прямом и обратном ходе, не должна превышать 0,25%.

Для моста КСМЗ абсолютное значение погрешности должно быть не выше Д < (283,760 —100)- 0,005 — 0,4595 Ом, а вариации В < < (283,760 — 100)-0,0025 = 0,2297 Ом.

Скорость продвижения диаграммы или диаграммной ленты про­веряют по секундомеру, как правило, она должна отличаться от заданной не более чем на 0,5%.

При проведении предмонтажной про­верки многоточечных автоматических мостов проверяют работу печатающего 7* устройства и скорость печатания при­бора с помощью специального приспо­собления которое ускоряет проверку.

Приспособление подключают к клем­мной колодке моста вместо термопреобразователей сопротивления с помощью проводов 1,2Предел измерения моста (RK —R„) де­лят на число точек измерения и полученный результат г устанавли­вают ка переменных сопротивлениях Rx — г, R2 — 2r, ...; Rn~ nr. При включении в работу мост последовательно печатает значения ггмпературы, соответствующие установленным сопротивлениям.

Проверку монтажа систем контроля температуры с применением мостов н логометров выполняют в определенной последовательности. Проверяют осмотром правильность установки преобразователя на трубопроводе или аппарате. Если диаметр на трубопроводе менее 400 мм, термометр сопротивления устанавливают на изгибе и ось преобразователя направляют против потока измеряемой среды. Пре­образователь должен быть уплотнен в соединительном штуцере. Ко­нец чувствительного элемента должен выступать за точку, в которой измеряют температуру, на расстояние около 50 мм. К установлен­ным на оборудовании преобразователям должен быть свободный и без­опасный доступ.

Соединительные линии систем выполняют протягиваемым в защит­ных трубах кабелем или проводом с сечением жил не менее 1—1,5 мм2.

Если термопреобразователи сопротивления устанавливают на ап­паратах и трубопроводах, находящихся во взрывоопасных помеще­ниях, вторичные приборы должны быть искробезопасного исполне­ния. В помещениях классов В1 и В 1а не допускается монтировать соединительные линии проводом сечением менее 1,5 мм2, а также про­водами или кабелями в полиэтиленовой изоляции. Крышки защитной арматуры на преобразователях должны иметь полный комплект вин­тов или болтов и быть затянуты. Если автоматический мост (или лю­бой другой прибор) общепромышленного исполнения установлен в не­взрывоопасном помещении, а работает с преобразователями, установ­ленными во взрывоопасной среде, то на его лицевой стороне должно быть обозначение «Вход И/4Т5», что означает — входная цепь искро­безопасна для смесей четвертой категории, пятой группы и других менее взрывоопасных, а на обратной стороне — «Вход — искробез­опасная цепь». Оболочки кабелей и трубы надежно заземляют. В ка­белях или трубах для измерительных цепей нельзя прокладывать силовые цепи питания.

Термопреобразователи сопротивления соединяют со вторичными приборами по двух - или трехпроводной схеме. Двухпроводную схему (рис. 145, а) применяют при постоянной температуре в местах про­кладки линии. Питающий провод подключают к началу линии а.

Если температура в местах прокладки линий изменяется, например при прокладке на открытом воздухе, применяют трехпроводную схе­му (рис. 145г б) для компенсации погрешности контроля темпера­туры. В этом случае питающий провод с подсоединяют непосредст­венно к термопреобразователю сопротивления и линии а и б оказыва­ются включенными в смежные плечи Моста, при этом одновременное и равное изменение сопротивления линий на равновесие моста не влияет.

При монтаже вторичных приборов проверяют соответствие условий

измерения в месте их установки требуемым. Все соединительные про­вода должны быть замаркированы, а клеммы «Земля» на корпусах приборов подсоединены к контурам заземления. Схемы электриче­ского питания вторичных приборов должны иметь предохранители; и индивидуальные коммутирующие аппараты.

Мосты и логометры измеряют сопротивление, поэтому важным этапом является подгонка сопротивления соединительной линии RBB

Рис. 145. Двух - (а) и трехпроводная (5) схемы под­ключения термометров сопротивления

до номинального значения, которое равно 5 или 15 Ом; допустимое отклонение не более 0,01 Ом. Для систем измерения с низкоомиыми термометрами это требование более жесткое.

При двухпроводной схеме подключения для подгонки отключают] концы линии от термопреобразователя, надежно закорачивают их| и измерительным мостом измеряют сопротивление шлейфа. Недостаю-1 щее до номинального сопротивление наматывают на специальную] подгоночную катушку, которую устанавливают последовательно с линией. Катушка и винты на клеммных сборках щитов и коробок, через которые проходят соединительные линии, должны быть затянуты и обеспечивать надежный контакт.

При трехпроводной схеме подключения попарно измеряют сопро-] тивления между концами проводов (все три провода у термопреобра-1 зователя сопротивления закорочены), после чего сопротивление каж-] дого измерительного провода определяют по формулам

где Rz и R (i сопротивления измерительных проводов; Rc — сопро­тивление питающего провода.

Определив R., и Rб, подбирают такие сопротивления подгоночных катушек в линиях а и б, чтобы сопротивление каждого провода вме­сте с подгоночной катушкой было равно половине номинального со­противления линии.

Проверка элементов систем. Выполняет ее, как правило, звено из двух наладчиков, один из которых находится у термопреобразо­вателя сопротивления, а другой в центральном пункте управления (ЦП^). Термопреобразователь сопротивления отключают от линии, а вместо нею подключают магазин сопротивлений. Наладчик, нахо­дящийся у ТС, устанавливает сопротивления, соответствующие 0; 50 и 100% (по градуировочным таблицам) диапазона измерения систе­мы, а наладчик в ЦПУ регулирует чувствительность усилителя моста. Чувствительность считается нормальной, если стрелка прибора после резкого изменения сопротивления магазина делает не более двух-трех полуколебаний и останавливается. Если по всей шкале наблюдается равномерное завышение или занижение измеряемых значений, то он регулирует нуль прибора механическим смещением стрелки или пера относительно начального уровня на требуемую величину.

За 50—70 ч до включения приборов на действующем оборудова­нии рекомендуется подать электрическое питание на вторичные при боры, а регистрирующие" приборы включить на запись или печать. Это позволит до пуска обнаружить неисправности аппаратуры, не выявленные в процессе предмонтажной проверки. Коробки, крышки и соединения должны быть закрыты или затянуты.

Пуск системы. После включения приборов в работу на действую­щем оборудовании проверяют точность измерения по показаниям установленных по месту ртутных термометров или по данным расче­тов Отклонение стрелки вторичного прибора на максимум до упора свидетельствует об обрыве внутренних или внешних измерительных цепей. В этом случае на вход прибора подключают магазин сопротив­ления и проверяют исправность моста или логометра. Если они ис­правны, необходимо найти обрыв во внешних цепях. Чаще всего об­рыв цепи появляется в местах соединения кабелей в переходных ко­робках, на клеммах щитов и самих термометров.

Если система не реагирует на изменение температуры (стрелки остаются на нулевой отметке), а установлено, что вторичный прибор исправен, необходимо найти короткое замыкание во внешних цепях.

Причинами заниженных или завышенных по сравнению с расчет­ными показаний приборов могут быть отклонения сопротивления ли­нии от номинального, негерметичность уплотнения и подсос наруж­ного воздуха в месте установки термопреобразователя сопротивления.

Снижение чувствительности прибора, как правило, является след­ствием влияния электрических и магнитых полей на соединительные линии. В этом случае проверяют качество заземления защитных труб, экранов и приборов.

В период пуска при необходимости проверить состояние или ха­рактеристики термопреобразователей сопротивления, установленных во взрывоопасном помещении, вскрывать их и разгерметизировать ■ можно только после полного снятия напряжения с вторичного при-■ бора и принятия мер, исключающих случайную подачу напряжения. 1

Сдаточные испытания по рассматриваемым системам, как правило, не проводят.

Системы контроля сдают по результатам их удовлетво-И рительной непрерывной работы в течение трех или более суток