Ёмкостный датчик-индикатор уровня РИС-121 для непрерывного контроля уровня жидкостей и сыпучих материалов

  

  Ёмкостный датчик-индикатор уровня РИС-121занимает нишу недорогих средств  непрерывного контроля уровня жидкостей и сыпучих материалов с  приемлемой для практики погрешностью.

 К промышленным средствам измерения и контроля уровня предъявляются несколько иные требования, чем к «коммерческим».

Пожалуй, главные из них  - адекватная цена, простота эксплуатации, надежность и повторяемость показаний. Пусть и с большей погрешностью, но прибор должен работать, и работать как можно дольше. В рамках этого подхода не стоит ожидать от ёмкостного датчика-индикатора уровня РИС-121высокой точности измерений. Это не уровнемер и не датчик уровня , а, скорее, гибрид того и другого. Его достоинства - приемлемая для практики погрешность, доступная цена , легко объяснимый принцип работы и достаточная надежность.

  Согласно документации производителя , датчик-индикатор уровня ёмкостный РИС-121 предназначен для непрерывного контроля уровня жидких и твердых (сыпучих) сред в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами, в том числе с взрывоопасными условиями производства.

  Прибор состоит из первичного преобразователя уровня ( ПП) с
ёмкостным чувствительным элементом (ЧЭ) и преобразователя передающего (ППР). Потребителю предлагается достаточно широкий выбор типизированных выпускаемых в соответствии с ТУ на прибор первичных преобразователей (стержневые, пластинчатые, цилиндрические, трубчатые, тросовые, кабельные, изолированные и неизолированные) для разных сред, диапазонов измерения , условий применения. Типизация позволяет создавать имитаторы и выполнять заводскую калибровку.

  Принцип действия РИС-121 основан на преобразовании изменения электрической емкости ЧЭ, вызванного изменением уровня контролируемой среды, в выходной сигнал. Для корректной работы прибора необходима калибровка. Датчик-индикатор  уровня ёмкостный РИС-121 поставляется настроенным на заказные характеристики (тип ПП, длина погружаемой части, измеряемый диапазон , уставки, среда ) с использованием емкостного имитатора измеряемой среды. После установки РИС-121 на резервуар потребитель может изменить настройки в соответствии с техническими задачами и возможностями прибора.

  Конструктивно схема  измерения  ёмкости чувствительного элемента расположена в первичном преобразователе уровня. Это позволило избавиться от влияния на показания кабеля связи. ПП и ППР соединяются обычным двухжильным экранированным монтажным кабелем. Определенные требования к линии связи предъявляются во взрывозащищенном исполнении РИС-121,но они обусловлены требованиями врывобезопасности ,а не точности измерений.

 Основными конструкционными материалами первичного преобразователя уровня являются нержавеющая сталь 12Х18Н10Т и фторопласт 4. Стойкость этих материалов к воздействию контролируемой среды необходимо учитывать при использовании РИС-121 на конкретном объекте.

 Емкостной датчик-индикатор (уровнемер) РИС-121 обеспечивает:
- преобразование уровня контролируемой среды в стандартные токовые сигналы (4-20 или 0-5 мА);
- визуальную (светодиоды), релейную (типа «сухой» контакт) и цифровую
(в м) сигнализацию назначенных пользователем двух аварийных уровней среды (уставок);
- цифровую индикацию уровня в процентах и уровня в метрах;
- передачу информации об измеряемых параметрах по последовательному
интерфейсу RS-485 ModBus RTU (по заказу).
Прибор имеет исполнения по взрывозащите :
- невзрывозащищенное;
- взрывозащищенное ( маркировка взрывозащиты  первичного преобразователя «0ExiaIICT6», ППР имеет маркировку взрывозащиты «[Ех ia] IIС»).
Напряжение питания ППР 220В, 50Гц (или =24 В).
Погрешность контроля уровня в процентах от диапазона
контролируемого уровня, не более ±1,5 %.
Степень защиты от воздействия пыли и воды прибора - IP54 по ГОСТ
14254-96.
Потребляемая мощность, не более 4 Вт
Диапазон выходных сигналов: токовый выход - 0-5 мА или
4-20 мА постоянного тока.
РИС-121 имеет линейную возрастающую характеристику.
Уровнемер начинается с узла крепления. Ёмкостный датчик-индикатор уровня РИС-121 может иметь резьбовое (штуцер) или фланцевое присоединение.
Электрическая нагрузка на контакты выходных реле РИС-121:
− постоянный ток 5 А, напряжение 24 В (резистивная нагрузка)
− переменный ток 5 А, напряжение 250 В (резистивная нагрузка)
− переменный ток 2 А, напряжение 250 В (индуктивная нагрузка)
Устойчивость ППР к климатическим воздействиям УХЛ 2 по ГОСТ 15150-69.
Купить датчик-индикатор уровня ёмкостный РИС-121 для непрерывного контроля уровня жидкостей и сыпучих материалов в Республике Беларусь в Минске по выгодной цене.

Ультразвуковой расходомер с накладными датчиками для учета сточных вод на КНС

 

Где нужен коммерческий учет сточных вод на КНС? Наверное, при расчетах между абонентом и водоканалом за принимаемые стоки и в случае сброса очищенных сточных вод в водный объект, если водоучет для вышеуказанных целей можно организовать на КНС. В подавляющем же числе случаев эксплуатации канализационных насосных станций измерение расхода перекачиваемых сточных вод необходимо для  разнообразных целей управления сетями водоотведения, насосными агрегатами, потреблением электроэнергии и т.п. Если есть техническая возможность использовать при этом приборы ,внесенные в Государственный реестр средств измерений, замечательно.А если нет, что, оставаться вообще  без учета? К счастью, существуют ультразвуковые расходомеры с накладнымидатчиками, которые способны «закрыть» большинство задач измерения расхода на КНС.

Интеграция видеографических регистраторов Ш932.9А в различные АСУ ТП

 

Видеографические регистраторы Ш932.9А являются многофункциональными универсальными устройствами и применяются как в малых автономных системах в качестве единственного контроллера  системы, так и в крупных АСУТП в качестве контроллеров нижнего уровня. НПФ «Сенсорика» выпускает  целый ряд моделей видеографических регистраторов,  отличающихся своими функциональными возможностями, что позволяет пользователю выбрать модель, соответствующую требованиям конкретной системы.

Заложенные в приборы Ш932.9А средства сопряжения с окружающими устройствами позволяют встраивать их в самые различные системы. Конфигурации систем, в которых сегодня работают приборы Ш932.9А, слишком разнообразны, чтобы показать все или большинство из них. Поэтому в таблице представлены возможности и средства сопряжения, реализованные в приборах Ш932.9А, а далее кратко показаны наиболее характерные примеры систем.

Использование портов RS-485 для связи по витой паре

Практически все приборы НПФ «Сенсорика» (Ш932.9, Ш932.7, ПИД‑регуляторы ТР10Х, модули ввода/вывода) имеют порт RS‑485, обеспечивающий связь с устройством верхнего уровня по протоколу Modbus в режиме подчиненного устройства (Slave). С его помощью приборы можно соединять  одной шиной RS‑485 с устройством верхнего уровня, имеющим порт RS‑485 и работающим по протоколу  Modbus в режиме ведущего устройства (Master). Если ведущее устройство имеет несколько портов Master,  то для связи с большим числом ведомых устройств  может быть организовано несколько шин RS‑485.
Максимальное число устройств, которое можно  подключить к одной шине RS‑485, ограничивается  двумя факторами: типом приемных устройств портов ведомых устройств и требуемой периодичностью  опроса устройств.
Однако в большинстве случаев максимальное число устройств на одной шине ограничивается не электрическими параметрами, а требованиями  по периоду опроса устройств. Как правило, ведомые  устройства не могут мгновенно отвечать на запрос ведущего, обычно задержка составляет десятки и даже сотни миллисекунд. Поэтому, если к одной шине подключено, например 100 устройств, отвечающих на запрос с задержкой 100 мс то, период опроса составит ≥10 с плюс время на передачу данных. Вследствие этого в системах, где период опроса не должен превышать нескольких секунд, на одну шину обычно подключают ≤5…15 устройств, а при большем числе устройств используют несколько шин и портов ведущего, как показано на рис. 1.
 Видеографические регистраторы Ш932.9А 29.016 и 29.016/1, кроме порта RS‑485 Slave, имеют один порт RS‑485 Master, к которому можно подключать ведомые  устройства, реализуя шину уровня 2 на рис. 1. Полученные от ведомых устройств данные воспринимаются, обрабатываются и выдаются на верхний уровень ведущим устройством Ш932.9А точно  так же, как данные от своих встроенных блоков ввода, а релейные команды формируются и выдаются в модули ввода/вывода как в свои встроенные блоки вывода. В некоторых случаях использование внешних модулей (НПФ «Сенсорика» или других производителей с интерфейсом RS‑485) предпочтительнее, так  как позволяет установить модуль вблизи от датчиков или исполнительных устройств и передавать все данные и команды между прибором и модулями по одной  витой паре RS‑485. НПФ «Сенсорика» выпускает следующие модули ввода/вывода: ввода аналоговых сигналов (ВА8, ВА8/1, ВА4), ввода дискретных сигналов (ВД16), релейных выходов (РВ16). Шина уровня 2 на рис. 1 представляет типичные случаи применения порта Master: прием данных от других приборов  НПФ «Сенсорика», расширение собственных каналов ввода/вывода внешними модулями и прием данных от устройств сторонних производителей. В видеографическомрегистраторе Ш932.9А 29.016 устройства на этой шине расширяют номенклатуру и число встроенных блоков ввода/вывода. ПриборШ932.9А 29.016/1 вообще не имеет встроенных блоков ввода/вывода.

Следует отметить, что при необходимости сокращения числа устройств на шине уровня 1 в ряде случаев часть этих устройств можно подключить на шину уровня 2, сократив тем самым период опроса данных на шине уровня 1. Но нужно учитывать, что буферизация данных и команд в устройстве, находящемся между шинами 1 и 2, вносит дополнительное запаздывания в передачу данных и команд. То есть запаздывание уменьшается за счет сокращения периода опроса и увеличивается за счет буферизации, поэтому суммарный результат будет зависеть от соотношения периодов опроса по шинам первого и второго уровней.

Использование портов RS-485 для связи видеографических регистраторов по радиоканалу

В ряде применений проложить кабель RS‑485 проблематично, например, из‑за большого расстояния между местом установки устройств, трудности защиты кабеля от повреждений и т. п. В таких случаях обычно используются радиомодемы c интерфейсом RS‑485 или устройства ZigBee. При использовании модемов типа «Спектр» и аналогичных не требуется никаких специальных версий ПО устройств. Все задачи по преобразованию сигналов RS‑485 в радиосигнал и обратно выполняют сами модемы, а ведущее и ведомые устройства ( в данном случае, видеографические регистраторы ) вообще не знают по какой физической среде — витой паре или эфиру — идет связь. 

Единственное отличие: радиомодемы вносят дополнительную задержку в тракт обмена данными, поэтому в настройках протокола Modbus нужно соответственно  увеличить тайм‑аут (предельное время, в течение которого ведущий ждет ответа ведомого).

Один из реально используемых примеров организации связи по радиоканалу с модемами «Спектр» показан на рис. 2. Данная система внедрена в Лялинском ЛПУ, она обеспечивает управление объектами водоснабжения и канализации ЛПУ.

Система построена по иерархической трехуровневой структуре. Отображение информации и возможность  ручного управления системой обеспечиваются на всех уровнях системы. На каждой водозаборной скважине установлен шкаф управления скважиной, эти шкафы по радиоканалу связаны со шкафом управления хозяйственно‑питьевыми насосами (ХПН), размещенном на станции водоочистки. На каждой канализационно‑насосной станции (КНС) расположен шкаф управления, который  по радиоканалу связан со шкафом управления канализационными очистными сооружениями (КОС). Шкафы управления ХПН и КОС по радиоканалу связаны с верхним уровнем — АРМ диспетчера Лялинского ЛПУМГ. Шкафы управления ХПН и КОС реализованы на базе  видеографических регистраторов  Ш932.9А‑013.

На рис. 3 показан пример построения системы сбора данных с датчиков по радиоканалу ZigBee. Для построения таких систем НПФ «Сенсорика» начала поставку следующего оборудования:

— датчики температуры и уровня со встроенным преобразователем ИП232.3 (могут также монтироваться рядом с датчиком). Датчики имеют автономное питание, которое обеспечивает работу без подзарядки до 4 лет. Дальность линии до 120 м;

– роутеры, осуществляющие прием данных  от 1…8 датчиков по радиоканалу ZigBee и передающих эти данные на шлюз  ZigBee на расстояние до 3,2 км. Роутеры питаются от  сети 220В 50Гц;

– шлюзы,  осуществляющие прием данных  от роутеров по радиоканалу ZigBee и передающие эти данные в компьютер или видеогафический регистратор Ш932.9А по интерфейсу RS‑485.Дальность связи роутер‑шлюз составляет <3,2 км. Шлюзы питаются от сети 220 В, 50 Гц.  Суммарное число датчиков, передающих данные  на шлюз непосредственно или через роутеры, может достигать  50 ед. 

Использование порта Ethernet

В видеографических регистраторах Ш932.9А 29.016, 29.016/С1,29.013/1 имеется опция — порт Ethernet. Он  реализован с помощью встроенного в прибор преобразователя RS-232–Ethernet. Как и в случае обмена по радиоканалу, программа прибора не знает о физической среде передачи. Но в отличие от обмена по радиоканалу  через  среду  Ethernet  прибор  может  работать только как ведомое устройство. Встроенный преобразователь преобразует посылки Modbus в пакеты Ethernet.  В  компьютере,  работающем  как  ведущее устройство протокола Modbus, ставится специальный драйвер, реализующий виртуальный COM порт на  шине  Ethernet.  Остальное  ПО  компьютера,  как  и ПО прибора, работает по протоколу Modbus  и не знает в каком виде передаются данные по кабелю  (в обычном Modbus и в Ethernet). Поскольку в сети Ethernet  физическое  соединение  устройств  возможно только типа "точка — точка", то в данном случае, как  и  в  обычном  Ethernet,  необходимо  использовать специальные устройства HUB (концентраторы, коммутаторы и т. п.). Пример соединения приборов Ш932.9А по сети Ethernet показан на рис. 4. 

 

Использование порта RS-232 

Каждый из портов Slave и Master (RS‑485 и RS‑232) выведен на внешний разъем видеографического регистратора Ш932.9А.. В зависимости от поставленной задачи можно подключать либо RS‑485, либо RS‑232. Подключение по RS‑232 может  быть удобным, когда нужно соединить только два устройства по схеме "точка‑точка". Например, для конфигурирования прибора, диагностики неисправностей, проверки правильности настройки параметров обмена по портам и т. п. В случае затруднений с обеспечением обмена по RS‑485 рекомендуется опробовать обмен ведущего только с одним ведомым устройством, подключенным по RS‑232. Если обмен по RS‑232 идет нормально, то круг поиска причин нарушения обмена в системе сузится до электрики  интерфейса RS‑485, поскольку функционирование программ регистратора  Ш932.9А и правильность всех настроек обмена подтверждена нормальным обменом по RS‑232

Видеографический регистратор Ш932.9А как мнококанальный измеритель и регистратор температуры

 

Изначально одной из основных областей  применения видеографических регистраторов Ш932.9А было измерение и регулирование температуры объектов в самых разных технологических процессах. Видеографический регистраторШ932.9А 29.015 может содержать 6 измерительных каналов,к которым подключаются термопары,термометры сопротивления ,пирометры ,измерители температуры с аналоговым выходом.

Дискретный сигнализатор уровня жидкости на базе видеографического регистратора Ш932.9А 29.015

 

Интересным решением дискретного сигнализатора уровня жидкости является использование многоточечного  ультразвукового сигнализатора уровня СЖУ-1-М  совместно с видеографическим регистратором Ш932.9А 29.015.

СЖУ-1-М имеет выходной сигнал 4-20мА, но не непрерывный, а ступенчатый. Каждая ступенька силы тока в мА соответствует уровню заполнения в % от максимального.  Такой сигнал можно измерять на аналоговом входе и обрабатывать с помощью математических каналов видеографического регистратора, визуализируя состояние заполнения резервуара. 

Видеографический регистратор Ш932.9А для станции контроля качества воды

 

Основная концепция станции контроля качества воды - это сбор и регистрация данных,поступающих от измерителей физических параметров, характеризующих водную среду.В общем случае,к ним относятся pH, концентрация растворенного кислорода, мутность, электропроводность и т.п. Выходным сигналом этих измерительных приборов чаще всего является непрерывный токовый сигнал 4-20мА по ГОСТ 26.011-80.Видеографический регистратор Ш932.9А 29.015 является идеальным решением подобных задач,например,для сооружений очистки хозяйственно-бытовых сточных вод.

Применение видеографических регистраторов Ш932.9А ограничено только фантазией разработчика

Выбор магнита для поплавкового магнитного выключателя уровня

 

При выборе магнита для поплавкового магнитного выключателя  необходимо учитывать характеристики жидкости, в которую он будет погружен, температуру, при которой он будет работать, его коррозионную стойкость, магнитное поле, необходимое для работы геркона, и расстояние  от  него до  герконовых контактов. Спеченные магниты чувствительны к ударам и вибрации, “склеенные” магниты обладают низкой термостойкостью благодаря смолам, используемым для агломерации, а магниты из неодима, железа и бора содержат 60-75% железа (количество зависит от марки) и поэтому подвержены коррозии. Их цена сильно варьируется в зависимости от материалов и производственного процесса, и поэтому именно сумма всех этих параметров определяет , будет ли использоваться тот или иной тип магнита в конкретном поплавковом  магнитном выключателе.