СКАЧАТЬ:  tsa-stm10.zip [40,8 Kb] (cкачиваний: 54)

Курсовая работа

по курсу:

«Технологические средства автоматизации»

на тему:

«Сигнализатор СТМ»

Содержание

Содержание   2

Введение   2

Назначение   3

Технические данные   4

Устройство и работа сигнализаторов и его составных частей   9

Порядок работы. 15

Введение

1. Настоящее техническое описание и инструкция по экс­плуатации предназначена для изучения устройства, принципа действия, технических характеристик сигнализаторов СТМ-10 и содержит сведения, "необходимые для правильной эксплуатация, транспортирования, технического обслуживания и поддержания сигнализаторов в постоянной готовности к работе.
2. Сигнализаторы выпускаются с количеством каналов от
   1 до 10, с отсчетным цифровым устройством, резервным блоком
   питания (МПРП) или без них. Способ подачи контролируемой сре­ды диффузионный или принудительный.
3. Принятые в техническом описании и инструкции по экс­плуатации условные обозначения составных частей сигнализаторов:

МИП - модуль измерительного преобразователя;

МПОП - модуль преобразователя основного питания;

МПРП - модуль преобразовавши резервного питания.

Назначение

1. Сигнализаторы СТМ-10 (в дальнейшем - сигнализаторы)
   общетехнического применения предназначены для непрерывного контроля довзрывоопасных концентраций в воздухе помещений и
   открытых пространств горючих газов, паров и их смесей в условиях  макроклиматических районов с умеренным или тропичес­ким влажным воздухом.
2. Сигнализаторы являются автоматическими стационарными приборами, состоящими  из блока сигнализации и питания и
   выносных датчиков или блоков датчика.
3. Блок сигнализации и питания выполнен в обыкновенном
   исполнении по ГОСТ 12997-84 и должен быть установлен за пре-
   делами взрывоопасной зоны.
4. Датчики и блоки датчика выполнены взрывозащищенными
   с маркировкой взрывозащиты IExdIIст4   по ГОСТ 12.2.020-76.
5. Степень прочности оболочки датчика высокая по ГОСТ 22782.0-81.
6. Датчики и блоки датчика могут эксплуатироваться во взры­воопасных зонах помещений всех классов и наружных установок согласно "Правилам устройства электроустановок" (ПУЭ) и дру­гим документам, регламентирующим применение электрооборудо­вания во взрывоопасных условиях.
7. Датчики и блоки датчика сигнализаторов должны устанав­ливаться в контролируемых точках.
8. Содержание механических, агрессивных примесей в окру­жающей и контролируемой среде (хлора, серы, фосфора, мышьяка, сурьмы и их соединений), отравляющих каталитически активные элементы датчика, не должно превышать санитарные нормы сог­ласно ГОСТ 12.1.005-76.
9. Сигнализаторы предназначены для работы в следуших рабочих условиях:

1)        температура окружающей и контролируемой среды:
от минус 60 до плюс 50 °С - для датчиков;

от 1 до 50 °С - для блоков датчика и блока сигнализа­ции и питания;

2)относительная влажность окружающей и контролируемой
среда до 98% при температуре 25°С или 98% при температуре
35 °С - для тропического исполнения;

3)атмосферное давление в пределах от 84 до 106,7 кРа
(от 630 до 800 mm He);

4) вибрации с частотой 25 Hz и амплитудой не более 0,1mm;
        5} напряженность внешних постоянных и переменных  магнитных полей не более 400 A/m;

6) напряженность внешнего однородного переменного элек­трического поля не более 10 kV/m.

Технические данные

1. Диапазон измерения сигнализаторов по поверочному компоненту в процентах от концентраций, соответствующих нижнему
2. пределу распространения пламени (НКПР), 0-50 или 0-25 для сигнализаторов СТМ10-0201Дц.
3. Поверочным компонентом в поверочной газовоздушной смеси (ПГС) для сигнализаторов является метан.
4. Диапазон измерения сигнализаторов СТМ10-0101Пц и СТМ10-0201Дц по неповерочному компоненту (гексану а нефрасу) 0-50 % НКПР.
5. Диапазон сигнальных концентраций сигнализаторов со­вокупности компонентов (кроме сигнализаторов СТМ10-0101Пц и  .
   СТМ10-0201Дц) 5-50 % НКПР при:
   1. температуре и влажности окружающей и контролируемой
      среды, указанных в п.9;
   2. изменении напряжения питания от 187 до 220В переменно­го тока и от 20,4 до 26,4В постоянного тока при наличии в
      сигнализаторах МПРП;
   3. изменений давления в линии сжатого воздуха от 0,25 до
      6 МРа в сигнализаторах с принудительной подачей среды.
   4. Сигнальная концентрация для сигнализаторов
      СТМ10-0101Пц и  СТМ10-0201Дц - 40 % НКПР.
   5. Диапазон настройки порогов срабатывания сигнализации
      (порог "1" и порог "2") - 5-50 % НКПР.
   6. Номинальная функция преобразования измерительного пре­образователя имеет вид:

Uc=Kn*C           (1)

где Uс - выходной сигнал измерительного преобразователя, mV;

Kn – коэффициент пропорциональности,  , равный:

по метану - 10;

по гексану - 5,5;                              

по метилакрилату - 5,0;

для сигнализаторов СТМ10-0101Пц, СТМ10-0201Дц - 10/К (К -коэффициент преобразования: по метану - указан в формуляре, по гексану и нефрасу К=1).

С - концентрация измеряемого компонента в ПГС, % НКПР.

1. Предел допускаемого значения основной абсолютной по­грешности сигнализаторов по поверочному компоненту не более ±5% НКПР.
2. Предел допускаемого значения основной абсолютной погрешности сигнализаторов СТМ10-0101Пц, СТМ10-0201Дц по по­верочному компоненту не более 7 % НКПР.
3. Предел допускаемого значения вариации выходного сиг­нала измерительного преобразователя не более 2,5 % НКПР.
4. Предел допускаемого значения основной абсолютной по­грешности сигнализаторов по гексану (поверочный компонент) не более ± 10 % НКПР.
5. Предел допускаемого значения основной абсолютной по­
   грешности сигнализаторов по метилакрилату (неповерочный компонент) не более ± 15 % HКПР.

14.Предел допускаемого значения основной абсолютной по­грешности срабатывания порогового устройства сигнализаторов не более - 1 % НКПР.

1. Предел допускаемого значения дополнительной абсолют­ной погрешности сигнализаторов от изменения температуры окру­жающей и контролируемой среды в диапазоне рабочих температур
   (п.9) на каждые 10 °С не более – 1% НКПР
2. Предел допускаемого значения дополнительной абсо­лютной погрешности сигнализаторов от изменения влажности ок­ружающей и контролируемой среды  не более  1 % НКПР.
3. Предел допускаемого значения дополнительной абсолютной погрешности сигнализаторов от изменения атмосферного
   давления на каждые 30 mm Hg от номинального значе­ния (730 +/-)mm Hg не более ± 0,9 % НКПР.
4. Предел допускаемого значения дополнительной абсо­лютной погрешности сигнализаторов от изменения расхода контро­лируемой смеси  не более +/-1,5% НКПР.
5. Время срабатывания сигнализации, при концентрации
   поверочной смеси в 1,6 раза выше сигнальной, не более 15 в.

20.Время прогрева сигнализаторов не более 10 min.

1. Время непрерывной работы сигнализаторов без техни­ческого обслуживания и ручного корректирования - 720 h.

22.Дрейф выходного сигнала измерительного преобразовате­ля за 168 h не более ± 2,5 % НКПР.

1. Сигнализаторы (кроме СТМ10-0201Дц) имеют унифицированный сигнал 0-1 V при сопротивлении нагрузки не менее 10 кОм. Пульсации сигнала не более 6mV по ГОСТ 26.011-80.

Сигнализатор СТМ10-0201Дц имеет выходной токовый сигнал 4-20 mA при сопротивлении нагрузки не более 250 Ом. Пульсации сигнала не более 30 mV по ГОСТ 26.011-80.

24. Электрическое питание сигнализаторов осуществляется
переменным однофазным током с напряжением (220) V и частотой (50 +/-1) или (60 ± 1,2)Hz.

1. Электрическое питание сигнализаторов с модулем МПРП кроме того может осуществляться от источника постоянного тока с на­пряжением (24)V.

Переход на резервное питание - автоматический в течение да более 1min.

26. Давление в линии сжатого воздуха для сигнализаторов
с принудительной подачей смеси от 0,25 до 0,6 мРа при измене­нии давления не более 10 %.

1. Загрязненность сжатого воздуха должна быть не более клас­са '5^” по  ГОСТ 17433-80.

28. Расход контролируемой смеси для сигнализаторов с
принудительной подачей не менее 48 1/h.

29. Сигнализаторы имеют:

• сигнализацию красного цвета о достижении концентрации сра­батывания предупредительной сигнализации;
• сигнализацию красного цвета прерывистую о достижении кон­центрации срабатывания аварийной сигнализации;
• сигнализацию красного цвета прерываемую о наиболее вероятной неисправности сигнализаторов;
• контакты для коммутации внешних цепей сигнализации при срабатывании пренудительной сигнализации концентрации или сигнализации неисправности,
• контакты для коммутации внешних цепей сигнализации и исполнительных механизмов при срабатывании аварийной сигнализации концентрации. Допустимый ток через контакты не более 2,5А при напряжении на разомкнутых контактах 60-220 частотой 50 Hg при загрузке >=0,9; индикацию концентрации в диапазоне измерения в сигнализаторах с цифровым индикатором.

30. Мощность, потребляемая сигнализаторами, и потребля­емая мощность на один канал не более 6,0 W.

31. Средняя наработка на отказ по каждому каналу сигна­лизаторов с учетом технического обслуживания -30 000 h .

32. Установленная безотказная наработка 3000h при уров­не доверия 0,8.

1. Полный средний срок служб сигнализаторов 10 лет.
   Средний ресурс до среднего ремонта - 10000 h.
2. Установленный срок сохраняемости 1 год на период
   до ввода сигнализаторов в эксплуатацию.
3. Расстояние от блока сигнализаций в питания до дат­чика или блока датчика равно длине кабеля или проводов с сопротивлением каждой жилы или провода не более 10 Ом.

Устройство и работа сигнализаторов и его составных частей

Принцип действия и работа сигнализаторов

Принцип действия сигнализаторов - термохимичес­кий, основанный на измерение теплового эффекта от окисления горючих газов и паров на каталитически активном эле­менте датчика, дальнейшем преобразование полученного сиг­нала в модуле МИП и выдачи сигнала о достижении сигналь­ной концентрации. Сигнализаторы состоят из датчиков или блоков датчика и блока сигнализации и питания, состоящего из МИП, МПОП и МПРП. Количество датчиков или блоков дат­чика зависит от исполнения сигнализаторов

    Устройство и работа составных частей сггнализато-
ров.

Датчик и модуль МИП.

В сигнализаторах с отчетным  устройством пре­образование аналогового сигнала в цифровой осуществляет устройство  цифровой индикации с аналого-цифровым преобразователем (АЦП) Д30; индикацию концентрации в процентах НКПР осуществляют цифровые индикаторы:
 Н3 - в разряде десятков, Н2-в разряде единиц, Н1 – в разряде десятых долей процентов НКПР. В случае преобразования  отрицательного сигнала, обусловленного дрейфом выходного сигнала датчика, высвечивается вторая запятая (запятая после цифры в разряде десятых долей в индикаторе Н1).

В каждом МИП при включении переключателя s1 `C1” высвечивается в процентах НКПР его порог “1”; при включении переключателя s2 `C2” – его порог "2" (одновременно "С1" и ^аС2" не включать).

Устройство сигнализаторов

1. Сигнализаторы являются стационарными приборами с
   конвекционной или принудительной подачей контролируемой сре­ды с основным питанием (от МПОП) и количеством каналов 1, 2,
   4, 6, 8, 10 или основным и резервным питанием (от МПОП и
   МПРП) и количеством каналов 1, 3, 5, 7, 9. Сигнализаторы мо­гут быть с цифровым отсчетным устройством или без него.
2. Сигнализаторы о конвекционной подачей среды состоят из блока сигнализации и питания и одного или нескольких датчи­ков в соответствии с количеством каналов.
3. Сигнализаторы с принудительной подачей среды состоят из блока сигнализации и питания и одного или нескольких блоков датчика в соответствии с количеством каналов.
4. Сигнализатор СТМ10-0101Пц одноканальный, с принудительной подачей среды, с отсчетным устройством.  Он состоит из блока датчика, блока сигнализации и питания, в котором имеются МПОП и  один МИП, и потенциометра автоматического.
5. МИП могут быть: МИП-01 - без индикатора и отсчетного устройства и МИП-03 - с отсчетным устройством кон­центрации.
6. На передней панели МИП установлены гнезда поз.5 для контроля и настройки МИП: "Uc" - для измерения сигнала кон­центрации; "U" - для измерения некорректированного сигнала при замене датчика; "Ig" - для измерения напряжения (в мил­ливольтах), пропорционального току датчика (в миллиамперах) и разного Uд =11Iд; "Uc1" и “Uc2" - для измерения напряже­ний порогов соответственно "1" и "2"; "*" - общий контакт, относительно которого производятся все измерения.
7. На переднюю панель выведены индикаторы единичные свето­вой сигнализации "ОТКАЗ* и "КОНЦЕНТР.". Сигнализация "ОТКАЗ" осуществляется прерывистым свечением (миганием) ее индика­тора; сигнализация ворога "1" - постоянным свечением и по­рога "2" - прерывистый свечением индикатора "КОНЦЕНТР.". Через отверстия в передней панели МИП имеется доступ к переменным резисторам для:  регулирования порогов "1" и "2" ("СI" и "С2"), корректирования нуля сигнализаторов («УСТ.0»), для калибровки сигнализаторов по поверочной смеси ("КАЛИБР."), для подстройки устройства коррекции после замены датчика.
8. Маркировка МИП находится в нижней части передней панели, порядковый номер канала - на верхней ручке. Для извлечения модулей из корпуса используется ручка из комплекта ЗИП.

МПОП конструктивно выполнен аналогично МИП.

1. На переднюю панель выведены световой индикатор питания "СЕТЬ" и переключатель для его включения "СЕТЬ 220 т". В сигнализаторах с цифровой индикацией выведены также переклю­чатель «С1» для включения индикации (одновременно во всех МИП) порога "1" и переключатель «С2» для включения индикации порога "2".
2. МПРП конструктивно выполнен аналогично МПОП.
   На переднюю панель выведены световой индикатор включения резервного питания "СЕТЬ" и переключатель "СЕТЬ 24 V" для неавтоматического выключения резервного питания.
3. Пломбирование в блоке сигнализации и питания (указано в приложениях 6, 7).
4. Устройство датчика сигнализаторов с конвекционной задачей контролируемой среда.
5. Внешний вид датчика приведен в приложении 10.
6. Корпус поз. 5, основание датчика поз. I и крышка поз. 7 образуют полость вводного отделения. Соединение крышки с корпусом резьбовое со стопорением винтом поз. 6. В полость вводного отделения выходят токопроводы чувствительных элементов. К ним подсоединяются с помощью винтов, шайб и лепестков поз. 8 провода кабеля, соединяющего датчик с бло­ком сигнализации и питания. В корпусе размещены элементы ввод­ного устройства: эластичное уплотнительное кольцо поз. 16 для уплотнения кабеля и кольцо поз. 15, поджимаемое  поз. 14. Резьбовое соединение фланца с корпусом стопорится винтом поз. 12. С помощью этого же фланца производится соеди­нение датчика с трубой, в которой проложен кабель,
7. Для наружного заземления датчика используются лепесток и винт поз. I7.
8. Соединение крышки с корпусом и датчика поз.I с корпусом уплотняются прокладками поз.11 и поз. 10.
9. Для защиты стакана имеется защитный кожух поз. 3, который крепится к корпусу датчика винтами. Предусмотрено крепление датчика при монтаже о помощью двух винтов о резьбой М4.
10. Для пломбирования датчика используется отверстие под сто­порный винт поз. 6.
11. На цилиндрической части корпуса имеется маркировка Д1, Д2-Д10 (в зависимости от числа каналов), указывающая на его принадлежность определенному каналу,
12. Устройство блока датчика сигнализаторов с принудительной  подачей контролируемой среды.
13. Внешний вид блока датчика приведен в приложения II.
14. В блоке датчика используется тот же датчик, что и в сигнализаторах с конвекционной подачей среды. Но вместо защитного кожуха надевается и крепится винтами колпак, че­рез штуцеры которого подается контролируемая среда. Соеди­нение колпака с корпусом уплотняется прокладкой.
15. Блок датчика выполнен в виде панели для щитово­го монтажа. На панели размещены датчик поз, 3 и устройства в соответствии со схемой, приведенной на рис. 5.2: кран трехходовой поз. 2, инд. расх. поз. I, эжектор воздушный поз. 6, вентиль задорно-регулирующий поз. 10 и фильтр поз. 9. Линия для подачи сжатого воздуха на эжектор присоединяется к штуцеру поз. 4 на обратной стороне панели.
16. Линии для подачи контролируемой среды и сброса ее смеси со сжатым воздухом (после эжектора) присоединяются к штуце­рам поз. 5 и поз. 7 соответственно "ГАЗ" и "СБРОС" на обрат­ной стороне панели.
17. Поверочная смесь и воздух для контроля датчика подаются через штуцер "ВХОД* на лицевой стороне панели. Подача контро­лируемой среды и поверочной смеси контролируется по инд. расх.
18. "РАСХОД" 1- вентилю запорно-регулирующему.
19. Обеспечение взрывозащищенности датчика и блока датчика.
20. Взрывозащищенность датчика обеспечивается размещением нагретых в питаемых электрическим током чувствитель­ных элементов во взрывозащищаемой оболочке, образуемой стаканом и электроизоляционным основанием датчика поз. I  (см. приложение 10).
21. Вводное отделение образованное полостью корпуса поз. 5, основанием датчика поз. I и крышкой поз. 7, также взрывонепроницаемое.
22. Прочность этих оболочек проверяется при изготовлении датчика. Они испытываются гидравлическим давлением 1030 кРа (10,5 kgf/cm²) в течении 2 min.
23. Взрывонепроницаемость оболочек обеспечивается применением взрывозащиты по резьбе. Стакан выполнен из бронзового порош­ка марки Бр ОФ-10-0,3. Соединение стакана с корпусом осущест­вляется склеиванием клеем К-400 и дополнительным механическим креплением кожухом. Минимальная длина клеевого стыка 7 mm.
24. На чертеже элементов взрывозащиты (приложение 12) пока­заны сопряжения деталей, обеспечивающие взрывозащиту по резьбе. Эти сопряжения обозначены, словом "Взрыв" с указанием допускаемых параметров взрывозащиты минимальной осевой длины и  шага резьбовых соединений.
25. Механические повреждения взрывозащитных поверхностей и их окраска не допускается.
26. Герметизация токопроводов достигается с помощью материа­ла полиамида ПА6-210-КС.
27. Взрывонепроницаемость ввода кабеля достигается путем уп­лотнения его эластичным резиновым кольцом. Допустимые раз­меры уплотнительного кольца показаны в приложении 12. .
28. Все винты, крепящие детали, а также используемые для присоединения проводов кабеля и заземления предохранены от самоотвинчивания применением пружинных шайб. Для предотвращения самоотвинчивания фланца используется стопорный винт, крышки  - стопорный винт с пломбированием.
29. На крышке датчика имеется, маркировка «IExdiiCT4» и  надпись «ОТКРЫВАТЬ, ОТКЛЮЧИВ ОТ СЕТИ».
30. Взрывозащищенность блока датчика (в сигнализато-
    рах с принудительной подачей контролируемой среды) обеспечиваются взрывозащищенностью датчика, а также использования в пневматической схеме устройств (крана,.
    фильтрара, индикатора расхода, эжектора), которые во взрыво­опасной среде не могут вызвать взрыв.
31. Температура нагрева частей датчик при нормаль­ном режиме работы не превышают допустимый по ГОСТ 22782.1-87
    для температурного класса Т4.

Порядок работы.

Сигнализаторы осуществляют в местах отбора пробы иди установки их датчиков контроль содержания в воздухе га­зов и паров горючих веществ, указанных в приложении 2,

Контроль - непрерывный за исключением времени проведения технического обслуживания в соответствии с разделом 15.

Все сигнализаторы (кроме сигнализаторов СТМ10-0101Пц и СТМ10-0201Дц) градуированы по метановоздушной смеси.

При контроле метановоздушной среда (если другие горючие компоненты отсутствуют) показания цифрового индикатора соответствуют содержаний метана в процентах НКПР; напряжение сигнала концентрации Uс (в милливольтах) ж напряжение унифицированного сигнала концентрации Uс.у. (в милливольтах) пропорцональны концентрации метана С (процентах НКПР).

          Uс=10 С           (1)

                    Uc.у. = 20 С        (2)    

При контроле сигнализаторов СТМ10-0201Дц нефраса в воз­духе (если другие горючие вещества отсутствуют) показания цифрового индикатора соответствуют содержанию, нефраса (в про­центах НКПР); напряжение сигнала концентрации Uc (в милливольтах) и выходной токовый сигнал I с.т. (в миллиамперах) пропорциональны концентрации нефраса (в процентах НКПР) со­гласно формулам:

Uс = 10 С                    (3)

Ic.т. = 0,32 С + 4             (4)

При контроле совокупности горючих компонентов индикатор. позволяет судить о динамике контролируемой среда.

При концентрациях, соответствующих порогу "I", срабаты­вает сигнализация; реле "ПОРОГ I" и световая - начинает по­стоянно светиться индикатор "КОНЦЕНТР.".

При концентрациях, соответствующих порогу "2", срабаты­вает сигнализация: реле "ПОРОГ 2" и световая.- начинает ми­гать индикатор "КОНЦЕНТР." (реле "ПОРОГ I" остается во вклю­ченном состояние).

При концентрациях  превышающих диапазон измерений (50 % НКПР}, срабатывает сигнализация о превышении диапазона измерений: цифровой индикатор начинает мигать, стрелка ана­логового индикатора уйдет за риску конца шкалы, реле "ПОРОГ I" и "ПОРОГ 2^ю останутся во включенном состоянии, индикатор "КОНЦЕНТР." будет метать.

Контакты реле "ПОРОГ I" и "ПОРОГ 2” могут использоваться во внешних цепях управления я сигнализации по усмотрению по­требителя.

По усмотрению потребителя могут использоваться: унифици­рованный сигнал, сигнал о включении МПОП, вход для дистанци­онного выключения датчика (уменьшением его тока).

При замыкании входа дистанционного выключения датчика срабатывает сигнализация превышения диапазона измерения.

При появлении сигнализации "КОНЦЕНТР," обслуживающий персонал должен действовать в соответствии со своими ин­струкциями.

При перегорания чувствительных элементов (или од­ного из них) срабатывает сигнализация "ОТКАЗ":  начинает ми­гать световой индикатор "ОТКАЗ" в неисправном канале и долж­но включиться реле «ОТКАЗ» (одно для всех каналов).

При выключении основного питания (сеть ~220V) сигнализаторы с МПРП автоматически перейдут на резервное питание (сеть 24V). В МПРП будет светиться индикатор «СЕТЬ 24V».

Переход на основное питание (сеть 220V) также автоматически.

Выключатель «СЕТЬ 24V» должен быть во включенном положении.