Современное производство невозможно представить без приборов и датчиков. А в жилом секторе не обойтись без счетчиков на воду, тепло и электричество. Кто при необходимости вносит эти полезные изменения? Кто следит за их работой?
Ответ прост: КИПиА (расшифровка здесь), точнее служба с таким названием, отвечает за работоспособность всей приборной системы на предприятии. Инструменты для учета электроэнергии и бензина, автоматические клапаны, расходомеры, другие средства контроля – всем этим занимается компания «Кипов».
КИП – это огромный спектр различных механизмов, приспособлений и приборов, устройство которых может быть как очень простым, так и достаточно сложным. Человек со школы знаком с линейкой, угольником, транспортиром и циркулем. А ведь многие даже не задумываются, что это и есть контрольно-измерительные приборы, только простейшие.
Классификация инструментария КИП очень обширна, и все их охватить в рамках этой статьи совершенно невозможно. Но выделить из всей массы информации основные классы и характеристики этого вида оборудования вполне реально.
- Преобразователи давления и манометры.
- Преобразователи разности давлений
- Преобразователи давления газа.
- Приборы для измерения уровня, датчики уровня.
- Преобразователи температуры
- Приборы для измерения расхода
- Контроль и мониторинг уровня
- Контроль и мониторинг давления
- Автоматизированные системы управления
- Диспетчерский контроль и сбор данных (SCADA)
- Датчик абсолютного давления
- Датчик вакуумного давления
- Датчик перепада давления (Датчик дифференциального давления)
- Регистрация сигналов датчиков давления
- Отличие от манометра
- Классификация контрольно измерительных приборов КИПиА
- Основные функции и задачи КИПиА
- Структура отдела КИПиА
- Слесарь КИП и А и профессиональные обязанности
- Инженер КИП и А и его профессиональные обязанности
- Что такое датчик давления?
- Классификация датчиков давления относительно их действия
- Датчики давления
Преобразователи давления и манометры.
Устройства, используемые для измерения давления газа или жидкости. Давлением называют отношение силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности. Давление — одна из основных величин, определяющих термодинамическое состояние веществ и ход технологических процессов.
Различают следующие виды давления: атмосферное, абсолютное, избыточное и вакуум (разрежение).
Атмосферное (барометрическое) давление— давление, создаваемое массой воздушного столба земной атмосферы.Абсолютное давление— давление, отсчитанное от абсолютного нуля. За начало отсчета абсолютного давления принимают давление внутри сосуда, из которого полностью откачан воздух.Избыточное давление— разность между абсолютным и барометрическим давлениями.Вакуум (разрежение)— разность между барометрическим и абсолютным давлениями.
Датчики давления можно разделить на измерительные приборы давления и измерительные преобразователи давления (датчики давления).Классификация датчиков по типу измеряемого давления:
Преобразователи разности давлений
Устройство предназначено для измерения перепада давления среды. Также используется для изменения уровня расхода среды, скорости среды, уровня среды. Он используется в автоматизированных системах контроля и управления технологическими процессами. Распространенное название этих приборов-цифровые дифференциальные манометры.
Дифференциальный манометр— прибор для измерения перепада давлений. Применяется для измерения уровня жидкостей в резервуарах под давлением или расхода жидкости, газа и пара с помощью диафрагм методом измерения перепада давления на сужающем устройстве. Называется также датчиком разности давлений.
Преобразователи давления газа.
Эти датчики используются для измерения давления и его перепадов в неагрессивных разреженных средах в дымоходах, камерах сгорания и т.д.
Преобразователь давления — измерительный прибор, предназначенный для непрерывного измерения давления различных сред и последующего преобразования измеренного значения в унифицированный выходной сигнал по току или напряжению. Преобразователи давления часто называют датчиками давления. Давление определяется как единица силы создаваемая на единицу площади поверхности.
В зависимости от вида измеряемого давления, преобразователи давления делятся на несколько видов:
Приборы для измерения уровня, датчики уровня.
Эти устройства используются для определения уровня измеряемой среды в контейнерах различных типов, как открытого, так и закрытого типа.
Уровнемеры – это датчики, предназначенные для непрерывного измерения уровня жидкостей. Их работа базируется на определённых физических принципах, благодаря которым электронный блок уровнемера преобразует значение уровня жидкости в пропорциональный аналоговый сигнал или в цифровой код.Наибольшее распространение получили следующие виды уровнемеров:
Преобразователи температуры
Устройства, преобразующие температуру среды в электрический сигнал для дальнейшего использования в автоматических приборах и системах, могут быть как первичными преобразователями, так и термочувствительными элементами (термопара или термосопротивление) и вторичные преобразователи температуры (аналоговые или цифровые).
Приборы для измерения расхода
Основные системы контрольно-измерительных приборов для управления технологическими процессами включают:
Контроль и мониторинг уровня
Оборудование для контроля и управления потоком обнаруживает и контролирует уровень твердых веществ, жидкостей или газов в резервуарах, сосудах и отсеках с помощью датчиков определения уровня, которые передают информацию на панель управления или монитор инженера. В ответ на изменившийся уровень, инженер может дистанционно активировать электрический или механический привод для регулировки расхода.
Контроль и мониторинг давления
Системы контроля давления обнаруживают изменения технологического давления и отображают результаты измерений в барах, кПа или других соответствующих единицах измерения, используя информацию, полученную от датчиков давления. Устройства контроля и регулирования давления могут быть механическими или электрическими. Они являются важными инструментами, обеспечивающими безопасность персонала и имущества в промышленных операциях, особенно в отраслях, где используются жидкости, жидкости и газы, находящиеся под давлением.
Автоматизированные системы управления
Автоматизированные системы управления помогают управлять производственными процессами, требующими высокой степени точности или безопасности.
Автоматизированное управление обеспечивает превосходную надежность промышленных процессов за счет устранения фактора человеческой ошибки.
Контроль и мониторинг температуры
Устройства контроля и управления температурой обнаруживают изменения температуры окружающей среды или температуры в измеряемых средах, таких как отсеки, сосуды, резервуары, трубы и другое оборудование. В современных человеко-машинных интерфейсах или (HMI) или системах P&ID автоматический прибор или инженер по контролю и измерению обычно может просматривать показания температуры на приборной панели или мониторе и предпринимать любые необходимые действия для технологического процесса или отключения устройств или всего завода, чтобы предотвратить выпуск брака или отказ оборудования.
Диспетчерский контроль и сбор данных (SCADA)
Системы SCADA используются в широком спектре отраслей промышленности, таких как производство электроэнергии, очистка воздуха, очистка сточных вод и производственные предприятия, чтобы объединить множество оборудования и систем, которые отслеживают и собирают информацию о текущих процессах на промышленных предприятиях. Системы SCADA передают информацию инженеру по управлению с помощью обратной связи от датчиков и программируемых логических контроллеров (PLCS) и используют HMI для взаимодействия с человеком и управления.
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 1 мая 2019 года; проверки требуют 16 правок.
Датчик давления — устройство, физические параметры которого изменяются в зависимости от давления измеряемой среды (жидкости, газа, пара). В датчиках давление измеряемой среды преобразуется в унифицированный пневматический, электрический цифровой код или сигналы.
Датчики давления можно классифицировать по диапазонам измеряемого давления, диапазону рабочих температур и, что наиболее важно, по типу измеряемого давления. Датчики давления называются по-разному в зависимости от их назначения, но одна и та же реализация может использоваться под разными названиями.
Датчик абсолютного давления
Этот датчик измеряет давление относительно атмосферного давления. Манометр в автомобильных шинах является примером измерения избыточного давления; когда он показывает ноль, тогда давление, которое он измеряет, такое же, как давление окружающей среды. Большинство датчиков для измерения давления до 50 бар изготавливаются таким образом, поскольку в противном случае колебания атмосферного давления (погода) отражаются как погрешность в результате измерения.
Датчик вакуумного давления
Этот термин может вызвать путаницу. Его можно использовать для описания датчика, который измеряет давление только ниже атмосферного, показывая разницу между этим низким давлением и атмосферным давлением, но его также можно использовать для описания датчика, который измеряет абсолютное давление относительно вакуума.
Датчик перепада давления (Датчик дифференциального давления)
Датчик давления состоит из первичного преобразователя давления, в составе которого чувствительный элемент — приемник давления, схемы вторичной обработки сигнала, различных над конструкции корпусных деталей, в том числе для герметичного соединения датчика с объектом и защиты от внешних воздействий и устройства вывода информационного сигнала. Основными отличиями одних приборов от других являются пределы измерений, динамические и частотные диапазоны, точность регистрации давления, допустимые условия эксплуатации, массогабаритные характеристики, которые зависят от принципа преобразования давления в электрический сигнал: тензометрический, пьезорезистивный, ёмкостный, индуктивный, резонансный, ионизационный, пьезоэлектрический и другие.
Чувствительные элементы датчиков базируются на принципе изменения сопротивления при деформации тензорезисторов, приклеенных к упругому элементу, который деформируется под действием давления.
Основан на интегральных чувствительных элементах из монокристаллического кремния. Кремниевые преобразователи имеют высокую чувствительность благодаря изменению удельного объемного сопротивления полупроводника при деформировании давлением.
Для измерения давления чистых неагрессивных сред применяются так называемые Low cost — решения, основанные на использовании чувствительных элементов либо без защиты, либо с защитой силиконовым гелем.
Для измерения агрессивных сред и большинства промышленных применений используется преобразователь давления в герметичном металло-стеклянном корпусе, с разделительной диафрагмой из нержавеющей стали, передающей давление измеряемой среды посредством кремнийорганической жидкости.
“Сердцем” датчика давления является ёмкостная ячейка. Ёмкостный метод основан на зависимости изменения электрической ёмкости между обкладками конденсатора и измерительной мембраны от подаваемого давления. Основным преимуществом ёмкостного метода является защита от перегрузок (изм. мембрана при перегрузке ложится на стенки «обкладки» конденсатора, длительное время не подвергаясь деформации, при снятии перегрузки мембрана восстанавливает исходную форму, при этом дополнительная калибровка сенсора не требуется), также обеспечивается высокая стабильность метрологических характеристик, уменьшение влияния температурной погрешности за счет малого объема заполняющей жидкости непосредственно в ячейке.
В основе метода лежит изменение резонансной частоты колеблющегося упругого элемента при деформировании его силой или давлением. Это и объясняет высокую стабильность датчиков и высокие выходные характеристики прибора.
К недостаткам можно отнести индивидуальную характеристику преобразования давления, значительное время отклика, невозможность проводить измерения в агрессивных средах без потери точности показаний прибора.
Основан на регистрации вихревых токов (токов Фуко). Чувствительный элемент состоит из двух катушек, изолированных между собой металлическим экраном. Преобразователь измеряет смещение мембраны при отсутствии механического контакта. В катушках генерируется электрический сигнал переменного тока таким образом, что заряд и разряд катушек происходит через одинаковые промежутки времени. При отклонении мембраны создается ток в фиксированной основной катушке, что приводит к изменению индуктивности системы. Смещение характеристик основной катушки дает возможность преобразовать давление в стандартизованный сигнал, по своим параметрам прямо пропорциональный приложенному давлению.
В основе лежит принцип регистрации потока ионизированных частиц. Аналогом являются ламповые диоды.
Лампа оснащена двумя электродами: катодом и анодом, — а также нагревателем. В некоторых лампах последний отсутствует, что связано с использованием более совершенных материалов для электродов.
Преимуществом таких ламп является возможность регистрировать низкое давление — вплоть до глубокого вакуума с высокой точностью. Однако следует строго учитывать, что подобные приборы нельзя эксплуатировать, если давление в камере близко к атмосферному. Поэтому подобные преобразователи необходимо сочетать с другими датчиками давления, например, емкостными. Зависимость сигнала от давления является логарифмической.
В основе лежит прямой пьезоэлектрический эффект, при котором пьезоэлемент генерирует электрический сигнал, пропорциональный действующей на него силе или давлению. Пьезоэлектрические датчики используются для измерения быстроменяющихся акустических и импульсных давлений, обладают широкими динамическими и частотными диапазонами, имеют малую массу и габариты, высокую надежность и могут использоваться в жестких условиях эксплуатации.
Регистрация сигналов датчиков давления
Сигналы с датчиков давления могут быть как медленноменяющимися, так и быстропеременными. В первом случае их спектр лежит в области низких частот. Для того, чтобы с высокой точностью оцифровать такой сигнал, необходимо подавить высокочастотную часть спектра, полностью состоящую из помех. Это особенно актуально в промышленных условиях.
Специально для ввода медленноменяющихся сигналов используются интегрирующие АЦП. Они проводят измерение не мгновенного значения сигнала (которое изменяется под действием помех), а интегрируют сигнальную функцию за заданный промежуток времени, который заведомо меньше постоянной времени процессов, происходящих в контролируемой среде, но заведомо больше периода самой низкочастотной помехи.
Интегрирующие АЦП выпускают многие зарубежные фирмы (Texas Instruments, Analog Devices и др).
Для измерения переменных давлений применяют датчики с аналоговым выходным сигналом, например, 0—20, 4—20 мА и 0—5, 0,4—2 В.
Пьезоэлектрические датчики применяются для измерения быстропеременных процессов в диапазоне частот от единиц Гц до сотен кГц.
Отличие от манометра
В отличие от датчика давления, манометр — прибор, предназначенный для измерения (а не просто преобразования) давления. В манометре от давления зависят показания прибора, которые могут быть считаны с его шкалы, дисплея или аналогичного устройства.
КИП и А — контрольно-измерительные приборы и автоматика (КИП и А), обобщающее название всех средств измерений (СИ) физических величин веществ, контрольно-измерительных приборов, используемых для автоматизации процессов и производств.
Под определение КИП и А попадает оборудование не только производственной, но и непроизводственной сферы, а именно: приборы, используемые в научной, образовательной, здравоохранении и бытовой сферах. Например, счетчики электроэнергии и жидкостей, регуляторы давления в нефтегазовой отрасли, автоматику для котельных и т. д.
Классификация контрольно измерительных приборов КИПиА
Классификация средств измерений производится в зависимости от качественно-количественных показателей и физико-технических характеристик.
В общем случае КИП подразделяются на группы по виду измерений, основными группами приборов являются:
Основные функции и задачи КИПиА
Основными функциями службы КИП и А на предприятии являются:
Основные задачи службы включают в себя:
Структура отдела КИПиА
На формирование структуры подразделений КИП и А влияет множество факторов, основными из которых являются: количество эксплуатируемых СИ, подлежащих обслуживанию и уровень сложности их обслуживания.
В связи с этим формируют или централизованную структуру службы, или децентрализованную.
Особенностью децентрализованной структуры является разделение обязанностей на методическое подразделение и технологическое подразделение. У каждого из подразделений свое руководство. Подходит для крупных предприятий.
Формирование централизованной структуры управления подходит для предприятий, у которых в технологических схемах не задействовано много измерительных приборов, датчиков и т. д.
Тип управления, который объединяет эксплуатационное и ремонтное подразделение. Руководит единой службой начальник цеха КИП и А. При небольшом объеме предприятия руководящее лицо может совмещать должность главного метролога.
Группа специалистов службы назначается на определенные производственные площади для регулярного технического обслуживания приборов (включая интеграцию приборов и их ремонт), расположенные на территории, указанной в описании работы.
При необходимости по распоряжению начальника цеха эту группу специалистов можно усилить другими работниками службы, например, для выполнения объемных ремонтных или монтажных работ.
Такая структура позволяет создавать группы узкой специализации (например, монтажники, электрики, электронщики и т. д.)
Они занимаются ремонтом, регулировкой и установкой сложного оборудования, а также вводом в эксплуатацию новых систем. После завершения работ по вводу в эксплуатацию оборудование обслуживается командой, которая контролирует цех, где была проведена установка.
Этот метод организации практикуется в крупных компаниях. Особенность заключается в том, что ремонтный (методический) блок является отдельным отделением, тогда как эксплуатационные задачи возлагаются на технологический цех.
Каждое из этих подразделений имеет свое направление. Специалисты методического подразделения возглавляются главным метрологом, а сотрудники оперативного отдела подчинены начальнику цеха.
В обязанности методического отдела входят все виды плановых ремонтных работ. Оплата за оказанные услуги переводится на отдельный расчетный счет, она вычитается из средств, выделенных на технологический цех КИПиА.
В зависимости от особенностей производства работа оперативного отдела организована с учетом специализации работ или технологических особенностей.
В первом варианте создаются группы специалистов, отвечающие за эксплуатацию определенных видов КИП (сигнализация, автоматизация, контроль и т. д. Во втором — бригады мастеров, отвечающих за работу техники тех или иных технологических потоков.
В децентрализованной структуре методическое обслуживание полностью зависит в финансовом отношении от технологического цеха, так как его бюджет оплачивается за выполненную работу.
В случае производственной необходимости оперативное обслуживание может быть усилено персоналом ремонтного подразделения или бригадами, отвечающими за установку систем автоматизации и управления.
Приказ об этом должен выдать главный инструментальщик предприятия (метролог). С большинством работ по вводу в эксплуатацию.
Слесарь КИП и А и профессиональные обязанности
В соответствии с требованиями профессионального стандарта слесарь КИПиА должен знать принцип работы контролируемого им оборудования, уметь его ремонтировать и обслуживать. Например, для обслуживания электрооборудования необходимо получить соответствующее специальное образование, общих знаний основ электротехники не хватит.
В зависимости от специфики обслуживаемого оборудования местом работы слесаря могут быть следующие приборы и наборы инструментов: шкаф КИПиА, щиты, оборудование, установленное на консолях, измерительные приборы, розетки для подключения электроприборов и т. д.
Данная специальность требует, чтобы работник разбирался как в доверенном ему оборудовании, так и общей технологии процесса.
Инженер КИП и А и его профессиональные обязанности
Измерение давления широко применяется как в промышленных отраслях, так и в будничной жизни: метеорологические барометры измеряют атмосферное давление, а тонометры – давление в надуваемых манжетах. Высотомеры также являются по своей сути барометрами, но с соответствующей шкалой.
Что такое датчик давления?
Под датчиком давления понимается устройство, где на выходные характеристики влияет давление вымеряемых веществ: жидкость, газ, пар. Они применяются в энергетической, нефтяной, пищевой отраслях.
Датчик давления включает первоочередной преобразователь давления с чувствительным механизмом и приемником давления, разнообразные по установке корпусные элементы, технологию повторного обрабатывания сигнала.
Классификация датчиков давления относительно их действия
Показатели, на которые необходимо акцентировать внимание при подборе датчика
К выбору датчика нужно подходить со всей ответственностью, учитывая среду замеряемых элементов, чувствительность приборов, устойчивость к вибрации, точность показаний, климатические условия эксплуатации.
Датчики давления
Сортировать:
По наименованию ↓
По популярности ↑
По цене ↓
Основное отличие данного многопредельных измерителей-регуляторов серий АДН / АДР от ближайших аналогов состоит в том, что они представляют собой законченный прибор, в котором объединены: первичный датчик давления (разрежения), микропроцессорный узел обработки и два индикатора (цифровой и барографический).
Серия преобразователей давления Danfoss MBS4003 была специально разработана и выпущена для российского рынка. Изделия серии преобразователей давления Danfoss MBS4003 обладают улучшенными эксплуатационными характеристиками.
Гарантия: 24 мес
Компания «Энергопромавтоматика» предлагает высокоточные измерительные приборы для использования в различных сферах промышленности, в том числе датчики давления, изготовленные как по мировым стандартам, так и с учетом особых условий российского потребительского сектора. На странице представлены лучшие модели преобразователей давления, работающих в жидкой, газовой среде в самых трудных промышленных условиях.
Мы реализуем датчики давления известных и зарекомендовавших себя в отрасли производителей. Предлагаемые устройства отличает:
Датчики и преобразователи давления рассчитаны на использование как в промышленном секторе, так и на предприятиях сферы ЖКХ.
Более детальную информацию по ассортименту и техническим характеристикам вам предоставят специалисты ООО «Энергопромавтоматика».