КИПиА — расшифровка аббревиатуры и основы профессии киповца

Из чего состоят средства измерения

Состоят средства измерения из первичного измерительного элемента и преобразователя. Первичный элемент – устройство, преобразовывающее физическую величину в электрический либо не электрический выходной сигнал. Электрический выходной сигнал имеют, например, термопары. Не электрический выходной сигнал имеют, например, диафрагмы, термометры, манометры. Термопары выдают сигнал в милливольтах. Диафрагмы выдают сигнал в виде разности давления до и после диафрагмы. Но оба эти элемента называются первичными преобразователями. Не электрический сигнал затем снова преобразовывается в электрический сигнал. Для дальнейшей обработки сигнала и передачи его на расстояние.

Первичным преобразователем может быть термопара, диафрагма, трубки «Бурдона», различные излучатели с приемниками ультразвукового , оптического, электромагнитного, радиационного сигнала. Первичным элементом может быть металлическая пластина меняющая частоту колебаний в зависимости от скорости потока жидкости. Для примера можно посмотреть фото.

Множество разных устройств, придумано за много лет существования такой науки, как, Контрольно Измерительные Приборы (КИП). Для каждой физической величины применяются различные виды преобразований. Все эти преобразования основаны на знаниях элементарной физики. Например, чем сильнее течет вода в трубе, тем быстрее будут вращаться установленные в трубе лопасти турбины. Другоой пример, когда две одинаковые металлические пластины при их «склеивании» будут изгибаться. Т.к. при нагревании или охлаждении одна будет больше изменять свою длину, другая меньше. Нужно только эти неэлектрические параметры, преобразовать в любой сигнал, который бы могли видеть, в понятных нам единицах измерения. Способов для этого очень много. У каждого производителя прибора имеются для этого свои разработки. Общепринятыми сигналами первичных элементов являются первичные преобразователи температуры, это термопары и термосопротивления. Более подробно они будут описаны на отдельной странице. В основном же производители приборов используют свои разработки и сигнал от первичного преобразователя нам не известен.

Производители могут так же использовать в одном средстве измерения несколько различных видов преобразования. Например, влагомеры сырой нефти. В первичном преобразователе используется одновременно используется емкостной принцип измерения и оптический принцип измерения.

Другие производители выпускают средства измерения с двойным преобразованием параметров среды, в первичный сигнал. Например, расходомеры Rosemount 3051.

Средство измерения одно, а используется преобразование скорости потока измеряемой среды в перепад давления до и после измерительного элемента. Затем этот перепад давления преобразовывается в электрический сигнал.

Вторичный прибор преобразовывает сигнал от первичного преобразователя в стандартный электрический сигнал. Во многих случаях, у каждого средства измерения, имеющего первичный элемент, бывает только свой вторичный элемент. При работе с такими СИ всегда необходимо сверять соответствие первичного и вторичного элемента, паспорту на средства измерения. Вторичный преобразователь может быть так же в виде совмещенного с контролером устройства. Контроллер может принимать различные сигналы от первичных измерительных элементов, обрабатывать их сигналы программно, и производить вычисления одного параметра. Например, количество израсходованного тепла.

Первичные элементы при их производстве, могут иметь небольшие отклонения. Эти отклонения компенсируются при настройке вторичного преобразователя.

При работе с приборами, имеющими первичный измерительный элемент и вторичный преобразователь, обязательно необходимо прочитать меры предосторожности при работе с прибором. Многие производители не допускают отключения первичного преобразователя без снятия напряжения, с вторичного блока. Прибор может выйти из строя.

Общие сведения

От налаженности действия контрольно-измерительных приборов и автоматической техники на производстве зависит очень многое, в том числе своевременность выпуска товаров, безопасность труда и отсутствие аварийных ситуаций. Многих интересует: что это такое – слесарь КИПиА? Это сотрудник, следящий за исправностью подобной техники на предприятии.

Что такое КИП

КИП, контрольно-измерительные приборы, связаны со специфической деятельностью на производствах, которая заключается в замерах различных параметров продукции, или технологического процесса, или каких-то условий.

Общим можно считать то, что и ЗИП, и КИП бывают востребованы не непрерывно, а периодически, поэтому для них и отводили места на складе рядом, и выдавали в работу их по сходной процедуре.

Что такое КИПиА

С автоматизацией производства в КИП стало поступать много нового. Особенно это касается производства автоматического, а не автоматизированного. Два этих слова отличаются друг от другом только тем, что в автоматизированном предполагается участие человека, а в автоматическом все делают автоматы. На заводах по производству автомобилей идут целые конвейерные линии, где все собирают роботы. На разных заводах стали появляться целые автоматические участки, линии, цеха… И нас это уже давно не удивляет. Без такой автоматики уже невозможно производить теперь целые группы товаров. Например, интегральные микросхемы делаются полностью автоматически, просто потому что человек там уже и помочь не может ничем: то, что производится, видно только под микроскопом.

Роль человека сводится к периодичному замеру каких-то параметров. Поэтому и добавили одну букву. Аббревиатура КИП стала выглядеть как КИПиА. Второе «и» — это союз. Расшифровка аббревиатуры: «Контрольно-измерительные приборы и автоматика».

Понятно, что теперь уж стены тех прежних складов ЗИП и КИП давно «раздвинулись», говоря фигурально. Для хранения всех запчастей для роботов и ящичков с приборами, насколько разнообразными, настолько же и причудливыми, уже не хватит стеллажа-другого, и тети Маши-кладовщицы, которая их выдает для проведения недельной или месячной профилактики. Теперь на заводах фирм, производящих высокотехнологичное оборудование, везде существует служба «КИП автоматика», которая и должна обеспечить бесперебойную работу всех приборов и всей автоматики. Собственно, это является основой обеспечения работы самого производства. Потому что стоит прокрасться сбою в работу службы — и все встанет. Нет какой-то малюсенькой детали от небольшого прибора, заказать и купить забыли — и все. Фирме могут грозить огромные убытки.

Что такое межповерочный интервал.

В зависимости от качества используемых элементов, вида материалов, проведенных испытаний и условий эксплуатации производители гарантируют сохранение параметров прибора на определенный период времени. Этот период времени называется «межповерочный интервал». После истечения данного времени, необходимо проверить (поверить), соответствует ли средство измерения тем параметрам, которые указанны в паспорте. Межповерочный интервал обычно так же указывается в паспорте. Для одной модели прибора, может быть разный межповерочный интервал, в зависимости от года выпуска.

При поверке средства измерения, определяется величина изменения выходного сигнала СИ в определенной точке измерения. Например 0; 25; 50; 75 и 100 % от шкалы измерения. Измерения производятся как при повышении диапазона от 0 к 100%, так и при понижении диапазона от 100% к 0. Все измеренные значения сравниваются с паспортными данными. Отклонения значений измерения от паспортных данных называется погрешностью средства измерения. Для каждого прибора допускается своя погрешность. Как правильно провести измерения описывается в Методике Измерения (МИ) на данное средство измерения. Величина допускаемой погрешности указывается в паспорте на СИ и в документе называемом «Описание типа на средство измерения».

Какие виды погрешности прибора бывают.

4.1. Абсолютная погрешность

Абсолютная погрешность – это разница показаний между измеренным значением и паспортным значением. Абсолютная погрешность определяется в тех единицах, в которых отображаются показания прибора. Например, для преобразователей температуры это градусы Цельсия (Кельвина). Абсолютная погрешность прибора может быть разной для одного прибора. Например в диапазоне 0-300 градусов одно значение. В диапазоне 300-1000 градусов другое значение. Пример вычисления абсолютной погрешности. При заданной температуре 200 градусов Цельсия, прибор показывает 201 градус Цельсия. Разница между истинным значением и измеренным значением составляет 1 градус. Это и есть абсолютная погрешность.

4.2. Относительная погрешность

Относительная погрешность— измеряется в %. Для определения относительной погрешности необходимо определить абсолютную погрешность прибора. Затем полученную погрешность разделить на число, соответствующее заданному значению измеряемой среды. Полученное значение умножается на 100. Относительная погрешность вычисляется обычно для преобразователей расхода. Например, в специальном поверочном устройстве мы установили расход 200 метров кубических в час. Показания прибора 201 м3/ч. Абсолютная погрешность составит 1 м3/ч. Полученное значение 1 делим на установленный нами расход 200. Получим число 0,005. Останется, умножить это значение на 100%. Получим число 0,5 %. Это и будет относительная погрешность.

4.3. Приведенная погрешность

Приведенная погрешность измеряется так же как относительная погрешность в процентах. В данном случае это погрешность прибора относительно шкалы измерения. Для вычисления приведенной погрешности сначала так же определяем абсолютную погрешность. Затем полученное значение умножаем на предел измерения. И что бы получить % умножаем на 100. Приведенная погрешность обычно указывается для манометров. Рассмотрим пример. На вход манометра диапазоном измерения 0-200 кПа, поверочным устройством подаем 100 кПа. На манометре показания соответствуют 102 кПа. Абсолютная погрешность составит 2 кПа. Разделив 2 кПа на 200кПа, получим значение 0,01. Умножив это значение на 100% получим приведенную погрешность 1%.

4.4. Основная погрешность.

Основная погрешность. Все эти три погрешности относятся к основной погрешности. Определение относительной, приведенной и абсолютной погрешности производятся в лабораторных условиях, в условиях среды, соответствующих требованиям методики поверки.

4.5. Другие виды погрешностей.

Другие виды погрешностей. Кроме основной погрешности при измерениях существует еще множество погрешностей. Все виды погрешностей описывать не буду. Только перечислю для примера , какие они еще бывают. Это дополнительная, систематическая, случайная, статистическая, динамическая, инструментальная и.т.д.

Средство измерения, у которого характеристики при проведении поверки не превышают допустимых значений, считается пригодным к дальнейшей эксплуатации. Для средства измерений, у которых погрешность превышает допустимые значения, производится настройка первичного либо вторичного преобразователя. Настройка может производиться как через программное обеспечение (изменением коэффициентов), так и механическим способом. Например, вращением переменных потенциометров, изменением положения перемычек, шлифовкой диафрагмы. Иногда конечно мы можем и не подозревать, что в данный момент, изменяются какие-то коэффициенты. Например, при подаче поверочного газа на переносной газоанализатор. Газоанализатор сам программно изменяет свои настройки. После автоматической настройки газоанализатор выдает нам сигнал об окончании настройки, и дату следующей поверки.

Виды сигналов используемых в КИП.

Немного ознакомившись со средствами измерения, мы уже понимаем, что показания некоторых СИ можем увидеть только «по месту». Только там где они смонтированы. Это, например термометры (ртутные, спиртовые, биметаллические), манометры, различные счетчики расхода и т.д. Но часть средств измерения формируют свой сигнал и передают по каналу измерения на щитовой прибор или на контроллер. Для того, что бы, не было различных видов сигнала у разных производителей, принято решение об использовании стандартных измерительных сигналов.

Выходные сигналы бывают:

• 5.1Пневматические сигналы
• 5.2 Электрические сигналы

Обязанности слесаря КИПиА

В соответствии с требованиями профстандарта, слесарь КИПиА должен знать принцип работы контролируемого им оборудования, уметь ремонтировать и обслуживать его. Например, для обслуживания электрооборудования, необходимо получить соответствующее профильное образование, общих знаний основ электротехники будет недостаточно.

В зависимости от специфики обслуживаемого оборудования, на рабочем месте слесаря могут быть следующие приспособления и наборы инструментов: шкаф КИПиА, щиты, установленная на пульты аппаратура, измерительные устройства, розетки для подключения электроприборов и т.д.

Данная специальность требует, чтобы работник разбирался как в доверенном ему оборудовании, так и общей технологии процесса.

Работа службы «киповцев»

Характер работы у службы по большей части отличается от характера остального непрерывного производства. Хозяйство у современных предприятий разностороннее и многоплановое, и везде имеются измерительные приборы. Поэтому и служба КИПиА состоит из подразделений. Одни киповцы (кипиа-вцы? — такое сокращение не прижилось, потому что не звучит) занимаются электроизмерительными приборами, другие — химическим анализом и приборами, с ними связанными, третьи — газоанализаторами, измерителями давления (манометрами), температуры.

По роду обязанностей тоже разная специфика: одни занимаются поверкой приборов в метрологических службах, другие проводят периодические замеры в целях профилактики, третьи посменно круглосуточно дежурят у пультов управления автоматикой, следя за нормативностью всех параметров оборудования. Если это печи на котельной, то нужно, чтобы приборы правильно показывали температуру, давление, качество сгорания топлива, а автоматика нормально реагировала на все отклонения. Аналогично и в других случаях. Задача такого киповца — вовремя среагировать на отказ оборудования и принять меры. Обычно автоматика сама же и включает устройство взамен отказавшего, тогда киповец должен обеспечить замену этого отключенного блока на годный и отдать испорченный в ремонт. В службе КИПиА может быть и ремонтное подразделение. Оно получает такие испорченные блоки и может починить своими силами. Поменять то, что легко, имея свою базу запчастей — микросхему, сопротивление, конденсатор. Или отправить в ремонт в другие организации.

Киповцы различаются «по рангам». Самый нижний чин трудового киповца — это слесарь КИПиА. Слесарь может работать в КИПах любого направления и на любой основе. Если он занимается трубами, то это трубопроводчик, если электрикой, то электрик, если механикой — механик. И работать может в любом из подразделений этой службы. Начинающие киповцы обычно сразу и становятся слесарями. Но даже прирожденный инженер-электроник может всю жизнь с гордостью носить этот титул.

Советуем к прочтению: Зачем нужны конденсаторы в радиоэлектронике и какими они бывают

Для ремонта и наладки обычно заводят штатную единицу – наладчик КИПиА. Расшифровка тут простая, это как раз та ремонтная служба внутри самого КИП. Специалисты более широкого профиля, так как могут иметь дело со всем, что встречается в современных сложных приборах: там и датчики на разных физических основах, и электронные схемы, требующие диагностики и перепайки, и микроконтроллеры, которые нужно перепрограммировать или перепрошивать. Начинающих, конечно, сюда не ставят, но в целях накопления опыта слесарь КИП вполне может помогать наладчику.

Мастер КИПиА. Понятно, что мастер обычно занимается организацией работы группы киповцев. Но это обычно опытный специалист, и обучение своих подопечных и передача им своего богатого опыта входит в круг его обязанностей.

Инженер КИПиА. Уж это окончательный авторитет в службе. Разбирающий схемы, знающий последние удачные схемные решения, следящий за прогрессом в своей области. Разумеется, помогающий наладчикам в трудных случаях. Именно на нем лежит обязанность подобрать данные, способные помочь в решении проблем, используя весь арсенал современной информационной техники.

Оборудование

Оборудование включает как собственно измерительные приборы, так и всю технику, обеспечивающую процесс измерений. А также всю необходимую материальную часть: пульты, столы, наблюдательные окна. Процесс измерений обеспечивается электроэнергией, значит, сюда обязательно входят и блоки питания, проводка, щиты, автоматика отключения. Чаще всего оборудование гораздо сложнее и хитроумнее самих измерительных приборов. Кроме того, для записи показаний используется записывающая или фиксирующая аппаратура, а также средства связи и хранения.

5.1. Пневматические сигналы средств измерения с выходным сигналом 0,2-1,0 кг/см2.

Современные технологии требуют как можно более точных измерений технологических параметров. Чем больше точность приборов при измерениях, тем выше качество выпускаемой продукции и меньше потерь при коммерческих расчетах. Поэтому в современном мире, все меньше используются средства измерения с пневматическим сигналом. Но они все же производятся и используются. Например. Преобразователи разности давления ДМПК-100.

Фото нет но вы можете посмотреть его характеристики на сайте производителя. Выходной сигнал 0.2-1.0 кг/см2. Это и есть выходной пневматический сигнал. Предел приведенной погрешности 0,5-1 %. Эти приборы имеют большие габариты и большой вес, неудобны в обслуживании. Но на некоторых производствах они еще используются.

5.2. Электрические сигналы КИПиА.

Электрические сигналы КИПиА делятся на:

• 5.2.1. Дискретные
• 5.2.2. Аналоговые
• 5.2.3. Цифровые
• 5.2.4. Частотные

5.2.1 Дискретные электрические сигналы

Дискретные электрические сигналы бывают нормально замкнутыми -н.з и нормально разомкнутыми (нормально открытыми) -н.о. По сути это различные контактные устройства которые переключают контакты при превышении допустимого значения параметра. Выдают сигнал тревоги. Это могут быть элктроконтактные манометры, реле давления, сигнализаторы температуры, сигнализаторы расхода, бесконтактные сигнализаторы положения (магнитоконтактные, емкостные или индукционные) и т.д.

Но в современных технологиях используются дискретные датчики с очень сложными схемами управления, что просто представить как контакт реле нельзя. Рассмотрим в качестве примера вибрационный сигнализатор уровня “VEGASWING 61”

5.2.1.1. Настройка сигнализатора уровня.

Это достаточно сложное устройство и для его правильного подключения к вторичному прибору необходимо знать его принцип работы. У сигнализатора много разных видов контактов и переключателей. В электрических схемах проектной документации нарисован только нормально замкнутый или нормально разомкнутый контакт. Кроме того, имеется светодиодный индикатор, по которому мы сможем определять, есть жидкость между электродами или нет.

Рассмотрим варианты настроек. Для этого необходимо понимать, какое состояние технологической среды для сигнализатора уровня является нормальным — наличие жидкости или отсутствие жидкости. При установке сигнализатора на всасе насоса или на емкости в качестве сигнализатора нижнего уровня и т.д. Нормальное технологическое состояние будет — наличие жидкости между электродами сигнализатора. При этом, согласно схемы, он должен выдавать на вторичный прибор нормально разомкнутый сигнал. А светодиод должен гореть зеленым цветом (общепринятая световая сигнализация нормального режима работы). Согласно инструкции по эксплуатации сложно понять, как правильно выбрать положение переключателя — А или В

Для выбора состояния сигнала светодиода подаем на сигнализатор уровня питание. Погружаем вилку сигнализатора уровня в воду. Переключателем режима работы устанавливаем зеленый цвет сигнала светодиода. При этом может произойти переключение выходного реле. Мультиметром определяем контакт, который в данном положении будет разомкнутым. После установки в технологический аппарат или трубопровод, подключаем к этим контактам сигнальные провода.

Почему необходимо обязательно выставлять зеленый цвет светодиода? Например. При нарушении технологического процесса, уровнемер может выйти за пределы измерения. При этом показания уровнемера могут показывать как 0% так и 100%. Зависит от настроек выходного сигнала уровнемера. Может случиться так, что уровнемер просто выйдет из строя. Разгерметизировать емкость, и определить наличие или отсутствие уровня бывает сложно. В этом случае можно будет открыть сигнализатор уровня, и определить его состояние. Светодиод зеленый – нормальное состояние. Светодиод красный – сигнализатор уровня сработал. Но так же по каким либо причинам не выдал сигнал в систему управления.

При установке сигнализатора уровня для сигнализации по максимальному значению уровня, переключатель режима работы переводим в положение А или В на «воздухе». Должен гореть зеленый светодиод. Определяем мультиметром разомкнутый контакт. При погружении вилки сигнализатора в жидкость светодиод должен загореться красным цветом. Контакты должны замкнуться. Можно подключать сигнальные провода к выбранным контактам.

5.2.2. Виды стандартных аналоговых сигналов.

5.2.2.1 Аналоговый сигнал 4-20 мА

Самым распространенным стандартным сигналом КИП является токовая петля 4-20 мА (миллиампер). Во всех учебниках, справочниках указывается сигнал 4-20 мА. Но не всем понятно, что это за сигнал. Правильное определение – это изменение тока в цепи от 4 до 20 мА в зависимости от изменения параметров измеряемой среды. По сути – это переменный резистор, встроенный в цепь измерения сигнала.

Теоретически возможно любой токовый датчик заменить переменным резистором (потенциометром) около 1кОм и выставить необходимый нам ток в цепи, изменяя сопротивление резистора.

Дополнительное сопротивление лучше всего ставить на самом датчике. Будет проверяться вся цепочка токовой петли.

Данный метод я использовал для проверки цепи при пусконаладочных работах. Выставлял положение бегунка сопротивления в положение, при котором ток будет равным 12 мА. При этом показания на панели оператора были примерно 50% от шкалы прибора.

Чем удобен этот метод проверки работоспособности токовой петли. При пусконаладочных работах датчик еще не производит измерения технологического параметра. Давления в трубопроводах или емкостях нет. Расхода так же нет. Датчики выдают ток 4 мА (кроме датчиков температуры). Иногда ток в цепи может быть менее 4мА. Примерно 3,98….3.99 мА. В этом случае, на панели оператора будет отображаться как отсутствие сигнала с датчика.

При подключении сопротивления вместо датчика, на панели оператора будет отображаться значение равное ~ 50%. Проверяется работоспособность измерительного канала. Одновременно проверяется правильность вывода сигнала (в какое окошко на панели оператора выводиться параметр). Проверяется запись сигнала в истории. Проверяется, отображение сигнала в сохраненных в трендах.

Конечно же, можно для проверки датчика использовать различные калибраторы, которые будут выдавать более точно, необходимый ток. Но как обычно калибраторов при проведении пусконаладочных работ бывает мало. Проверить необходимо бывает работоспособность большого количества датчиков. Калибраторов на всех не хватает. При длительном использовании калибратора тока, быстро разряжаются аккумуляторные батареи. В спешке, можно повредить дорогостоящий калибратор. К тому же сопротивление с двумя проводами умещается в кармане.

Почему ток выставлял 12мА, а показания прибора на шкале оператора определялись как 50% шкалы прибора. Расчет производится очень просто.

При токе в измерительной цепи 4 мА показания прибора будет 0 %. При токе 20мА показания будут соответствовать 100%. Диапазон изменения тока 20 минус 4 будет 16 мА. Половина сигнала датчика, будет составлять 16 / 2 будет 8 мА. Но так как измерение сигнала, начинается с 4 мА, к 8 мА прибавляем 4 мА. Получиться 12мА. Аналогично вычисляется ток для 25% и для 75% шкалы. В итоге получаем токи в цепи: 0% — 4 мА, 25% — 8мА, 50% -12 мА, 75% — 16 мА, 100% -20 мА.

В упрощенном виде я представил датчик с выходным сигналом 4-20 мА в виде переменного сопротивления. Но сам датчик очень сложное устройство, со своим программным обеспечением, системой регулирования выходного сигнала, системой компенсации различных погрешностей, системой защиты. И если вы захотите замерить какое выходное сопротивление у датчика с выходным сигналом 4-20мА, вы не сможете этого сделать. Сопротивление датчика будет показывать – бесконечность. Но вы всегда сможете измерить ток в цепи аналогового сигнала.

5.2.2.2. Аналоговый сигнал 0 -20 мА

Разновидностью токового стандартного сигнала является сигнал 0-20 мА. Разница только в том, что при измерении параметра среды при 0% будет токовый сигнал равным 0 мА. При соответствии параметра измеряемой среды ток в цепи будет равен 20 мА. Соответственно при 25% — 5мА, 50% -10мА, 75% — 15мА.

Стандартный сигнал 0-20 мА на практике используется редко. Но возможность перехода измерения с сигнала 4-20 мА на сигнал 0-20 мА имеется во многих измерительных преобразователях. Так же в настройках измерительного канала контроллера. Иногда бывает, не совпадают показания на контроллере и действительные значения параметра измеряемой среды. Например, на манометре, на трубопроводе показывает 1,2 мПа. А на мониторе оператора отображается 0,8 мПа. При этом ток в цепи примерно соответствует показаниям манометра. В этом случае становиться понятно, что в настройках канала измерения входной сигнал датчика указан как 0-20 мА. Необходимо будет перевести измерительный канал в настройках на измерение 4-20 мА.

Казалось бы, что еще можно рассказать об аналоговом токовом сигнале? Вроде бы все понятно. Но не торопитесь. Есть еще некоторые подвохи в системах автоматизации с измерениями токового сигнала.

Классификация контрольно-измерительных приборов

В основном оборудование КИПиА классифицируется по физико-техническим характеристикам и качественно-количественным показателям. Названия групп указывают на назначение относящихся к ним измерительных приборов:

1. С помощью термометров можно измерить температуру. Они бывают: жидкостными, цифровыми, с преобразованием сопротивления, термоэлектрическими. К этой группе также относятся пирометры и тепловизоры.
2. Манометры отвечают за определение давления: его избыточности, перепада или абсолютной величины. Они могут быть механическими или электроконтактными.
3. Измерить расход рабочей среды или прочих веществ помогут расходомеры. В этой группе сосредоточены различные устройства, каждое из которых ориентировано на контроль и изменение конкретного материала (среды).
4. Основной функцией газоанализаторов является определение состава газовых смесей.
5. При помощи уровнемеров выявляют уровень заполнения ёмкостей.

Устройства придуманы, чтобы замерять определённые физические свойства. По этим признакам их классифицируют следующим образом:

1. Физические свойства (температуру и пламя) контролируют термометрами, термопарами, термодатчиками и контролем пламени.
2. Жидкую и газообразную среду (давление, уровень жидкости и его расход) измеряют манометрами, напорометрами, уровнемерами, расходомерами.
3. Показатели электричества определяют при помощи вольтметров, амперметров, счётчиков, трансформаторных вольтметров, мостов, магазинов, омметров и высокочастотных измерителей.
4. Анализаторы и газоанализаторы являются химическими измерителями.
5. Уровень радиации контролируют с помощью счётчиков Гейгера, дозиметров и детекторов.
6. При контроле устройств исполнительной автоматики не обойтись без электрозапальников, манипуляторов и серводвигателей.

Монтаж кип и автоматики

Для монтажа подобных средств обязательно наличие различных компонентов: 1. Датчиков, измерительных приборов, исполнительных устройств, контролирующих и управляющих функционированием механических узлов оборудования;

2. Контроллеров, собирающих информацию от датчиков, управляющих исполнительными устройствами. С помощью алгоритмов они обеспечивают поддержание параметров, безопасную эксплуатацию оборудования;

3. Средств обратной связи с оператором через пользовательские терминалы либо системы управления зданием. С этой целью используются коммуникационные шлюзы.Наши специалисты выполняют монтаж кип и автоматики, вне зависимости от их сложности. Установка щитов и систем выполняется по проектам Заказчика, либо по проектам, которые разрабатывают наши специалисты на основе техзадания Заказчика.

Советуем к прочтению: Что такое делитель напряжения и где он используется

Монтаж систем автоматики

— Контроль/управление работой агрегатов, находящихся в составе оборудования систем кондиционирования, отопления, вентиляции и др.; — Индикацию состояния оборудования в рабочем режиме; — Защиту оборудования от ошибок подключения питающего напряжения, короткого замыкания, перегрева; — Поддержку и регуляцию желаемой температуры воздуха; — Контроль рабочего состояния воздушных фильтров; — Независимый алгоритм управления вентиляционной системой; — Бесперебойное обслуживание работающего оборудования; — Диспетчерский контроль/управление основными параметрами.

Монтаж кабельной системы

Залогом надёжной работы кабельной системы, к которой относится электроснабжение, безопасность, связь, является ее качественный монтаж. Более того, требования к надёжности кабельных систем, их эксплуатационной безопасности, функциональности постоянно растут. Это связано с развитием современных технологий, появлением новых высокотехнологичных материалов.

Трудно представить себе современное здание без системы управления освещением и бесперебойным питанием, без локально-вычислительных сетей, конференцсвязи, систем безопасности и других коммуникаций. От функционирования кабельной инфраструктуры зависят и остальные важные системы жизнеобеспечения здания. В конечном счете, это показатель степени его комфортности, функциональности.

Осуществляя комплексный подход к процессу монтажа силовых и слаботочных сетей, наши специалисты оптимизируют трассы прокладывания кабельных систем, учитывая электромагнитную совместимость оборудования. В результате возрастает надёжность системы, упрощается её обслуживания, достигается экономия средств и времени.

Такие результаты делают наши услуги конкурентоспособными и востребованными. Компания выполняет весь комплекс работ по монтажу автоматики, в детальном соответствии с проектом, а также действующими государственными стандартами.

Наши специалисты безупречно выполнят монтаж систем по снабжению электроэнергией, учёту энергоресурсов охранной и пожарной сигнализации, контролю и управлению доступом, конференцсвязи, телефонным сетям, диспетчерской связи, управлению паркингом и пр.

Монтаж кип и автоматики у нас производится качественно, профессионально, в кратчайшие сроки, по цене, удобной для наших клиентов.

5.2.2.3. Активный аналоговый сигнал 4-20 мА

При проектировании не всегда есть возможность, определить какой именно прибор будет закуплен. Многие приборы требуют дополнительного подключения питания. Датчики с дополнительным питанием могут сами выдавать напряжение питания в схему подключения. Такие датчики называются с «активным токовым выходом 4-20мА». Схема подключения такого прибора приведена ниже.

На схеме я не стал указывать вид используемого источника питания. На прибор может подаваться как напряжение постоянного тока 24В, так и переменного тока 220В. При этом питание на измерительный модуль аналогового входа контроллера подается от прибора. Для подключения прибора к контроллеру в данном случае необходимо использовать аналоговый модуль контроллера с пассивным входом.

Как определить на приборе вид выходного аналогового сигнала 4-20мА? Единственный способ – замерить напряжение, предварительно отключив от клеммы один из проводов. Проверив напряжение с обеих сторон, можно определить вид датчика

Почему нельзя определить вид сигнала датчика по наличию каких то надписей на «шильдике» прибора, либо по электрической схеме подключения? Просто по тому, что один и тот же прибор может быть как с пассивным выходным сигналом, так и с активным выходным сигналом. Настройка прибора производиться программно, либо изменением положения перемычек в приборе.

Приборы с активным выходным сигналом в практике встречаются довольно редко. Но они применяются, и вы должны об этом помнить.

Еще существует одна разновидность токового сигнала 4-20мА.

Эта разновидность сигнала используется при измерении расхода. Обычно расход измеряется путем умножения площади поперечного сечения, на скорость потока проходящего через это сечение. Скорость потока вычисляется различными методами. А сечение всегда вычисляется по формуле S= ∏r². Этот квадрат в формуле площади сечения, увеличивает объем проходящей жидкости в квадратичной зависимости. Например: при изменении перепада давления в 2 раза, объем жидкости прошедшей через данное сечение увеличится в 4 раза. При изменении перепада давления в 3 раза, объем жидкости прошедшей через диафрагму увеличится в 9 раз.

Для большего понимания разницы между токовыми сигналами с пропорциональным выходным сигналом и квадратичным выходным сигналом приведу пример в виде рисунков. На рисунках приведены участки двух видов ленты от ленточных регистраторов.

Рисунок 1

На 1 рисунке видим, что лента разбита на равномерные участки. Эти линии отображают шкалу прибора от 0 до 100%, с шагом 20%. Вид данной ленты используется для регистрации, например параметров давления.

Рисунок 2

На 2 рисунке, шкала на ленте расположена не равномерно. До 30% точность шкалы очень маленькая. Выше 30% точность измерения вырастает. Эта лента используется для регистрации параметров расхода.

Аналогично будет изменяться ток в цепи датчика давления и датчика расхода.

При измерении различных параметров может использоваться один и тот же прибор. Рассмотрим на примере этих же двух отрезков диаграммных лент.

Например, преобразователь перепада давления может быть использован для измерения перепада давления на фильтре измерительной линии.

Этот же преобразователь перепада давления может быть использован для измерения перепада давления на диафрагме, при измерении расхода.

В обеих случаях выходной сигнал датчика будет 4-20 мА. Но зависимость измеряемого параметра от величины тока разная.

Снова рассмотрим на примере диаграммных лент.

На диаграммных лентах мы видим, что при одном и том же токе 12 мА будут разные значения перепада давления и расхода жидкости.

Как же вторичный прибор или контроллер должен «понимать», какое значение он должен показывать?

Для этого существует функция «извлечения корня». Данная функция включается в настройках измерительного канала на вторичном приборе. При выводе на контроллер в логической схеме канала добавляется модуль «извлечения корня». На экране будут отображаться действительные значения расхода.

Функция «извлечение корня» может быть и в настройках расходомеров.В инструкции по эксплуатации обычно все подробно описывается.

Важно. При замене диафрагмы на расходомер, с выходом 4-20 мА, функцию «извлечения корня» оставить только в одном месте. Либо на расходомере, либо на вторичном приборе.

Приборы КИП – классификация

Оборудование КИПиА классифицируется по нескольким параметрам, основные из которых – это физико-технические характеристики и качественно-количественные показатели. То есть, измеряется влажность, температура, расход, давление и прочее. Отсюда и само название групп.

• Термометры.
• Манометры (измеряют давление).
• Расходомеры.
• Газоанализаторы.
• Уровнемеры.

Советуем к прочтению: Электронные схемы для дома и быта: описание, принципиальные схемы автоматики и ее изготовление своими руками

Есть группа так называемых средств измерения:

• Замер излучения.
• Массы, твердости материала, плотности.
• Акустика.
• Замеряются электрические и электромагнитные качества.
• Физико-химический состав материала, его свойства.

В свою очередь, к примеру, термометры делятся на жидкостные, цифровые, с преобразование сопротивления, термоэлектрические. Сюда же можно отнести пирометры и тепловизоры.

Манометры также делятся на несколько подвидов: измеряется избыточное давление или его перепад, или абсолютная величина. По конструкции это механические, электроконтактные. Добавим сюда традиционные реле давления и тяганапоромеры.

Расходомеры – это более сложные приборы КИПиА, с помощью которых определяется масса или объем материала (среды). В этой группе достаточно широкий модельный ряд, зависящий от того, какой материал (среду) будет контролировать и измерять данный прибор.

• Вихревые, тепловые, электромагнитные, ультразвуковые, тахометрические, корреляционные, кориолисовые.
• С перепадом давления, с измерением перепадов уровня, замер обтекания.

То есть, каждый прибор подходит под определенные условия эксплуатации, в основе которого лежит именно материал или среда. Кстати, среда может быть только неэлектрической, потому что в блоке контроля (автоматики) любая величина преобразуется в электрический сигнал, который и подается на обработку. Но тут возникает вопрос, а как же с напряжением и силой тока в электрических приборах?

Все дело в том, что эти две величины не могут быть внесены в контроллер без предварительной обработки, где на выходе должен получиться аналоговый сигнал. Ведь напряжение в данном случае имеет показатель 220 В. А его в таком виде никакая автоматика не выдержит. Поэтому даже в электрических сетях устанавливаются датчики. То есть, в этом случае и сила тока, и напряжение становятся неэлектрическими величинами, конечно, через посредника – датчик.

5.2.2.4.Аналоговые сигналы КИПиА 1-5 В

При использовании контрольно измерительных приборов с выходным сигналом 1-5В напряжение на выходе датчика изменяется – от 1 до 5 В, в зависимости от изменения параметров измеряемой среды. Датчики с таким выходным сигналом используются очень редко. Но возможно где то еще применяются.

Но это не говорит о том, что сам сигнал не используется в настоящее время. Достаточно много применяется в нефтехимии вторичных приборов с входным сигналом 1-5 В. С какими же приборами работают эти вторичные приборы, если не используются сами датчики?

Стандартный выходной сигнал 1- 5 В выделяем из токовой цепи 4-20 мА. Для этого последовательно включаем в токовую петлю прецизионный резистор сопротивлением 250 ОМ. Прецизионный резистор – это резистор повышенной точности, который не меняет свои характеристики, как от внешних факторов, так и при нагреве самого резистора до определенной температуры. Не очень люблю вставлять различные формулы на страницах сайта, т. к. никого они не интересуют. Но в данном случае без простых формул не обойтись. На практике сталкивался со специалистами, проработавшими не один год в КИПиА, которые не могли это понять. Буду объяснять подробно.

Блок питания при составлении схемы подключения токового прибора 4-20 мА обычно используется с выходным напряжением 24 В. Т.е. если подать на вход блока питания 220В и замерить напряжение на выходе — будет 24В. Это напряжение называется напряжением «холостого хода». При подключении токовой петли, в которую входить так же датчик 4-20 мА, напряжение в цепи изменится. При измерении напряжения в кроссовом шкафу на клеммах цепи токового сигнала, его значение будет меньше. Величина напряжения зависит от вида датчика, длины кабеля и тока, который протекает в цепи в настоящий момент

Рассчитаем величину падения напряжения на концах сопротивления 250 Ом. Согласно, закона Ома, сила тока на участке цепи, прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна напряжению. При двух известных значениях – силы тока и сопротивления, вычисляем падение напряжения на сопротивлении 250 ОМ.

Формула расчета напряжения исходя из закона Ома — U= I х R. При токе: 20 мА – U = 250 Ом х 0,02А (20 мА) = 5В. При токе: 4мА — U = 250 Ом х 0.004 (4 мА) = 1В.

При подключении вторичного прибора к концам сопротивления, получаем аналоговый сигнал с напряжением от 1 до 5 В. Этот сигнал будет находиться в пропорциональной зависимости от силы тока, протекающего в цепи.

При включенном в токовую цепь датчика 0 – 20 мА сопротивления 250 Ом, соответственно вы получаем аналоговый сигнал 0 – 5 В.

Думаю, что в этом месте уместно предложить решение простой шуточной задачи. «Какой величины ток в розетке?». Слышал много различных версий. Находятся обычно специалисты, которые утверждают, что 16 А. Другие 25 А. Особо принципиальные пытаются замерить «ток в розетке». Обычно заканчивается эта затея выходом из строя 2-3 мультиметров.

Для того, что бы никто из прочитавших эту страничку не «сжег» прибор, предлагаю подойти логически к этому вопросу. Просто вставим известные нам значения в формулу закона Ома. Предположим, что ток в розетке 10А. Напряжение в розетке 220В. Вставляем эти данные в формулу. 10 = 220 : 0. На 0 делить нельзя. Поэтому и «ток в розетке» нельзя замерять. Это «Закон».. Не пытайтесь его опровергнуть.

Почему я сделал это отступление. Как я писал ранее, работа всех приборов, основана на законах элементарной физики. И что бы понять, почему некорректны показания прибора, надо понимать, на каком принципе основана работа прибора. И если прибор все время показывал правильно, а вдруг показания его изменились, надо подойти к этому вопросу логически.

Приведу очень простой пример. Перестала в столовой работать посудомоечная машина. Задымились электронагреватели, выбило автоматы. Много было предположений, что же произошло. При пробных пусках, электронагреватели включались без наличия воды в мойке. Сигнал на включение при отсутствии уровня воды в мойке, должен был отключаться при понижении уровня воды в мойке, ниже верхнего электрода. Но этот сигнал не отключался. Принцип действия сигнализатора уровня воды, был основан на электропроводности воды. Возникло предположение, что даже при отсутствии воды, между электродами протекает ток. Мойка была промыта просто чистой водой. Все проблемы пропали. Оставалось выяснить, почему сохраняется электропроводность при сливе воды. Оказалось, что просто сменили моющее средство. При сливе воды образовывалась электропроводная пленка, которая пропускала ток. Стали использовать «старое» моющее средство, посудомоечная машина стала работать нормально.

Вывод. Изменение физических свойств технологической среды, может привести к изменению показаний прибора. Это очень важно для влагомеров, вискозиметров и других аналитических приборов. Поэтому логическое мышление очень важно для специалиста по контрольно- измерительным приборам.

Средства измерения в бытовой технике

При изучении схемы любого аппарата, использующегося в домашнем быту (от стиральной машины до утюга), можно заметить, что все они оборудованы приборами, измеряющими и контролирующими определённые параметры:

• горячую воду — их можно обнаружить на котлах или радиаторах;
• воздух — актуально для кондиционеров и конвекторов;
• электричество (напряжение и силу тока) — подобные устанавливаются на утюгах, мультиварках, масляных отопительных радиаторах и пр.

Основой современных автоматизированных систем являются микроконтроллерные схемы. Они в процессе развития технологий сменили управляющие блоки, оборудованные схемами с малой интеграцией.

Благодаря этому сегодня можно добиться автоматизации любого процесса, любой установки и даже самого маленького по размерам прибора.