Монтаж, обслуживание, устранение неисправностей приборов для измерения уровня газов и жидкостей

2.1 Назначение прибора

Уровнемер обеспечивает:

- автоматическое, дистанционное, непрерывное определение положения границы раздела двух сред (уровня) с различными плотностями и отображение результата измерения на цифровом дисплее по двум независимым каналам (датчикам) с поочередной индикацией результата измерения;

- выдачу результата измерения в виде выходного токового сигнала (только по первому каналу);

- выдачу результата измерения в цифровом виде по интерфейсу RS-485 (только по отдельному заказу);

- ручной ввод двух значений (верхний и нижний) уровня, при достижении которых срабатывают звуковая и световая сигнализации (только по первому каналу);

- формирование при достижении заданных значениях уровней выходных дискретных сигналов в виде замыкания контактов реле и включения оптрона (только для первого канала);

- автоматический непрерывный контроль исправности датчиков и линий связи с индикацией результата (для обоих каналов).

Параметры подсистемы измерения уровня:

Единица измерения м число разрядов 4

условная длина датчика (L), м от 2 до 15

верхний предел измерения (в зависимости от условной длины

датчика - L), м, не менее L - 0.8

нижний предел измерения, м, не более 0.2

дискретность измерения, мм, не более 10

вариация показаний, мм, не более 10

основная погрешность, мм, не более 10

дополнительная температурная погрешность на каждые 10°С

измеряемой среды, мм, не более 20

время установления показаний дисплея, с, не более 5

Обеспечение взрывозащищенности:

вид взрывозащиты - искробезопасная электрическая цепь уровня “ib” параметры внешних искробезопасных цепей:

напряжение холостого хода, В, не более 20

ток короткого замыкания, А, не более 0,0 14

Представление результата измерения:

* визуальная цифровая индикация:

- номер канала 1 разряд

- служебная информация 1 разряд

- измеряемый уровень 4 разряда

* аналоговый (токовый) выход

по ГОСТ 26.0 1 1-80 0-5, 0-20, или 4-20 мА

относительная погрешность токового выхода, % 1

* передача значения измеренных уровней и состояния датчиков каждого канала по интерфейсу RS-485 (протокол обмена по согласованию с заказчиком).

Параметры выходных сигналов о достижении заданных уровней:

* оптронный выход:

напряжение постоянного тока, В, не более 30

ток, мА, не более 30

* релейный выход:

напряжение постоянного (переменного) тока, В, не боле 40(220)

ток, А, не более 1

Параметры электропитания

род тока переменный

напряжение, В 187...242

частота, Гц 50 + 1

потребляемая мощность, ВА, не более 10

Габаритные размеры, мм, не более

Измерителя 260 х 220 х 120

датчика (условная длина датчикаL в зависимости

от заказа) 125х125х(175+L)

Масса, кг, не более

Измерителя 2,1

Датчика 10

Электрическое сопротивление изоляции оболочки

датчика, Ом, не более 10⁹

2.3 Состав уровнемера

Состав уровнемера приведен в таблице 2.

2.4 Устройство и работа уровнемера

Уровнемер У1500 состоит из одного или двух датчиков и измерителя. Датчик устанавливается на крышке люка резервуара, измеритель -- во взрывобезопасной зоне в помещении, в настольном варианте или в щитовой сборке управления на панели. Датчик и измеритель соединяются между собой коаксиальным кабелем типа РК-50 или РК-75.

Конструктивно корпус датчика выполнен в двух исполнениях:

а) гибкой конструкции, длиной L до 15м (см. приложение 1 рис.1а) -- для рабочего избыточного давления не более 0,04 МПа;

б) жесткой конструкции двух вариантов (см. приложение 1 рис.16):

- цельный, длиной L до 4м -- для рабочего избыточного давления не более 1,б МПа;

- составной, общей длиной L от 4м до 12м - для рабочего избыточного давления не более 0,04 МПа. Составной корпус датчика состоит из двух или трех элементов в зависимости от длины датчика. Длина каждого элемента может составлять 1…4м.

Датчик состоит из элемента измерительного поз. 1, помещенного в корпус поз.2, по которому перемещается поплавок поз.3 с кольцевым магнитом внутри поплавка.

Элемент измерительный представляет собой стальную проволоку, свободно размещенную в диэлектрической трубке, на которую намотана по всей длине однослойная обмотка. На верхнем конце проволоки имеется пьезоэлектрический преобразователь с двумя пьезоэлементами. Обмотка и пьезоэлементы подключены к электронной сборке, установленной в головке корпуса датчика.

Для крепления датчика на крышке люка резервуара предусмотрен сальниковый узел поз.4.

Груз поз.5 обеспечивает натяжение трубы корпуса датчика гибкой конструкции.

Ограничитель поз.6 ограничивает перемещение поплавка в пределах рабочей зоны.

Измеритель (см. приложение 2) представляет собой электронный блок, собранный в унифицированном корпусе поз.1. На лицевой панели размещены: цифровой дисплей поз.2, кнопки управления поз.3, тумблер питания поз.4, индикатор наличия питания “СЕТЬ” поз.5, индикатор световой сигнализации “ТРЕВОГА” поз.6.

На задней панели размещены разъемы: сетевой Х3 поз.7, искробезопасной цепи для подключения датчиков Х1 поз.8, аналогового и цифрового выходов Х2 поз.9, выходных цепей ВСУ и НСУ Х4 поз.10, а также держатель предохранителя поз.11, клемма заземления поз.12.

Внутри корпуса установлены печатные платы поз.1З, поз.14, трансформатор поз.15 и модуль искрозащиты поз.16. На печатной плате поз.13 дополнительно может устанавливаться плата печатная интерфейса RS-485 поз.17.

Измеритель устанавливается в помещении в настольном варианте или в щите (см. приложение 2).

Принцип действия уровнемера заключается в измерении интервала времени, необходимого для прохождения сигнала ультразвуковой волной расстояния от пьезоэлектрического преобразователя, расположенного на уровне крышки люка резервуара, до поплавка, положение которого определяется уровнем жидкости в резервуаре, и пересчете этого интервала в уровень жидкости. Пересчет производится путем вычитания вышеуказанного расстояния из высоты резервуара.

2.5 Порядок монтажа уровнемера

При монтаже уровнемера необходимо руководствоваться настоящим руководством по эксплуатации, ”Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей”(ПТЭ), “Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей”(ПТБ) и “Правила устройства электроустановок”(ПУЭ).

Монтаж и пусконаладочные работы производятся представителями предприятия-изготовителя.

Перед монтажом необходимо произвести внешний осмотр уровнемера. При проведении внешнего осмотра необходимо обратить внимание на отсутствие механических повреждений корпуса или других внешних дефектов, влияющих на его работоспособность.

Датчик устанавливается на люке резервуара. При этом следует иметь в виду, что в месте установки гибкой конструкции не должно быть интенсивного движения жидкости, способного ударять трубку датчика о какие- либо металлические конструкции внутри резервуара или необходимо установить успокоительную трубу согласно рис 9. Успокоительная труба должна иметь перфорацию, обеспечивающую свободный отвод газов. На нижний конец трубы датчика гибкой конструкции необходимо прикрепить груз весом 3-5 кг, для того, чтобы выпрямить трубу.

Все сварочные работы, связанные с монтажом датчика жесткой конструкции, необходимо производить вне взрывоопасной зоны. Резьбовые соединения (М18х1) элементов составного варианта датчика (длиной L от 4м до 12м) уплотнить лентой ФУМ или пластичной смазкой ПСМ «ВНИИТнефть» ТУ 0254-142-0147016-01 (в зависимости от комплектации поставки).

Перед погружением трубы датчика в резервуар необходимо на трубу надеть поплавок, закрепить скобы, ограничивающие перемещения поплавка, а у датчика гибкой конструкции дополнительно на нижний конец трубы закрепить груз.

Погружение трубы датчика с грузом и поплавком в резервуар необходимо производить плавно, не подвергал элементы конструкции датчика ударам. При этом не допускается резко изгибать трубу датчика гибкой конструкции. Радиус изгиба трубы должен быть не менее 0,5 м.

После подключения кабеля линии связи к электронной сборке усилителя, кабельный ввод должен быть уплотнен сальником, крышка датчика должна быть плотно закрыта. Предварительно резьба на крышке, вводе кабеля и головке датчика должна быть смазана графитовой смазкой (литол, циатим).

Измеритель устанавливается во взрывобезопасной зоне в помещении, в настольном варианте или в щите (см. приложение 2).

Для обеспечения безопасности датчики и измеритель необходимо надежно заземлить голым медным проводом сечением не менее 4,5мм², используя зажимы заземления. Места присоединения заземления на датчике и резервуаре необходимо покрыть защитной смазкой ЦИАТИМ-221 ГОСТ 9433--80.

Датчики подключаются к измерителю, согласно электрической схеме коаксиальным кабелем РК50-2-13.

Присоединение кабеля к ответной части разъема необходимо производить пайкой. Допускается производить подключение датчиков к вычислителю через закрытую клеммную коробку, расположенную вне взрывоопасных зон помещений и наружных установок (в непосредственной близости от вычислителя) и разрешенную к применению для подключения электрических искробезопасных цепей уровня “ib” в соответствии с ГОСТ 22782.5-78. В этом случае после проведения всех необходимых подключений клеммная коробка должна быть опломбирована.

Перед подключением линии связи датчика уровня к измерителю должны быть проверены параметры искробезопасных цепей.

Для согласования цепей интерфейса RS-485 с линией связи (при подключении к концу линии связи) необходимо присоединить к контактам 1,3 ответной части разъема Х2 измерителя резистор С2-23-0,25-220 Ом + 5%-А-Д-В.

Для пуска уровнемера в эксплуатацию после монтажа необходимо произвести пусконаладочные работы. В состав пусконаладочных работ в частности входят:

* согласования датчика и измерителя с конкретной линией связи.

* проверка прохождения сигнала в контрольной точке КТ4 на измерительной плате (смотри осциллограмму в приложении 3), при несоответствии произвести подстройку резистором R25 (сигнал синхронизации с КТ10).

* программирование измерителя под конкретный алгоритм измерения сигнализации и управления; контрольный замер уровня нефти производить прибором с классом погрешности +1мм;

* привязка к высоте конкретного резервуара.

Перед монтажом датчика, предназначенного для определения границы раздела нефть-вода (межфазного уровня) необходимо проверить соответствие удельного веса поплавка к плотности воды, для этого необходимо взять ведро нефти и ведро соленой воды из резервуара, куда должен быть установлен датчик. Поплавок должен тонуть в нефти, а в воде должен оставаться на плаву. Корректировку удельного веса поплавка необходимо производить путем заполнения поплавка машинным маслом или другой незамерзающей жидкостью. Поплавки для определения границ межфазного уровня поставляются с отверстием, закрытым болтом и прокладкой. Поплавки для определения общего уровня нефти (нефтепродуктов) поставляются герметичными с удельным весом менее 0.5 г/см³. После проведения всех работ уровнемер должен быть опломбирован.

3. Использование уровнемера

3.1 Порядок работы

1) Подключите шнур питания к сети 220В 50 Гц. Включите тумблер «СЕТЬ». При этом должен загореться индикатор «СЕТЬ». После прохождения теста индикатора должны раздаться два коротких звуковых сигнала, на цифровом дисплее - появиться надпись У1500. А далее должны появиться показания уровня, при этом в первом разряде табло выводится номер канала. Показания каналов периодически чередуются через 10 +/- 2 секунды.

2) После включения уровнемера в сеть отсчет показаний производить после выдержки не менее 5 секунд.

3) Ручной ввод значений ВСУ и НСУ осуществляется с помощью кнопок управления. При достижении заданных значений ВСУ и НСУ срабатывает звуковая и световая сигнализация. Для отключения звуковой сигнализации необходимо нажать кнопку «ЗВУК».

4) Звуковая и световая сигнализация срабатывает также в случаях неисправности датчиков или линий связи с идентификацией вида неисправности и номера канала.

5) Для использования возможности передачи информации по интерфейсу RS-485 или токового выхода измеренного уровня, необходимо произвести соответствующие подключения к контактам разъема Х2 измерителя.

6) Для использования в системах регистрации или управления дискретных выходов достижения уровня ВСУ (НСУ), необходимо произвести соответствующие подключения к контактам разъема Х4 измерителя.

3.2 Ввод и корректировка параметров измерителя

Для нормального функционирования уровнемера необходимо осуществить ввод параметров при помощи пульта управления, представляющего собой цифровое табло и кнопки, расположенные на передней панели прибора. Основные постоянные параметры вводятся один раз, как правило, у изготовителя. Значения этих параметров приведены в паспорте. При необходимости в процессе эксплуатации эти параметры допускается менять в допустимых пределах. При эксплуатации используется только ввод оперативных параметров. Постоянные параметры вводятся только в случае аварийного сбоя измерителя. Все параметры хранятся в энергонезависимой памяти, то есть без потери данных при выключенном питании прибора. Доступ к постоянным параметрам закрыт паролем (значение которого приводится в паспорте), что предотвращает несанкционированный доступ к данным. Каждая корректировка параметров должна завершаться нажатием кнопки “ВВОД” что предотвращает случайные изменения данных.

Назначение кнопок пульта управления следующее:

- «РЕЖИМ» - последовательный просмотр всех режимов индикации;

- (далее по тексту «РАЗРЯД») -- выбор корректируемого разряда выбранный разряд «мигает»);

- (далее по тексту «КОРРЕКЦИЯ») изменение корректируемого разряда в сторону увеличения на 1 или для выбора специальных значений в некоторых режимах;

- «ВВОД» -- сохранение в памяти значения параметра, отображаемого в данный момент на табло;

-(далее по тексту «ЗВУК») -- временное отключение звуковой сигнализации.

Кнопки «РАЗРЯД», «КОРРЕКЦИЯ», «ВВОД» действуют во всех режимах, кроме отображения уровня.

Кнопка «3ВУК» действует во всех режимах.

Назначение разрядов табло:

1-й разряд -- номер канала; (в одноканальном варианте не устанавливается)

2-й разряд -- служебный разряд для индикации выбранного режима или сигнализации аварийных ситуаций;

3... 6-й разряды -- уровень или значение параметра выбранного режима.

3-й и 4-й разряды отделены от 5-го и 6-го разрядов мигающей точкой.

Индикатор «ТРЕВОГА» является световой сигнализацией и дублирует звуковую сигнализацию.

Режимы работы.

Возможные режимы и значения соответствующих параметров приведены в таблице 3. Информация на табло отображается символами семисегментных индикаторов, а в таблице приведены условные изображения соответствующих символов.

Доступны для просмотра и редактирования без ввода пароля режимы 1...4 (1-й только для просмотра). После ввода правильного пароля все параметры доступны для просмотра и редактирования. Доступ закрывается путем ввода неправильного пароля. При включении питания доступ к защищенным параметрам (режимы 5...12) автоматически закрыт.

Ввод ВСУ (НСУ)

Выбрать режим 2(3) кнопкой «РЕЖИМ». Затем при помощи кнопок «РАЗРЯД» и «КОРРЕКЦИЯ» установить необходимое значение ВСУ (НСУ) и сохранить его, нажав кнопку «ВВОД».

Выбрать режим 4 кнопкой «РЕЖИМ». Затем при помощи кнопок «РАЗРЯД» и «КОРРЕКЦИЯ» установить правильное значение пароля и ввести его, нажав кнопку «ВВОД».

Ввод длины 1-го (2-го) датчика

Выбрать режим 5 кнопкой РЕЖИМ для соответствующего датчика. Затем при помощи кнопок РАЗРЯД и КОРРЕКЦИЯ установить необходимое значение длины и сохранить его, нажав кнопку ВВОД. Значение длины берется из паспорта на уровнемер. С помощью измерения длины можно также корректировать систематическую ошибку измерения.

Для этого необходимо:

а) провести контрольный ручной замер рулеткой;

б) вычислить разницу показаний прибора и рулетки и добавить ее к длине с учетом знака.

Ввод сетевого номера для сети RS-485

Выбрать режим 8 кнопкой «РЕЖИМ». Затем при помощи кнопок «РАЗРЯД» и «КОРРЕКЦИЯ» установить необходимое значение номера в диапазоне от 1 до 255 и сохранить его, нажав кнопку «ВВОД». Каждому уровнемеру в сети соответствует свой уникальный номер. Ввод номеров, не входящих в указанный диапазон, или одинаковых для разных приборов не допустим, так как может привести к сбою или неисправности.