Уровнемеры

1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Для чего нужны уровнемеры

1.1. Уровнемеры предназначены для контроля параметров жидких сред:

• светлых нефтепродуктов и сжиженных углеводородных газов в резервуарах АЗС, АГЗС, ГНС, нефтебаз, морских и речных танках, контейнерах - цистернах, бензовозах, газовозах;
• нефти в резервуарах подготовки и переработки нефти;
• агрессивных, ядовитых жидкостей;
• жидких пищевых продуктов.

1.2. Уровнемеры могут применяться для:

• коммерческого учета жидкого топлива, сырья, продуктов;
• дозированного налива;
• предотвращения перелива резервуаров;
• предотвращения сухого хода перекачивающих насосов;
• контроля герметичности резервуаров;
• технологического регулирования уровня и температуры жидкости. 

2. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Уровнемер – комплект приборов, состоящий из одного или нескольких преобразователей и вторичных приборов, соединенных между собой линией связи.

Преобразователь – измерительное устройство, преобразовывающее физические величины измеряемой среды (уровень, температуру, плотность) в цифровой электрический сигнал.

Преобразователь герконовый (ПМП-118,- 128, -138) – преобразователь, принцип измерения уровня которого основан на применении магниточувствительных контактов (герконов), изменяющих свое состояние под воздействием магнитного поля.

Преобразователь магнитострикционный (ПМП-201) – преобразователь, принцип измерения уровня, которого основан на эффекте магнитострикции.

Вторичные приборы – устройства, осуществляющие дальнейшее преобразование электрических сигналов, блоки питания. К ним относятся:

• многоканальный сигнализатор МС – показывающий цифровой прибор;
• сигнализатор (сирена) ВС – звуковой и/или световой сигнализатор;
• блок коммутации БК – устройство, осуществляющее переключение выходных контактов реле по сигналам преобразователей;
• блок питания БП – устройство, преобразовывающее сетевое (бортовое) напряжение в стабилизированное напряжение питания;
• блок питания-коммутации БПК – устройство, совмещающее в себе функции блока питания БП и блока коммутации БК;
• адаптеры RS-232, RS-232-485 – устройства, преобразовывающие сигналы линии связи в стандартные сигналы интерфейсов RS-232, RS-485.

Линия связи – трехпроводная линия ("минус", "линия", "плюс"), по которой осуществляется связь между преобразователями и вторичными приборами.

Линия связи также служит для питания следующих приборов: преобразователей, сигнализаторов МС, ВС. Обмен информацией по линии связи осуществляется по внутреннему цифровому протоколу.

Адрес – число от 1 до 254, присваиваемое устройству в линии связи. Каждое устройство имеет встроенный контроллер и индивидуальный адрес. Все параметры устройств, в том числе их адрес, могут быть изменены линии связи.

Модульное построение уровнемера – многовариантное построение системы измерения с набором требуемых функций из преобразователей и вторичных приборов различных типов. 

3. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Во взрывоопасных зонах могут применяться все типы преобразователей. Достижение высокой точности измерения уровня (±1 мм) в стационарных резервуарах обеспечивает магнитострикционный преобразователь ПМП-201. На втором месте стоит преобразователь ПМП-138 (± 2,5 мм) и далее ПМП-118, ПМП-128 (±5 мм).

Сосуды под давлением оснащаются преобразователями ПМП-201, П-118, ПМП-138. Для возможности демонтажа преобразователя без разгерметизации резервуара, применяются варианты исполнения преобразователей, выполненные в двух оболочках: ПМП-118-W, ПМП-138-W; ПМП-201-W.

Сосуды с ядовитыми веществами рекомендуется оснащать преобразователями в двух оболочках: ПМП-201-W, ПМП-118-W, ПМП-138-W.

Сосуды с агрессивными или пищевыми средами оснащаются преобразователями ПМП-201, ПМП-118, которые по заказу поставляются с фторопластовым поплавком.

В сосудах с питьевой водой могут применяться все типы преобразователей с поплавком, покрытым пищевой краской, или с фторопластовым поплавком.

Вертикальные резервуары, высотой 4 … 15 м оснащаются преобразователем ПМП-128, состоящим из сборных частей - зондов.

Удобством транспортирования обладает преобразователь, состоящий из отдельных зондов, длиной 0,75 или 1,5 м.

Автоцистерны, контейнеры-цистерны оснащаются преобразователями ПМП-118, ПМП-138, обладающими высокой виброустойчивостью и малым потребляемым током. Уровнемеры для автономных систем измерения могут питаться от бортовой сети или от встроенного источника питания. 

4. ВАРИАНТЫ ПОСТРОЕНИЯ УРОВНЕМЕРОВ

4.1. Назначение составных частей

Преобразователь ПМП - устройство, измеряющее параметры среды, вычисляющее производные (объем, массу) по формулам и таблицам, хранящимся в его памяти, контролирующее достижение критических уровней измеряемой среды и выдающее информацию в линию связи.

Блоки коммутации БК, БПК - реагирует на сигналы достижения критических уровней, переданные преобразователями. Имеет несколько реле с переключающимися контактами, каждое - со своим адресом. Реле индивидуально программируется на заданные критические уровни одного или нескольких преобразователей, на непрерывное или кратковременное переключение контактов.

Сигнализатор ВС-5 – реагирует постоянным или прерывистым светозвуковым сигналом до поступления команды отключения, или автоматически отключается через заданное время. Программируется аналогично реле БК, БПК.

Многоканальный сигнализатор МС-К-500 - показывает измеренные параметры и сигнализирует о достижении критических уровней. Кнопки МС служат для управления индикацией, отключения сигнализаторов ВС-5, а также для настройки (программирования) устройств.

Сигнализатор шкальный МС-Ш-8х8 - выполняет функцию индикации процентного заполнения резервуаров. Применение МС-Ш-8х8 позволяет одновременно получить информацию о степени заполнения всех резервуаров.

Адаптер RS232 – позволяет подключать уровнемер к персональному компьютеру для работы с программами, поставляемыми в комплекте, и с другими автоматизированными системами, например, с системами коммерческого учета продуктов.

Каждое устройство имеет собственный процессор и индивидуальный адрес.

Все параметры устройств, в том числе их адрес, могут быть изменены (перепрограммированы) по линии связи.

4.2. Надежность системы контроля

При построении уровнемера особое внимание уделяется надежности системы блокировок и аварийной сигнализации при достижении критических уровней измеряемой среды.

Уровнемеры ПМП-118, -128, -138, 201 характеризуются отсутствием центрального управляющего блока - команды опроса критических уровней генерируют сами преобразователи. Системы контроля, построенные на базе уровнемеров, обладают следующими свойствами:

• в отличие от обычных систем, у которых отказ центрального блока вызовет отказ всей системы, данная система остается жизнеспособной, если работоспособна часть устройств, отвечающих за безопасность процесса;
• непрерывный опрос критических уровней является также самоконтролем исправности – при отказе преобразователя, отслеживающего достижение критических уровней, вторичные приборы с релейными выходами (БК, БПК) отреагируют на это соответствующим переключением выходных контактов;
• возможность модульного построения уровнемера из преобразователей, вторичных приборов разных типов;
• возможность многоуровнего контроля и дублирования основных устройств и узлов (блока питания, реле БК (БПК), сигнализатора ВС).
•  малое энергопотребление преобразователей позволяет применять кабели с небольшим сечением проводов для связи на дальних расстояниях.

Низкая скорость в линии связи позволяет применять любые кабели, а высокое быстродействие реагирования на критические уровни достигается тем, что опрос критических уровней производится отдельно от опроса измеренных величин, и с меньшим интервалом. Из-за ограничения скорости в линии связи, время опроса измеренных величин считается вторичной задачей и выполняется значительно медленнее реагирования на критические уровни.

Время реагирования на критические уровни зависит от числа преобразователей (N) в линии связи, наличия в линии сигнализаторов МС-К-500-…, интервалов опроса сигнализатором МС-Ш-8х8 и адаптером RS-232, и рассчитывается по формулам:

• 690 мс + 65 мс . N (без сигнализаторов МС-К-500 и компьютера);
• 890 мс + 65 мс . N (с сигнализатором МС-К-500);
• 2490 мс + 65 мс . N (с сигнализатором МС-К-500 и компьютером) – для преобразователей с полным набором функций: измерение уровня, температуры, плотности и уровня раздела сред.

С целью уменьшения времени опроса возможно уменьшение числа преобразователей в линии связи путем разделения ее на две линии