Датчик | КИП и Я - записки киповца

Однажды ночью у меня на производстве остановилась очень серьёзная штуковина. Возникла аварийная ситуация и меня вызвали разбираться что к чему. Пошевелив сонными мозгами, как обычно, всё оказалось очень просто — в сердце агрегата не поступал сигнал с одного прикольного датчика, притаившегося на самом видном месте. Датчик выполняющий очень простую функцию — реле потока жидкости. В данном случае это было реле потока воды. Чаще всего такие реле используются в схемах автоматики, где необходимо контролировать протекание охлаждающей или смазывающей жидкости, воды или масел. При прекращении потока возникает риск вывода агрегата из строя. Самое простое применение реле потока это насосы с принудительным охлаждением. Нет водяного охлаждения – горят торцевые уплотнения.

Пока выкручивали датчик, обломилась прогнившая резьба на агрегате (никаких инструкций по агрегату, как водится, в моем распоряжении не было, поэтому такие ситуации часто возникают). Принцип работы датчика стал сразу понятен, пришлось закоротить сигнальные провода и запустить агрегат без датчика. А функцию датчика выполнял человек, который сидел на стуле и смотрел на струю воды из агрегата, благо агрегату оставалось доработать несколько часов.

В принципе, проблема определилась сразу, как только реле потока было демонтировано. Металлическая пластинка определенного диаметра, которую должен отклонять поток жидкости, отломилась. Сам принцип подобного рода реле потока прост: Читать полностью »

Сегодняшний рассказ будет о маленьких помощниках, которые неусыпно трудятся на производствах. Они, наверное, одни из самых малогабаритных датчиков неспециального назначения, используемых в промышленности. Речь идет о датчиках Холла.

Вообще то если быть совсем точным, то разговор пойдет о модификациях датчиков используемых для контроля положения штока в пневматических цилиндрах. Поскольку в различных производствах практически везде используется пневматические цилиндры для перемещения и это перемещение нужно как-то контролировать, был создан класс датчиков одинакового типоразмера, которые могу срабатывать на присутствие магнитного поля постоянного магнита. А сам магнит практически в любой модели цилиндра (при заказе этой опции) располагается на поршне. Такие датчики крепятся в специальных пазах или просто на хомутах снаружи пневмоцилиндра.

Датчики положения поршня бывают типа "геркон" или непосредственно так называемый датчик Холла. С герконом все понятно — геркон или ГЕРметичный КОНтакт это стеклянная колбочка с 2мя или более контактами в ней. При воздействии магнитного поля контакты в колбе притягиваются друг к другу и непосредственно замыкают электрическую цепь. Механическое перемещение в пространстве колбы, хотя туда и закачан инертный газ (либо вакуум) является минусом, в конечном итоге контакт всё равно отломается или отгорит. Этого явного недостатка лишен датчик Холла.

Принцип работы датчика Холла основан на Читать полностью »

Давно хотел рассказать про интересную железяку, которую недавно пощупал.
В пищевом, да и не только, производстве необходимо решать задачу раздела фаз. Это когда одна жидкость "подпирает" другую и их нужно в потоке отделить одну от другой. Обычно, одна из жидкостей вода. Другая — пиво, молоко, другой жидкий продукт. Бывает нужно отделить слой жидкости от пены. В нефтянке нужно разделение фаз вода-нефть и т.д.

Для подобных дел существуют датчики нескольких типов. Например вибрационный датчик уровня от Endress+Hauser совместно с контроллером FML621 или оптические датчики работающие по принципу мутномера — излучает определенный свет через стекло и определяет количество света отразившееся от твёрдых частиц взвеси жидкости. Например оптический идентификатор от Мettler toledо InPro8300. Но есть ода проблема — они достаточно дорогие.

Как вариант, пришла мысль использовать в качестве недорогой альтернативы для определения раздела фаз в потоке датчик IFM LMT121. Это электронный датчик уровня, который излучая поле на частоте от 50 до 200 МГц фиксирует изменение, скажем так, проницаемости среды. Этот показатель он оценивает в своих "попугаях", на значения которых можно настроить 2 pnp выхода, подключив датчик к компу по спецшнуру IO-link.

На практике в реальных условиях попробовать не удалось, но за столом поигрался и должен отметить четкость срабатывания на чистых и смешанных средах в небольшом интервале расхождения по шкале "попугаев". Думаю в будущем обязательно попробовать этот датчик.

Небольшое отступление о фирме IFM. Не знаю, всем так повезло или только мне, но у IFM менеджер по продаже, который приезжает поговорить и надавать каталогов может запросто оставить вам на время некоторое количество приборов во временное пользование, так сказать на попробовать. Причем без обязательного требования потом купить. На моей памяти так не делала ни одна компания. Одно дело приехать поговорить, другое на тебе железки — делай с ними сам чего хочешь. Это очень круто посмотрев воочию приборы и из спектра выпускаемой продукции оставить на попробовать именно те, которые тебе интересны. В этот заезд мне был оставлен шнур IO-link, и датчик LMT-121.

Для программирования приборов и в том числе датчика давления фирмы IFM используется кабель и программное обеспечение. Как и везде — ПО бесплатное, а шнур платный. Стоимость кабеля чуть больше 300 долларов. С одной стороны у кабеля стандартный разъем, который на всех IFM-овских приборах, с другой стороны USB. Любезно оставленный мне шнур позволил подключить датчик давления к компьютеру, что позволило мне выставить необходимый диапазон датчика и видеть давление в режиме реального времени. Последнее меня очень радовало, т.к. я мог сопоставить вес налитой в емкость воды в моих точках линеаризации с давлением, которое выдает датчик. Эти данные нужны для вычисления процентной шкалы и внесения в прибор (ИТМ-111В) абсцисс и ординат линеаризации.

Потянул в цех свой ноутбук, подключил датчик к нему кабелем и начал лить воду через водомер. Раз пошла такая пьянка, записывал показания датчика через минимально возможные промежутки, чтобы определить как он работает на заниженном диапазоне и вывести график зависимости давления на датчике от веса воды в емкости. Хотя правильнее было бы Читать полностью »

Давно задумал модернизацию с визуализацией в SCADA участка хранения сырья. Это многотонные емкости с жидким продуктом, которые подключены к системе охлаждения для хранения. Есть много так называемых маршрутов, то есть трубопроводы по которым могут подавать из одной емкости в другую продукт.
Идея состоит в том, чтобы предоставить производству визуальную картинку, где и сколько хранится, выдать графики заполнения емкостей по времени для анализа, контроля и т.д.

До меня информация о количестве в емкостях выводилась с датчика давления вмонтированного в дно танка. Токовый сигнал с него поступал на недорогие приборы типа Autonics TZN или ОВЕН. Поскольку емкости имеют конус внизу, а выше конуса условно линейные, моим предшественником было принято решение игнорировать конус, поскольку в приборах всего 2 точки для настройки диапазона: верхняя и нижняя. Соответственно прибор на конусе показывает отрицательные значения (лабуду), по окончании конуса (например 500 кг) начинался нуль шкалы и верхний уровень выставлялся по максимальному количеству сырья в емкости. Для того, чтобы вычислить количество необходимо посмотреть на прибор и прибавить конус. Поскольку емкости только условно линейные, то погрешность измерения достаточно высокая.

Я же хотел видеть в пустой емкости правильный нуль. Хотел смотреть в реальном времени в скаде и повысить точность измерений. Для этого были куплены прибор и датчик давления. Прибор — Микрол ИТМ-111В. Отлично подходит для реализации идеи, он подключается в скаду Visual Intellect и визуально отображает на щите уровень продукта в емкости, что даже без цифрового значения очень удобно. Датчик давления PL2657 немецкой фирмы IFM, про которую я буду много рассказывать позже (много хорошего). Датчик был выбран потому, что Читать полностью »

Летом на пищевых предприятиях внезапно обостряются проблемы с холодильным оборудованием. Температура окружающей среды, то есть воздуха, повышается и холодильным установкам становится тяжелее. Если всем этим холодильным счастьем управляют непонимающие "специалисты", то риск выхода из строя агрегатов растет.

При всей кажущейся несложности холодильного кип оборудования, ломаться и глючить есть чему. Температурные датчики, температурные контроллеры, датчики и реле давления на компрессорах.

Для холодильной техники используют специализированные температурные контроллеры. В моем хозяйстве это в основном Dixell  и Danfoss. Да и если походить по супермаркетам и посмотреть в холодильные витрины — там наверняка будут управлять процессом они же. Эти фирмы выпускают широкий ряд термоконтроллеров для фреоновых холодильных агрегатов. Все нужные фишки типа дефростации присутствуют и позволяют настроить работу быстро и просто.

С этими приборами используются интересные датчики температуры: терморезистивные датчики.

Терморезистивный датчик — это полупроводниковый резистор, который изменяет свое сопротивление в зависимости от температуры. Многие производители могут не писать на датчиках Читать полностью »

Подкинули мне тут шабашку. Нужно было на одном старом модернизируемом предприятии поставить несложное оборудование КИПиА: датчики, приборы, вывести это всё в компьютер. Основной акцент заказчика был сделан на цене, поэтому выбор пал на самое недорогое оборудование. В конечном итоге получилось 16 каналов измерения температуры при средней длине линии от прибора к датчику 50 метров. Термокомпенсационный провод на такой длине использовать нецелесообразно по цене, были заказаны датчики ТХА(К) со встроенными измерительными преобразователями в токовый унифицированный сигнал 4-20 мА. ИП стоит как десяток метров термокомпенсационного провода — экономия налицо. Соединение датчиков с приборами запроектировал обычным недорогим ШВВП 2х0,5. Сами приборы — ОВЕН УКТ38, как самые недорогие, которые можно подключить к компьютеру. Пришлось купить программное обеспечение ОВЕН ОРМ, т.к. в демоверсии этой программы работает только один прибор, а у меня их два.

Еще при заказе выяснилось, что в приборах нет питания для датчиков и нужно БП 24 В покупать отдельно. Слегка поломал голову на предмет того, как запитать много токовых датчиков от одного блока питания.

Нарисовал схему, собрал шкаф, на выходных поехал прокинул провода. Первое затруднение возникло в неожиданном месте. Открутив крышку датчика не обнаружил куда нужно заводить кабель. В обычных датчиках кабель заводится в головку и крепится гайками. В исполнении со встроенным преобразователем между отверстием и гайками стоит сам преобразователь. Открутил гайки и попробовал аккуратно приподнять ИП — но он не поддавался, я не стал тянуть сильно боясь повредить соединения выводов чувствительного элемента и измерительного преобразователя. Но на самом деле так и нужно было поступить. Под "таблеткой" на резьбе сидят гайки, которые держат  кольцевые клеммы под пайку, а контакт таблетки с резьбой выводов происходит по медным трубкам, которые внутри таблетки соединяются со схемой преобразователя. Интересное решение, но было бы не плохо на сайте производителя или в инструкции датчика описать этот процесс. На всех, кроме 2х датчиков таблетки снимались легко, а на том, что мне попался первый я таблетку еле выдрал, видимо одна из шпилек несоосна остальным. Это и ввело меня в заблуждение и тормознуло работу до выяснения.

Следующим номером концертной программы стал адаптер АС-2 от Овен. Читать полностью »

Гуляя по просторам интернета наткнулся на акцию производителя киповского оборудования Autonics (зафоткай прибор и получи скидку на мебель — лучше б деньгами уже, ну как дети малые) и подумал, что у меня есть история в тему. Видимо мой предшественник очень любил температурные контроллеры Autonics за их оптимальное соотношение цена\качество. Почти всё оборудование с контролем по температуре и давлению выведено на этих маленьких друзей.

Я научился с ними работать, все довольно просто. Из тонкостей нужно помнить, что они бывают TZN4S-14R (релейка) и TZN4S-14С (токовый). И еще не забывать при замене с одного места на другое выставлять джампера внутри. В основном используются как индикаторы — сигнализаторы — запускатели. А токовые как ПИД регуляторы — управляют позирующими пневматическими клапанами. Есть функция автонастройки ПИД, облегчающая жизнь при проявлении внешних воздействий на отлаженный контур.

Этот приборчик пару раз спас меня от очень неприятных ситуаций. Однажды на одном фасовочном станке вышел из строя термодатчик неизвестного типа. Умные на всю голову производители станка предусмотрительно запаролили прибор, а бирка на датчике стерлась еще до моего пришествия. Логика подсказывала, что это ТХА, но опыт общения с импортными станками твердил, что это может быть и Pt 1000. Поскольку датчик сгорел почти синим пламенем, то отзвонить его не представлялось возможным. Кстати, буду учиться прогрессивному опыту и тоже буду так делать — пароль в прибор и телефон на бумажечке внутрь шкафа управления, звоните — договоримся. Знаю установщиков, которые очень не кисло так подрабатывают на хлебушек с икорочкой.

Итак, датчик сломан, без него процесс не идет. На коленке собираем конструкцию из TZNа, припаянного на "соплях" в разрыв управления нагрева и вместо неизвестного датчика ставлю ТХА, а на запароленном приборе устанавливаю температуру в "попугаях", чтоб сигнал управления пошел на тиристоры нагрева. Погружаем TZN в пластиковую коробочку и прилепляем всё это дело скотчем к ШУ. Дело было ночью, хотелось спать и было не до красоты. Тем не менее это изящное решение проработало Читать полностью »

Любой киповец всегда должен понимать немного больше, чем электрик, механик или любой другой специалист. Так обычно бывает потому, что киповец или автоматчик работает, чтоб заставить разрозненные части и подсистемы работать как одно целое. Видимо исходя из такого положения вещей киповцам интересно и обратное — разборка целого на части для большего понимания работы целого. Так, наверное, можно объяснить тягу к разбиранию всяких железок.

Итак, продолжим. На этот раз будем разглядывать внутренности датчика давления. Этот датчик давления трудился, измеряя давление столба жидкости и как видно был выполнен с открытой мембраной.

Мембрана довольно тонкая, что и понятно – ее деформацией давление нужно передать. Один из таких датчиков отправился на "музейную полку" ни дня не проработав, будучи закрученным в неаккуратно приваренную бобышку — окалина с лёгкостью порвала мембрану при вкручивании датчика. Киповцам нужно быть внимательным и проверять после сварщиков их "ляпы".

Любят производители заливать оборудование внутри всякой гадостью типа силиконового наполнителя. С одной стороны это хорошая гидроизоляция, которая защищает электронику внутри, с другой стороны Читать полностью »

Всем людям, наверное, интересно из чего сделано то или иное устройство. Работа киповца как раз для людей с повышенным интересом подобного рода. Если где чего можно разобрать, докопаться до сути — это непременно нужно разобрать.

Так вот, про внутренности датчика температуры, а конкретно термопары я уже писал тут я раньше работал с более высокими температурами, там были длинные термопары в нескольких защитных кожухах. А теперь работаю с невысокими температурами и использую в основном термосопротивления. По инерции первый год все их термопарами называл…

Все, кто учился помнит, что термометр сопротивления, это электронный прибор, который основан на свойстве некоторых материалов изменять свое электрическое сопротивление в зависимости от температуры. Устроен датчик очень просто. Как и в случае с большинсвом термопар это металлический кожух к которому прикреплена головка датчика. Внутрь трубки насыпан мелкий кварцевый песок а в нем провода и сам чувствительный элемент. В моем платиновом термометре сопротивления он выглядит так.

Элемент очень маленький, к нему приварено три проводника, обеспечивающие подключение по трехпроводной схеме.
Датчик этот стоял в оборудовании, где при попытке его физического перемещения в металлическом отверстии кожух не выдержал издевательств и гармонично отвалился, не повредив целостности внутреннего мира. Чтоб добру не пропадать теперь этот элемент трудится на благо родины у меня в кабинете, ну, всмысле показывает температуру окружающего воздуха.