זרימת מים סטנדרטית במתקן סוג LJS זרימת מים סטנדרטית במתקן שיטה גרווימטרית סטטית + שיטה נפחית סטטית + שיטת מד אב
1. תיאור
מתקן תקני זרימת מים מסוג LJS (להלן "המתקן") הוא מכשיר מדידה ייעודי הנדרש על פי תקנות אימות מטרולוגי לאומיות. הוא משתמש במשקלים אלקטרוניים בעלי דיוק גבוה (תקן ראשוני), מדי מתכת סטנדרטיים (תקן ראשוני) ומדי זרימה סטנדרטיים (תקן משני) כמכשירי ייחוס. באמצעות מים נקיים כמדיום כיול, ובהתבסס על תקנות אימות לאומיות רלוונטיות ודרישות הכיול של המונה הנבדק (MUT), הוא מאמת, מכייל ובודק באופן רציף מדי זרימה MUT באותם מרווחי זמן. הוא נמצא בשימוש נרחב על ידי מחלקות פיקוח טכני מטרולוגי לאומיות לאימות סטטוטורי ראשון ותקופתי של מכשירים, כמו גם בבוררות שיפוטית ואזרחית. הוא משמש גם כתקן ביצוע פנימי בתעשיות כמו נפט וכימיקלים, ומשמש לבדיקות מדידת זרימה חכמות במחקר מדעי, פיקוח טכני מטרולוגי וייצור מדי זרימה, ומציע סטנדרטיזציה ותחולה רחבות. כדי להבטיח את דיוק העברת הערך במהלך עבודת הכיול ולשפר את הידע המקצועי באימות מטרולוגי של הצוות, מתווה הכשרה זה גובש במיוחד. מצופה מאנשי הצוות המעורבים בעבודת הכיול של המתקן להתייחס אליו ברצינות, ללמוד באופן פעיל ולשלוט בקורס זה במיומנות.
המתקן משלב מספר שיטות כיול: שיטה גרווימטרית סטטית, שיטה נפחית סטטית ושיטת מד ראשי. גישה מרובת שיטות משלימה זו משפרת את יעילות הכיול ורמת האינטליגנציה של המתקן, ומאפשרת כיול או אימות מקוון של מדי זרימה סטנדרטיים, כמו גם כיול או אימות של מדי זרימה שונים.
שיטת הגרווימטריה הסטטית משתמשת במשקל אלקטרוני מדויק כנקודת ייחוס. הוא קובע את קצב הזרימה על ידי שקילת המסה הכוללת של הנוזל הזורם לתוך מיכל השקילה בפרק זמן מוגדר והשוואתה לזרימת המסה המחושבת מה-MUT, ובכך קובע את הדיוק והחזרה של ה-MUT. משקלים אלקטרוניים מציעים דיוק גבוה; שיטה זו יכולה להשיג דיוק של ±0.05% וכוללת יתרונות כגון מקור זרימה בלחץ קבוע, זרימה יציבה ודיוק מדידה גבוה.
השיטה הנפחית הסטטית משתמשת במדידת מתכת סטנדרטית כנקודת ייחוס. בהשוואה לשיטה הגרווימטרית הסטטית, היא כוללת גם מקור זרימה בלחץ קבוע, זרימה יציבה ודיוק מדידה גבוה. עם זאת, לגילוי זרימות גדולות, השיטה הנפחית הסטטית דורשת מספר מדידות מתכת סטנדרטיות המשמשות בשילוב. ייצור מדידות מתכת סטנדרטיות קשה יחסית, זמן הכיול ארוך יותר, והדיוק המרבי שניתן להשיג הוא ±0.1%.
שיטת Master Meter משתמשת במד זרימה מדויק ככלי ייחוס לבדיקת ה-MUT. מדי זרימה מדויקים נפוצים יכולים להשיג דיוק מדידה של כ-±0.2%. לכיול מדי זרימה כלליים, שיטת אימות זו היא פשוטה יחסית, נוחה וחסכונית.
שיטת ייצוב הלחץ של המתקן משלבת כלי ייצוב וויסות של הנעת תדר משתנה (VFD). על ידי שליטה על מהירות ה-VFD כדי לווסת את מהירות המשאבה, זרימת המוצא של מדיום הכיול מיוצבת. ייצוב נוסף על ידי כלי הייצוב שולט בתנודות לחץ הזרימה בטווח של 0.2%. ויסות זרימת המערכת משלב שסתומי ויסות ובקרת VFD של מנוע המשאבה, ועונה על דרישות ויסות הזרימה עבור קטרי צינור שונים תוך הפחתת צריכת האנרגיה של המערכת.
המתקן כולו נשלט על ידי אוטומציה ממוחשבת המשלימה עם הפעלה ידנית. זה מאפשר בקרה אוטומטית ורכישת נתונים עבור המתקן כולו, כגון קריאות משקל אלקטרוני, קריאות מדידה סטנדרטיות, קריאות מד זרימה סטנדרטיות, קריאות MUT, בקרת מסיט, משדר לחץ, משדר טמפרטורה, שסתום ויסות זרימה, ובקרת VFD ורכישת נתונים. הוא יכול לבצע כיול אוטומטי של נקודה אחת, שלוש נקודות, חמש נקודות ורב נקודות, עם פונקציות לאחסון נתונים אוטומטי, שאילתות, הדפסת תוצאות כיול ותעודות כיול. שיטת ייצוב הלחץ משתמשת בשיטות ויסות VFD וייצוב כלי המבוססות על טווח הזרימה. ויסות זרימת המערכת משלב שסתומי ויסות חשמליים ובקרת VFD של מנוע המשאבה, ועונה על צרכי ויסות זרימה עבור קטרים שונים ומפחית את צריכת האנרגיה של המערכת.
משתמשים יכולים לבחור שיטת כיול ספציפית בהתבסס על סוג המונה לכיול, מגבלות האתר, תנאים כלכליים וכו', או לשלב מספר שיטות כדי לבנות את המתקן הסטנדרטי המתאים.
תכנון המתקן עומד בתקנים, תקנות ומפרטים לאומיים של מטרולוגיה:
● מתקן סטנדרטי לזרימת נוזלים JJG 164-2000
● מתקן סטנדרטי לזרימה של שיטת מד ראשי JJG 643-2024
● מדי מים קרים לשתייה JJG 162-2019
● מדי זרימה מצופים JJG 257-2007
● מדי זרימה ללחץ דיפרנציאלי JJG 640-2016
● מדי זרימה חיוביים בנוזל JJG 667-2010
● מדי זרימה וורטקס JJG 1029-2007
● מדי זרימה אולטרסאונד JJG 1030-2007
● מדי זרימה אלקטרומגנטיים JJG 1033-2007
● מדי זרימה לטורבינות JJG 1037-2008
● מדי זרימה מסה קוריוליס JJG 1038-2008
2. תוכן עיקרי
2.1 פרמטרים טכניים עיקריים
2.1.1שיטות כיול: שיטה גרווימטרית סטטית + שיטה נפחית סטטית + שיטת מד מאסטר.
2.1.2אי ודאות מורחבת של המתקן:
* שיטה גרווימטרית סטטית: 0.05% (*k*=2) מרווח קנה מידה לאימות משקל אלקטרוני e=1/6000;
* שיטה נפחית סטטית: 0.2% (*k*=2) שגיאה מקסימלית מותרת של מדידת עבודה סטנדרטית: ≤±0.5×10⁻³; אם משתמשים במדדי מתכת סטנדרטיים מסוג II, שיטת הנפח הסטטית יכולה להיות 0.15% (*k*=2);
* שיטת מד זרימה ראשי: 0.3% (*k*=2) אי ודאות סטנדרטית של מד זרימה 0.2% (*k*=2).
2.1.3יציבות זרימה: ≤0.2%.
2.1.4טווח זרימה: (0.02 ~ 5000) מ"ק/שעה (או טווח זרימה שצוין על ידי המשתמש).
2.1.5מפרט MUT: קוטר DN4 ~ DN600 (או קוטר שצוין על ידי המשתמש).
2.1.6תחנות בדיקת כיול: ניתן להגדיר מספר קבוצות, עם צינורות בדיקת כיול מקבילים. קוטר תחנות הכיול הסטנדרטי הוא DN25, DN50, DN80, DN100, DN150, DN200, DN300, DN400, DN500, DN600. ניתן לכייל מדי זרימה במפרטים אחרים על ידי החלפת צינורות.
2.1.7סוגי מדי זרימה מסוג MUT: מדי זרימה בטורבינות, מדי זרימה במערבולת, מדי זרימה אלקטרומגנטיים, מדי זרימה אולטרסאונדים, מדי זרימה במהירות, מדי זרימה בלחץ דיפרנציאלי, מדי זרימה בנוזל בעל תזוזה חיובית, מדי זרימה במסה של קוריוליס ועוד.
2.1.8אותות MUT: אות דופק (תדר), זרם (4~20)mA, תקשורת דיגיטלית RS485, אין אות (קריאה ישירה) וכו'.
2.1.9מדיום כיול: מים נקיים.
21.10לחץ עבודה: (0.2 ~ 1.0) מגה פסקל (בהתאם לדרישות המשתמש).
2.1.11ספק כוח מסופק: DC (5V, 12V, 24V)/1A, AC220V/10A.
2.1.12שיטת בקרה:
במהלך הכיול, המתקן פועל תחת בקרה אוטומטית. לאחר פעולות ידניות נחוצות (התקנת ה-MUT, פתיחה/סגירה של שסתומים ידניים), משימות הכיול הנותרות מבוצעות באופן אוטומטי על ידי בקרת מחשב.
2.1.13חומרי מתקן:
חלקים הבאים במגע עם מצע הבדיקה עשויים מפלדת אל-חלד 304. רכיבים אחרים עשויים מפלדת פחמן בגימור צבוע.
2.1.14שטח מעבדה במתקן (מסופק על ידי המשתמש):
כל המתקן בנוי בצורה סביר כדי לחסוך במקום ולעמוד בדרישות המעבדה.
2.1.15קבלת מתקן:
קבלה סופית של המתקן כולו מתבצעת על ידי מוסד מטרולוגיה לאומי סטטוטורי שמונה על ידי המשתמש. הם יבדקו, יערכו וינפיקו דוח אימות/כיול (תעודה). דוח זה (תעודה) משמש כמסמך הקבלה העיקרי.
יחידות מדידה אחרות בתוך המתקן, כולל מאזניים אלקטרוניים, מדי מתכת סטנדרטיים, מדי זרימה סטנדרטיים, משדרי לחץ, משדרי טמפרטורה, טיימרים וכו', יקבלו דוחות אימות/כיול (תעודות) שיונפקו על ידי מוסדות מטרולוגיה סטטוטוריים מחוזיים לאחר בדיקה.
2.2 עקרון עבודה
בעת שימוש בשיטת גרווימטריה סטטית לכיול, המשקל האלקטרוני משמש כנקודת ייחוס. בתוך אותו מרווח זמן מוגדר, מסת מדיום הכיול הזורם דרך ה-MUT מושווית למסה הנמדדת על ידי המשקל האלקטרוני (או זרימת המסה המחושבת מהזמן שנקבע), וכך נקבעת דיוק וחזרתיות ה-MUT.
בעת שימוש בשיטת הנפח הסטטית לכיול מד הזרימה, ה-MUT ומד העבודה הסטנדרטי פועלים באופן סינכרוני. בתוך אותו מרווח זמן מוגדר, הזרימה הנפחית דרך ה-MUT (או הנפח המצטבר המחושב מהזמן שנקבע) מושווית לנפח הנמדד באופן סטטי במדידת העבודה הסטנדרטי, ובכך קובעים את הדיוק המטרולוגי והחזרתיות של ה-MUT.
בעת שימוש בשיטת Master Meter לכיול, מדיום הכיול זורם ברציפות דרך ה-MUT וה-master. ה-master משמש כנקודת ייחוס, מחובר בטור עם ה-MUT להשוואה מטרולוגית, וקובע את דיוק ה-MUT וחזרתיותו.
2.3 זרימת התהליך
מדיום הבדיקה זורם ממיכל המים, דרך קבוצת המשאבות, כלי הייצוב, מסנן/מסנן האוויר, צינורות תהליך הכיול, קבוצת מדי הזרימה הסטנדרטיים, קבוצת שסתומי ויסות הזרימה, וממיר, אל מיכל השקילה. לאחר השקילה באמצעות המשקל האלקטרוני (או מדידת מתכת סטנדרטית), הוא חוזר למיכל המים. זרימת המערכת נקבעת על ידי שקילת הנוזל הזורם לתוך מיכל השקילה (או מדידת הקיבולת של מדידת המתכת הסטנדרטית).
הרכיבו את ה-MUT על צינור הבדיקה המתאים. הפעילו את מערכת אחסון המים במחזור וייצוב הלחץ המתאימה. כוונו את פתיחת שסתום הוויסות, מהירות הזרימה של המדיום ולחץ הצינור כדי להגיע ולהתייצב בקצב הזרימה הנדרש של הכיול. מדיום הבדיקה זורם דרך ה-MUT ותקן העבודה של הזרימה (משקל אלקטרוני, מד מתכת סטנדרטי, מד זרימה סטנדרטי). הפעילו את ה-MUT ותקן העבודה של הזרימה באופן סינכרוני, השוו את ערכי הזרימה ביציאה שלהם כדי לקבוע את הדיוק המטרולוגי ואת יכולת ההחזרה של ה-MUT. ערכי התקן וערכי ה-MUT שנאספו באופן סינכרוני נכנסים למערכת המחשב לעיבוד נתונים. בהתבסס על שיטות כיול שונות, תהליך הבקרה מנפיק אותות בקרה שונים לפי הצורך כדי להביא את מדיום הבדיקה לקצב הזרימה של נקודת בדיקה אחרת. חזרו על הפעולה הנ"ל עד שכל נקודות הזרימה מכוילות. לבסוף, חשבו את תוצאות הכיול בהתבסס על תקנות האימות, אחסו אותן והדפיסו דוחות ותעודות.
2.4 הרכב המתקן
2.4.1מערכת אחסון וייצוב מים במחזור
מורכב ממיכל מים, משאבה/ות, מערכת VFD, כלי ייצוב, מסנן/מסנן אוויר, צינורות חיבור, שסתומי שער ידניים, שסתומי אל-חזור ומחברים גמישים וכו'.
א. משאבות כוח
נבחרו משאבות צנטריפוגליות חסכוניות באנרגיה, בעלות רעידות נמוכות ורעש נמוך. הן מכסות באופן מלא את טווח הזרימה הנדרש על ידי צינורות הכיול של המתקן ומגלמות את עקרונות יעילות האנרגיה והחסכון האופטימלי תחת ההנחה של עמידה בוויסות הזרימה. ניתן להשתמש במספר משאבות יחד או לשלוט באופן עצמאי במשאבה אחת באמצעות VFD כדי לעמוד בטווח הזרימה של צינורות הכיול.
ראש המשאבה נבחר באופן סביר על סמך חיכוך הצינור המחושב והפסדים מקומיים מיציאת המשאבה ליציאת הצינור, בנוסף לגובה מפני השטח של המיכל לפיית ההסטה וצינור ההחזרה, אובדן יניקה של המשאבה ודרישות לחץ עבודה לצורך כיול. יעילות זרימת המשאבה משתמשת בערכים ביניים.
משאבות מתוכננות ומיוצרות באמצעות מודלים הידראוליים אופטימליים מודרניים, עם מעטפת ספירלית, יניקה אופקית, פריקה אנכית, וקטרים זהים של כניסה/יציאה. חיבור ישיר למנוע מבטיח צירים קונצנטריים, פעולה יציבה ואמינה, תוך הבטחת לחץ יציאה יציב במשאבה עם תנודות לחץ וזרימה מינימליות, ומקל על הבקרה והוויסות.
אמצעי הפחתת רעידות ובידוד מיושמים במהלך התקנת המשאבה. מחברים גמישים מותקנים בכניסת/יציאת המשאבה כדי להפחית ביעילות את הרעידות. שסתומי אל-חזור הסגירה איטית מותקנים על צינורות היציאה כדי למנוע זרימה חוזרת, עם אמצעי הפחתת לחץ כדי למנוע פטיש מים. מנועים פועלים ביעילות אנרגטית עם הגנה מפני זרם יתר/עומס יתר. ראש יניקה חיובי משמש כדי למנוע בעיות בליעת אוויר ופריצה.
ב. ייצוב כלי שיט
שיטת ייצוב הלחץ של המתקן היא ייצוב כלי הדם + ויסות VFD, המשמשת להפחתת תנודות זרימה ולחץ במהלך הגילוי. היא מספקת לחץ יציב למערכת, מבטלת פעימות בתדר גבוה וגלי הלם ממשאבות, ומסירה בועות הנסחפות במדיום הכיול. כלי הדם המייצב מבצע ממוצע, חוצץ וסופג פעימות לחץ נוזל, ומבטיח שתנודות לחץ זרימת המוצא יישארו יציבות בטווח של 0.2%, מה שהופך את הנוזל בצינור הכיול לעמוד במלואו בדרישות של זרימה קבועה חד-פאזית.
בהתבסס על ערך התנודה ביציאת המשאבה, ערך ייצוב הכלי וקוטר כניסה/יציאה של הכלי, חשב את הזרימה המקסימלית כדי לתכנן באופן סביר את קיבולת הכלי, כמותה ולחץ נומינלי מקסימלי. החומר יכול להיות נירוסטה 304 או פלדת פחמן.
לכלי יש מחסום אנכי אחד, שלושה מחיצות אופקיות עם רשתות מחוררות. המחסום האנכי מחלק את הכלי לתאי כניסה ותאי יציאה. המדיום נכנס, זורם למעלה/למטה בזכות המחסום והחיץ, הטורבולנציה מופחתת עוד יותר על ידי מחיצות אופקיות וכרית האוויר העליונה, ואז נכנס לתא היציאה דרך גלישה לתוך הצינור. זה סופג ומחיץ ביעילות גלי הלם פעימה בתדר גבוה, מבטל פעימות הנגרמות על ידי המשאבה, ופועל כמייצב לחץ ומפרק. שינויים קלים בלחץ המערכת ממומנים על ידי התפשטות/התכווצות אוטומטית של חלל כרית האוויר מעל הכלי.
התכנון והייצור תואמים לתקנות GB150-2011 "כלי לחץ מפלדה" ו"תקנות פיקוח על טכנולוגיית בטיחות לכלי לחץ". האוגנים תואמים לתקנות GB150-2011 ו-GB/T 9112~9124-2010 "אוגנים לצינורות פלדה". תיעוד בטיחות מלא מסופק (רישיון ייצור, תעודת איכות, תעודת פיקוח על ציוד מיוחד, קבצי תכנון, מדריכי התקנה/תחזוקה).
אביזרי כלי השיט כוללים מד לחץ, שסתום ניקוז, שסתום בטיחות קפיץ להרמה מלאה, צנרת ואביזרים.
ג. מערכת VFD
המתקן מצויד במערכת VFD (מתח זרימת מתח) יחידה (אחד על אחד). תפקידיה: 1) מניעת השפעה על הרשת במהלך החלפת תדר החשמל, 2) הבטחת פעילות המשאבות תמיד תחת בקרת VFD (מתח זרימת מתח) לוויסות קל יותר של זרימת המערכת וחיסכון באנרגיה. המערכת מורכבת בעיקר מארון התנעה, VFD (מתח זרימת מתח), כבלי חיבור וכו'. VFD יחיד שולט על מנוע משאבה יחיד (טווח מהירויות אופטימלי: 35 הרץ ~ 50 הרץ). בקרת PID משמשת לוויסות זרימה ולחץ. VFDs מותקנים בארונות עם פונקציות עצירה מקומית/חירום, בקרה ידנית ושלט רחוק ממחשב. לשם בטיחות, ממסרים תרמיים מתווספים בתוך הארונות להגנה מפני זרם יתר/עומס יתר.
במהלך הפעולה, מנועי משאבה הנשלטים על ידי VFD משלימים טווחי זרימה שאינם ניתנים להשגה על ידי משאבות בעלות מהירות קבועה. פעולת VFD צריכה להימנע מטווח הגבול התחתון כדי למנוע אזורים מתים ויסות לא ליניארי. זרימה יציבה דרך ה-MUT דורשת הפרש לחץ יציב לרוחבו. ויסות יציבות הלחץ במעלה הזרם הוא המפתח ליציבות הזרימה. ויסות לחץ VFD משתמש באלגוריתמים של PID; יעילותו קובעת ישירות את ביצועי המערכת. היישום יכול להיות כדלקמן:
השתמש בבקר PLC כווסת (העיקרון מוצג להלן). יתרונות: תגובה מהירה, שימוש באלגוריתמי בקרה של יצרן ה-VFD, משפר את אמינות הרגולציה.
ממסרים תרמיים בארון ה-VFD מספקים הגנה מפני זרם יתר/עומס יתר. ממסרים VFD משמשים גם כמתנעים רכים, ומגנים היטב על המשאבות.
ד. מסנן/מסנן אוויר
בהתחשב בכך שמערכת השקילה היא תהליך פתוח, מצע הבדיקה עלול לייצר זיהומים ובועות במהלך הגילוי, מה שמוביל לשגיאות מדידה ולנזק פוטנציאלי למדי זרימה סטנדרטיים ומדי זרימה מסוג MUT. מסנני/מפריד אוויר בגודל מתאים מותקנים ביציאת כלי הייצוב כדי להפריד ולהסיר גז וזיהומים מהצינור, ובכך להבטיח את ביצועי המתקן.
תכננו באופן סביר את המפרט, הכמות והלחץ הנומינלי המרבי. מבנה מעטפת גלילי עם שסתום אוורור עליון, שסתום ניקוז תחתון, מחסנית סינון פנימית, אזור איסוף אוויר, לוחית ריסון, מסך סינון מחורר. חומר במגע עם המדיום: נירוסטה 304; חלקים אחרים: פלדת פחמן צבועה.
2.4.2מערכת תקנים מטרולוגית
מערכת התקנים המטרולוגיים של המתקן משתמשת ב:
* משקלים אלקטרוניים מדויקים כבסיס לשיטת הגרווימטריה.
* מידות עבודה סטנדרטיות כנקודת ייחוס לשיטה הנפחית.
* מדי זרימה סטנדרטיים כנקודת ייחוס לשיטת המודד הראשי.
מורכב בעיקר משסתומי סגירה, שסתומי ויסות זרימה, מסיט, מיכל שקילה, משקל אלקטרוני מדויק (או מדידה סטנדרטית ממתכת), צנרת תהליך וכו'.
א. מערכת שקילה גרווימטרית (משקלים אלקטרוניים)
המערכת מאפשרת כיול של MUTs בנקודות זרימה מקסימליות ומינימליות. ניתן לבחור מערכות שקילה (משקלים) שונות בהתבסס על קצב הזרימה.
דוגמה: ארבע מערכות שקילה עומדות בדרישות הכיול:
* קבוצה 1: משקל 12000 ק"ג, מיכל שקילה 12000 ליטר, מסיט DN300, צינור לחץ אחורי.
* קבוצה 2: משקל 3000 ק"ג, מיכל שקילה 3000 ליטר, מסיט DN100, צינור לחץ אחורי.
* קבוצה 3: משקל 600 ק"ג, מיכל שקילה 600 ליטר, מסיט DN50, צינור לחץ אחורי.
* קבוצה 4: משקל 120 ק"ג, מיכל שקילה 120 ליטר, מסיט DN25, צינור לחץ אחורי.
פלטפורמת המשקל מורכבת מגוף שקילה ומסגרת, עם הגנה מפני עומס יתר של חיישן, ממשק תקשורת סטנדרטי (למשל, RS232/RS485), ניתן לחיבור לתצוגה מקומית או למערכת בקרה, עם פונקציית טרה אוטומטית.
ב. מיכל שקילה
מיכלי שקילה מכילים את מדיום הבדיקה במהלך כיול גרווימטרי. מבנה: מיכל עגול מפלדת אל-חלד התואם לגודל פלטפורמת המשקל. עובי הדופן עומד בדרישות השקילה והחוזק, ומבטיח חוסר עיוות בשימוש ארוך טווח.
דוגמה: ארבעה מיכלים: 12000 ליטר, 3000 ליטר, 600 ליטר, 120 ליטר. זמן ניקוז עבור כל המיכלים ≤40 שניות.
מצויד בחיישן מפלס, שסתום ניקוז, צינור ניקוז וכו', עם פונקציות כמו ניטור מפלס נוזלים, אזעקת יתר על המידה, מילוי נגד התזות וניקוז מהיר. התכנון מתחשב במרחב ובחוזק: נירוסטה עגולה, רשת הנחיית זרימה עליונה, צינור/שסתום ניקוז תחתון; מייצבי זרימה פנימיים בצורת צלב מרותכים באופן שווה כדי למנוע בועות וסחרחורות הנגרמות מתנודות זרימה, ומספקים סילוק אוויר וייצוב זרימה. חומר: נירוסטה 304.
ג. מערכת מדידה נפחית (מדדי עבודה סטנדרטיים)
תוכנן, יוצר ונבחר בקפדנות בהתאם לתקן JJG259-2005 "תקנת אימות של מדידות מתכת סטנדרטיות" כדי להבטיח דיוק, יציבות ואמינות לכיול מד זרימת מים. מתאים לנקודות זרימה מקסימליות, מינימליות וביניים של MUT. ניתן לבחור תחנות מדידה שונות (מדדים) בהתבסס על קצב הזרימה.
דוגמה: שלושה אמצעי עבודה סטנדרטיים:
* GBJ-10000L (סוג בגובה יחיד), טווח זרימה (300~1150) מ"ק/שעה.
* GBJ-3000L (סוג משולב: 1000L+2000L), טווח זרימה (70~300) מ"ק/שעה.
* GBJ-700L (סוג משולב: 200L+500L), טווח זרימה (0.9~70) מ"ק/שעה.
המדידה מורכבת מצוואר המדידה, צינור פילוס, סולם צוואר המדידה, חרוט עליון, גוף גלילי, חרוט תחתון, שסתום ניקוז, מעמד ורכיבי פילוס. חומר במגע עם נוזל: נירוסטה 304.
שסתומי ניקוז הם פנאומטיים, בעלי פעולה גמישה, איטום טוב וביצועים יציבים.
ד. מסיט
המפנה הוא מרכיב מפתח במתקני זרימת נוזלים. הוא משנה במהירות את כיוון זרימת הנוזל, ומזריק במדויק נוזל הזורם דרך ה-MUT לתוך מיכל השקילה ללא מעקף, בתוך הזמן הנדרש. זהו פרמטר עיקרי בהערכת אי הוודאות של המתקן.
מסיט הזרימה הפנאומטי הפתוח שפיתחנו בעצמנו משתמש במבנה פתוח, פעולה יציבה, עומד בדרישות המתקן, ומבטיח מניעת התזות או סטיית זרימה במהלך הפעולה. השפעת תנודות הלחץ על הזרימה במהלך הסטה בזרימה מקסימלית היא ערך קבוע.
המפנה משויך אחד לאחד עם תחנות קנה מידה (או מדידה). קוטר וכמות המפנה מתוכננים באופן סביר. הפעולה קלה, תנועה צירית ליניארית, התנגדות נמוכה, פעולה מהירה, הפרש זמן הסטייה קטן, ועומד בתקנות האימות הרלוונטיות.
פרמטרים טכניים: זמן הסחה בפעימה בודדת ≤200ms, הפרש זמן מהלך הסחה ≤20ms, אי ודאות 0.02%, לחץ מקור אוויר (0.4~0.6)MPa, חומר במגע עם המדיום: נירוסטה 304.
ה. מדי זרימה סטנדרטיים (מדדי מאסטר)
מדי זרימה אלקטרומגנטיים משמשים בעיקר כמדדי אב, דירוג דיוק ≤0.2, חזרתיות ≤0.06%. מדי זרימה אלו משמשים גם כאינדיקטורים סטנדרטיים לניטור זרימה מיידית במהלך כיול גרווימטרי. על ידי ניטור הזרימה המיידית של מד הזרימה הראשי, תדר ה-VFD ופתיחת שסתום הבקרה מותאמים כדי להשיג את הזרימה המיידית הרצויה בצנרת. מהירות הזרימה הסטנדרטית היא בדרך כלל (0.5~5) מטר/שנייה, ועומדת בדרישות הזרימה המקסימליות/מינימליות של המתקן. ניתן לעקוב אחר מדי אב באופן מקוון באמצעות השיטה הגרווימטרית, מה שמבטיח מעקב מדויק ואמינה תוך ביטול העבודה המורכבת של פירוק/הרכבה מחדש לאימות מד.
2.4.3מערכת צינור בדיקת כיול
כולל תחנות בדיקת כיול, סעפת, מדי זרימה סטנדרטיים, צנרת תהליך וכו', המצוידות במשדרי לחץ, משדרי טמפרטורה, שסתומי כדור פנאומטיים, שסתומי ויסות זרימה חשמליים, התקני הידוק למדידה פנאומטית, שסתומי ניקוז צנרת, שסתומי אוורור צנרת, מנגנוני ניקוי צנרת, שולחן עבודה MUT, תומכי צנרת וציוד ומכשירים עזר אחרים.
א. תחנות בדיקת כיול
בהתבסס על תנאי אתר המשתמש, מספר תחנות בדיקת כיול קבועות מתוכננות באופן סביר, המסודרות זו לצד זו. קוטר תחנות סטנדרטי: DN25, DN50, DN80, DN100, DN150, DN200, DN300, DN400, DN500, DN600. ניתן לכייל גדלים אחרים על ידי החלפת צינורות.
ב. קטעי צינור ישרים
כיול מקטעי צינור ישרים שתוכננו כ-20D במעלה הזרם ו-5D במורד הזרם של ה-MUT. מקטעים במעלה/מורד הזרם כוללים נקודות הקשה על לחץ/טמפרטורה העומדות בדרישות הרגולציה הרלוונטיות, אטומים בצורה אמינה, ומקלים על כיול ה-MUT.
חומר: צינור נירוסטה 304. קוטר חיצוני ועובי דופן חריגים תואמים לתקנים הלאומיים.
ג. סלילים
המתקן מצויד בסלילים בגדלי כיול שונים כדי לעמוד בדרישות מידות MUT שונות. מידות הסליל מיוצרות לפי דרישות המשתמש. חומר: נירוסטה 304.
ד. התקן הידוק מד (מפרק התפשטות)
התקן ההידוק הוא ציוד עזר חשוב. מתקן זה משתמש בהתקני הידוק חיצוניים בעלי שני צילינדרים מונעים פנאומטיים ועם פונקציית בקרה ידנית. מבנה זה מתגבר על החיסרון של דליפות אוויר/מים פנימיות בלתי ניתנות לגילוי בגופי הצילינדר. אורך המהלך מתאים למגוון מכשירים תוך הבטחת ביצועים. הקוטר והכמות מתוכננים באופן סביר לכל תחנה להחזקת ה-MUT.
לחץ נומינלי: 1.6MPa, מהלך סטנדרטי ≥200 מ"מ, לחץ אוויר (0.4~0.6)MPa, חומר במגע עם המדיום: נירוסטה 304.
ה. משדרים
א. משדר לחץ: דרגת דיוק 0.075, MPE ±0.075%FS, טווח (0~1.0)MPa, יציאה (4~20)mA, הספק DC24V. בדרך כלל 3 יחידות מותקנות על סעפות, או כפי שצוין על ידי המשתמש לכל צינור.
ב. משדר טמפרטורה: דרגת דיוק 0.2, MPE ±0.2°C, טווח (0~50)°C, יציאה (4~20)mA, הספק DC24V. בדרך כלל 3 יחידות מותקנות על סעפות, או כפי שצוין על ידי המשתמש לכל צינור.
ו. שסתומים
א. שסתומי סגירה פנאומטיים
שסתומי סגירה בצנרת משתמשים בשסתומי כדור פנאומטיים בעלי קוטר מלא מסוג O ושסתומי פרפר פנאומטיים. מופעלים על ידי אוויר דחוס לפתיחה/סגירה מהירה של הצינור. לחץ נומינלי בשסתום כדורי 1.6MPa; לחץ נומינלי בשסתום פרפר 1.0MPa. בהתאם לדרישות הכיול, שסתום כדורי פנאומטי אחד ממוקם במעלה הזרם למד הזרימה הסטנדרטי, במעלה הזרם מהמסילה, ובמעלה/במורד הזרם של ה-MUT בכל תחנת בדיקה. שסתום פרפר פנאומטי אחד ממוקם בניקוז של כל מיכל שקילה. חומר ליבת השסתום: נירוסטה 304 או נירוסטה מלאה.
ב. שסתום כדורי לוויסות זרימה חשמלי
מנטר את הזרימה הרגעית של מד המתח הראשי כדי להתאים את תדר ה-VFD ואת פתיחת השסתום, תוך השגת קצב הזרימה הנדרש. משתמש בשסתומי כדור מווסתים חשמליים עם פתח V, דיוק 1%, לחץ נומינלי 1.6MPa. אחד מותקן במורד הזרם של כל צינור של מד ראשי. חומר ליבת השסתום: נירוסטה 304 או נירוסטה מלאה.
ג. שסתומים ידניים ושסתומי אל-חזור
שסתומי סף ידניים מותקנים במעלה הזרם של כל פתח יניקה של המשאבה לבידוד במהלך תחזוקה. שסתומי אל-חזור מותקנים במורד הזרם של כל פתח פריקה של המשאבה כדי להגן על המשאבות מפני פטיש מים במהלך פעולה רגילה. חומר ליבת שסתום הסף: 304 או נירוסטה מלאה. חומר שסתום אל-חזור: נירוסטה מלאה 304.
ד. שסתומים ידניים
שסתומי ניקוז, שסתומי אוורור ושסתומי בקרה של מנגנון ניקוז מותקנים על כל צינור מערכת. בקרה ידנית. חומר: נירוסטה 304.
ה. עגלת בדיקת כיול
עגלת הרמה ניידת להובלה, ייצוב, תמיכה והרכבה של מדי MUT. מפרטים וכמות מוגדרים בהתאם לדרישות המשתמש. למעמד מנגנון מרכוז המבטיח קונצנטריות של הצינור והסרה קלה של מדי MUT. חלל ההתקנה תוכנן להכיל מגוון מדי MUT בגדלים מיוחדים.
ו. תומכי צינורות
תומכי צנרת מתאימים מסופקים לכל צינורות התהליך. תומכים ייעודיים מסופקים לכל מפנה. חומר: פלדת פחמן צבועה.
2.4.4מערכת מקור אוויר כוח
מספק אוויר דחוס לרכיבים פנאומטיים במתקן, ועומד בדרישות השימוש הרגילות. רכיבים פנאומטיים משתמשים במותגים מהשורה הראשונה לבטיחות, אמינות וביצועים יציבים.
א. מדחס אוויר
מדחס אוויר מסוג בוכנה נבחר על סמך הצרכים בפועל. יתרונות: אמינות גבוהה, הפעלה/תחזוקה קלים, איזון דינמי טוב, יכולת הסתגלות חזקה, מתאים לתנאי עבודה שונים.
ב. מיכל קולט אוויר
נפח מתוכנן באופן סביר ולחץ נומינלי מקסימלי בהתבסס על מספר המכשירים הפנאומטיים ולחץ העבודה שלהם. חומר: פלדת פחמן צבועה. מצויד במד לחץ, שסתום בטיחות קפיצי להרמה מלאה, שסתום אוורור, שסתום ניקוז, צנרת ואביזרים.
התכנון והייצור תואמים לתקנות GB150-2011 "כלי לחץ מפלדה" ו"תקנות פיקוח על טכנולוגיית בטיחות לכלי לחץ". תיעוד בטיחות מלא מסופק.
2.4.5חלקים סטנדרטיים
לחלקים סטנדרטיים (מרפקים, מפחיתים, אוגנים, מחברים, אטמים וכו') יש לחץ נומינלי של ≥1.0MPa. חומר: נירוסטה.
2.4.6מקטעי צינור
מקטעי הצינור עשויים צינורות מפלדת אל-חלד (304), לחץ נומינלי ≥1.0MPa. הצינורות עומדים בתקנים הלאומיים הרלוונטיים. אורך מעשי, כמות וצורת התקנה מוגדרים באופן סביר בהתבסס על פריסת המתקן בפועל.
2.5 נוהל כיול
2.5.1הפעל את ארון החשמל, ארון המתנע של ה-VFD, מדחס האוויר, ארון הבקרה, המחשב התעשייתי (IPC) וכו', ברצף. ודא את הפעלת הציוד ואת פעולתו התקינה.
2.5.2ראשית, בחר את קוטר צינור הכיול המתאים לקוטר ה-MUT (כייל את מדי הקוטר השונים על ידי החלפת צינורות). הנח את ה-MUT על מגש שולחן העבודה או על מעמד ה-V של תחנת בדיקת הכיול. כוונן את מנגנון ההרמה ההידראולי של שולחן העבודה כדי ליישר את גובה המרכז והקונצנטריות של ה-MUT עם הצינור במעלה הזרם ועם התקן ההארכה הפנאומטי (הידוק) במורד הזרם. לאחר מכן נעל את המנגנון ההידראולי.
2.5.3לאחר התקנת ה-MUT, הפעילו את התקן ההידוק הפנאומטי באמצעות שסתום הכיוון הידני שלו כדי להדק את ה-MUT בצורה צירית. לבסוף, אבטחו את חיבורי אוגן ה-MUT לאוגני הצינור באמצעות ברגים תואמים, תוך הבטחת אטמים ללא דליפות. פעולה זו משלימה את התקנת ה-MUT. בצעו את התהליך הפוך להסרה (הערה: לפני ההסרה, פתחו את שסתום ניקוז הצינור כדי להוריד את הלחץ ולנקז; הסירו את ה-MUT רק לאחר ניקוז המדיום).
2.5.4הפעל את המשאבה התואמת לטווח הזרימה (מבקרת VFD; התאם את תדירות/מהירות המשאבה במהלך הסירקולציה כדי להביא את זרימת הצינור לטווח הניתן לזיהוי). פתח באיטיות את שסתומי הצינור שנבחרו. וויסות הזרימה דרך שסתום הוויסות עד להשגת זרימה יציבה בנקודת הבדיקה. בשלב זה, המפנה, שסתום הניקוז של מיכל השקילה ושסתומי קו ההחזרה נמצאים במצב ניקוז. בו זמנית, בדוק אם הציוד פועל כרגיל. אם המצב חריג, יש לאתר תקלות ולתקן בהתאם למדריכי הציוד הרלוונטיים.
2.5.5לפני כיול רשמי, יש לבדוק גם אם כל מכשירי הטמפרטורה/לחץ והמשקלים פועלים. שיטה: לפני הפעלת הציוד, יש לבדוק שקריאות מכשיר הטמפרטורה צריכות להיות עקביות או קרובות; קריאות מכשיר הלחץ צריכות להיות עקביות או קרובות; יש לכוון את המאזניים לטֶרֶה ולאפס אותן.
2.5.6הגדר פרמטרי כיול בממשק התוכנה (עיין במדריך תוכנת המערכת). הפעל את המפנה כדי להחליף את כיוון הזרימה למצב הבדיקה. הנוזל זורם לתוך מיכל השקילה. לאחר הגעה לזמן הכיול שנקבע, המפנה עובר אוטומטית. לאחר שהנוזל מתייצב במיכל, אסוף נתוני קנה מידה (מדידה סטנדרטית). המחשב רושם את הנתונים באופן אוטומטי, ולאחר מכן פותח את שסתום הניקוז כדי לרוקן את המיכל.
2.5.7לאחר ניקוז וטפטוף במשך 30 שניות לפחות, שסתום הניקוז נסגר אוטומטית, והמפנה עובר אוטומטית, ומתחיל את ההפעלה השנייה עבור נקודת הבדיקה הזו. חזור על הפעולה עד להשלמת מספר ההפעלה הנדרש עבור נקודה זו. המשך שלב אחר שלב כדי להשלים את כל נקודות הזרימה.
2.5.8לאחר הכיול, יש לכבות את המשאבות, השסתומים הרלוונטיים, ארון המתנע של VFD, מדחס האוויר, ארון החשמל, ארון הבקרה וה-IPC ברצף.
2.5.9תרשים זרימה של פעולה
2.6 מערכת מדידה ובקרה ממוחשבת
2.6.1פונקציות מערכת
מערכת המדידה והבקרה משתמשת במחשב כיחידת בקרה מרכזית לעיבוד נתונים. בשילוב חומרה ותוכנה, היא רוכשת ומעבדת באופן אוטומטי נתוני מדידה (טמפרטורה, משדרי לחץ, מד זרימה סטנדרטי, זרימת MUT, משקלים); שולטת באופן אוטומטי במשאבות, שסתומי סגירה, שסתומי ויסות, מתקני VFD ורכיבי מערכת שקילה (מסיל, שסתום ניקוז); מווסתת לחץ, טמפרטורה וזרימה; מבצעת החלפת תהליכים; ומציגה, מאחסנת ומדפיסה תוצאות כיול, ומשלימה את תהליך האימות המטרולוגי.
2.6.2הרכב חומרת המערכת
2.6.2.1 בקר לוגי מתוכנת (PLC) וציוד היקפי
בקר PLC משמש כבקר ברמה נמוכה יותר. הפונקציות כוללות:
* טיפול באותות תהליך, רכישה, המרה לערכי פרמטרים עבור IPC (זמן דגימה <1ms).
* בקרת תהליך אוטומטית, בקרת כיול אוטומטית.
* תקשורת רשת.
משתמש בסדרת PLC של סימנס, מודולי קלט/פלט, מודולי מונה. מותקן בארון בקרה ייעודי העומד בתקנים IEC60439, GB4942, GB50062-92. מצויד במתגי נעילה ומחווני אזעקה.
הארון מכיל גם ציוד היקפי (מתגים, נתיכים, ממסרים, מגענים) המשתמשים במותגים איכותיים מקומיים.
2.6.2.2טיימר ייחוס כיול
פותח באופן פנימי, מציג תזמון/ספירה בממשק המחשב הראשי. אי-ודאות מורחבת של מדידת תדר *U*=3×10⁻⁶ (*k*=2); רזולוציה מינימלית ≤0.001 שניות. ממשק כיול שמור עם שתי יציאות לכיול טיימר מקוון באמצעות תדר סטנדרטי.
מפרט טכני:
| לֹא. | פָּרִיט | פָּרָמֶטֶר | פֶּתֶק |
| 1 | יציבות מתנד גביש 8 שעות | ≤1×10⁻⁶ |
|
| 2 | אי ודאות מורחבת של מדידת תדירות | U=3×10⁻⁶ (*k*=2) |
|
| 3 | רזולוציית טיימר מינימלית | 0.001 שניות |
|
2.6.2.3מערכת בקרה והנעת תדר משתנה (VFD)
משתמש במערכות VFD לשליטה על מהירות המשאבה לצורך ויסות זרימה. מתקני VFD הם רכיבים מרכזיים, המותקנים בארונות התנעה של VFD באמצעות מארז GGD, בהתאם לתקנים IEC60439, GB4942, GB50062-92.
למערכת VFD יש פונקציות עצירה מקומית/חירום. הפעלה/עצירה רגילה יכולה להיות ידנית (מקומית) או בשלט רחוק של המחשב.
2.6.2.4יחידת בקרה מרכזית
מחשב תעשייתי (IPC) ממותג Advantech. תצורה עיקרית:
| לֹא. | תצורת חומרה | פָּרָמֶטֶר | פֶּתֶק |
| 1 | לוח אם | אדוונטק |
|
| 2 | מעבד | I5 |
|
| 3 | זֵכֶר | 8G |
|
| 4 | דיסק קשיח | כונן SSD בנפח 1TB + 120G |
|
| 5 | צג | מסך LCD צבעוני בגודל 24 אינץ' |
|
ה-IPC הוא הליבה. באמצעות "תוכנת מדידה ובקרה של זרימה", הוא מקבל נתוני שטח מה-PLC, שולט ביציאות המערכת, מנחה תהליכי כיול, מטפל באירועים, מעבד/מחשב נתוני כיול, מציג/מאחסן רשומות/דוחות ומאפשר שאילתות/גיבוי נתונים היסטוריים.
צג, עכבר ומקלדת של IPC משמשים כממשק אדם-מכונה (HMI).
2.6.2.5התקן פלט
מדפסת לייזר אחת בגודל A4.
2.6.3מערכת תוכנה
מורכב מ"תוכנת מדידה ובקרה של זרימה", "תוכנת עיבוד נתוני כיול", "תוכנית עיבוד נתוני תקשורת" הפועלת על ה-IPC; ו"תוכנית בקרת PLC" הפועלת על ה-PLC.
2.6.3.1תרשים זרימה של פונקציות תוכנה
2.6.3.2מסכי הפעלה ראשיים של התוכנה
2.6.3.3פונקציות תוכנה בסיסיות
תצוגת תהליך ותפעולדיאגרמת תהליך דינמית מציגה את מצב זרימת הבדיקה. מציגה מצבי פרמטרים הנדסיים בזמן אמת. פעולות תואמות לתקנים, תקנות ונהלים לאומיים; בקרה מדויקת ואמינה.
תצוגת סטטוסמציג פרמטרים של שדה זרימת הצינור (טמפרטורה, לחץ, מהירות, זרימה וכו') ומצב הציוד בתצוגת תוכנית.
מנהלי דיווח ונתונים היסטורייםt: יוצר דוחות משמרת, יומיים, חודשיים ושנתיים עבור פרמטרים מרכזיים ומצב הציוד. ניתן להדפיס דוחות באופן אוטומטי או ידני.
ניהול הודעותמציג מידע על תקלות באמצעות שינויי צבע, חלונות קופצים וטבלאות. מגדיר התראות גבול פרמטרים והתראות תקלות בציוד.
ניהול משתמשים/אבטחהמספק רמות גישה מרובות עם סדרי עדיפויות פעולה שונים. נדרשות רמות סיסמה להפעלה/עצירה של התקן שטח ולהגדרת פרמטרים כדי למנוע פעולה שגויה.
ניהול מערכת: קובע/מתחזק מידע על משתמשים. מנהל משתמשים, רישום היסטוריית התחברות/פעולות לצורך שאילתות ואבטחה.
שמירה וגיבוייכולת לשמור ולגבות נתוני בדיקה וקבצים קשורים.
א. פונקציות בקרה
* בקרה אוטומטית של תהליך הכיול.
* הפעלה/עצירה של המשאבה ובקרת תדירות.
* בקרת שסתומים.
* בקרת מיתוג מעביר.
* הגנה מפני מגבלת מיכלים.
* ויסות זרימה: שולט אוטומטית בפתיחת שסתום ויסות בהתבסס על זרימת נקודת הבדיקה.
ב. פונקציות איסוף נתונים
אותות אנלוגיים הנרכשים באמצעות מודולים בעלי דיוק גבוה של 16 סיביות.
* אותות בקרה המטופלים על ידי מודולי מעבד בוליאניים במהירות גבוהה (מעבד עצמאי, מחזור <1us) לאיסוף נתונים סינכרוני.
* מדידת נתוני טמפרטורה ולחץ.
* מדידת נתוני זרימה של מד זרימה סטנדרטי.
* מדידת נתוני זרימת MUT (4-20mA, דופק וכו').
* מדידת נתוני שקילה בקנה מידה.
* משוב אות מיקום שסתום.
ג. פונקציות עיבוד נתונים
* מעבד נתוני כיול ושופך תוצאות בהתאם לתקנים ותקנות לאומיים.
* מאפשר הגדרה מפולחת של מקדמי מד זרימה סטנדרטיים מיידיים.
* הגדרה גמישה של נקודות בדיקה, מספר ריצות, זמני ריצה (אוטומטי לפי תקן או מוגדר על ידי המשתמש).
* אחסון רשומות בדיקה במסד נתונים לצורך שאילתה, הדפסה, שינוי ומחיקה לפי הצורך.
* יוצר דוחות נתונים ומנהל נתונים באופן אוטומטי.
ד. פונקציות תצוגה
תצוגת תהליכים גרפית לניטור ציוד בזמן אמת. מדמה מצבי שסתומי שטח, פתיחת שסתום ויסות, סטטוס אות MUT, מצב זרימה, טמפרטורה, כיוון מפנה, מצב שסתום ניקוז, תדר VFD וכו'.
ה. פונקציות פעולה
ממשק ידידותי למשתמש עם הפעלה גרפית. שליטה במפעילי השטח באמצעות לחיצת עכבר, אינטואיטיבי ונוח.
פונקציית אשף
ממשק האשף מנחה את המשתמשים לאורך כל תהליך הכיול. הגדר פרמטרים/מידע MUT נחוצים לפי ההנחיות. פעולות פשוטות משלימות את הכיול לאחר ההגדרה. שליטה קלה ומהירה; קל ללמידה.
2.6.3.4יישום ספציפי של פונקציות מפתח
א. טיפול ב-MUT
המערכת יכולה לספק אספקת חשמל ל-MUT. אותות MUT נקראים על ידי מודולי PLC אשר מחשבים אוטומטית את הזרימה המצטברת. המרת מסה/נפח, תיקון ציפה של קריאת קנה מידה, תיקון טמפרטורה/לחץ, עיבוד נתונים נדרש ודוחות מטופלים אוטומטית על ידי תוכנת IPC.
כפי שמוצג להלן, ממשק התוכנה דורש הזנה ידנית של פרמטרי MUT (למשל, סוג אות דרך תפריט נפתח: זרם אנלוגי, דופק, ללא פלט). לאחר הבחירה, המערכת מנתבת אוטומטית את האות לערוץ הנכון.
ב. טיפול במונה ראשי
אספקת חשמל למד המאסטר מסופקת על ידי המערכת. נתונים נרכשים באמצעות קריאת פולסים. התוכנה מזהה את צינור הכיול לבחירת מד המאסטר הרלוונטי. במהלך הכיול, הבקר הבקר (PLC) צובר אוטומטית את סך הפולסים כדי להבטיח שגיאת רכישה של פולס ≤ ±1. ניתן לכייל את מדי המאסטר באופן עצמאי באופן תקופתי באופן מקוון באמצעות המשקל האלקטרוני.
ג. מדידת טמפרטורה ולחץ
כל משדרי הטמפרטורה/הטמפרטורה מופעלים על ידי המערכת. נדרש דיוק המרה גבוה לתיקונים. משתמש במודולי A/D של 16 סיביות עם דיוק, מהירות, סינון דיגיטלי ופיצוי גבוהים.
ד. שסתום סגירה ובקרת דיוורטר
אספקת חשמל מסופקת גם על ידי המערכת. ניתן לשלוט על ידי לחיצה על גרפיקה/כפתורים על המסך או באופן אוטומטי בהתאם לזרימת התהליך. המפנה עובר אוטומטית במהלך הכיול; טיימר ייעודי רושם את זמן ההחלפה וזמן התנועה.
ה. בקרת שסתומי ויסות
זרם בקרה המסופק על ידי מודול D/A. משמש בעיקר לוויסות נקודת זרימה. עם לחץ יציב במעלה הזרם, פתיחת השסתום היא ליניארית לזרימה; ויסותו משיגה את זרימת הבדיקה הנדרשת.
ו. רכישת נתונים בקנה מידה
אספקת חשמל AC220V מסופקת על ידי המערכת. הנתונים נרכשים באמצעות תקשורת RS485. התוכנה יכולה לבחור אוטומטית את טווח הסקאלה המתאים בהתבסס על נקודת הזרימה/זמן הכיול, או שהמפעיל יכול לבחור ידנית דרך הממשק.
ז. תבנית בדיקת מפנה
מאפשר כיול זמן של מעביר נתונים בתוך מסך זה, ויוצר אוטומטית נתונים בהתאם לתקנות. ניתן לייצא ולאחסן נתונים במסד הנתונים.
ח. תבנית בדיקת יציבות
מאפשר כיול יציבות זרימה בתוך מסך זה, ויוצר באופן אוטומטי נתונים תואמים. ניתן לייצא ולאחסן נתונים.
2.6.3.5תוכנת פיתוח תוכניות בקרה
תוכנת בקרה ברמה עליונה (IPC) שפותחה באמצעות תוכנת תצורה. תוכנת בקרה ברמה נמוכה (PLC) משולבת בתוכנת התצורה. מספקת HMI, אנימציה גרפית של מצב המערכת, בקרה אינטואיטיבית. כוללת תאימות חומרה טובה ופונקציות עוצמתיות. פיתוח מהיר, קל לשימוש, ממשק ידידותי.
תוכנית עיבוד נתוני כיול שפותחה באמצעות קוד בקרה VBA של Microsoft Office Excel. מסד נתונים של Microsoft SQL Server מאחסן נתוני כיול. מערכת דוחות מבוססת Excel מייצרת דוחות ומנהלת נתונים באופן אוטומטי.
תצוגת נתונים בזמן אמת, עיבוד אוטומטי, שמירת תוצאות ונתונים גולמיים לאימות ידני ומבטיחה דיוק. אחסון רשומות במסד נתונים לצורך שאילתה, הדפסה, שינוי ומחיקה.
תוכנית שירות תקשורת נתונים שפותחה באמצעות VB 6.0 SP6 לתקשורת עם משקלים ומכשירים אחרים.
שדרוג ותחזוקת תוכנה: ידידותי למשתמש, קל לתחזוקה. מספק שדרוגים לכל החיים כדי להסתגל לשינויים בתקנים/תקנות או לצורכי המשתמש.
2.7 נהלי תחזוקה
2.7.1תחזוקת משאבה מרכזית
2.7.1.1יש להקפיד על נהלי הפעלת המשאבה להפעלה, הפעלה ועצירה. יש לשמור רישומי פעולה.
2.7.1.2יש לבדוק את חומר הסיכה בנקודות הסיכה בכל משמרת בהתאם למפרטים. יש ליישם בקפדנות.
2.7.1.3בדוק את טמפרטורת המיסב: ≤ טמפרטורת סביבה + 35°C; טמפרטורת מיסב גלילים מקסימלית ≤75°C; טמפרטורת מיסב שרוול מקסימלית ≤70°C. בדוק את עליית טמפרטורת המנוע בכל משמרת.
2.7.1.4בדקו באופן קבוע דליפת אטם הציר: אטם אריזה ~10 טיפות/דקה; אטם מכני: אפס דליפה.
2.7.1.5יש להתבונן בלחץ המשאבה ובזרם המנוע (תקין/יציב) במהלך הפעולה. יש להאזין לרעש/חריגות. יש לטפל בבעיות באופן מיידי.
2.7.2תחזוקת מערכת בקרה
2.7.2.1יש לנקות באופן קבוע אבק מארון הבקרה רק לאחר כיבוי החשמל.
2.7.2.2אין להשתמש במחשב של המתקן לאינטרנט או לתוכניות שאינן קשורות. יש לבצע סריקות וירוסים באופן קבוע ולעדכן את תוכנת האנטי-וירוס.
2.7.2.3אם מתקינים מחדש את מערכת ההפעלה, גבו תחילה את הנתונים המכוילים כדי למנוע אובדן.
2.7.2.4ודא אספקת חשמל יציבה וחיווט נקי עבור מערכת הבקרה.
2.7.3תחזוקת התקן הידוק פנאומטי
2.7.3.1לאחר שימוש ממושך, יש לשמן את צינור ההארכה בשמן מנוע.
2.7.3.2בעת עבודה על צינור אחד, סגור את שסתומי אספקת האוויר לצינורות אחרים כדי למנוע עומס על מלחציים אחרים, דבר שיפגע באורך החיים.
2.7.3.3לפני העבודה, בדקו צינורות אוויר לאיתור סתימות ודליפות. רוקנו באופן קבוע את המים שהצטברו מהצינורות.
2.7.4תחזוקת מיכל מים
יש לנקות את המיכל באופן קבוע, להחליף את המים כדי למנוע נזק של פסולת למשאבות. יש לבצע טיפול פנימי נגד קורוזיה/חלודה מדי שנה או בהתאם לאיכות המים.
2.7.5תחזוקת מסנן/מסנן אוויר
חשוב לסינון וניקוז גזים. יש לנקות באופן קבוע את גוף המסנן הפנימי: להסיר את ברגי החיבור העליונים, לפתוח את האוגן העליון, להסיר את המסנן, לנקות פסולת מהמסנן, להחליף, להרכיב מחדש את האוגן.
2.7.6תחזוקת חדר בקרה וחדר משאבות
2.7.6.1יש לוודא שטמפרטורת/לחות החדר עומדים בדרישות. יש לשמור על יבש ונקי.
2.7.6.2יש למנוע הצטברות מים בחדר המשאבה. יש לנקות באופן קבוע.
2.7.6.3יש לכבות תמיד את החשמל הראשי לפני ניקוי, סידור או בדיקה כדי למנוע התחשמלות ופציעה.
הערה: יש לתחזק ציוד עזר עצמאי בהתאם להוראות שלהם.
2.8 נהלי בטיחות הפעלה
2.8.1הגברת המודעות לבטיחות. מודעות מוגברת מפחיתה תאונות. חיזוק המודעות, זיהוי סכנות, הכרת ויישום נהלי בטיחות הן הדרכים היחידות למניעת תאונות.
2.8.2אין להפר כללים. הפרה קודמת לתאונות; תאונות נובעות מהפרות. קיצורי דרך למען נוחות, מהירות או מאמץ עלולים להוביל לאסון. יש למנוע הפרות.
2.8.3השג באמת את "שלושת הדברים שלא יכאבו": אל תפגע בעצמך; אל תפגע באחרים; אל תיפגע מאחרים. זהו יסוד בניהול בטיחות.
2.8.4יש להקפיד על כל תקנות האתר. יש לוודא שכל מפגעי הבטיחות מוצבים באחריות.
2.8.5על המפעילים לעבור הכשרה לפני העבודה. יש לקרוא ולהבין היטב את תקנות האימות הלאומיות, מפרטי הכיול והמדריכים לפני קבלת הסמכה לפעולה.
2.8.6מדיום הכיול הוא מים נקיים. יש להחליף את המים בהתאם לעכירות כדי למנוע נזק למשאבה ולמד התקן שיגרום לתאונות.
2.8.7כלי הייצוב הוא כלי לחץ. אין להכות או לשנות. יש להרחיק אנשים במהלך הפעולה.
2.8.8בעת התקנה/הסרה של ה-MUT, יש למקם אותו ביציבות. לעולם אין להכניס אצבעות למחברים או למשש חורי ברגים. יש להחזיק את המרווחים בצדדים בעת ההרכבה/הסרה.
2.8.9לאחר ההתקנה/הפעלה, אין לפרק באופן פרטי כדי למנוע נזק לרכיבים.
2.8.10אין להחליף את מארח המחשב באופן שרירותי. לעולם אין להשתמש בו לאינטרנט או בתוכניות שאינן קשורות. יש לסרוק באופן קבוע לאיתור וירוסים ולעדכן את האנטי-וירוס.
2.8.11לעולם אין לנתק/להתחבר חם כל מסוף חיבור או תקע.
2.8.12אין למחוק קבצי גיבוי של מערכת ההפעלה.
2.8.13בעת שימוש באוויר דחוס, יש לבדוק באופן קבוע את מערכות האוורור ושסתומי הבטיחות כדי למנוע פתחי אוורור חסומים הגורמים ללחץ יתר במיכלים/קווי מים.
2.8.14כוון את פיות האוויר לעבר אזורים ריקנים, קרקע או שמיים. לעולם אין לכוון לעבר ציוד, אנשים, שבילים או כניסות.
28.15יש לכבות תמיד את החשמל הראשי לפני ניקוי, סידור או בדיקה. מונע התרופפות רכיבים, התחשמלות ופציעה.
2.8.16לפני עזיבתם מדי יום, על המפעילים לוודא שהדלתות/חלונות והחשמל כבויים, על מנת להבטיח את בטיחות האתר.
2.9 תפעול ותחזוקה של ארון ממיר תדרים
2.9.1שימוש: ראשית, בדקו את הארון לאיתור רעשים/ריחות חריגים. אם הכל תקין, הפעילו את מתג מעגל הבקרה הראשי (Power ON). נורית הכפתור הירוקה (Power ON) בארון נדלקת, המאוורר מתחיל לפעול, וגם נורית הכפתור האדומה דולקת. כעת ניתן לשלוט על הפעלת/עצירת המשאבה באמצעות מחשב. מד המתח מראה ~380V, מד הזרם מראה את זרם ההפעלה.
2.9.2התנעת משאבה: יש להתחיל במצב VFD. השתמש בממשק המחשב כדי לכוונן את פלט ה-VFD ולשנות את מהירות המנוע.
2.9.3לעולם אל תכוון את תדר ה-VFD ישירות למקסימום במהלך הפעולה. זרם הכניסה גבוה מדי, ועלול לגרום נזק לציוד.
2.9.4כיבוי: ראשית, כבה את כל המנועים דרך המחשב. לאחר מכן לחץ על הכפתור האדום (כיבוי) על הארון עד שכל האורות האדומים כבו. לבסוף, כבה את מתג ההפעלה הראשי של הסכין.
29.5כפתור הבחירה הידני/אוטומטי וקבוצות כפתורי ההפעלה/עצירה של תדר VFD/קו ידני בארון אינן מומלצות לכיול רגיל. הן מיועדות לתחזוקת ציוד ולניפוי שגיאות במשאבה בלבד.
אם ניפוי שגיאות דורש שינוי הגדרות VFD (הגדרה למצב בקרת לוח), עיין במדריך למשתמש של VFD.
2.9.6יש לבדוק באופן קבוע את ארון החשמל ומנועי המשאבה על ידי אנשי מקצוע. יש לפעול לפי הנהלים לבדיקות תקופתיות של רכיבים חשמליים. יש להחליף חלקים פגומים באופן מיידי. יש לוודא פעולה תקינה. על המפעילים לפעול לפי הנהלים. יש להבטיח את בטיחותם האישית!
2.10 מדריך תיקון ציוד
מדריך זה מפרט את מחזורי התחזוקה, התוכן, התחזוקה ופתרון בעיות של המתקן. הוא משמש כמקור עזר למפעילים ולאנשי תחזוקה. המקורות כוללים:
(1) מדריכים נלווים לציוד;
(2) תקנות ומפרטים רלוונטיים למדידת זרימה;
(3) ספרי עיון לתיקון מכני וטכנולוגיית תהליכים.
2.10.1מחזור תחזוקה
ניתן לכוונון בהתאם לניטור המצב ומצב הציוד.
טבלת מחזורי תחזוקה:
| פריט תחזוקה | סוג תחזוקה | תיקון קל | תיקון גדול |
| משאבה צנטריפוגלית | מַחזוֹר | 8~12 חודשים | 12~24 חודשים |
| מדחס אוויר | מַחזוֹר | ||
| ציוד תהליך | מַחזוֹר | ||
| מערכת בקרה | מַחזוֹר |
2.10.2תוכן תחזוקה ותיקון
2.10.2.1משאבה צנטריפוגלית
א. פתרון בעיות ותיקון
| בְּעָיָה | סיבה אפשרית | תְרוּפָה |
| המשאבה לא מתחילה לפעול | החיבור נקטע | בדוק את החיווט, תקן במידת הצורך |
| נתיך שרוף | החלפת פיוז | |
| הגנת המנוע הופעלה | בדוק את הגדרות ההגנה, תקן אם שגויות | |
| הגנת המנוע לא מתחלף, שגיאת בקרה | בדוק את בקרת הגנת המנוע, תקן אם שגויה | |
| המנוע לא מניע/התנעה קשה | מתח/תדר חריגים משמעותית מהמפרט | שפר את אספקת החשמל, בדוק את חתך הכבל |
| כיוון סיבוב שגוי | שגיאת חיבור מנוע | החלפת שני פאזות |
| אובדן מהירות חמור תחת עומס | לְהַעֲמִיס יוֹתֵר מִדַי | מדוד את ההספק, השתמש במנוע גדול יותר או הפחת את העומס במידת הצורך |
| ירידת מתח | הגדלת חתך הכבל | |
| זמזום מנוע, זרם גבוה | פגם בפיתול | שלח את המנוע לתיקון מקצועי |
| שפשוף הרוטור | ||
| הפיוז נשרף מיד / המגן מופעל | קצר חשמלי | תקן קצר חשמלי |
| קצר חשמלי במנוע | שלח את המנוע לתיקון מקצועי | |
| שגיאת חיווט | מעגל תקין | |
| תקלת הארקה במנוע | שלח את המנוע לתיקון מקצועי | |
| מנוע התחמם יתר על המידה (נמדד) | לְהַעֲמִיס יוֹתֵר מִדַי | מדוד את ההספק, השתמש במנוע גדול יותר או הפחת את העומס במידת הצורך |
| קירור גרוע | שפר את זרימת האוויר בקירור, נקה את פתחי האוורור, הוסף מאוורר מאולץ במידת הצורך | |
| טמפרטורת סביבה גבוהה | הישאר בטווח המותר | |
| חיבור רופף (אובדן פאזה) | תיקון מגע לקוי | |
| נתיך שרוף | מצא/תקן את הסיבה (ראה לעיל), החלף את הפיוז |
ב. תחזוקת ציוד: כמו בסעיף2.7.1
2.10.2.3ציוד תהליך (מלחציים, מסיט, שסתומים)
א. פתרון בעיות ותיקון
| בְּעָיָה | סיבה אפשרית | תְרוּפָה | |
| קשה להידוק כדי להתחיל | לחץ אוויר נמוך | בדוק דליפות, כוונן את הווסת/נוזל השמן | |
| כוח הידוק לא מספיק | |||
| מיקום הרכבה לא יציב | שסתום ידני לא מופעל במלואו | ||
| שימון צינורות לקוי | הוסף שמן דרך כניסת האוויר של הצילינדר | ||
| הצילינדר ניזוק | בדיקה והחלפה | ||
| מהירות ההידוק מהירה/איטית מדי | לחץ אוויר נמוך | כוונן את שסתום המצערת של הכניסה | |
| לחץ אוויר גבוה | כוונן את שסתום המצערת של הכניסה | ||
| הצילינדר ניזוק | בדיקה והחלפה | ||
| קשה להניע את המפריד | לחץ אוויר נמוך | בדוק דליפות, כוונן את הווסת/נוזל השמן | |
| מהירות מיתוג איטית | |||
| לא הושג מיקום מיתוג | בדיקת שסתום סולנואיד, תיקון | ||
| שימון לקוי של צינור הכניסה | הוסף שמן דרך כניסת האוויר של הצילינדר | ||
| הצילינדר ניזוק | בדיקה והחלפה | ||
| הפרש זמן מפנה מחוץ למפרט | מיתוג שמאל/ימין אינו סינכרוני | כוונון פתחי יציאה של שסתום סולנואיד | |
| מגן פוטואלקטרי לא ממוקם נכון | בדיקה וכוונון מיקום המגן | ||
| קשה להניע את השסתום | לחץ אוויר נמוך | בדוק דליפות, כוונן את הווסת/נוזל השמן | |
| מהירות מיתוג איטית | |||
| צילינדר מפעיל דולף אוויר | החלפת אטמים | |
| שסתום סולנואיד לא עובד | בדיקה ותיקון |
ב. תחזוקת ציוד: לפי סעיף2.7.3 ו-2.8.13.
2.10.2.4מערכת בקרה
א. פתרון בעיות ותיקון
| בְּעָיָה | סיבה אפשרית | תְרוּפָה |
| תקלת מחשב | המחשב לא עובד | בדיקה ותיקון |
| כבל פתוח או מגע חלש | בדיקה והחלפה של כבל | |
| מסוף פתוח או מגע חלש | החלפת מסוף | |
| תוכנת מערכת פגומה | התקן מחדש את המערכת לאחר הודעה לנו | |
| אין נתוני מכשיר | חיבור תא הנהג של מכשירים-בקרה פתוח/לקוי | בדוק חיווט ונתיכים החלפת מסוף או נתיך החלפת משדר |
| אין תצוגת טמפרטורה/לחץ | בקרת טמפרטורה/לחץ בקרת טמפרטורה/לחץ בקרת תא פתוח/גרוע | |
| תקלת חשמל לאיתות | מודול או כבל חשמל פגומים | החלפת מודול או כבל |
| תא הבקרה אין תגובה | יציאת תא הבקרה או כבל פגומים | החלפת מסוף או כבל של תא הנהג |
- תחזוקת מערכת בקרה:
- יש לבצע תמיד הסרת אבק באופן קבוע מארון הבקרה אך ורק כאשר אספקת החשמל מנותקת.
- אין להשתמש במחשב של ציוד זה לגישה לאינטרנט או להתקין תוכנות שאינן קשורות לעבודה; בצע סריקות וירוסים בזמן ודאג לעדכן את תוכנת האנטי-וירוס.
- אם מתקינים מחדש את המערכת, יש לוודא גיבוי של נתונים מכוילים כדי למנוע אובדן נתוני אימות.
- ודא אספקת חשמל יציבה ומעגלים פתוחים למערכת הבקרה.
- בדוק באופן קבוע את חוטי האות בלוח הקלט/פלט של ארון הבקרה. הדק את כל החיבורים הרופפים בעזרת מברג שטוח.
- יש לבדוק מעת לעת אם המתגים/כפתורים בלוח הבקרה מסתובבים כרגיל. אם מתרחשת החלקה, יש לבדוק אם יש ברגי קיבוע רופפים ולהדק אותם; יש להחליף אותם אם הם ניזוקים.
- יש לנקות חשמל סטטי ממפסק דליפת הארקה (ELCB) מדי חודש.
2.10.2.5מבחן בדיקה וקבלה
א. הכנה לבדיקה מוקדמת: אישור השלמת התיקון, איכות, רישומים; ניקיון האתר; תיקון באגים במכשירים/בקרה/מנעולים; מילוי מערכת השמן; אוורור/ניקוז מערכת האוויר; תיקון/הפעלת מערכת החשמל; כלים מוכנים.
ב. ריצת מבחן: בדיקה ללא עומס; אישור תקינות מערכות השמן/מים/אוויר/חשמל/מכשירים; הפעלה ללא בעיות במשך 72 שעות לפני קבלה; אישור חתום על ידי אנשי צוות רלוונטיים.