Таблица 3

• Выходной сигнал датчика для связи с вычислителем - цифровой код по 4-м параметрам F,V,P,T.

• Длина кабеля связи до 300 м.

• Интерфейсы для связи RS232C, RS485.

• Подключаемые устройства вычислительной техники: ПК, принтер с последовательным интерфейсом (EPSON LX или
  аналогичный), Hayes-совместимый модем (US Robotics или аналогичный).

• Возможность организации сети сбора данных с передачей информации по коммутируемым телефонным линиям.
  Максимальное количество счетчиков, объединяемых в сеть - 256 шт.

• Программное обеспечение для диспетчеризации и связи с ПК входит в комплект поставки.

• Настройка счетчика производится на заводе-изготовителе или пользователем с ПК.

Устройство и принцип действия

Конструктивно датчик представляет собой моноблок, состоящий из корпуса проточной части и электронного блока. В корпусе проточной части датчика размещены первичные преобразователи объемного расхода, избыточного давления и температуры.

Электронный блок представляет собой плату цифровой обработки сигналов первичных преобразователей, заключенную в корпус.

Измерение расхода газа реализовано на вихревом принципе действия. На входе в проточную часть датчика установлено тело обтекания. За телом обтекания, по направлению потока газа, симметрично расположены два пьезоэлектрических преобразователя пульсаций давления. При протекании потока газа через проточную часть датчика за телом обтекания образуется вихревая дорожка, частота следования вихрей в которой с высокой точностью пропорциональна скорости потока, а, следовательно, и расходу. В свою очередь, вихреобразование приводит к появлению за телом обтекания пульсаций давления среды. Частота пульсаций давления идентична частоте вихреобразования и в данном случае служит мерой расхода.

Пульсации давления воспринимаются пьезоэлектрическими преобразователями, сигналы с которых в форме электрических колебаний поступают на плату цифровой обработки, где происходит вычисление объемного расхода и объема газа при РУ и формирование выходных сигналов по данным параметрам в виде цифрового кода.

Преобразователь избыточного давления тензорезистивного принципа действия размещен перед телом обтекания вблизи места его крепления. Он осуществляет преобразование значения избыточного давления потока в трубопроводе в электрический сигнал, который с выхода мостовой схемы преобразователя поступает на плату цифровой обработки.

Термопреобразователь сопротивления платиновый размещен внутри тела обтекания. Для обеспечения непосредственного контакта ТСП со средой в теле обтекания выполнены отверстия . Электрический сигнал термопреобразователя также подвергается цифровой обработке.

Плата цифровой обработки, содержащая два микропроцессора, производит обработку сигналов преобразователей пульсаций давления, избыточного давления и температуры, в ходе которой обеспечивается фильтрация паразитных составляющих, обусловленных влиянием вибрации, флуктуации давления и температуры потока, и происходит формирование выходных сигналов многопараметрического датчика по расходу, объему при РУ, давлению и температуре в виде цифрового кода, выходные сигналы передаются на вычислитель.

Проточная часть датчика и тело обтекания выполнены из стали 12Х18Н10Т.

Электромагнитный клапан ВН1М-1К

Клапаны газовые ВН1М-1К с электромагнитным приводом предназначены для регулирования и отключения подачи природного газа в системах газоснабжения, горелках газовых и на аналогичном газопотребляющем и газоиспользующем оборудовании.

Устройство клапана:

Клапан состоит из следующих основных узлов и деталей : корпуса с патрубками для подключения приборов и импульсных линий, закрытых заглушками. Электромагнитной катушки с установленной на ней контактной вилкой. В корпусе контактной вилки установлено два диода, необходимых для работы катушки на постоянном токе. Электрического разъема; клапанного узла.

Детали клапанов, соприкасающиеся с рабочей средой, изготовлены из коррозионно-стойких материалов, алюминиевых сплавов, маслобензостойкой резины.

Основные технические характеристики и габаритные размеры

Диаметр условного прохода, мм - 150

Рабочая среда - природный газ по ГОСТ 5542-87 , воздух по ГОСТ 17433-80

Рабочее давление среды, Па - 0...1бар

Время открытия клапана, с, не более - 1

Время закрытия клапана, с, не более - 1

Номинальная рабочая мощность, ВА, не более - 45

Напряжение электрической сети, В, допустимые отклонения, %, частота, Гц 220 , минус 15...+10 , 50 +/-1

Масса, кг, не более - 110

Герметичность затвора класс А по ГОСТ 9544-93

Источник питания постоянного тока БП96-24

• Источники питания постоянного тока серии БП 96 предназначены для преобразования сетевого напряжения 220 В в стабилизированное напряжение 24 В с током нагрузки до 600 мА.

• Источники питания имеют один канал.

• Номинальное выходное напряжение 24 В.

• Отклонение напряжения от номинального значения не превышает 2 %.

• Ток нагрузки для температуры окружающего воздуха до +40 °С не более 600 мА.

• Ток срабатывания электронной защиты (ограничение тока) зависит от температуры и составляет 1,5 0,5 от максимального тока нагрузки.

• Амплитуда пульсации выходного напряжения не более 50 мВ.

• Нестабильность выходного напряжения:

• при изменении напряжения сети от номинального в допускаемых пределах не более 1 %;

• при изменении тока нагрузки от нуля до максимального не более 0,3 В.

• Питание осуществляется от сети переменного тока частотой (50 1) Гц и номинальным напряжением 220 В с допускаемым отклонением от минус 10 до плюс 10 %.

• По требованию потребителя может быть предусмотрено резервное питание источника постоянным током с напряжением (30 3) В и с отклонением выходного напряжения от номинального не более 5 %.

• Потребляемая мощность не более 30 ВА.

• Условия эксплуатации:

• температура окружающего воздуха (минус 10…+40) °С;

• относительная влажность окружающего воздуха от 45 до 80 %;

• атмосферное давление от 84 до 107 кПа (от 630 до 800 мм рт.ст.).

• Сопротивление изоляции между выходными цепями и цепью питания не менее 20 МОм при напряжении 0,5 кВ.

Расчетная часть

Анализ основных показателей надежности

Расчет надежности блоков питания в функционально-технологической схеме

Определяем опасность отказов блоков питания БП96-24. Исходя из данных работы этих установок за год, в течении года за 8760 часов из восьми приборов отказало два.

Решение

1. Определяем среднее число исправно работающих блоков питания по формуле (3.1):

N_СР = , (3.1)

где N_Н – число исправно работающих элементов в начале времени t; N_Н = 8

N_К – число исправно работающих элементов в конце t; N_К = 6

N_СР = (8+6)/2 = 7

2. Определяем опасность отказов по формуле (3.2):

(t) = , (3.2)

где N – число элементов, отказывающих за время t; N = 2

t – время работы t = 1 год = 8640 часов в год 1/ч

(t) = 2/(7*8640) = 0,3*10^-6 1/ч

3. Определяем среднее время исправной работы блоков питания по формуле (3.3):

t_СР = , (3.3)

t_СР = 10⁶/0,3 = 3333333 часов

1. Определяем вероятную надежность блоков питания

Р(t) = е ^-2t , (3.4)

Р(t) = е ^{-0,3*10(-6)*8640} = 1/е^0,0026 = 0,9965

Вероятность исправной работы может иметь значение 0 Р(t) 1

1. Определяем вероятность отказов (ненадежность)

Q = 1- Р(t), (3.5)

Q = 1- 0,9965 = 0,0035

6. Определяем коэффициент готовности системы автоматики уровнемеров по формуле (3.6):

k_Г = , (3.6)

где t_И – время исправной работы, час;

t_П – время простоя

За год (8640 часов) БПТ-22 простаивает примерно 720 часов, тогда

t_И = 8640-720 = 7920 часов

k_Г = 7920/(7920+720) = 0,92

1. Определяем коэффициент вынужденного простоя

k_П = , (3.7)

k_П = 720/(720+7920) = 0,08

Проверка, должно выполняется условие k_Г + k_П = 1

0,92 + 0,08 = 1 Условие выполняется

3.1.2. Расчет надежности работы элементов взрывозащищенной части блока питания БП96-24 за 1 год.

Р ис 4 – Расчетная схема блока питания

Ст1 – стабилизированный источник питания, содержащий в своем составе трансформатор

Б3 – барьер искрозащиты, основан на стабилитронах

Ф1 и Ф2 – фильтры

Т1 – операционный триггер.

Исходные данные: опасность отказов

1. _СТ1 = (0,0264)*10^-6 принимаем =1*10^-6 ч^-1

2. _Б3 = (0,080,3)*10^-6 ч^-1_. Принимаем = 0,1*10^-6 ч^-1

3. _Ф1 = (0,143)*10^-6 ч^-1. Принимаем = 0,2*10^-6 ч^-1

4. _Ф2 = (0,143)*10^-6 ч^-1. Принимаем = 1,5*10^-6 ч^-1

5. _Т1 = (0,030,2)*10^-6 ч^-1. Принимаем = 0,17*10^-6 ч^-1

Решение

Вероятность безотказной работы определяем по формуле (3.4):

Р(t) = е ^-2t

Р₁(t) = е ^-10(-6)*8640 = 0,9913

Р₂(t) = е ^{-0,1*10(-6)*8640} = 0,9992

Р₃(t) = е ^{-0,2*10(-6)*8640} = 0,9983

Р₄(t) = е ^{-1,5*10(-6)*8640} = 0,9871

Р₅(t) = е ^{-0,17*10(-6)*8640} = 0,9985

При последовательной работе систем автоматики надежность системы определяется произведение по формуле (3.8):

Р(t) = , (3.8)

Р_1,2,3(t) = Р₁(t)* Р₂(t)* Р₃(t) = 0,9913*0,9992*0,9983 = 0,9898

При параллельной работе элементов системы автоматики надежность системы определяется по формуле (3.9)