SCADA, АСУ ТП, контроллеры – основная тематика журнала «ИСУП»
Журнал «Информатизация и Системы Управления в Промышленности» публикует тематические материалы посвященные SCADA, АСУ ТП, контроллерам, автоматизации в промышленности.

Уровнемеры «ТИТАН». Добротность, надежность, доступность

Серия уровнемеров «ТИТАН» производства компании «Теккноу» – это большой выбор приборов, которые используются во множестве технологических операций. Серия включает в себя волноводно-радарные, ультразвуковые, ёмкостные и кондуктивные уровнемеры в разных исполнениях. В статье подробно описано несколько моделей: их технические характеристики, коструктивное исполнение и сферы применения.

ЗАО «Теккноу», г. Санкт-Петербург

logo_Tekknow_curve-1.png 

Почему бизнес так быстро реагирует на конъюнктурные изменения внутри страны и за ее пределами? Потому что это деньги, расстаться с которыми потребители готовы лишь в том случае, когда, по их мнению, качество и цена наиболее точно соответствуют друг другу. Любой перекос в одну из сторон ведет к убыткам, что в бизнесе крайне нежелательно.

В условиях экономических потрясений, которые переживает наша страна, многие компании вынуждены отказываться от раскрученных брендов и обращать внимание на менее именитых производителей. И дело тут вовсе не в импортозамещении – все заинтересованы в доступной по деньгам, но качественной по исполнению продукции. Эта тенденция затронула даже богатую нефтегазовую промышленность, которая в нашей стране создает устойчивый спрос на определенные категории оборудования. Теперь за счет высокой стоимости импорта спрос стал распространяться не только на брендовые, но и просто на качественные и добротные изделия.

Российская компания «Теккноу», известная многим специалистам как поставщик промышленных контрольно-измерительных приборов (КИП), серьезно подошла к проблеме импортозамещения и наладила выпуск серии уровнемеров и сигнализаторов уровня «ТИТАН» с разными принципами измерений: волноводно-радарные, ультразвуковые, ёмкостные и кондуктивные.

«Теккноу» без малого 20 лет работает в области поставок КИП промышленного назначения и, как опытный дистрибьютор мировых брендов измерительной техники, хорошо представляет, какие технические решения должен вобрать в себя уровнемер, чтобы пользоваться спросом и удовлетворять требования заказчиков на современном этапе в условиях кризиса и санкций.

Ценовая доступность уровнемеров «ТИТАН» определяется не только местным производством, но и разумной технологической комплектацией. Это означает, что производитель не налаживает массового выпуска приборов для чрезмерно суровых условий эксплуатации – таких, как температура рабочей среды порядка 300 градусов или давление до 400 кгс/см². Ведь для основной массы приборов, используемых в промышленности, такие параметры являются излишними, а переплачивать дополнительную треть стоимости за высокие эксплуатационные характеристики в нынешних условиях никто не хочет. При этом можно отметить, что некоторые из моделей «ТИТАН» в дополнительной комплектации вполне им соответствуют и могут найти своего взыскательного потребителя.

Иными словами, ценовая категория уровнемера должна соответствовать его измерительной задаче в цепочке технологического процесса. 

При этом оптимизированный по характеристикам и цене уровнемер будет нисколько не хуже аналогичного дорогого прибора с высокими характеристиками, которые заведомо не будут реализованы.

Рассмотрим характеристики уровнемеров «ТИТАН» российской компании ЗАО «Теккноу», назначение отдельных моделей и их отличие друг от друга.


Уровнемеры «ТИТАН»

Измерение уровня жидких, сыпучих и пастообразных сред в закрытых и открытых емкостях – операция, чрезвычайно востребованная в хозяйстве. Уровнемеры применяются в области добычи и переработки нефти, при хранении нефтепродуктов и топлива, в химической промышленности, в энергетике, при производстве и переработке пластмасс, на станциях водообеспечения и стоков, в пищевых технологиях и сельском хозяйстве, при производстве строительных материалов, на транспорте и во множестве других областей.

При этом само понятие «жидкие, сыпучие, кашеобразные и пастообразные вещества» вмещает в себя самые разнообразные материалы: воду и водные растворы, кислоты и щелочи, нефть, битум, топливо, масла, сжиженный газ, смолы, клеи, цемент, гранулы пластика, а также пищевые продукты: сахар, зерно, муку, пищевые напитки и загущенные жидкости, отвары с мякотью и пасты. Подобных веществ и продуктов в промышленности огромное количество. До сих пор не изобретено универсального уровнемера, способного идеально измерять уровень любой среды. Для сигнализации и контроля уровня веществ с разными физическими свойствами компания «Теккноу» предлагает ряд уровнемеров «ТИТАН» с принципом действия, основанным на разных физических явлениях (табл. 1).

Таблица 1. Разновидности измерителей уровня, входящих в линейку «ТИТАН»
(чтобы увеличить таблицу, нажмите на нее)

Tabl.1.png

Ex.png Предусмотрены варианты исполнения уровнемеров «ТИТАН» для взрывоопасных зон, в том числе для тех участков в угольных шахтах, где существует вероятность взрыва пыли или метана.
T.png Для рабочих сред с высокой температурой процесса выпускаются варианты с теплоотводящей референтной трубкой, которая устанавливается между механическим присоединением к емкости и электронным блоком. Такая конструкция позволяет рассеять и снизить передачу температуры процесса с 300 °C до рабочей температуры электронного блока. Применение референтной трубки предусмотрено в комбинациях с вариантами исполнения для взрывоопасных зон.

Уровнемер волноводно-радарный  «ТИТАН‑370У»

Прибор предназначен для непрерывных измерений уровня жидкостей, сыпучих, пастообразных и кашеобразных веществ. Применяется в различных отраслях промышлености для установки в закрытых или открытых емкостях, башнях, каналах и отстойниках с высотой уровня от 0,1 до 40 метров.

Ris.1.png

Рис. 1. Волноводно-радарный уровнемер «ТИТАН‑370У»

Достоинства:
- универсальность: применяется для измерения уровня разных веществ в любых резервуарах;
- малая погрешность измерений: ±(2…10) мм в зависимости от диапазона;
- съемный дисплей для показаний уровня и состояний уровнемера;
- единицы измерений: мм, %;
- температура рабочей среды до 300 °C;
- линейное измерение в непроводящих сосудах и в сосудах различной формы;
- токовый выход 4…20 мА, HART-протокол, RS‑485 Modbus RTU.

Варианты исполнения:
- N – для взрывобезопасной среды;
- Xi – для взрывоопасной среды;
- Xd – для среды с опасностью образования пыли;
- NT (XiT, XdT) – соответствующие высокотемпературные версии.

Уровнемер волноводно-радарный «ТИТАН‑370У» включает в себя передатчик и приемник радиосигналов, однопроводную линию передачи радиосигнала (электрод), центральный процессор и съемный дисплейный модуль ДМ‑70.

Электронный передатчик посылает радиоимпульсы длительностью 0,5 нс, которые проходят через однопроводную линию передачи (измерительный электрод). Импульс распространяется вдоль электрода в виде электромагнитной волны по направлению к поверхности уровня. В точке соприкосновения электрода и рабочей среды в линии передачи образуется диэлектрическая неоднородность, от которой импульс отражается и в форме радиоэха возвращается обратно в электронный модуль. Электронное приемное устройство измеряет время прохождения радиосигнала и пересчитывает его в высоту уровня. В соответствии с расчетным уровнем настраивается выход уровнемера в виде аналогового и цифрового сигнала, после чего измеренное значение появляется на дисплее.

Электрод, стержневой или тросовый (последний – для очень глубоких резервуаров или высоких башен), опускают в рабочую среду так, чтобы он пересекал нижний допустимый уровень в емкости. В зависимости от модификации уровнемера электрод может быть покрыт стойкой изоляцией для эксплуатации в агрессивной среде. Длина электрода «ТИТАН‑370У» может достигать от 300 мм до 40 метров. При этом без электрода масса уровнемера составляет не более 0,5 кг в модификации для нормальных условий эксплуатации.

Уровнемер «ТИТАН‑370У» способен подключаться через HART-модем к внешнему устройству. Передача данных происходит по той же линии, что и передача токового сигнала 4…20 мА, или по линии RS‑485 Modbus RTU.

Предлагается 9 модификаций уровнемера «ТИТАН‑370У», различающихся по длине и виду электрода, который может быть стержневым, тросовым (с грузом на конце или анкерным креплением), а также с изоляцией (PFA, FEP, PTFE), если условия процесса не допускают контакта с металлическим электродом (агрессивные среды, пищевые продукты, особо чистые жидкости).


Ультразвуковые уровнемеры и сигнализаторы уровня

Ультразвуковые «ТИТАНЫ» предназначены для измерений и контроля уровня жидкостей, кашеобразных и пастообразных веществ в закрытых или открытых емкостях, отстойниках, резервуарах и открытых каналах с высотой уровня от 0,1 до 20 м.

Достоинство таких уровнемеров – отсутствие контакта с рабочей средой. Такие уровнемеры успешно используются для дистанционных измерений уровня агрессивных жидкостей, налипающих смол, клеев и паст, а также сточных вод и шлаков.

Особенности:
- измерения без контакта с рабочей средой;
- интеллектуальная обработка ложных эхо-сигналов;
- простая установка и настройка;
- токовый выход уровнемеров: 4…20 мА с HART-протоколом, RS‑485 Modbus RTU;
- сигнализаторы: релейный выход.

Исполнение:
- N – для взрывобезопасной среды;
- Xi – для взрывоопасной среды.

Приборы устанавливают в резервуарах, силосных башнях, бассейнах и др. для измерения уровня:
- жидкостей: нефти, дизельного топлива, масел, воды, эмульсий, растворов, агрессивных жидкостей и др.;
- сыпучих и кашеобразных веществ: песка, гранул, зерна, муки, цемента, смол, клеев и др.

Принцип действия ультразвуковых уровнемеров основан на отражении звуковых волн от поверхности измеряемой среды. Таких приборов компания «Теккноу» выпускает три: уровнемеры «ТИТАН‑270У», «ТИТАН‑253У» и сигнализатор уровня «ТИТАН‑253С». Последний практически идентичен уровнемеру «ТИТАН‑253У», но только с релейным выходом для сигнализации и управления верхним и нижним положением уровня.

Все уровнемеры и сигнализатор состоят из ультразвукового преобразователя и электронного модуля. Ультразвуковой преобразователь излучает импульсный сигнал в направлении поверхности рабочей среды. Отраженный сигнал принимается преобразователем и обрабатывается электронным модулем. Электроника измеряет время прохождения импульсных сигналов до поверхности рабочей среды и обратно и вычисляет высоту уровня. Одновременно учитывается поправка на температурную погрешность. Далее в зависимости от модели результаты преобразуются в выходной сигнал 4…20 мА, отображаются на дисплее и (или) передаются по HART-протоколу. В отличие от уровнемеров сигнализатор имеет только релейный выход, «привязанный» к двум контролируемым уровням рабочей среды.

Главное различие между этими версиями уровнемеров состоит в том, что «ТИТАН‑253У» не имеет дисплейного блока показаний измеряемого уровня. Он снабжен светодиодными индикаторами, которые сигнализируют о текущем состоянии уровнемера. Настройка уровнемера осуществляется с помощью нескольких кнопок, находящихся на корпусе. Соответственно стоимость такого уровнемера ниже. Уровнемер «ТИТАН‑270У» (рис. 2) снабжен более совершенной начинкой. Под верхнюю крышку этого прибора можно установить цифровой дисплей, на котором находятся кнопки управления, отображается вся информации об измерениях и текущем состоянии уровнемера. С помощью дисплея и кнопок управления можно войти в хорошо развитое, интуи­тивно понятное меню и выполнить все необходимые настройки уровнемера под конкретную измерительную задачу.

Ris.2.png
 

Рис. 2. Уровнемер ультразвуковой «ТИТАН‑270У» 

«ТИТАН‑270У» может по выбору показывать: высоту уровня в различных единицах длины или единицах объема (включая нефтяные баррели), выходной токовый сигнал 4…20 мА, а также температуру внутри резервуара. Этот уровнемер снабжен дополнительными функциями, в том числе функциями обучения (что позволяет ему не реагировать на ложные эхо-сиг­налы в случае конструктивных пре­пятствий в резервуаре), переключения на разные языки интерфейса, копирования и запоминания эффективных конфигураций под разные условия процесса и многими другими. И наконец, «ТИТАН‑270У» имеет возможность по протоколу HART обмениваться данными с периферийными устройствами.

Компания «Теккноу» предлагает на выбор несколько модификаций уровнемеров «ТИТАН‑270У», различающихся диапазоном измеряемого уровня и размером крепления – резьбо­вого или фланцевого.


Ёмкостные уровнемеры и сигнализаторы уровня

Ёмкостные «ТИТАНЫ» предназначены для измерений и контроля высоты уровня жидкостей и сыпучих веществ. Эти несложные по конструкции и не самые дорогие приборы наиболее востребованы во всех отраслях промышленности. Ёмкостные датчики пригодны не только для контроля уровня, но и для обнаружения жидкости в трубопроводе и других емкостях.

Ris.3.png

Рис. 3. Уровнемер ёмкостный «ТИТАН-136У»

Компания «Теккноу» выпускает несколько моделей ёмкостных «ТИТАНОВ» (табл. 2).

Таблица 2. Модели ёмкостных уровнемеров «ТИТАН»

Tab.2.png

Исполнение:
- N – для взрывобезопасной среды;
- Xi – для взрывоопасной среды;
- NT (XiT) – соответствующие высокотемпературные версии.

Действие ёмкостных уровнемеров основано на изменении электрической емкости, которая образуется между электродом и металлическими стенками резервуара или между двумя электродами сигнализатора, как между двумя металлизированными обкладками конденсатора. При изменении уровня рабочей среды в резервуаре изменяется электрическая емкость конденсатора. Для уровнемера это плавное изменение выходного сигнала, пропорциональное изменению емкости, а для сигнализатора – скачкообразное срабатывание выходного реле, когда уровень среды касается электрода. Применение ёмкостных уровнемеров возможно и в сосудах с неэлектропроводными стенками. Для этого вспомогательный электрод укладывается вертикально вдоль наружной стенки резервуара.

Исключение составляет ёмкостный датчик приближения «ТИТАН‑124Д». Он реагирует на движение жидкости, сыпучих веществ и вязких масс. Его можно использовать для индикации состояния уровня в электрически непроводящих (пластиковых, стеклянных) резервуарах и указателях уровня. Он очень хорошо подходит для индикации утечки жидкостей в улавливающих ваннах, бетонных ямах или прямо на полу.

В зависимости от модели датчика корпус выполняется полностью из нержавеющей стали или из высокопрочного пластика. Электроды из нержавеющей стали могут быть покрыты изоляцией, если прибор предназначен для эксплуатации в электропроводящих или агрессивных рабочих средах.

Более подробно об уровнемерах и сигнализаторах серии «ТИТАН» можно узнать на сайте производителя – компании «Теккноу».

Статья опубликована в журнале «ИСУП», № 5(59)_2015

ЗАО «Теккноу», г. Санкт-Петербург,
тел.: 8 (812) 324-5627,
e‑mail: info@tek-know.ru,