Журнал «ИСУП». (Информатизация и системы управления в промышленности)
ИТ, КИПиА, метрология, АСУ ТП, энергетика, АСКУЭ, промышленный интернет, контроллеры, экология, электротехника, автоматизации в промышленности, испытательные системы, промышленная безопасность

Средства бесконтактной термометрии НПП «ТестЭлектро»

В статье представлены пирометрическая система температурного контроля «Зной» и модули мнемосхем «КРУ/КСО-Мнемо», позволяющие измерять температуру без прямого контакта с контролируемой поверхностью и тем самым осуществлять мониторинг объектов энергетики.

НПП «ТестЭлектро», г. Самара

TestElektro.png

скачать pdf >>

В энергетике, промышленности, строительстве, бы­ту и других сферах востребованы средства бесконтактной термометрии, которые позволяют контролировать температуру оборудования, технологических процессов, человеческого те­ла и других объектов без непосредственного контакта датчика с подконтрольной областью. В частности, в сфере энергетики в таких средствах контроля нуждаются распределительные устройства, где необходимо вести постоянный мониторинг температуры главных цепей – контактов и соединений, находящихся под напряжением. Выход температуры за установленные пределы – четкий признак, указывающий на неполадки оборудования.

Для создания средств бесконтактной термометрии сегодня используют разные технологии, но в первую очередь – датчики инфракрасного излучения, на ба­зе которых изготавливаются пирометры – устройства для бесконтактного измерения температуры тел. В зависимости от конкретных задач применяются различные по сложности конструкции и стоимости пирометрические системы. В статье мы представим решения для бесконтактного измерения температуры с разным набором функций и рассчитанные на разный бюджет. Объединяет их производитель – компания «ТестЭлектро» (г. Самара), разработчик электронных устройств для электроэнергетики.


Пирометрическая система «Зной»

Систему бесконтактного температурного контроля (СБТК) «Зной» можно считать базовым и наиболее бюджетным решением для бесконтактного измерения температуры. Как правило, она служит в распределительных шкафах КРУ, КСО, но также может применяться в различных промышленных электроустановках для осуществления непрерывного и многоканального контроля температур поверхностных зон материалов, конструктивных элементов и деталей.

Система состоит из двух основных компонентов: инфракрасных датчиков и модуля температурного контроля, конструктивно выполненных в разных корпусах. Датчики, количество которых определяется для каждого объекта индивидуально, устанавливаются напротив тех узлов, которые необходимо контролировать, и подключаются к модулю последовательно по одному кабелю – шлейфом. Добавим, что каждый такой датчик может быть опционально оборудован лазерным указателем центра измеряемого пятна, что позволит провести установку более точно.

Модуль температурного контроля – это устройство-сигнализатор с тремя выходами «сухой контакт». Первый выход служит для сигнализации о наличии связи с датчиками (с помощью индикатора на корпусе устройства). Второй и третий используются для подключения к внешним устройствам, на которые при нарушении пороговых значений с помощью ре­ле подается сигнал для диспетчера. Модуль температурного контроля имеет прочный металлический корпус с нижним и верхним подсоединениями внешних проводников, снабженный кронштейном для крепления на DIN-рейку. Также он поддерживает подключение дополнительных внешних устройств по интерфейсу RS-485, что позволяет передавать информацию по протоколу Modbus в систему мониторинга.

С помощью пирометрической системы «Зной» в непрерывном режиме осуществляется бесконтактное измерение температуры важных зон главных цепей распределительного устройства – контактов высоковольтного выключателя или разъединителя, соединений сборных шин, места соединения и оконцевания кабельных муфт.

В целом, как можно заключить из сказанного, система «Зной» – это, несомненно, бюджетное, а также популярное у пользователей решение, которое, однако, обладает несколько ограниченной функциональностью. Так, ее возможности человеко-машинного интерфейса минимальны – нет экрана, из-за чего пользователь видит только индикацию и (или) получает сигнал, который может спровоцировать любой из подключенных датчиков, без возможности увидеть более подробные данные с числовыми значениями (градусы, номер прибора и т. д.) и сразу определить, в каком шкафу произошел сбой. Разработчики прекрасно понимают, что такое техническое решение сегодня начинает устаревать, поэтому планируют в ближайшем будущем снабдить модуль системы «Зной» экраном и дополнительными интерфейсами передачи данных, после че­го применять данную системы в самых разных сферах станет гораздо проще и удобней. В более отдаленных планах – применение в системе «Зной» технического тепловизора.

Сегодня же для контроля объектов энергетики рекомендуется применять модули индикации «КРУ/КСО-Мнемо», которые то­же способны контролировать температуру удаленно, но при этом представляют собой устройство человеко-машинного интерфейса, что делает их удобными и практичными. К ним мы сейчас и перейдем.


Модули «КРУ/КСО-Мнемо»

Модули «КРУ-Мнемо» и «КСО-Мнемо» предназначены для отображения положения основных аппаратов главной электрической це­пи: комплектно-распределительных устройств (КРУ) и камер сборных одностороннего обслуживания (КСО). На встроенном информационном дисплее отображается изменение положения или состояния аппаратов (включение, отключение, перевод выкатного элемента из контрольного положения в рабочее), причем для этого используются мнемосхемы, раскрывающие внутреннюю логику КРУ и КСО.

Модули «КРУ/КСО-Мнемо» представляют собой универсальный инструмент для оперативного определения состояния элементов главной электрической це­пи в распределительных устройствах 6(10)–35 кВ. К их преимуществам относятся: низкая потребляемая мощность индикаторов, универсальная система питания для постоянного и переменного напряжения, низкая рабочая температура. С помощью тех же инфракрасных датчиков они осуществляют дистанционное измерение температуры поверхности важных узлов, сразу отображая измеренные значения на экране, что очень важно для диагностики. Если вдруг произошел какой-то непредвиденный сбой, например оторвался кабель от датчика, то на дисплее сразу видно, где это произошло.


Правильная установка инфракрасных датчиков

Отдельно необходимо сказать о правильной установке датчиков и подготовке системы к работе. Поскольку разные материалы обладают разными коэффициентами теплоизлучения, для точного измерения температуры нужно установить в меню системы коэффициент в соответствии с типом поверхности либо покрыть область на поверхности измерения слоем эмали черного цвета.

На металлическую поверхность зоны мониторинга надо нанести полимерное покрытие – для этого подойдет термоусадочная трубка, термостойкая краска (термостойкая эмаль CERTA) или тефлоновая пленка (например, NITOFLON 973 UL-S). Следует заметить, что измеряемые зоны могут иметь трехмерную объемную поверхность, и поэтому достоверность результатов обеспечивается лишь при условии покрытия поверхности, а также при соблюдении определенного расстояния от датчика до поверхности (в зависимости от оптических показателей применяемого датчика). Датчик может устанавливаться под углом до 30 градусов между измерительной осью и поверхностью. В этом случае, чтобы правильно рассчитать расстояние между датчиком и поверхностью, следует учесть, что измерительное пятно будет эллиптической формы, а кривизна эллипса зависит от угла. Поэтому при проектировании рекомендуется выяснить, умещается ли при этом эллиптическое пятно на поверхности мониторинга.

Модули достаточно сильно отличаются друг от друга. Каждый имеет индивидуальный набор функций и компонентов, в зависимости от которых формируется конечная це­на устройства. Заказчик может выбрать именно ту модель, которая соответствует его производственным и финансовым ожиданиям.


Сравнение модулей «КРУ/КСО-Мнемо»

«КРУ/КСО-Мнемо-2» – модель с самым высококачественным и технологичным монитором, имеющим беспрецедентно долгий срок службы. Характеристики:
- вакуумно-флуоресцентный дисплей японского производителя Futaba с высокой контрастностью и широким углом обзора;
- рабочий диапазон температур от –40 °C;
- встроенный интерфейс RS-485 c поддержкой протокола Modbus (опционально);
- система контроля и индикации наличия напряжения на главных шинах распредустройства (опционально).

«КРУ/КСО-Мнемо-3» (рис. 1) – самая функциональная и дорогая модель линейки. Характеристики:
- 7-дюймовый TFT-дисплей промышленного исполнения;
- графический 3D-дизайн рабочей зоны;
- поддержка полной сетки схем на одном модуле с возможностью быстрого выбора нужной схемы без перепрограммирования;
- встроенный многоканальный контроль температуры шин и присоединений с помощью бесконтактных датчиков ДТП-300;
- контроль и индикация наличия напряжения на главных шинах распредустройства;
- встроенный интерфейс RS-485 c поддержкой протокола Modbus.

«КРУ/КСО-Мнемо-4» – аналог исполнения 2, но более компактный и дешевый. Характеристики:
- компактная модель с новейшим OLED-дисплеем сверхвысокой контрастности с углом обзора 160 градусов;
- повышенная энергоэффективность;
- диапазон рабочих температур от –30 °C;
- встроенный интерфейс RS-485 c поддержкой протокола Modbus (опционально);
- организация резервного автономного питания (опционально);
- система контроля и индикации наличия напряжения на главных шинах распредустройства (опционально).

«КРУ/КСО-Мнемо-5» – более маленький и бюджетный аналог многофункциональной модели 3. Характеристики:
- компактные размеры;
- отображение изменения положения или состояния аппаратов;
- полноцветный промышленный TFT-дисплей высокого разрешения;
- графический 3D-дизайн рабочей зоны;
- полный набор интерфейсов на борту для поддержки всех опций;
- конфигурирование с помощью USB.

«КРУ/КСО-Мнемо-7» – бюджетная современная замена указателей лампового ти­па с оптимизированной мнемосхемой. Самое дешевое исполнение из всех моделей линейки, в первую очередь – устройство визуализации. Характеристики:
- размер экрана по диагонали составляет 7,8 дюйма;
- выделение цветом элементов главной цепи по ГОСТ;
- большая информативность и широкий угол обзора;
- низкое потребление электроэнергии в сочетании с широким диапазоном входного напряжения;
- высокая контрастность и яркость;
- промышленный температурный диапазон;
- влияние механических внешних воздействующих факторов соответствует группе механического исполнения М6 и выше;
- увеличенный срок службы – более 30 лет;
- полноценная альтернатива существующим схемным решениям бюджетных активных мнемосхем.

Надо отметить, что не все из модулей мнемосхем поддерживают подключение датчиков температуры, а только второе, третье, четвертое и пятое исполнения. Исполнению 7 оставили лишь самые необходимые функции, чтобы максимально снизить стоимость изделия. За­то исполнения 3 и 5 – это полноценные современные решения для измерения температур бесконтактным способом, к настоящему времени для них разработаны специальные новые бесконтактные датчики МТП-640 (рис. 1).

Ris_1.jpg

Рис. 1. «КРУ/КСО-Мнемо» и зональный датчик МТП-640

В скором времени разработчики планируют создать модуль мнемосхем с тепловизором. «Этот тепловизор, конечно, будет бюджетным, скорей всего, с разрешением 32 × 32 точки, чтобы не увеличивать це­ну устройства, – объясняет Виталий Шепелев, технический директор НПП «Тест­Электро». – Но больше и не на­до. Размер зон мониторинга на токоведущих цепях позволяет применить матрицу с низким разрешением. Например, при установке датчика на расстоянии 300 мм от токоведущих шин размер одной точки (одного пикселя) будет равен 20 × 20 мм, таким образом, при размере токоведущей части не менее 20 × 20 мм один пиксель гарантированно умещается на токоведущей части, а далее – де­ло математики и встроенного ПО, позволяющего идентифицировать зо­ну перегрева. Я думаю, что это решение будет реализовано к концу следующего го­да вместе с установкой нового, более сильного датчика МТП 640».

Опубликовано_в журнале ИСУП № 5(95)_2021

НПП «ТестЭлектро», г. Самара,
тел.: +7 (846) 950-0101,
e-mail: pochta@testelektro.ru,
сайт: testelektro.ru


Реклама. ООО «НПО РИЗУР»   ИНН 6234114269  LjN8KASZz

Реклама. ООО «НПО РИЗУР»   ИНН 6234114269  LjN8KASZz