сурет – Автоматтандырудың функционалдық сұлбасы  2.6

35 
Әдетте ақпараттық-өлшеу жүйелері бірнеше өлшеу арналардан 
тұрады, өз кезегінде олар бір қатар тізбектеп қосылған өлшеу құрадардан 
тұрады: датчиктер, нормалаушы түрлендіргіш, екінші реттік аспаптар, 
бақылауыштар және т.с.с. 
Кез-келген өлшеу арнаны (ӨА) 6 суретте көрсетілген құрылымдық 
сұлба 
түрінде ұсынуға болады. 
6 сурет – Х өлшеу параметр арнасының құрылымдық сұлбасы 
мұндағы:ӨҚ №1, ӨҚ №2…ӨҚ №n - өлшеу арнасына кіретін өлшеу 
құралдары; 
Δ1, Δ2… Δn – шығысқа тіркелген ӨҚ қателіктері. 
Өлшенетін технологиялық параметрдің біріншіден датчиктердің өлшеу 
диапазонын есептеу қажет. Кез-келген технологиялық параметрдің өлшену 
диапазоны датчиктің өлшеу диапазонының екінші жартысына, өлшеуіштің 
немесе түрлендіру диапазонының жоғарғы шегіне жақын түсу қажет. Бұл 
ережемен қолданылып, келесіде технологиялық параметрлердің өлшеуіне 
датчиктарды таңдаймыз. 
Таңдаған элементтердің құрылымы бойынша негізгі технологиялық 
параметрлердің өлшеу құрылымдық сұлбасын құрамыз және олардың беріліс 
коэффициентің есептейміз. 
7 суретте кіріс коллекторындағы мұнай эмульсиясының температурасын 
өлшеу құрылымдық сұлбасы берілген: 
7 сурет – Кіріс коллекторындағы мұнай эмульсиясының температурасын 
өлшеу құрылымдық сұлбасы 
Мұнай эмулсиясының температурасы - унифицияланған 4-20мА электр 
сигналы 
бойынша, 
ТСМУ 
кедергі 
түрлендіргішпен 
өлшенеді. 
Унифицияланған электр сигналы әрі қарай S7 331 бақылаушының аналогты 
кіріс EX- модуліне түседі. Өлшеуіш датчиктін жұмыс диапазоны 0-100
0
С 
құрайды. ТСМУ-дің беріліс коэфициенті К
б
=16мА/50
0
С=0,32 мА/
0
С құрайды. 
8 суретте С-0 мұнайгаз сепораторындағы мұнай денгейің өлшеу 
кұрылымдық сұлбасы берілген. 
Х
1
2
n
. . .
ӨҚ №1
ӨҚ №2
ӨҚ №n
Хөлш
Т
1-3
қал
=50
0
С 
Т
аспап
шкала
=0-100
0
С 
гильза 
ТСМУ кедергі 
термотүрлендіргіші 
4-20мА 
S7 331аналогты 
кіріс модулі 

36 
8 сурет – С-0 мұнайгаз сепораторындағы мұнай денгейің өлшеу 
кұрылымдық сұлбасы 
Мұнай деңгейі VEGA фирмасының радарлы деңгей өлшеуіші, 
унифицияланған шығыс электр 4-20 мА сигналды VEGAPULS44 моделді 
аспабымен өлшенеді. Унифицияланған электр сигналы әрі қарай S7 331 
бақылаушының аналогты кіріс EX- модуліне түседі. Өлшеуіш датчиктің 
жұмыс диапазоны 0–15000 мм қурайды. Деңгей датчигінің беріліс 
коэфициенті К
б
=16мА/2000 мм=0,008 мА/мм құрайды. 
9 суретте П-1 және П-2 пештеріне отын газ шығынының өлшеу 
құрылымдық сұлбасы берілген. 
9 сурет – П-1 және П-2 пештеріне отын газ шығынының өлшеу құрылымдық 
сұлбасы 
П-1 және П-2 пештеріне газ шығыны – «Сибнефтеавтоматика» 
фирмасының 0-444 Гц санды-импульсті шығыстық сигналы бар ДРГ.М 
моделді, датчикпен өлшенеді. Санды импульсты сигнал, әрі қарай S7 321 
бақылаушының EX- модулінің дискретті модуліне түседі. Өлшеуіш датчиктің 
жұмыс диапазоны Q=20-400 м3/сағ құрайды. Шығын датчигінің беріліс 
коэфициенті К
б
=444Гц/202 м3/сағ =2,2 Гц•сағ /м3 құрайды. 
10 суретінде АСБҚ-1-ге баратын мұнай ылғалдылығын өлшеу 
құрылымдық сұлбасы берілген. 
10 сурет – АСБҚ-1-ге баратын мұнай ылғалдылығын өлшеу құрылымдық 
сұлбасы 
Мұнай ылғалдығы - «Сибнефтегаз» фирмасының ВСН моделді, 
өңделмеген мұнай ылғалөлшеуішпен өлшенеді. Датчик шығыс электрлік 0-30 
В сигналды бірінші реттік түрлендіргіштен тұрады. Әрі қарай 4-20 мА 
электірлік шығыс сигналды өндеу блогіна түседі. Одан кейін S7 331 
бақылаушының EX модулінің аналогті кірісіне түседі. Өлшеуіш датчиктің 
жұмыс диапазоны 0-100% құрайды. Ылғал өлшеуіштің беріліс коэфициенті
L
2-3
қал
=2000 мм 
L
аспап
шкала
=0-15 м 
фланец 
VEGAPULS44 
моделді радарлы 
денгей өлшеуіш 
4-20мА 
S7 331аналогты 
кіріс модулі 
F
4-10
қал
=202 
м
3
/час 
F
аспап
шкала
=20-
400м/ч 
ДРГ.М шығын датчигі 
0-444 Гц 
S7 321 дискретті 
кіріс модулі
М
4-14
қал
=0-30 % 
М
аспап
шкала
=0-100 % 
Бірінші реттік 
түрлендіргіш 
ВСН өңдеу 
блогы 
4-20мА 
S7 331 
аналогты 
кіріс 
модулі 
0-30В 

37 
К
б
БТ
=30 В/30 %=1 В/%; 
К
б
=16 мА/ 1 В/%= 16 мА*%/В тең. 
11 суретте кіріс коллекторындағы мұнай қысымын өлшеу құрылымдық 
сұлбасы берілген.
11 сурет – Кіріс коллекторындағы мұнай қысымын өлшеу құрылымдық 
сұлбасы
Метрология бөлімінің есебі: 
Штуцер – мұнай қысымын өлшейтін бірінші реттік түрлендіргіш.
Таңдалған датчиктің сипаттамасы: SITRANS P артық қысым датчигі, 
MK II сериясы агрессивті және агрессивті емес газдардың, бу мен 
сұйықтықтардың артық қысымын өлшейді. Ол ықшам конструкциясы бар дәл 
және сенімді қысымды өлшеу түрлендіргіші болып есептелінеді. SITRANS P 
артық қысымды екінші түрлендіргіш – сенсор қысым , қысым мәнін 
унифицияланған электрлік 4-20мА интерфейсті сигналына түрлендіреді. 
Унифицияланған электрлік сигнал әрі қарай S7 331 бақылаушының EX-
модулінің аналогты кірісіне түседі.
 
12 сурет – SITRANS P артық қысым датчигі 
Өлшеу датчигінің жұмыс диапазоны 0-1, 0 МПа құрайды. Артық қысым 
датчигінің берілу коэффициенті Кб=16мА/0,25 МПа=64 мА/Мпа құрайды 
Артықшылықтары
– сенімді және ықшам дизайн
– жоғары өлшеу дәлдігі –
– сипаттамалардың қателігі ≤ 0,25 %
– өлшеу диапазоны 0-1,0 МПа.
– ATEX және FM/CSA бойынша ЕХ-қорғау
Қолдану аясы MK II сериялы SITRANS P қысымын өлшеу 
түрлендіргіштері негізінен келесі салаларда қолданылады:
– химия
– мұнай химиясы
– энергетика
– фармацевтика
Р
1-7
қал
=0,25МПа 
Р
аспап
шкала
=0-1,0МПа 
штуцер 
STRANS P артық 
қысымды өлшеу 
датчигі 
4-20мА 
S7 331аналогты 
кіріс модулі 

38 
Конструкциясы:
Тапсырыс талаптарына байланысты аспап әр түрлі компоненттерден 
тұрады. Орындау мүмкін нұсқаларын тапсырыс бойынша нұсқаулардан 
каралады. Төменде сипатталған компоненттер барлық аспаптар үшін бірдей. 
Корпустағы бүйірден басқалардың арасында тапсырыс нөмірі бар типтік 
табличка болады. Көрсетілген нөмір және Тапсырыс бойынша нұсқаулардағы 
деректер арқылы конструкцияның тірек бөлшектерін және өлшеудің ықтимал 
диапазонын анықтауға болады (кіріктірілген сенсорлық элементтің физикалық 
қасиеттері). 
Керісінше, рұқсаты бар тақтайша бар. Корпус алюминий қысыммен құю 
және тот баспайтын дәл құюдан тұрады. Корпустың алдыңғы және артқы 
жағында бір алынбалы-салынбалы дөңгелек қақпақтан тұрады. Параметр 
ретінде қысым өлшеуіш түрлендіргіш аналогтық индикатормен жабдықталуы 
мүмкін. Сол жақ немесе оң жақ бүйірінен электр қосылымына арналған 
жертөле болады. Қарсы жағындағы тиісті іске қосылмаған тесік бітеуішпен 
жабылған. Корпустың артқы жағында жерге тұйықтау кабелінің қосылуы 
болады. Артқы қақпақты алғаннан кейін қуат және экран үшін электр 
қосылымдарына кіру мүмкіндігі ашылады. Корпустың төменгі жағында өлшеу 
процесске қосылған ұяшық болады. Өлшеу ұяшығы бұраудан тоқтатқыш 
винтпен бекітілген.
Жұмыс істеу принципі:
Бөлгіш мембрана және толтырғыш сұйықтық арқылы қысым кремнийлі 
қысым сенсорына беріледі және мембрана ауытқиды. Бұл ретте көпірлі схема 
бойынша өлшеуіш мембранаға орнатылған пьезо-кедергінің төрт мөлшері сол 
арқылы кедергінің шамасын өзгертеді. Кедергінің бұл өзгеруі кіріс қысымына 
пропорционалды көпірлік Шығыс кернеуін тудырады, ол өлшеуіш 
күшейткіште күшейтіледі және 4-тен 20 мА-ға дейін шығыс тогына 
түрлендіріледі. Өлшеу интервалдары ≤ 63 бар қысымды өлшеу 
түрлендіргіштері атмосфералық қысымға қатысты кіріс қысымын өлшейді, 
160 бар өлшеу интервалы бар қысымды өлшеу түрлендіргіштері - вакуумға 
қатысты.
Датчикті таңдау негіздемесі: кез келген технологиялық параметрді 
өлшеу диапазоны датчикті өлшеу диапазонының екінші жартысына, 
өлшеуіштің жоғарғы шекарасына немесе түрлендіру диапазонына жақындауы 
тиіс. Осыған сәйкес, 0,25 МПа жұмыс диапазоны 0-1,0 МПа өлшеу үшін 
SITRANS P артық қысым датчигі таңдалды. 
Өлшенетін параметр: қысым
Номиналды мәні: 0,25 МПа
 
Өлшеудің рұқсат етілген қателігін және сыртқы температураның әсерін 
ескере отырып, пайдалану жағдайында датчиктің қателігін есептеу. 
Өлшеу құралының қателігі негізгі және қосымша қателіктердің сомасы 
ретінде есептеледі: 
δ
датчик 
= δ
рұқсат етілген 
+ δ
қосымша
(6) 

39 
Датчиктің рұқсат етілген қателігі сипаттамаларда берілген:
δ
рұқсат етілген
= 0,25%.
(7) 
Диапазон үшін температураның қосымша қателігі -10 ÷ +60
℃
. Ол мына 
формула бойынша есептеледі:
δ
қосымша
= 0,6∙r + 0,6, (8) 
мұндағы: r - өлшеу интервалдарының қатынасы (r = макс.өлшеу 
интервалы/белгіленген өлшеу интервалы). 
δ
қосымша
=
0,6 ∙
1МПа
0,25МПа
+ 0,6 = 3%.
Датчиктің қателігі мынаған тең: 
δ
датчик
=
0,25% + 3% = 3,25%
.
Өлшеу нәтижесін дөңгелектеп жазу: 
 
∆ = 
δ
датчик
∙ Xi
100%
, (9) 
мұндағы: X
i
- қысымның өлшенген мәні. 
∆ = 
3,25% ∙ 0,25 МПа
100%
= 0,008125 МПа
.
Өлшеу нәтижесі: 
P = 
(
0,25 ± 0,008125
)
МПа = (
(
0,250 ± 0,008
)
МПа.
 
Автоматты басқару теориясы бөлімінің есебі:
 
С-0 мұңайгаз сепораторына арналған автоматы реттеу жүйесінің 
құрылым сұлбасын келесі мәліметтер бойынша құрастырамын:
– С-0 сепораторындағы L
2-3
мұңай денгейін δ= ±20 мм.с.денг. рұқсат 
етілген қателікпен А
1
реттегіш қақпаға әсер ету жолымен тұрақтандыру; 
– С-0 сепараторындағы L
2-4 
фазалар айырым деңгейін δ= ±25 мм.с.денг. 
рұқсат етілген қателікпен, Д2/1…Д2/3 сорғыштарға жилікті түрлендіргішпен, 
әсер ету жолымен тұрақтандыру; 
– С-0 сепараторындағы Р
2-1
қысымның берілген мәнін, δ=0 статикалық 
қателіксіз А
4
реттегіш қақпаға әсер ету жолымен тұрақтандыру. 
Жоғарыда қисынға келген автоматы реттеу тапсырмасының 
баяндауымен, келтірген АР жүйесінің құрылым сұлбасы, келесі типтік реттеу 

40 
заңдарын пайдалануымен іске асырылады. 
– Р
2-1
берілген мәнін тұрақтандыру нобайын ПИД- реттегішті 
пайдалануымен іске асады. Оның беріліс функциясы келесідей: 
W
(
p
)
= K
P
+
1
T
И
∙
p
(10) 
– L
2-3
, L
2-4
берілген мәнін тұрақтандыру нобайы П-реттегішті 
пайдалануымен іске асады. Оның беріліс функциясы келесідей: 
W
(
p
)
=
K
p
(11) 
Кеңейтілген АФС аналитикалық әдіспен мұнай денгейінің ПИД- 
реттегішінің күйге келтіруінің оптималды параметрлерін есептеймін. 
Тербермелік дәрежесі m=0,366 және оған сәйкес сөну дәрежесі бойынша 
орнықтылық қорын алынамыз: 
ψ=1
-
e
-πm
=
1
-
e
-2∙3.14∙0.366
≈
0,9 (12) 
Жүйедегі өтпелі процесс сөну дәрежесі берілгеннен төмен құраушылары 
болмайды, егер келесі шарт орындалатын болса:
W(m,iω)
O
∙W(m,iω)
p
=
1, (13) 
мұндағы: 

жүктеу 1,46 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: