В.А. Старовойтов Местный и дистанционный контроль уровня жидкости. Эра дистанционного контроля оборудования становится реальностью

Рабочий процесс требует дисциплины и порядка. Но как контролировать рабочий персонал без нарушения личностных границ, не распугивать сотрудников и получить пользу?

В этой статье попробуем разобраться: какие проблемы возникают у руководителей при отсутствии контроля, как контролировать сотрудников и какие при этом ошибки совершают руководители.

1. Отсутствие контроля

Проблемы, которые возникают у компании при отсутствии контроля:

  • Опоздания на работу; частые перекуры и чаепития;
  • Некачественное выполнение работы;
  • Сотрудники срывают сроки выполнения работы;
  • Низкая продуктивность работы, как одного сотрудника, так и всего персонала;
  • Отсутствие четкого распорядка дня – рабочее время, обед, конференции, собрания.

2. Как контролировать сотрудников

Выделяем три распространенных метода контроля за сотрудниками:

  • Журналы учета
  • Видеонаблюдение
  • Программы контроля

Журналы учета

Простой и недорогой метод контроля. Как он работает: ведется журнал, в котором отмечается время прихода и ухода сотрудника. С помощью этого метода контроля руководитель получает информацию о том, опаздывает работник или нет, как часто покидает рабочее место по личным делам и когда уходит с работы. Минус такого метода контроля в том, что руководитель не сможет знать занимается ли он решением задач в рабочее время.

Видеонаблюдение

Распространенный прием контроля персонала. Как он работает: видеокамера фиксирует приход и уход сотрудника, пребывание в офисе и на своем рабочем месте. Но этот метод не будет работать эффективно, если сотрудник работает за компьютером. Камера не сможет зафиксировать занят он рабочими задачами, чтением новостей или раскладыванием пасьянса.

Программы дистанционного контроля

Популярный способ контроля. Плюс таких программ в том, что они устанавливаются на рабочие компьютеры, фиксируют всю рабочую и нерабочую информацию и передает её руководителю. Такой вид контроля помогает получить сведения о том, когда сотрудник присутствует/отсутствует на работе, чем он занят, какие задачи решает и сколько времени уходит на его перерывы и кофе.

3. Ошибки контроля персонала, которые допускают руководители

Выбранный руководителем метод контроля при неправильном подходе может привести к негативным последствиям.

Четыре классические ошибки контроля, которые допускают руководители:

  • Непонятный контроль. Руководитель проверяет своих подчиненных, но совершенно не понимает содержания рабочего процесса.

Например, менеджер не сможет контролировать технический процесс самостоятельно, юрист не сможет проверить работу бухгалтера, а программист – деятельность редактора. В таком случае лучше доверить контроль специалисту в этой сфере.

  • Контроль, который переходит в конфликтные ситуации. Руководитель контролирует процесс, но замечает лишь ошибки работника и при первой возможности указываете ему на них? Ни один нормальный человек не выдержит, если вы будете его только «шпынять». Контроль должен быть системным, а не пугающим и угнетающим.
  • Скрытый контроль, который переходит в явный при обнаружении нарушений. Если руководитель устанавливает систему контроля скрытно, то не стоит при первой же ошибке «выскакивать из-за кустов» с криком «Ага!!! Попался!». Такие «выскакивания» могут только усилить негативную реакцию сотрудника и целого коллектива. Узнав о скрытой слежке работники и так будут переживать и стараться сделать работу качественно. А если руководитель заметил вопиющие нарушения в работе, можно всегда это обсудить.
  • Формальный контроль – это контроль без конкретных действий и требований к работнику.

Например, когда руководитель отдела поручает задание менеджеру и говорит «Смотри у меня, я все проконтролирую», но на практике ничего не делает. Тогда менеджер понимает, что его работу не проверяют и можно схалтурить. Такой недоконтроль негативно сказывается на работе не только отдела, но и всей компании.

Вывод

Правильная организация контроля за сотрудниками позволит решить проблемы с дисциплиной, выявить изъяны в рабочем процессе и настроить коллектив на продуктивную работу.

Министерство образования Российской Федерации Кузбасский государственный технический университет Кафедра электропривода и автоматизации

МЕСТНЫЙ И ДИСТАНЦИОННЫЙ КОНТРОЛЬ УРОВНЯ ЖИДКОСТИ

Методические указания к лабораторной работе по курсу «Технические средства автоматизации»

для студентов направления 551800

Составитель В.А. Старовойтов Утверждены на заседании кафедры Протокол № 3 от 30 марта 1999 г. Рекомендованы к печати методической комиссией по направлению 551800 Протокол № 2 от 24 сентября 1999 г. Электронная копия находится в библиотеке главного корпуса КузГТУ

Кемерово 2000

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучение методов и принципов действия устройств для измерения уровня жидкостей, а также приобретение навыков в определении уровня имеющимися на стенде приборами.

2.1. Ознакомление с измерительными устройствами, преобразователями и приборами, установленными на стенде.

2.2. Заполняя последовательно резервуар водой и затем сливая ее, произвести 5-6 измерений уровня с помощью всех предназначенных для этого технических средств.

2.3. Оценить точность измерений, считая измерения, произведенные мерной линейкой, образцовыми.

2.4. Представить данные для тарировки шкал измерительных приборов в единицах уровня.

3. УКАЗАНИЯ К ОТЧЕТУ

Поскольку работа предполагает одновременное участие 2-3 студентов, составляется один (общий) отчет с указанием названия работы, цели ее проведения и фамилий участников. Кроме того он должен содержать необходимые экспериментальные и расчетные данные.

4. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Значительная часть объектов управления, в качестве которых можно рассматривать разнообразные конструкции машин и аппаратов, требует постоянного контроля или оперативного регулирования уровня жидких сред, находящихся в них.

Устройства для измерения уровня жидкостей называют уровнемерами. Выбор метода измерения и типа уровнемера в каждом конкретном случае определяется условиями его работы и назначением.

Для измерения уровня жидкости наибольшее распространение получили указательные стекла, поплавковые, гидростатические, электрические, ультразвуковые и акустические уровнемеры.

В настоящей работе используются первые четыре из вышеуказанных типов уровнемеров.

Работа указательных стекол для жидкостей основана на принципе сообщающихся сосудов. Указательное стекло соединяют с сосудом нижним концом (для открытых сосудов) или обоими концами (для сосудов с избыточным давлением или разрежением). Наблюдая за положением уровня жидкости в стеклянной трубке, можно судить об изменении уровня в сосуде.

Указательные стекла снабжают вентилями или кранами для отключения их от сосуда и для продувки системы. В арматуру указательных стекол сосудов, работающих под давлением, обычно вводят предохранительные устройства, автоматически закрывающие каналы в головках при случайной поломке стекла.

Существуют

зательные

ходящего (рис. 1 а) и

отраженного (рис. 1 б)

Указательное

отраженного

представляет

ную пластину, на по-

верхности которой, об-

ращенной

жидкости,

вой области и проходят внутрь в область заполнения жидкостью. При этом часть стекла, соприкасающегося с жидкостью, кажется темной, а часть стекла, соприкасающегося с парами или газом, - серебристобелой. Плоские указательные стекла рассчитаны на давление до 2,94 МПа и температуру до 300 °С.

В поплавковых уровнемерах перемещение поплавка на поверхности жидкости передается на показывающее устройство или преобразователь для преобразования перемещения или силы в выходной сигнал.

На рис.2 показано простейшее уст-

ройство с поплавком постоянного погру-

жения (x = const ).

Поплавок 1 подвешен на

гибком тросе, перекинутом через ролики 2.

На другом конце троса укреплен груз 3 для

поддержания постоянного натяжения тро-

са. На тросе закреплена стрелка, показы-

вающая на шкале 4 уровень жидкости. Та-

ким простым устройством можно измерять

уровень с достаточной для большинства

2. Схема про-

случаев точностью.

стейшего

поплавкового

Недостатки

простого поплавкового

уровнемера - перевернутая шкала (с ну-

измерителя уровня

лем у верхнего края бака), погрешность из-

за изменения силы, натягивающей трос (при подъеме уровня к силе тяжести противовеса добавляется сила тяжести троса). В более сложных конструкциях эти недостатки устранены .

Широкое распространение, и особенно для герметичных аппаратов, работающих при больших давлениях, получили поплавковые уровнемеры переменного погружения, называемые также буйковыми из-за специфической формы поплавка (отклонение диска к диаметру более трех при длине цилиндра до 1,6 м).

На рис. 3 приведена схема перемещения цилиндрического поплавка переменного погружения.

Для положения, показанного на рис. 3 а, условие равновесия по-

где S - площадь поперечного сечения поплавка;ρ п - плотность материала поплавка;g - ускорение свободного падения;Z - жесткость пружины.

Для положения, показанного на рис 3 б, условие равновесия имеет

После вычитания из уравнения (1) уравнения (2) получим

(Н - х) Sρ g = LZ - (L - х) Z,

Из выражения (3) следует, что перемещение поплавка пропорционально изменению уровня жидкости; коэффициент пропорциональности меньше единицы (равен единице при Z = 0) и зависит от жесткости пружины. С увеличением жесткости пружины относительное перемещение поплавка снижается.

Для дистанционного измерения уровня жидкости применяют буйковые уровнемеры с унифицированными выходными сигналами постоянного тока 0-5 и 0-20 мА (типа УБ-Э) или давления воздуха 0,002-0,1 МПа (тип УБ-П) . Для преобразования перемещения буйка в унифицированный электрический или пневматический сигналы используют преобразователи, аналогичные рассмотренным в книгах

На рис. 4 показана схема поплавкового (буйкового) уровнемера с пневматической передачей показаний на расстояние. Уровнемер при-

соединяют к объекту с помощью фланцев. Поплавок 1 подвешен к рычагу 2, на конце которого находится уравновешивающий груз 3. Этим грузом уравновешивается начальная сила тяжести поплавка, когда

жидкости в резервуаре нет (Н = 0 иρ вых = 0,1 МПа). Функции первичного преобразователя выполняют сопло 5 и заслонка 6. Сильфон 4 реа-

лизует обратную связь.

Для уровнемеров с пневматическим выходным сигналом применяют любые вторичные приборы, имеющие диапазон измерения

0,02-0,1 МПа.

Уровнемеры типа УБ-Э могут работать в комплекте с любыми миллиамперметрами. Недостатки поплавковых уровнемеров: большая металлоемкость, недостаточные надежность и точность из-за наличия кинематических узлов.

В гидростатических уровнемерахизмерение уровня жидкости сводится к измерению давления, создаваемого столбом жидкости, т.е. Р = Ηρ g. Существуют гидростатические уровнемеры с непрерывной продувкой воздуха или газа (пьезометрические уровнемеры) и с непосредственным измерением столба жидкости как с помощью дифференциальных манометров , так и с помощью разработанных в последнее время преобразователей типа «Сапфир22ДГ» .

Пьезометрические уровнемеры (рис. 5) применяют для измерения самых разнообразных, в том числе агрессивных и вязких, жидкостей в открытых резервуарах и в сосудах под давлением. Сжатый воздух или газ, пройдя дроссель 1 и ротаметр 2, попадает в пьезометрическую трубку 3, находящуюся в резервуаре. Давление воздуха (газа), измеряемое манометром 4, характеризует положение уровня жидкости в резервуаре. С начала подачи воздуха давление будет повышаться до тех пор, пока не станет равным давлению столба жидкости высотой Н. В момент выравнивания этих давлений из трубки в жидкость начнет выходить воздух, расход которого регулируют так, чтобы он пробулькивал отдельными пузырьками (примерно один пузырек в секунду). Расход воздуха устанавливают регулируемым дросселем 1 и контролируют ротаметром 2.

При измерении уровня жидкостей следует учитывать возможность образования при определенных условиях статического электричества. В связи с этим при контроле легковоспламеняющихся и взрывоопасных жидкостей (сероуглерода, бензола, масел и др.) в качестве сжатого газа применяют двуокись углерода, азот, дымовые газы или устанавливают специальные пьезометрические уровнемеры.

Другим видом гидростатических уровнемеров является дифманометр любой системы, измеряющий давление столба жидкости в сосуде. Дифманометрами можно измерять уровень в открытых и закрытых сосудах, т. е. в сосудах, находящихся под давлением и разрежением. На рис. 6 a показана схема при измерении уровня в открытом резервуаре и установке дифманометра ниже дна резервуара.

При использовании дифманометров для измерения уровня обязательно устанавливают уравнительный сосуд, наполненный до определенного уровня жидкостью, находящейся в резервуаре. Назначение уравнительного сосуда - обеспечение постоянного столба жидкости в одном из колен дифманометра. Высота столба жидкости во втором колене дифманометра меняется с изменением уровня в резервуаре. Каждому значению уровня в резервуаре соответствует определенный пере-

пад давлений, что позволяет по величине перепада, показываемого дифманометром, судить об уровне жидкости в резервуаре.

На рис. 6 б показана схема измерения уровня жидкости в резервуаре, находящемся под давлением, при установке дифманометра ниже резервуара. В этом случае уравнительный сосуд устанавливают на высоте максимального уровня и соединяют с контролируемым резервуаром.

В рассмотренных выше схемах гидростатических уровнемеров для измерения давления или перепада давлений можно использовать бесшкальные измерительные преобразователи, имеющие на выходе унифицированные пневматические или электрические сигналы, что позволяет обеспечить дистанционный контроль и управление.

В этом плане весьма перспективны измерительные преобразователи унифицированной системы типа «Сапфир-22» и преобразователь гидростатического давления (уровня) «Сапфир-22ДГ» (рис. 7), в частности. Все преобразователи системы состоят из измерительного блока

и электронного устройства, а «Сапфир-22ДГ» отличается от других

лишь наличием фланца

с «открытой» мембра-

ной для монтажа непо-

средственно

технологического

зервуара . Из-

мерительный блок соб-

ран на основании 1 с

фланцем 2.

Внутренняя

полость 3, ограниченная

двумя мембранами 4 и

тензопреобразователем,

заполнена

кремнийор-

ганической

жидкостью.

Тензопреобразователь

представляет собой фи-

гурную металлическую

Рис. 7. Схема преобразователя гидростати-

мембрану 5 с закреп-

ленной на ее поверхно-

ческого давления (уровня) «Сапфир-22ДГ»

сти пластиной из моно-

кристаллического сапфира с кремниевыми пленочными тензорезисто-

рами 6. Измеряемый параметр (в нашем случае столб жидкости) воздействует на мембрану 4 со знаком «+» и прогибает ее. При этом происходит перемещение связанных с мембраной штока 7 и тяги 8, а также деформация тензорезисторов.

Таким образом, в измерительном блоке измеряемый параметр линейно преобразуется в изменение электрического сопротивления тензорезисторов тензопреобразователя, а электронное устройство преобразователя преобразует его в унифицированный токовый выходной сигнал (0-5; 0-20 или 4-20 мА).

В электрических уровнемерах изменение уровня жидкости преобразуется в какой-либо электрический сигнал. Из электрических уровнемеров наиболее распространены емкостные и омические. В емкостных уровнемерах используются диэлектрические свойства контролируемых сред, в омических - свойство контролируемой среды проводить электрический ток.

Преобразователь емкостного уровнемера является электрическим конденсатором, емкость которого зависит от уровня жидкости. Преобразователи емкостных уровнемеров выполняют цилиндрического и пластинчатого типов, а также в виде жесткого стержня. Широкое распространение на практике получили датчики-реле уровня емкостные типа ЭСУ-1М, ЭСУ-2М, называемые также сигнализаторами уровня. Они состоят из датчика (двух датчиков для ЭСУ-2М) и электронного блока, соединенных между собой коаксиальным кабелем длиной до 3 м. Датчики могут быть стержневыми и пластинчатыми, с изолированным и неизолированным электродом (рис. 8). Датчики устанавливаются на стенке или крышке резервуара.

Электронный блок устанавливается обычно в зоне обслуживания резервуара на расстоянии до 10 м и представляет собой электронное реле, содержащее генератор высокой частоты, собранный на лампе 6Н6П (рис. 9). Последние модификации ЭСУ выполнены на современной элементной базе. При любой конструкции ЭСУ имеют один или несколько выходов, используемых для дистанционного автоматического управления.

Рис. 8. Датчики ЭСУ-1М: а - стержневой с изолированным электродом; б - стержневой без изолятора; в - пластинчатый

Рис. 9. Сигнализатор уровня электронный ЭСУ-1М: а - внешний вид электронного блока; б - принципиальная электрическая схема

В анодную цепь лампы включено исполнительное реле МКУ-48. Генератор настраивается таким образом, что при некотором увеличе-


Загородный дом построен - следующий шаг наблюдать и управлять электроникой в доме из любой точки планеты. Каждый, кто уже озадачивался вопросом как это сделать знает, что недорогих и простых решений на рынке нет. Но я тщательно изучил этот вопрос и нашел решение для того, чтобы не только получить видеотрансляцию в реальном времени, но также иметь информацию о температуре/влажности с беспроводных датчиков установленных в разных местах загородного дома. Также сенсоры имеют датчики удара, что позволяет их использовать как часть охранной системы. При этом соединение с интернетом осуществляется с помощью обыкновенного 3G-модема!

Итак, поехали!


Кажется, что сложного - установил в загородном доме 3G-модем, настроил DDNS и дело в шляпе! А вот и нет. Мобильные операторы весьма хитры и не упустят возможности заработать денег. Вся проблема заключается в «сером» IP-адресе, который выдается при подключении к интернету. Не буду вдаваться в технические подробности, но удаленный доступ из интернета в локальную сеть вы никогда в жизни не получите. Мобильные операторы предлагают услугу реального ip-адреса за 100-150 рублей в месяц и это не такая критичная сумма, но есть одно НО: при использовании этой услуги тарификация трафика идет помегабайтно по тарифам примерно 10 рублей за мегабайт! Никакие пакеты трафика не действуют.

Есть еще один вариант получить удаленный доступ это поднять VPN-туннель между локальной сетью в городской квартире и загородным домом. Для этого потребуется перепрошивка роутера в квартире, поднятие на нем VPN-сервера, а также покупка услуги реального ip-адрес у городского провайдера. После этого вы сможете удаленно подключаться к квартирной локальной сети, которая будет связана с загородным домом. Иных решений не существует.

Но если нельзя получить удаленный доступ к локальной сети за 3G-модемом - надо искать иное решение. А именно: чтобы устройства, к которым нам нужно получить доступ работали через публичный сервер разработчика. То есть устройства находящиеся за 3G-модемом сами загружают данные на сервер в интернете, а мы уже будем подключаться к этому сервису.

2. Бюджетный вариант интернета для загородного дома выглядит именно так. Роутер Asus RT-N10U стоимостью 800 рублей, «из коробки» поддерживающий USB 3G-модемы. У него всего одна антенна, поэтому максимальная скорость в сети 802.11n - 150 Мбит. Он, как и остальные электронные устройства подключены через ИБП на случай перебоев с электроснабжением (запас энергии достаточен для суток автономной работы). Откуда брать интернет? Не имею особого желания рекламировать МТС, но они единственные кто предлагает реальный безлимит по трафику в Московской области всего 600 рублей в месяц. Правда с ними тоже не обошлось без попытки обмануть - в середине месяца они внезапно решили со счета списывать не только 600 рублей ежемесячно, но и по 24 рубля в сутки. В результате к моменту очередной ежемесячной платы на счету не хватило денег для продления и я остался без интернета. Из хорошего - в службе поддержки признали свой косяк (удивительно!) и бесплатно (фактически с учетом неправомерных списаний - за полцены) включили интернет на следующий месяц. Скорость интернета днем 3-4 Мбит на прием и 1-2 Мбит на отправку. Ночью скорость приема подскакивает до 7-8 Мбит. Стоимость 3G-модема составила 100 рублей (700 рублей общая стоимость включая плату за первый месяц интернета). Ни у кого больше из мобильных операторов нет предложений по безлимитному интернету в Московской области за эти деньги.

3. Начнем с видеонаблюдения. Камеру возьмем китайского производителя Harex. Примечательна эта камера тем, что работает через китайский сервис видеотрансляции NVSIP. Компания производит только проводные (Ethernet) камеры, Wifi нет даже в качестве опции. Стоимость камеры 1000 рублей, еще 200 рублей стоит блок питания. Немного нетривиальна настройка камеры, для этих целей нужен софт существующий исключительно под Windows. Камера по умолчанию уже зарегистрирована на сервисе NVSIP и обязательно нужно зайти в настройки и поменять стандартный пароль.

4. Сам сайт NVSIP также работает только в Internet Explorer, но нам это не принципиально т.к. под iOS и Android есть свои приложения. Как можно догадаться, потоковая трансляция на мобильные устройства идет с разрешением сильно меньше, чем 720p, но вполне достаточна для рассмотрения деталей. Ниже реальные скриншоты с экрана телефона. С инфракрасной подсветкой камеры вышел небольшой косяк - когда камера установлена как на фотографии (это временное решение), то инфракрасная подсветка отражалась от белых краев корпуса и засвечивала весь кадр. В реальности ИК-подсветка пробивает на 15-20 метров в полной темноте. Камеру можно купить на Aliexpress (http://www.aliexpress.com/store/609704).

Система легко дополняется другими камерами, а архивное видео записывается на компьютер с запущенным приложением IPClient. 1200 рублей за камеру - отличная цена. Доступ к видео в реальном времени можно получить из любой точки земного шара.

5. Идем дальше. Система дистанционного мониторинга и контроля - Wireless Sensor Tags (http://wirelesstag.net). Это разнообразные беспроводные датчики работающие от батарейки типа CR2032, которые передают контролируемые параметры на свою собственную базу по радиоканалу. В свое время база подключается по Ethernet к роутеру с интернетом и загружает все данные на сайт сервиса. Базовые функции включают фиксацию температуры, влажности, угла поворота, открытия, утечки воды, движения и т.д. Дистанционный доступ возможен через веб-сайт или приложение для мобильных устройств. Разработчики устройства в данный момент занимаются создаем своего собственного управляемого термостата, а также интеграцию с термостатом Nest. Это позволит дистанционно включать/выключать отопление и вентиляцию.

6. Основной беспроводной датчик. Измеряет температуру, влажность и угол наклона. Также имеет встроенный светодиод и бипер, что позволяет использовать его для поиска потерянных вещей. Внутри стоит батарейка CR2032, которой хватит на год работы при стандартных настройках мощности передатчика (удаленность до 60 метров от базы) и частоты обновления данных (раз в 15 минут).

7. Датчик протечки выглядит вот так. В нем нет светодиода и бипера. Как пишет производитель сами датчики не герметичны и не имеют защиты от воды, это следует учитывать при размещении. Еще в ассортименте есть датчики движения и открытия.

Все это придумали в Америке, устройство уникальное, альтернатив на рынке фактически нет.

8. А вот главная база. Поключается к питанию по USB и по Ethernet к сети. На сервере регистрируется по своему серийному номеру. Из интересного наблюдения - скорость связи по витой паре 10 Мбит, ну а зачем больше? На базе есть индикаторы работы: связь с датчиками, связь с сервером, прием, передача, ошибка.

9. Мобильное приложение Kumostat для iOS. Написано немного криво и иногда глючит, но его регулярно обновляют. На главном экране показываются все зарегистрированные на базе датчики (к каждому можно сделать фотографию прямо в приложении для удобства идентификации) и зарегистрированные ими параметры: температура, влажность, время с последнего обновления, уровень сигнала и статус охраны. В случае наступления события моментально приходит Push-уведомление на устройство пользователя (в системе на одну учетную запись можно зарегистрировать несколько мобильных устройств).

10. Вот несколько экранов приложения. Первый это список всех событий в хронологическом порядке. Далее два экрана по конкретному датчику. Количество настраиваемых параметров поражае. Например, можно задать контролируемый диапазон температуры, и если температура станет ниже или выше можно настроить моментальные уведомления по электронной почте, push-уведомление или даже публикацию твита! И самое клевое - графики изменения параметров за каждый день. Невероятно увлекательно следить как изменяется температура/влажность в течение дня.

11. Так выглядит веб-интерфейс. Функционал еще больше, чем у мобильного приложения. Как можно видеть у меня стоит 4 датчика: на входной двери, под ванной, на кухне и в колодце. В перспективе я планирую установить управляемый термостат и дистанционно контролировать работу воздушного теплового насоса. Также система элементарно дополняется датчиками контроля периметра и мы получаем полноценную охранную сигнализацию (об этом я по вполне понятным причинам рассказывать не буду - сами разберетесь).

12. Графики изменения температуры за 6 дней. Система судя по всему хранит все данные начиная с момента включения. Особенно увлекательно наблюдать за изменением температуры в колодце (пока датчик висит на глубине 1 метр от земли, планирую перевесить поглубже).

13. Графики изменения влажности просто взрывают мозг. Правда обращайте внимание на масштаб вертикальной шкалы - окажется, что все не так страшно. По-хорошему их надо откалибровать, но я еще не нашел эталонного гигрометра.

14. Количество настроек поражает. Можно даже изменить рабочую частоту и скорость передачи данных между базой и датчиками. Также сервис позволяет использовать скрипты для автоматизации действий и использовать такие интересные вещи как Geofence - снятие/установку на охрану когда вы с вашим мобильным устройством оказываесь в установленном радиусе от объекта. Из серьезных уязвимостей - отсутствие шифрования пароля учетной записи. При восстановлении пароля он придет вам в незашифрованном виде.

15. Сколько стоит? По 25 долларов универсальная беспроводная метка и 65 долларов - база. Еще доставка в Россию обойдется в 18 долларов. Все, что на фото стоило 170 долларов. Учитывая, что альтернатив на рынке нет вообще, а попытка сделать подобное устройство самостоятельно упрется в проблему «серого» IP-адреса у 3G-модема, я не могу сказать что это очень дорого.

Более подробную информацию про метки смотрите на официальном сайте -

Система централизованного авто­матического контроля типа КМ-1 фирмы «Аутроника» (Норвегия) работает по принципу совместного использования датчиков в устройствах сигнализации, индикации, регистрации и является системой не­прерывного контроля параметров (рис. 4.32) . Она включает в себя индивидуальную и обобщенную АПС параметров, цифровую и шкальную индикацию, регистрацию отклонений параметров за допустимые параметры, а также исполнительную сигнализацию о работе механизмов.

Конструктивно система состоит из расположенных на горизон­тальной панели пульта контроля 14 кассет, содержащих отдель­ные модули, которые включают сигнальные лампы, кнопки вы­зова параметров на индикацию и кнопки квитирования сигналов. На верхней панели пульта в центральном пульте управления находится мнемосхема энергетических установок, на которой имеются лампы сигнальной и исполнительной сигнали­зации, а также табло цифровой индикации. Система централизованного авто­матического контроля охва­тывает 271 точку контроля и сигнализации главного двигателя и основных ВМ, а также осуществляет контроль 20 параметров (температуры и давления) по дистанционным приборам.

Система централизованного авто­матического контроля должна быть постоянно включена и подавать оп­тические и акустические предупредительные сигналы при возни­кновении следующих неполадок:

Неисправности системы безопасности (общий предупреди­тельный сигнал уменьшения частоты вращения, остановки), системы дистанционного управления (общий предупредительный сигнал), датчика темпера­туры рамового подшипника, детектора масляного тумана;

Большого перепада давления масла и топлива на фильт­рах;

Недостаточного давления масла и охлаждающей воды перед дизелем, топлива, морской воды, пускового воздуха, управляю­щего воздуха (устройство аварийного выключения);

Повышенной температуры смазочного масла и охлаждающей воды перед дизелем, охлаждающей воды после цилиндров, охлаж­дающей воды форсунок, наддувочного воздуха, рамового под­шипника;

Пониженной температуры смазочного масла перед дизелем, а также наддувочного воздуха;

Высокой концентрации масляного тумана (по показаниям детектора масляного тумана), недостатка охлаждающей воды форсунок, закрытия выходного запорного клапана охлаждающей воды, слишком высокой (слишком низкой) вязкости топлива, боль­шого отклонения среднего значения температуры выпускных га­зов.

Сигнал по пониженной температуре наддувочного воздуха сра­батывает с задержкой времени до 30 мин, в диапазоне низких ча­стот вращения он отключается (при наполнении топливом ниже 50 %). Сигнал тревоги «Отклонение среднего значения отработав­ших газов» также отключается при температуре ниже 200 °С.

На ПУ установлены указатели: давления смазочного масла и охлаждающей пресной воды перед дизелем, масла перед коро­мыслами клапанов и ТК, охлаждающей воды форсунок перед ди­зелем, топлива, морской охлаждающей воды, наддувочного воз­духа, пускового и управляющего воздуха; температуры смазочного масла перед дизелем, охлаждающей воды после дизеля, надду­вочного воздуха после ВО.

В состав системы аварийной безопасности энергетических установок с двумя среднеоборотным дизелем, работающими на один винта регулируемого шага, входят ручное аварийное выключе­ние для каждого дизеля и автоматическое выключение муфт сцеп­ления с пультом управления и с мостика по четырем критериям остановки с авто­матическим выключением муфт сцепления на каждый дизель, по двум критериям уменьшения нагрузки на каждый дизель и по одному критерию остановки с автоматическим выключением муфты сцепления на обоих дизелях.

После выключения обоих дизелей шаг ГВ должен автоматиче­ски перейти в нулевое положение, а также должны включиться блокировка дистанционного пуска и блокировка сцепления на каждый дизель.

Остановка главного двигателя с последующим выключением муфт сцепления (выход общего сигнала остановки) происходит из-за превышений номинальной частоты вращения или допускаемой температуры рамового подшипника (без временной задержки), недостаточного давления смазочного масла перед дизелем (с задержкой 4 с), перед ТК (с задержкой 4 с) и в редукторе (с задержкой 15 с).

Выключение муфт сцепления главного двигателя происходит из-за неисправ­ности системы распределения нагрузки между дизелями (с задерж­кой 30 с), повышенной концентрации масляных паров в картере (без временной задержки с последующим уменьшением частоты вращения), недостаточного давления масла в редукторе (с задерж­кой времени 15 с с последующим уменьшением частоты вращения). Уменьшение нагрузки главного двигателя путем автоматического снижения шага ГВ (с выходом общего сигнала уменьшения) происходит в случае недостаточного давления охлаждающей воды перед дизелем (с за­держкой 4 с) и превышения температуры охлаждающей воды по­сле цилиндра (без временной задержки). Общий сигнал тревоги «Неисправность в системе безопасности» включается при отказе датчика частоты вращения коленчатого вала, а также при обрыве провода.

Сигнализационно-контрольное устройство типа КМ-1 фирмы «Аутроника» (см. табл. 4.9) включает в себя контактные датчики (с разомкнутыми контактами), платиновые термосопротивления типа Pt-100 для измерения температуры, термисторные датчики типа Т-802 для измерения температуры, термопары типа NiCr-Ni вместе с усилителями типа GA-3 для измерения температуры, манометрические датчики типа GT-1, датчики разницы давлений типа GT-2. Устройство КМ-1 снабжено магнитоэлектрическим из­мерителем аналоговых величин или цифровым измерителем с дат­чиками разных типов в любой необходимой комбинации. Устрой­ство КМ-1 содержит одну или более кассет, каждая из которых включает определенное количество контактных элементов, каналовый модуль и прочие элементы. Питание модулей - посто­янный ток 8-40 мА напряжением 24 В, измеряемые датчиками температуры 0-100, 0-160, 0-300, 0-600 °С, давления 0-0,1; 0-0,25; 0-0,4; 0-0,6; 0-1; 0-16; 0-4; 0-6 МПа, разности давлений 0-0,1; 0-0,6 МПа.

Отсчет показаний производится во всем рабочем интервале из­мерительных приборов. Точность измерения и точность сигнали­зации тревоги составляют ±2 % полного интервала, гистерезис каналового пакета - около 0,5 %, задержка сигнализации тре­воги: аналоговые каналовые модули в стандартном исполнении - около 0,5 с; каналовые модули с контактным датчиком в стандарт­ном исполнении - около 2 с. В каждой кассете, входящей в со­став устройства КМ-1, имеются обычный плавкий предохранитель и стабилизатор напряжения 24/16 В постоянного тока. Стабили­затор напряжения является типичным стабилизатором с ограни­чителем тока, он предусмотрен для питания постоянным током напряжением 24 В от аккумулятора или выпрямителя. На выходе получается стабилизированное напряжение 16 В.

Измерительный прибор КВМ-1 предназначен для измерения величины сигналов, подаваемых от аналоговых датчиков, под­ключенных к устройству КМ-1.

Модуль сигнализации помех КМЕ-1 служит для обнаружения разрывов и коротких замыканий в кабелях аналоговых датчиков, а также перебоя в питании устройства. Каналовые модули типов КМС-2, КМС-16 и КМС-17 используют при совместной работе с аналоговым датчиком в случае, когда требуется отдельная уста­новка предельных значений тревоги. Модули отсчета для сигнали­зации отклонения от среднего значения и тревоги при высокой тем­пературе типа KMR-1/т предназначены для температур 0-600 °С, измеряемых при помощи термоэлементов и усилителя GA-3, при­меняются вместе с каналовыми модулями типа КМС 2/т2, выраба­тывающими для них предельные значения тревоги.

Каналовый модуль типа КМС-3 применяют для контактных датчиков, имеющих в нормальном состоянии сомкнутые контакты без напряжения (например, датчики давления или уровня). Модуль типа КМХ-1 предназначен для коммутации входного аналогового сигнала в каналовые модули типов КМС-1 и КМС-2, чтобы контролировать вызов тревоги при установленных предель­ных значениях сигнала.

Все устройства КМ-1 приспособлены для группирования тревог. Поэтому вверху каждой кассеты находится специальная группи­рующая плата, которую можно подключить к 20 каналовым па­кетам. Все сирены и зуммеры выключаются при отключении из центральном пульте управления. При отключении из каюты старшего механика или вах­тенного механика все зуммеры утихают, за исключением сирены в машинном отделении зуммера в центральном пульте управления. При помощи других отключений зати­хают только зуммеры соответствующей панели.

Детектор масляного тумана (конт­рольная система картера) «Визатрон ВН-115» позволяет определять концентрацию масляных паров в картере дизеля, повышающуюся, например в результате нагрева подшипников коленча­того вала, и тем самым предупредить отказ главного двигателя его свое­временной аварийной остановкой.

Рассмотрим принцип действия детектора. Если циркуляцион­ное масло, применяемое для смазки подшипников дизеля, перегре­ется, то образуется избыточное количество смеси масляных паров и масляного дыма (масляного тумана). Некоторая часть масляного тумана поглощается разбрызгиваемым маслом, а остальная часть повышает концентрацию масляного тумана в атмосфере картера. Масляный туман поглощает свет. В зависимости от концентрации степень поглощения различна (световая абсорбция пропорциональна степени концентрации масляного тумана, что и используется для контроля). Образующийся в картере масляный туман всасывается специальным устройством. Поток масляного тумана проходит камеру, в которой создается световой пучок. С помощью полупро­водника и фотодиода измеряется плотность света, прошедшего через пробу масляного тумана. Степень изменения его плотности имеет свое предельное значение, при достижении которого пода­ется сигнал тревоги в системе предупредительной сигнализации дизеля. Непрозрачность (величина абсорбции) масляных паров незначительно зависит от температуры и с увеличением концен­трации масляных паров стремится к точке насыщения по экспо­ненте. При уменьшении концентрации на 1/2 непрозрачность па­дает на 1/4 (рис. 4.33).

Пробы масляного тумана отбираются от отдельных картерных секций и направляются в общую собирательную трубу, где они перемешиваются. Установка не имеет никаких подвижных меха­нических частей. Разрежение (100-150 Па, но не более 250 Па), создаваемое воздушным эжекторным насосом, вызывает отсос паров масла из картера. Пары из картера по собирательным труб­кам (рис. 4.34) попадают в общую камеру прибора, затем проходят сепаратор, в котором под влиянием центробежной силы отделя­ются крупные частицы масла.

Отсепарированное масло поступает по каналам непосредствен­но в воздушный насос (эжектор) и выводится из прибора, что пре­дохраняет его от загрязнения маслом. Из сепаратора контроль­ный масляный туман направляется по каналу в оптическую из­мерительную щель. Загрязнения, образующиеся на окошечке, могут ухудшить точность подачи сигнала тревоги, в связи с чем яркость источника света имеет систему регулировки.

Технические характеристики прибора следующие: питание постоянным током напряжением 18-30 В (блок электропитания держит эксплуатационное напряжение стабильным); максимальное потребление тока 0,25 А, допустимая остаточная неравномерность выпрямленного тока 1 В; защита от перенапряжения: до 60 В за 1 с, до 250 В за 5 мс; защита от неправильной полярности через диод до 400 В; давление рабочего воздуха около 0,06 МПа, по­требление воздуха 0,5 м 3 /ч (при? = 0,08 МПа); чувствительность прибора регулируется по величине абсорбции от 5 до 30 %, что соответствует концентрации масляного тумана от 0,453 до 3 мг/л (нижняя граница для взрывоопасной смеси - около 50 мг масла на 1 л воздуха); масса прибора около 7 кг; габариты 175?435?122 мм; испытан при вибрации частотой 6 Гц; отно­сительная влажность воздуха до 90 % при t = 70 °С; допустимая эксплуатационная температура от 0 до 75 °С. Демпферная плат­форма выполнена из стали, кожух измерительной приставки - из легкого металла.

А.А. Александров, технический директор, ООО «Российские мониторинговые системы»,
В.Л. Переверзев, генеральный директор, ЗАО «Санкт-Петербургский Институт Теплоэнергетики», г. Санкт-Петербург

В настоящее время в России при создании новых тепловых сетей бесканальной прокладки (т.е. укладываемых непосредственно в грунт) нормативными документами предписано использовать стальные трубы с индустриальной тепловой изоляцией из пенополиуретана (ППУ) в полиэтиленовой оболочке, оснащенных проводниками системы оперативного дистанционного контроля (СОДК) увлажнения изоляции. Их применение направлено на повышение экономичности и надежности тепловых сетей и основывается на технологиях зарубежных фирм. Технология включает в себя диагностирование, состоящее в определении изменения электрического сопротивления при появлении влаги в ППУ-изоляции между трубой и сигнальным проводником, проложенным вдоль всего трубопровода, и локализацию места увлажнения методом локации.

Такое диагностирование теплопроводов позволяет обнаруживать возникающие в процессе строительства и эксплуатации дефекты, производить локализацию мест их возникновения.

Обнаружение и локализация дефектов может производиться при помощи специальных приборов тремя способами.

1. Переносным детектором для определения наличия и типа дефекта (периодичность - 1 раз в 2 недели). Переносным локатором для локализации места возникновения дефекта (периодичность - по результатам измерений детектором).

2. Стационарным детектором для определения наличия и типа дефекта (периодичность -постоянно 24 часа в сутки). Переносным локатором для локализации места возникновения дефекта (периодичность - по результатам срабатывания детектора с учетом регламентного времени прибытия оператора с локатором).

3. Стационарным локатором для определения наличия и типа дефекта с одновременной локализацией и фиксацией места его возникновения (периодичность - зондирующие импульсы один раз в 4 минуты (постоянно 24 часа в сутки)).

В настоящее время в России, согласно СП 41-105-2002, применяются только два первых

способа определения дефектов тепловых сетей в ППУ-изоляции, оснащенных проводниками ОДК. Эффективность этих способов вызывает много вопросов у специалистов, обслуживающих теплосети, а локализация мест возникновения дефектов при помощи переносных локаторов превращается в трудоемкую операцию, не всегда приводящую к корректным результатам. Чтобы определить причину низкой эффективности существующих в России систем ОДК, был проделан сравнительный анализ принципов построения импортных и отечественных СОДК, из которого можно выделить основные отличия принципиального характера:

Отсутствие в требованиях нормативных документов соблюдения параметра - комплексного сопротивления (импеданса) трубы ППУ с ОДК как электрического элемента;

Несоблюдение расстояния от металлической поверхности элемента до проводников ОДК в трубах и фасонных изделиях (более того в нормах установлен переменный параметр расстояния - от 10 до 25 мм );

Отсутствие устройств согласования линии опроса проводников ОДК с локаторами (рефлектометрами);

Применение кабелей типа NYM с высоким коэффициентом затухания зондирующего импульса для соединения проводников ОДК трубопроводов и терминалов.

Для определения эффективных способов поиска дефектов изоляции предизолированных трубопроводов ППУ специалистами ООО «РМС», ЗАО «СПб ИТЭ» и ГУП «ТЭК СПб» были проведены испытания различных опросных линий системы ОДК (с использованием кабеля типа NYM, коаксиального кабеля и различных рефлектометров) на натурной модели трубопровода с воспроизведением типовых дефектов изоляции.

На территории филиала «ЭАП» ГУП «ТЭК СПб» смонтирован участок ППУ трубопровода тепловой сети условного диаметра Ду57 с применением фасонных изделий, сильфонного компенсатора и концевого элемента (рис. 1, фото 1).

Для моделирования дефектных участков тепловой сети на модели были оставлены незаделанные стыки с желобами из жести (фото 2). Остальные стыки выполнены методом заливки вспенивающихся компонентов с использованием термоусаживаемых муфт.

При монтаже системы ОДК согласно СП 41-105-2002 (кабель типа NYM) использовали 10-метровый кабель отточки подключения рефлектометра до трубопровода и 5-метровый кабель на промежуточном концевом элементе.

Монтаж системы ОДК согласно технологии фирмы EMS (АВВ) (с использованием соединительного коаксиального кабеля и согласующих трансформаторов линии «соединительный провод - сигнальный проводник») был выполнен 10-метровым коаксиальным кабелем отточки подключения рефлектометра до трубопровода (фото 3).

Для снижения потерь в линии опроса соединение рефлектометра с кабелем осуществлялось при помощи коаксиальных фитингов.

Измерения проводились рефлектометрами РЕЙС-105 и mTDR-007 (снятие рефлектограмм) при моделировании наиболее вероятных видов дефектов на тепловой сети: обрыв, короткое замыкание проводника на трубу, однократное и двойное увлажнение изоляции (в разных местах).

В рамках данного эксперимента были исследованы возможности комбинированного применения различных кабелей при монтаже линии опроса сигнальных проводников СОДК (наличие проходного терминала) в следующей последовательности: коаксиальный кабель - проводник ОДК - кабель NYM - проводник ОДК с разрывом проводников в конце линии опроса.

В результате проведенных испытаний и измерений можно сделать следующие выводы.

1. Затухание зондирующего импульса в кабеле типа NYM (рис. 2б) в несколько раз выше, чем в коаксиальном кабеле (рис. 2а). Это снижает длину обследуемого участка, ограничивая эффективное применение локатора на участках от камеры до камеры (150-200 м).

2. В связи с большими потерями мощности зондирующего импульса, при его прохождении по кабелю NYM необходимо повышать его энергию за счет увеличения длительности импульса, что приводит к снижению точности определения расстояния до места дефекта трубопровода.

3. Отсутствие согласующих элементов на переходах «кабель - труба», «труба - кабель» приводит к изменению формы отраженных импульсов, сглаживает их фронты и снижает точность определения места дефекта изоляции (рис. 3).

Российские трубы в ППУ-изоляции имеют отличные от импортных волновые свойства и параметры. Комплексное электрическое сопротивление (импеданс) труб и фасонных изделий на практике варьируется от 267 до 361 Ом (трубы ABB имеют импеданс 211 Ом), поэтому применение зарубежных согласующих устройств на наших трубах невозможно (ООО «РМС» разработаны согласующие устройства для труб ППУ, выпущенных по российским стандартам, имеется положительный опыт их практического применения на реальных объектах).

На данном пункте выводов следует остановиться особо, ввиду его важности для эксплуатации СОДК.

Разброс импеданса для различных трубоэле-ментов приводит к варьированию так называемого коэффициента укорочения для этих трубоэле-ментов. Как известно, измерения проводят при одном общем для всего трубопровода коэффициенте укорочения. Таким образом, имея вдоль трубопровода участки с различными коэффициентами укорочения, мы получим несоответствие измеренных электрических параметров – реальным физическим параметрам трубопроводов, причем несоответствие будет тем больше, чем длиннее трубопровод и чем больше на нем фасонных изделий (из практики несоответствие достигает до 5 м на 100-метровом участке трубопровода).

Для качественного оформления исполнительной документации по СОДК необходимо проводить контроль не только сопротивления изоляции и омического сопротивления петли проводников, но и измерение коэффициента укорочения каждого монтируемого трубоэлемента при помощи рефлектометра, фиксируя результаты измерений на исполнительной схеме трубопровода. В противном случае ошибки при поиске обрывов проводников и увлажнения изоляции, приведут к увеличению стоимости производства ремонтных работ за счет значительного увеличения объема земляных и восстановительных работ.

Отсутствие нормирования импеданса позволяет недобросовестным производителям при производстве труб в ППУ-изоляции применять в качестве проводников ОДК медный лакированный обмоточный провод. Это позволяет получать при монтаже превосходные электрические характеристики и «вечно исправный» трубопровод не зависимо от любого увлажнения изоляции. Система ОДК, в таком случае, является бесполезным, бутафорским приложением.

Так как импеданс зависит от диэлектрической проницаемости среды и расстояния от трубы до проводника, то применение нестандартных методов производства труб приводит, как правило, к увеличению импеданса и как следствие коэффициента укорочения трубоэлемента. Нормирование импеданса позволило бы осложнить доступ некачественных труб на рынок.

5. Применение кабелей NYM в качестве линии связи между локатором и трубопроводом ППУ с СОДК, а также в качестве соединителей между различными участками трубопроводов, полностью исключает применение стационарных специализированных локаторов повреждений (рис. 4) и не позволяет рассматривать тепловую сеть в качестве объекта автоматизации и диспетчеризации, оставляя значительные расходы на обходчиков и обслуживающий персонал (табл. 1).

6. Применение на одном контролируемом участке трубопровода различных типов соединительных кабелей неэффективно.

Наиболее эффективными являются системы ОДК, основанные на применении коаксиальных кабелей с согласующими устройствами. Такие системы ОДК полностью совместимы с приборами контроля проводников труб ППУ (использование которых предписывает СП 41-105-2002) и позволяют значительно повысить эффективность их применения.

Использование коаксиальных кабелей связи между трубопроводами откроет возможность применения специализированных стационарных локаторов повреждений для тепловых сетей. Что, в свою очередь, позволит:

Объединить в последствии локальные системы ОДК в единую сеть с необходимой иерархией;

Отображать состояние локальных СОДК на центральном диспетчерском пункте с указанием конкретного места дефекта сети (примером реализации подобной системы может служить опыт ГУП «ТЭК СПб»);

Оперативно принимать меры по ликвидации дефектов на начальной стадии их возникновения;

Снизить расходы на эксплуатацию систем ОДК (табл.1);

Экономить значительные средства на аварийном ремонте тепловых сетей (табл. 2);

Повысить надежность сетей за счет уменьшения аварийных отключений;

Получать объективную информацию о дефектах и состоянии тепло- и гидроизоляции на тепловой сети за счет устранения влияния субъективного человеческого фактора в подобного рода вопросах.

В заключение следует отметить, что система ОДК трубопроводов только на первый взгляд кажется простой и даже примитивной в монтаже. Большинство строительных организаций доверяют монтаж СОДК обычным электрикам, которые монтируют СОДК как обычные осветительные сети или подземные кабельные прокладки. В результате вместо эффективного средства контроля организации, эксплуатирующие тепловые сети, получают бесполезное приложение к тепловой сети.

Также необходимо отметить, что грамотно смонтированные системы ОДК позволяют реализовать все преимущества трубопроводов с ППУ-изоляцией, в частности максимально автоматизировать поиск мест увлажнения и повреждения изоляции трубопроводов, повысить точность определения этих мест. Трубопроводы с другими типами изоляции (АПб, ППМ и т.п.) в принципе не обладают подобными преимуществами.

Монтаж СОДК должны вести профессиональные организации, понимающие все тонкости и нюансы в обнаружении дефектов при помощи рефлектометров, имеющие необходимое оборудование, практический опыт строительства и наладки систем. Только профессионалы способны создавать эффективно работающие системы -СОДК не является исключением из этого правила.

Литература

1. СП 41-105-2002. Проектирование и строительство тепловых сетей бесканальной прокладки из стальных труб с индустриальной тепловой изоляцией из пенополиуретана в полиэтиленовой оболочке.

2. СНиП 41-02-2003. Тепловые сети.

3. Слепченок В.С. Опыт эксплуатации коммунального теплоэнергетического предприятия. Уч. пособие - СПб., ПЭИпк, 2003 г., 185 с.

Похожие публикации