Епанчинцева О.М. Технические измерения и приборы

Подождите немного. Документ загружается.

2. Расчётно-пояснительная записка должна состоять из

следующих разделов

1) Задание на курсовой проект с необходимыми данными для

проектирования;

2) Введения, в котором приводятся основные данные о

технологическом объекте управления (ТОУ), рассматриваются

основные существующие решения по контролю технологических

параметров данного процесса; характеристики окружающей

среды (температуры, влажности, запылённости, агрессивности,

вибраций и др.)

3) Краткого описания технологического процесса для которого

разрабатывется схема

4) Подробное описание функциональной схемы автоматического

измерения и контроля технологических параметров.

5) Обоснование выбора конкретных СИ так как система

управления любым ТОУ должна обеспечивать, прежде всего,

достижения цели управления за счет заданной точности

поддержания параметров процесса в любых производственных

условиях, быть простой и экономичной.

6) Спецификация на применяемые измерительные

преобразователи, приборы и аппаратуру

7.Список используемой литературы

Курсовой проект может выполняться на базе научно-

исследовательнсклй работы. При этом пояснительная записка

представляет собой промежуточный или окончательный отчет по

этой работе или ее части, в котором отражается постановка

задачи, методика эксперимента, результаты эксперимента и

выводы.

В курсовой проект также включается раздел «специальное

задание», где приводятся соответствующие расчеты, графики и

схемы для соответствующих методов измерения

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

По специальной литературе изучается технологический процесс,

а также приборы и средства автоматизации, используемые в нём. На

основании изучения специальной литературы, анализа специфики

процесса, а также указаний преподавателя-консультанта,

составляется перечень параметров, подлежащих измерению,

автоматическому контролю и сигнализации

Приборы и средства автоматизации

К приборам и средствам автоматизации относят первичные

измерительные преобразователи (датчики), вторичные приборы

(регуляторы давления, температуры, вторичные мосты,

потенциометры и т.д.) и исполнительные устройства с

регулирующими органами. Вторичные приборы могут быть

показывающими, регистрирующими, самопишущими, печатающими,

интегрирующими, со встроенными различными регулирующими,

преобразующими и сигнализирующими органами.

Изображения проборов и средств автоматизации по ОСТ.27-77

приведены в таблице 2

Таблица 2. Графические обозначения некоторых приборов, средств

автоматизации.

Первичный измерительный

преобразователь (датчик), прибор,

устанавливаемый по месту

Прибор, устанавливаемый на щите

Исполнительный механизм. Общее

обозначение. Положение регулирующего

органа при прекращении подачи энергии

или управляющего сигнала.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Сигнальная лампа

Регулирующий орган.

Линии связи. Общее обозначение

На линии пересечения трубопроводов, изображающих их соединение,

ставится точка. Отсутствие точки означает отсутствие соединения

трубопровода. Если на схеме показано несколько трубопроводов с

одной средой, но с разными характеристиками, то для более

детального указания среды к цифровому обозначению добавляют

буквенный индекс, проставленный в месте разрыва линии, например,

1 пар перегретый 2п, пар насыщенный –2н.

Таблица 3. Условное обозначение некоторых трубопроводов для

жидкостей и газов.

Среда в трубопроводе Условное обозначение

Вода чистая -1-1-

Пар -2-2-

Молоко -73-

Таблица 4 . Условные обозначения измеряемых величин

Величина Обозн

ачение

Величина Обозначе

ние

Температура

Влажность

Масса

Электрическая величина

Вязкость

Качество, состав, концентрация

Скорость,

частота

Время, временная программа

Радиоактивнос

ть

Несколько разнородных

параметров

Плотность

Положение перемещения

Расход

Разность, перепад

Уровень

Интегрирование автоматическое

переключение, обегание

Давление

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Таблица 5. Условные обозначения основных функций средств

автоматизации

Показание

Регистрация

Регулирование, управление

Дистанционное управление с помощью устройства, встроенного в

измерительный прибор (например, станция управления)

Дистанционное управление с помощью отдельного (не

встроенного в прибор или регулятор) устройства (например,

кнопкой, ключом управления, задатчиком )

Преобразование измеренного параметра (выходной сигнал

параметра)

Дистанционная передача показаний

Преобразование сигнала, выполнение вычислительных функций

Сигнализация

Выполнение, отключение, переключение, блокировка

Таблица 6 Дополнительные буквенные обозначения, отражающие

функциональные признаки прибора

Наименование

Обозначение

Первичный преобразователь (датчик) Е

Дистанционная передача

(промежуточное преобразование

Станция управления К

Преобразование, вычислительные функции Y

Операции, выполняемые вычислительным

устройством:

Суммирование

Дифференцирование

Интегрирование

dx/dt

∫

Род сигнала:

Электрический

Пневматический

Гидравлический

Виды сигнала:

Аналоговый

Дискретный

На рис.2 приведено условное обозначение прибора для измерения,

регистрации и автоматического регулирования перепада давления

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Для изображения прибора на функциональной схеме в верхнюю часть

окружности помещают буквенные обозначения измеряемой величины

и функционального признака прибора, а в нижнюю часть –

позиционное цифровое или буквенное обозначение, служащее для

нумерации прибора измерения или регулирования.

Рис. 2. Условное обозначение прибора для измерения, регистрации и

автоматического регулирования перепада давления

Давление

Перепад давления

Показания

Регистрация

Автоматическое

регулирование

Уточнение

измеряемой

величины

Функциональные

признаки прибора

1 2 3 4 5

Измеряемая

величина

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Таблица 7. Примеры построения условных обозначений некоторых

приборов и средств автоматизации.

Буквенное

условное

обозначение

Характеристика прибора

Обозначе

ние

(сигнали

зация)

(первичное

преобразован

ие)

Аппаратура, предназначенная для ручного

дистанционного управления, снабженная

устройством для сигнализации, управления

на щите (кнопка со встроенной лампочкой,

ключ управления с подвязкой и т.д.).

Прибор для измерения массы продукта,

показывающий, с контактным устройством,

установленный по месту (устройство

электронно-тензометрическое или

сигнализирующее).

Прибор для измерения уровня

показывающий, с контактным устройством,

установленный на щите вторичный

показывающий прибор с сигнальным

устройством. Буквы H и L означают

сигнализацию верхнего и нижнего уровня.

Прибор для измерения радиоактивности,

показывающий с контактным устройством,

установленный по месту (прибор для

сигнализации предельно допустимых

концентраций α и β лучей.

Первичный измерительный

преобразователь (чувствительный элемент)

для измерения температуры,

установленный по месту

(термоэлектрический преобразователь,

термопреобразователь сопротивления.

Первичный измерительный

преобразователь (чувствительный элемент)

для измерения расхода, установленный по

месту (диафрагма, сопло, труба Вентури,

датчик индукционного расходомера).

Первичный измерительный

преобразователь (чувствительный элемент)

WIA

RIA

LIA

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Буквенное

условное

обозначение

Характеристика прибора

Обозначе

ние

(концентрац

ия)

(дистанцион

ная

передача)

для измерения уровня установленного по

месту (датчик электрического или

емкостного уровнемера).

Первичный измерительный

преобразователь (чувствительный элемент)

для измерения качества продукта,

установленный по месту (датчик pH-метра).

Прибор для регулирования и измерения

качества продукта, показывающий,

установленный по месту (газоанализатор

показывающий для контроля содержания

кислорода в дымовых газах).

Прибор для измерения температуры

бесшкальный с дистанционной передачей

показаний, установленный по месту

(термометр манометрический бесшкальный

с пневмо- или электропередачей.

Прибор для измерения давления

(разряжения) бесшкальный с

дистанционной передачей показаний по

месту (манометр, дифманометр

бесшкальный с пневмо- или

электропередачей).

Прибор для измерения расхода

бесшкальный, с дистанционной передачей

показаний, установленный по месту

(ротаметр с пневмо- или электропередачей).

Прибор для измерения уровня

бесшкальный с дистанционной передачей

показаний, установленный по месту

(уровнемер бесшкальный с пневмо-

или

электропередачей).

Прибор для измерения плотности раствора

бесшкальный с дистанционной передачей

показаний, установленный по месту (датчик

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Буквенное

условное

обозначение

Характеристика прибора

Обозначе

ние

(преобразова

ние сигнала)

( ручное

воздействие)

плотномера с пневмо- или

электропередачей).

Преобразователь сигнала, установленный

на щите (электрический входной сигнал,

преобразователь измерительный, служащий

для преобразования ТЭДС, термометра

термоэлектрического в сигнал постоянного

тока.

Преобразователь сигнала, установленный

по месту (входной сигнал пневматический,

выходной – электрический).

Вычислительное устройство, выполняющее

функции умножения на постоянный ток.

Аппаратура, предназначенная для ручного

дистанционного управления, установленная

на щите.

Байпасная панель дистанционного

управления, установленная на щите.

Переключатель электрических цепей

управления.

Выбор средств измерений заключается в установлении

конкретных требований к СИ и выборе типов СИ, отвечающих

этим требованиям в разработке (или уточнении) алгоритма

измерения. Выбор и обоснования выбора СИ требует определения

их обобщённых метрологических характеристик с учётом

влияния всех участвующих в измерении СИ, вспомогательных

устройств, веществ и материалов, особенностей методов

измерений и обработки его результатов.

P/E

E/E

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Требования к СИ носят технологический, конструкторский,

метрологический, экономический, экологический и социальный

характер и включают:

• предел допустимых погрешностей,

• условия измерения (параметры объекта измерения и

окружающей среды, не измеряемые данными СИ, но влияющие

на результаты измерения),

• быстродействие СИ,

• вид измеряемой информации (местные показания,

дистанционные показания, автоматическая регистрация,

интегрирование, сигнализация и др.),

• необходимость и возможность использование информации в

системах автоматического регулирования на базе ЭВМ

• требования к помещениям и условиям установки СИ,

• стоимость и экономическую эффективность их использования,

• требования к персоналу, осуществляющему монтаж и

техническое обслуживание СИ и оборудования.

Выбор СИ осуществляется, как правило, в три этапа:

На первом этапе изучают нормативно-техническую и

технологическую документацию на соответствующий вид продукции,

анализируют показатели качества и количества продукции, диапазон

их измерений, условия протекания технологического процесса,

возможные виды измерения и контроля параметров технологических

процессов и показателей качества продукции. По результатам

первого этапа составляют перечень контролируемых показателей

продукции и параметров технологического процесса по следующей

форме: наименование ступени технологического процесса,

наименование параметра, границы возможных измерений параметра,

возможный вид контроля параметра, особые характеристики

процесса.

Второй этап состоит в сравнительном анализе применяемых и

предлагаемых методик выбора СИ и самих средств измерений. На

этом этапе решают, какие выбирать измерения - прямые или

косвенные, оценивают возможные погрешности измерений

различными методами и средствами и выбирают предпочтительные

варианты СИ, определяют места отбора проб или установки СИ,

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

методы и первичность снятия показаний, устанавливают алгоритм

обработки результатов измерений и порядок их использования. По

результатам второго этапа составляют схему контроля

технологического параметра.

Третий этап заключается в экспериментальной проверке

(исследовательских испытаниях) предлагаемого СИ и методики

выбора СИ для выяснения действительных качеств.

Техническое задание должно содержать:

• наименование технологического параметра (например,

температура t)

• его измеряемое значение (например, t

изм

= 100

• границы возможных, т.е. технологически доступных отклонений

(например, в ёмкости, диаметром 500 мм при давлении среды не

более 0,5 МПа)

• условия протекания технологического процесса (например,

медленно изменяющаяся температура, среда неагрессивная,

невязкая и т.п.)

• возможный вид контроля (например, показания и регистрация

на дисковой диаграмме)

• вид измерительной информации для передачи данных

(например, унифицированный токовый сигнал 0....5 мА)

Таким образом, в нашем примере необходимо выбрать СИ для

измерения и регистрации температуры 100 + 1,5

С неагрессивной

среды при давлении не более 0,5 МПа в сосуде с диаметром 500 мм,

при этом вторичный прибор должен иметь унифицированный сигнал

0....5 мА. Исходя из метрологических требований и с учётом

экономической целесообразности, можно предварительно определить

измерительный комплект из термопреобразователя сопротивления

ТСМ и вторичного регистрирующего прибора ГСП типа ДИСК-250.

Диапазон измерений средств измерений должен выбираться

таким, чтобы номинальное значение измеряемой величины было

больше двух третей диапазона измерений средств измерений.

Верхний предел измерения СИ (X

max

) определяется по

следующим формулам: для медленно изменяющейся измеряемой

величины – X изм ≤ (2/3) X max

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com