Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
РТ
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2015
Тип роботи:
Методичні вказівки
Предмет:
Інформаційні технології
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА"
Кафедра автоматизації теплових і хімічних процесів
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
для самостійної роботи
з дисципліни "Автоматизація систем водопостачання та водовідведення"
для студентів напряму 6.060101 "Будівництво",
спеціальність 6.060103 «Водопостачання і водовідведення»
Затверджено
на засіданні кафедри автоматизації теплових і хімічних процесів
Протокол № 2 від 30.08.2015 р.
Львів - 2015
Методичні вказівки для самостійної роботи студентів з дисципліни "Автоматизація систем водопостачання та водовідведення" для студентів напряму 6.060101 «Будівництво», спеціальності 6.060103 "Водопостачання та водовідведення", В.П. Кореньков. – Львів: НУ "ЛП", 2015. - 11 с.
Укладач: В.П.Кореньков, ст. викладач
Відповідальний за випуск: Є.П.Пістун, д.т.н., проф.
Рецензенти: Г.Б.Крих, к.т.н., доцент,
І.В.Ділай, к.т.н., доцент
Метою роботи є практичне засвоєння:
- правил побудови систем автоматичного вимірювання технологічних параметрів;
- вибору технічних засобів систем вимірювання;
- розрахунку похибок вимірювання технологічних параметрів і визначення похибки розробленої системи автоматичного вимірювання.
Методичні вказівки призначені для самостійного вивчення студентами окремих розділів дисципліни "Автоматизація роботи гідротехнічних комплексів" і виконання ними контрольної роботи (КР).
Завдання до КР видаються викладачем і виконуються студентом згідно з індивідуальним варіантом.
Загальні методичні вказівки
Для одержання достовірної інформації про параметри хіміко-технологічних та теплоенергетичних процесів необхідно вміти створювати системи автоматичного вимірювання на основі обраного методу та засобів вимірювання, визначати сумарні похибки вимірювання цих систем.
Змістом КР є побудова системи автоматичного вимірювання заданого технологічного параметра та розрахунок граничної похибки вимірювання системи.
Початковими даними для виконання КР є діапазон зміни та номінальне значення конкретного технологічного параметра (температури, об'ємної або масової витрати, вакуумметричного або надлишкового тиску, різниці тиску, рівня, концентрації речовини, фізико-хімічні параметри, тощо), умови вимірювання, характеристика контрольованого середовища.
Для вирішення поставленого завдання потрібно:
1. Вибрати метод вимірювання технологічного параметра з врахуванням заданого діапазону вимірювання технологічного параметра, умов вимірювання і характеристикою контрольованого середовища.
2. Розробити та нарисувати структурну схему системи автоматичного вимірювання технологічного параметра.
3. Вибрати технічні засоби, на базі яких буде створена система автоматичного вимірювання.
4. Розрахувати граничну похибку вимірювання системи автоматичного вимірювання та абсолютну похибку вимірювання номінального значення технологічного параметра. Результати роботи оформити в пояснювальній записці.
Зміст роботи
1. Вступ.
2. Структурна схема системи вимірювання .
3. Вибір технічних засобів.
4. Розрахунок похибок вимірювання.
5. Висновки.
Вступ
У стислій формі необхідно викласти суть заданого методу вимірювання технологічного параметра.
Структурна схема
Система автоматичного вимірювання являє собою графічне представлення кола вимірювання, починаючи від первинного вимірювального перетворювача (ПВП), проміжних вимірювальних перетворювачів (ПП) (нормуючого, дистанційної передачі, тощо), вторинного приладу (ВП). ПП призначений для здійснення необхідних перетворень (наприклад, перетворення сигналу ПВП в уніфікований електричний або пневматичний сигнал), дистанційної передачі сигналу вимірювальної інформації. ВП є засобом вимірювання, призначеним для роботи з деякими видами ПВП та ПП та подання сигналу у формі, зручній для безпосереднього сприйняття оперативним персоналом. До ВП належать міліамперметри, потенціометри тощо. Один і той самий ВП може бути застосований для вимірювання різних параметрів (різниця лише в градуюванні шкали).
Вибір технічних засобів
Для побудови системи вимірювання необхідно вибрати первинний вимірювальний перетворювач, проміжний вимірювальний перетворювач, вторинний прилад.
Основними факторами при виборі типу та модифікації ПВП є:
- діапазон зміни контрольованого параметра, властивості вимірюваного середовища (агресивність, токсичність, фізико-хімічні параметри, тощо);
- конкретні умови вимірювання (пожежо-, вибухонебезпечність технологічного процесу, місце вимірювання, тощо);
- функції, які виконують засоби вимірювання (наприклад, показ і реєстрація в місці встановлення, передавання показів на відстань, передавання сигналу вимірювальної інформації на вхід ЕОМ, тощо).
Вибір типу проміжного вимірювального перетворювача визначається характером, діапазоном зміни вхідних і вихідних сигналів та видом залежності між ними.
Вторинні прилади вибирають, виходячи з діапазону зміни контрольованого параметра (або діапазону зміни вихідного сигналу проміжного вимірювального перетворювача), згідно із стандартним рядом шкал приладів. При цьому номінальне значення вимірюваної величини має бути в межах 50-70 % від діапазону вимірювання.
Прилади та засоби вимірювання вибирають із відповідних галузевих каталогів і довідників [1, 2], проспектів приладобудівних фірм.
Всі обрані засоби вимірювання згідно з вимогами до технічної документації з автоматизації заносять у таблицю – специфікацію приладів та засобів автоматизації – у такому вигляді :
№
Назва приладу
Тип та коротка технічна характеристика
К-ть
Примітка
1
2
3
4
5
У стовпчику "Тип та коротка технічна характеристика" специфікації вказують тип, діапазон вимірювання (шкалу), швидкодію, характеристики точності, вид живлення, номінальну статичну характеристику (для термоперетворювачів опору, термоелектричних перетворювачів).
Розрахунок похибок вимірювання
При побудові системи вимірювання заданого технологічного параметра вибираються наявні засоби вимірювання, які мають певні характеристики точності, тому потрібно визначити точність вимірювання цього параметра.
Похибка системи автоматичного вимірювання – це її метрологічна характеристика, яка показує відмінність її показів від дійсного значення вимірюваної величини. Похибка може бути абсолютною, відносною або зведеною.
Абсолютна похибка визначається за формулою
(1)
де х – покази вторинного приладу; хд – дійсне значення вимірюваної величини, за яке приймають показ взірцевого приладу.
Відносна похибка визначається за формулою
(2)
Зведена похибка є відношенням абсолютної похибки до нормованого значення хн вимірюваної величини
(3)
Нормоване значення може дорівнювати верхній границі вимірювання, діапазону вимірювання параметра.
Похибка системи автоматичного вимірювання технологічного параметра складається з похибок вимірювання всіх засобів вимірювання, які утворюють коло вимірювання, тобто з похибки первинного вимірювального перетворювача (ПВП, похибки проміжного перетворювача (ПП, похибки вторинного приладу (ВП. Якщо похибки ПВП, ПП і ВП корельовані, то сумарна похибка системи визначається, як середнє квадратичне значення цих похибок:
(4)
Складові сумарної похибки можна визначити за метрологічними характеристиками обраних засобів вимірювання. Ці характеристики можуть бути задані у вигляді границь допустимих похибок, допустимих значень основної похибки в абсолютних і відносних одиницях, або у вигляді класів точності.
Клас точності – це така узагальнена характеристика засобу вимірювання, яка визначається границями допустимих основних і додаткових похибок, а також іншими властивостями засобу вимірювання, що впливають на точність.
Границя допустимої похибки засобу вимірювання – найбільша похибка, при якій він може бути визнаний придатним до застосування.
Для розрахунку сумарної похибки вимірювання системи автоматичного вимірювання за формулою (4) потрібно всі її складові виразити у %. Для прикладу розглянемо методику визначення похибки системи автоматичного вимірювання температури, первинним вимірювальним перетворювачем якої є термоперетворювач опору типу ТСМ класу допуску С (див. додаток), а вторинним приладом - автоматичний реєструючий міст класу точності 0.5. Діапазон вимірювання температури 0-100 0С. Згідно діючих стандартів для термоперетворювачів опору регламентуються допустимі значення основної похибки в градусах Цельсія. В додатку наведені значення допустимих основних похибок вимірювання термоперетворювачів опору та термоелектричних перетворювачів різних класів допуску. Для обраного термоперетворювача максимальна абсолютна допустима похибка, що відповідає верхній границі вимірювання, визначається за формулою (див. додаток 1, табл. 1)
. (5)
Зведена похибка термоперетворювача визначається за формулою (3) і дорівнює 1,4 %.
Границя допустимої похибки автоматичного реєструючого моста класу точності 0,.5 дорівнює 0,5% від верхньої границі вимірювання. Тоді сумарна похибка системи дорівнюватиме
(6)
Якщо номінальне значення вимірюваного параметра становить 70 0С, то абсолютна допустима похибка вимірювання термоперетворювача опору, визначена за формулою (5), складає 1,16 0С, а приведена похибка – 1,16%. Похибка вимірювання номінального значення параметру за допомогою системи автоматичного вимірювання, розрахована за формулою (4), дорівнює 1,26 %, а абсолютна похибка, визначена за формулою (3)
де хн – діапазон вимірювання температури.
Висновки
Коротко наводять склад технічних засобів побудованої системи вимірювання та її граничну допустиму похибку.
Література
1. Кулаков М.В. Технологические измерения в химической промышленности. - М: Машиностроение, 1982. - 385 с.
2. Справочник. Промышленные приборы и средства автоматизации / Под ред. Черенкова В.В. - М.:Машиностроение, 1987. - 847 с.
3. Чистяков В.С. Краткий справочник по техническим измерениям. -М.:Энергоатомиздат, 1990. - 320 с.
4. Данильченко В.П., Егошин Р.А. Метрологическое обеспечение промышленного производства. Справочник / Под ред. В.П. Данильченко. - К.: Техніка, 1982. - 151 с.
5. 5. Автоматика и автоматизация производственных процессов / Под ред. Нечаева Т.К. – К.: Вища школа, 1985.
6. Щеглюк М. Р., Юсик Я. П. Вимірювання і контроль у будівництві та виробництві будівельних матеріалів і конструкцій: Навч посібник.– Львів: В-во НУ «ЛП», 2006.
7. Основи автоматики та автоматизації: навч. посібник / Є. Пістун, І. Стасюк. – Львів: В-во НУ Львів. політехніка, 2014.
Додаток 1
Таблиця 1
Допустимі значення основної похибки термоперетворювачів опору в залежності від класу допуску
Тип перет-ворювача
Клас допуску
Діапазон вимірювання, 0С
Допустимі значення основної похибки, 0С
ТСП
А
-260...-250
3.0
-250...-200
1.0
-200...750
0.15+0.002 t
В
-200...1100
0.30+0.005 t
С
100...1100
0.60+0.008 t
ТСМ
B
-200...200
0.25+0.0035 t
C
-200...200
0.50+0.0065 t
Таблиця 2
Допустимі значення основної похибки термоелектричних перетворювачів в залежності від класу допуску
Тип
НСХ
Клас допуску
Діапазон вимірювання,
0С
Допустимі значення
основної похибки,
0С
ТХК
ХK(L)
3
-200...-100
-100...100
1.5 + 0.01 t
2.5
2
-40...300
300...800
2.5
0.70 + 0.005 t
ТХА
ХА(К)
3
-200...-166.7
-166.7...40
0.015 t
2.5
2
-40...333.4
333.4...900
2.5
0.0075 t
1
-40...375
375...800
1.5
0.004 t
ТПП
ПП(S)
2
0...600
600...1700
1.5
0.0025 t
1
0...1100 1100...1600
1.0
1 + 0.003(t - 1100)
ТПР
ПР(В)
3
600...800
800...1800
4.0
0.005 t
2
600...1800
0.0025 t
ТВР
ВР(А)
3
1000...2550
0.007 t
2
1000...2550
0.005 t
Додаток 2
Перелік орієнтовних тем контрольної роботи
1. Розробити систему автоматичного вимірювання розрідження в барометричному конденсаторі, номінальне значення якого складає 0.8·105 Па. Температура середовища 65 0С.
2. Розробити систему автоматичного вимірювання рівня в кубі ректифікаційної колони, номінальне значення якого складає 1.2 м. Надлишковий тиск 0,12 МПа. Контрольоване середовище - водо-спиртова суміш. Температура 103 0С. Відстань до операторної 50 м.
3. Розробити систему автоматичного вимірювання рівня розділу рідин "вода-бензин" в електродегідраторі, номінальне значення якого складає 1.5 м. Температура 60 0С.
4. Розробити систему автоматичного вимірювання витрати перегрітої пари в кип'ятильник, номінальне значення якої складає 10 т/год. Температура 180 0С. Тиск 0,7 МПа.
5. Розробити систему автоматичного вимірювання витрати розведеної сульфатної кислоти. Номінальне значення витрати: 6 т/год.
6. Розробити систему автоматичного вимірювання витрати мазуту. Температура мазуту 400 0С. Номінальне значення витрати 12 т/год.
7. Розробити систему автоматичного вимірювання температури аміаку в резервуарі. Номінальне значення температури: -34 0С.
8. Розробити систему автоматичного вимірювання рівня аміаку в резервуарі. Температура середовища: -34 0С. Номінальне значення рівня: 4 м.
9. Розробити систему автоматичного вимірювання температури в аудиторії за допомогою термоперетворювача опору та автоматичного моста. Вимірювана температура 15-30 0С. Вибрати точки вимірювання температури.
10. Розробити систему автоматичного вимірювання температури в охолоджуючих зонах екструдера. Вимірювана температура води на виході із зон: 33 0С, 35 0С, 37 0С, температура охолоджуючої води на вході 11 0С. Температура в операторній 17…23 0С. Відстань передачі сигналу 25 м.
11. Розробити систему автоматичного вимірювання температури в сушарці за допомогою термоперетворювача та логометра. Вимірювана температура 40…50 0С. Температура в операторній 20-30 0С. Відстань передачі сигналу 45 м.
12. Розробити систему автоматичного вимірювання тиску в ресивері. Вимірюваний тиск 0,6… 0,8 МПа. Відстань передачі сигналу 60 м.
13. Розробити систему автоматичного вимірювання тиску в хімічному реакторі. Вимірюваний тиск 1,6-2,0 МПа. Відстань передачі сигналу 100 м. Температура в операторній 24 0С.
14. Розробити систему автоматичного вимірювання тиску в гідросистемі за допомогою первинного вимірювального перетворювача з електричним уніфікованим струмовим сигналом. Вимірюваний тиск 1,0…2,0 МПа. Відстань передачі сигналу 70 м. Температура в операторній 22 0С.
15. Розробити систему автоматичного вимірювання перепаду тиску в апараті з допомогою первинного вимірювального перетворювача з уніфікованим електричним сигналом по напрузі. Вимірюваний перепад тиску 0 - 0,04 МПа. Відстань передачі сигналу 50 м. Температура в операторній 20 0С.
16. Розробити систему автоматичного вимірювання витрати повітря. Номінальне значення витрати 10000 м3/год. Тиск повітря 100,1 кПа. Температура повітря -30 - 35 0С. Відстань передачі сигналу 40 м.
17. Розробити систему автоматичного вимірювання витрати повітря з допомогою електричних засобів вимірювання. Номінальне значення витрати 20000 м3/год. Тиск повітря 4000500 Па. Температура повітря (–20) –(+20) 0С. Відстань передачі сигналу 90 м.
18. Розробити систему автоматичного вимірювання витрати води. Діапазон вимірювання 0-4 м3/год.Температура 30 - 65 0С. Відстань передачі сигналу 60 м.
19. Розробити систему автоматичного вимірювання витрати пульпи. Номінальне значення витрати 500 м3/год. Температура пульпи 20 - 50 0С. Тиск 0,6 МПа. Відстань передачі сигналу 75 м. Температура в операторній 20 0С.
20. Розробити систему автоматичного вимірювання рівня нафтопродукту в резервуарі. Діапазон вимірювання 0-6 м. Точність вимірювання 5 см. Температура 2010 0С. Відстань передачі сигналу 85 м.
21. Розробити систему автоматичного вимірювання рівня сипких матеріалів в силосі. Діапазон вимірювання 0-4 м. Точність вимірювання 3 см. Температура вимірюваного середовища 25-55 0С. Відстань передачі сигналу 65 м.
22. Розробити систему дистанційного вимірювання рН в нейтралізаторі. Номінальне значення рН=7.5.Температура вимірюваного середовища 35 0С. Відстань передачі сигналу 45 м.
23. Розробити систему дистанційного вимірювання густини розчину кухонної солі в ємності. Номінальне значення густини 1200 кг/м3. Температура вимірюваного середовища 65 0С. Відстань передачі сигналу 50 м.
Навчальне видання
Методичні вказівки
для самостійної роботи з дисципліни
(Автоматизація систем водопостачання та водовідведення(
для студентів напряму підготовки
6.060101 "Будівництво",
спеціальності 6.060103
«Водопостачання та водовідведення»
Укладач: Кореньков Валентин Павлович
06.12.2016 23:12-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора