СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Состав курсовой работы
2. Выбор технических средств измерения
3. Пояснения к графической части
4. Пояснения к расчетной части
4.1 Расчет суживающего устройства
4.2 Порядок расчета дроссельного устройства
4.3 Конструкция расходомерных диафрагм
4.4 Расчет измерительной схемы автоматического потенциометра
4.5 Расчет измерительной схемы автоматического моста
Литература
ВВЕДЕНИЕ
Определяющая роль в решении задач обеспечения эффективности производства, надежности и безопасности эксплуатации технологического оборудования принадлежит автоматизированным системам управления технологическими процессами (АСУ ТП). Базовой системой любой современной АСУ ТП является система автоматического контроля, позволяющая получать измерительную информацию о режимных параметрах технологических процессов. Вопросы организации измерений, выбора средств измерений и измеряемых параметров тесно связаны со спецификой технологических процессов и должны быть решены на стадии проектирования соответствующих технологических установок, т. е. инженер теплоэнергетик, участвующий в проектировании технологической установки, должен иметь соответствующие знания методов измерения различных физических величин и навыки их применения.
Эти знания будущие специалисты, обучающиеся по специальности 140104 "Промышленная теплоэнергетика" получают при изучении дисциплины "Теплотехнические измерения". Курсовая работа, предусмотренная рабочей программой этой дисциплины, способствует закреплению, углублению и обобщению знаний, полученных студентами за время обучения, и применению этих знаний к комплексному решению конкретных инженерных задач по разработке схем теплотехнического контроля теплоэнергетических установок.
Курсовая работа включает в себя разработку измерительного канала контроля одного из параметров технологической установки, выбор средств измерения, расчет суживающего устройства или измерительной схемы вторичного прибора в зависимости от варианта задания.
1. СОСТАВ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
Курсовая работа по проектированию измерительного канала контроля физического параметра технологического процесса состоит из пояснительной записки и графической части.
Текстовая часть (пояснительная записка) курсовой работы включает следующие основные разделы:
· Введение;
· Выбор технических средств измерения;
· Расчет погрешности измерительного канала;
· Расчет суживающего устройства (измерительной схемы вторичного прибора);
Графическая часть работы включает:
· функциональную схему разработанного измерительного канала;
· чертёж суживающего устройства (монтажный чертеж установки первичного преобразователя на технологическом оборудовании).
2. ВЫБОР ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ
Эта часть пояснительной записки включает в себя описание технологического процесса и обоснование выбора метода измерения заданного физического параметра. Основные проектные решения принимаются на основе анализа технологического процесса и действующих государственных и отраслевых нормативных документов.
Конкретные типы средств измерения выбирают с учетом особенностей технологического процесса и его параметров.
В первую очередь принимают во внимание такие факторы, как пожаро и взрывоопасность, агрессивность и токсичность среды, дальность передачи сигналов информации, требуемая точность и быстродействие. Эти факторы определяют выбор методов измерения технологических параметров, требуемые функциональные возможности приборов ( показание, запись и т.д.), диапазоны измерения, классы точности, вид дистанционной передачи и т.д.
Приборы и преобразователи следует подбирать по справочной литературе, исходя из следующих соображений:
- для контроля одинаковых параметров технологического процесса необходимо применять однотипные средства измерения, выпускаемые серийно;
- при большом числе одинаковых параметров рекомендуется применять многоточечные приборы;
- класс точности приборов должен соответствовать технологическим требованиям;
- для контроля технологических процессов с агрессивными средами необходимо предусматривать установку специальных приборов, а в случае применения приборов в нормальном исполнении нужно защищать их.
Наиболее распространенные типы промышленных вторичных приборов, входящих в Государственную систему промышленных приборов и средств автоматизации (ГСП), представлены в таблице 1.
Таблица 1
| Входной сигнал | Тип измерительного прибора |
| Давление сжатого воздуха | ПВ |
| Постоянное напряжение | КСП |
| Постоянный ток | КСУ |
| Электрическое сопротивление | КСМ |
| Взаимоиндуктивность | КСД |
Приборы ПВ являются вторичными приборами пневматической системы "Старт" и применяются для измерения любых технологических параметров, предварительно преобразованных в давление сжатого воздуха (унифицированный пневматический сигнал).
Автоматические потенциометры КСП, уравновешенные мосты КСМ, миллиамперметры КСУ применяют для измерения и записи температуры и других параметров, изменение которых может быть преобразовано в изменение напряжения постоянного тока, активного сопротивления, силы постоянного тока.
Потенциометры КСП-4 в зависимости от модификации могут работать или в комплекте с одной или несколькими (если прибор многоточечный) термопарами стандартных градуировок, или с одним или несколькими источниками постоянного напряжения.
Уравновешенные мосты КСМ-4 работают в комплекте с одним или несколькими термометрами сопротивления стандартных градуировок, а миллиамперметры КСУ-4 - в комплекте с одним или несколькими источниками сигналов постоянного тока.
Вторичные приборы КСД работают в комплекте с первичными измерительными преобразователями, снабженными дифференциально-трансформаторными датчиками.
Каждый тип приборов, указанных выше, выпускается в различных модификациях, отличающихся размерами, диапазонами измерения, количеством входных сигналов, наличием вспомогательных устройств и т.д.
Выбирая тот или иной прибор по функциональному признаку, необходимо простоту и дешевизну аппаратуры сочетать с требованиями контроля и регулирования данного параметра. Наиболее важные параметры следует контролировать самопишущими приборами, более сложными и дорогими, чем показывающие приборы. Регулируемые параметры технологического процесса необходимо, также контролировать самопишущими приборами, что имеет значение для корректировки настройки регуляторов.
При выборе вторичных приборов для совместной работы с однотипными датчиками одной градуировки и с одинаковыми пределами измерения следует учитывать, приборы КСП, КСМ, КСД выпускаются с числом точек 3,6,12. В многоточечных приборах имеется переключатель, автоматически и поочередно подключающий датчик к измерительной схеме. Печатающее устройство, расположенное на каретке, отпечатывает на диаграмме точки с порядковым номером датчика.
При выборе вида унифицированного сигнала канала связи от датчика до вторичного прибора принимается во внимание длина канала связи. При длине до 300 м можно применять любой унифицированный сигнал, если автоматизируемый технологический процесс не является пожаро- и взрывоопасным. При пожаро- и взрывоопасности и расстоянии не более 300 м целесообразно использовать пневматические средства автоматизации, например приборы системы "Старт". Электрические средства измерения характеризуются гораздо меньшим запаздыванием и превосходят пневматические средства по точности (класс точности большинства пневматических приборов - 1,0, электрических - 0,5). Применение электрических средств упрощает внедрение вычислительных машин.
Выбирая датчики и вторичные приборы для совместной работы, следует обращать внимание на согласование выходного сигнала датчика и входного сигнала вторичного прибора.
Например, при токовом выходном сигнале датчика входной сигнал вторичного прибора тоже должен быть токовым, причем род тока и диапазон его изменения у датчика и вторичного прибора должны быть одинаковыми. Если это условие не выполняется, то следует воспользоваться имеющимися в ГСП промежуточными преобразователями одного унифицированного сигнала в другой (табл.2).
Таблица 2
Наиболее распространенные промежуточные преобразователи ГСП
| Тип преобразователя | Входной сигнал | Выходной сигнал |
| ПТ-ТП 68 | ЭДС термопары | Постоянный ток 0...5 мА |
| ПТ-ТС 68 | Электрическое сопротивление | Постоянный ток 0...5 мА |
| НП-ТЛ1-М | ЭДС термопары | Постоянный ток 0...5 мА |
| НП-СЛ1-М | Электрическое сопротивление | Постоянный ток 0...5 мА |
| НП-3 | Напряжение постоянного тока 0...2 В | Постоянный ток 0...5 мА |
| ЭПП-63 | Постоянный ток 0...5 мА | Давление сжатого воздуха 0,2...1,0 кгс/см2 |
Промежуточный преобразователь НП-3 используется в качестве нормирующего для преобразования выходного сигнала дифференциально-трансформаторного преобразователя в унифицированный токовый сигнал.
Преобразователь ЭПП-63 осуществляют переход с электрической ветви ГСП на пневматическую.
При выборе датчиков и приборов следует обращать внимание не только на класс точности, но и на диапазон измерения. Следует помнить, что номинальные значения параметра должны находиться в последней трети диапазона измерения датчика или прибора. При невыполнении этого условия относительная погрешность измерения параметра значительно превысит относительную приведенную погрешность датчика или прибора. Таким образом, не следует выбирать диапазон измерения с большим запасом (достаточно иметь верхний предел измерения, не более чем на 25% превышающий номинальное значение параметра).