Introducción
1. La composición del trabajo de curso
2. Elección de los medios técnicos de medición
3. Explicaciones para la parte gráfica
4. Explicaciones para la parte de cálculo
4.1 Cálculo del dispositivo de estrechamiento
4.2 El orden de cálculo del dispositivo de aceleración.
4.3 Diseño del orificio
4.4 Cálculo del circuito de medida del potenciómetro automático
4.5 Cálculo del circuito de medida del puente automático
Literatura
INTRODUCCIÓN
El papel decisivo en la solución de los problemas de garantizar la eficiencia de producción, la fiabilidad y la seguridad de funcionamiento de los equipos tecnológicos pertenece a los sistemas de control de procesos automatizados (APCS). El sistema básico de cualquier sistema de control de procesos automatizado moderno es un sistema de control automático que permite obtener información de medición sobre los parámetros de régimen de los procesos tecnológicos. Los problemas de organización de mediciones, selección de instrumentos de medición y parámetros medidos están estrechamente relacionados con los detalles de los procesos tecnológicos y deben resolverse en la etapa de diseño de las instalaciones tecnológicas correspondientes, es decir, un ingeniero de energía térmica que participa en el diseño de un tecnológico La instalación debe tener un conocimiento apropiado de los métodos para medir varias cantidades físicas y las habilidades para usarlas.
Los futuros especialistas que estudian en la especialidad 140104 "Ingeniería de energía térmica industrial" reciben este conocimiento al estudiar la disciplina "Mediciones de ingeniería térmica". El trabajo de curso, previsto por el programa de trabajo de esta disciplina, contribuye a la consolidación, profundización y generalización de los conocimientos adquiridos por los estudiantes durante la formación, y la aplicación de estos conocimientos a la solución integrada de problemas específicos de ingeniería para el desarrollo de esquemas para el control térmico de centrales térmicas.
El trabajo del curso incluye el desarrollo de un canal de medición para monitorear uno de los parámetros de una unidad de proceso, la elección de instrumentos de medición, el cálculo de un dispositivo de estrechamiento o un circuito de medición de un dispositivo secundario, según la opción de tarea.
1. COMPOSICIÓN DEL TRABAJO DEL CURSO
El trabajo de curso sobre el diseño del canal de medida para el seguimiento del parámetro físico del proceso consta de una nota explicativa y una parte gráfica.
La parte de texto (nota explicativa) del trabajo del curso incluye las siguientes secciones principales:
Introducción;
Elección de los medios técnicos de medición;
Cálculo del error del canal de medición;
Cálculo del dispositivo de estrechamiento (circuito de medición del dispositivo secundario);
La parte gráfica del trabajo incluye:
diagrama funcional del canal de medición desarrollado;
dibujo del dispositivo de estrechamiento (dibujo de ensamblaje de la instalación del convertidor primario en el equipo de proceso).
2. ELECCIÓN DE INSTRUMENTOS TÉCNICOS DE MEDIDA
Esta parte de la nota explicativa incluye una descripción del proceso tecnológico y la justificación para elegir un método para medir un parámetro físico dado. Las principales decisiones de diseño se toman con base en el análisis del proceso tecnológico y las regulaciones estatales y de la industria vigentes.
Los tipos específicos de instrumentos de medición se seleccionan teniendo en cuenta las características del proceso tecnológico y sus parámetros.
En primer lugar, tienen en cuenta factores como el riesgo de incendio y explosión, la agresividad y toxicidad del medio ambiente, el rango de transmisión de la señal de información, la precisión y la velocidad requeridas. Estos factores determinan la elección de métodos para medir parámetros tecnológicos, la funcionalidad requerida de los instrumentos (indicación, registro, etc.), rangos de medición, clases de precisión, tipo de transmisión remota, etc.
Los dispositivos y transductores deben seleccionarse de acuerdo con la literatura de referencia, según las siguientes consideraciones:
Para controlar los mismos parámetros del proceso tecnológico, es necesario utilizar el mismo tipo de instrumentos de medición, producidos en serie;
Con una gran cantidad de parámetros idénticos, se recomienda utilizar dispositivos multipunto;
La clase de precisión de los instrumentos debe cumplir con los requisitos tecnológicos;
Para controlar procesos tecnológicos con medios agresivos, es necesario prever la instalación de dispositivos especiales, y en el caso de utilizar dispositivos en su versión normal, deben estar protegidos.
Los tipos más comunes de dispositivos industriales secundarios incluidos en el sistema estatal de dispositivos industriales y equipos de automatización (SGP) se presentan en la tabla 1.
tabla 1
Los dispositivos fotovoltaicos son dispositivos secundarios del sistema neumático "Start" y se utilizan para medir cualquier parámetro tecnológico previamente convertido en presión de aire comprimido (señal neumática unificada).
Los potenciómetros automáticos KSP, los puentes equilibrados KSM, los miliamperímetros KSU se utilizan para medir y registrar la temperatura y otros parámetros, cuyo cambio se puede convertir en un cambio en el voltaje de CC, la resistencia activa y la corriente de CC.
Los potenciómetros KSP-4, según la modificación, pueden funcionar en conjunto con uno o más (si el dispositivo es multipunto) termopares de calibraciones estándar, o con una o más fuentes de voltaje de CC.
Los puentes balanceados KSM-4 funcionan con uno o más termómetros de resistencia de calibración estándar y los miliamperímetros KSU-4 con una o más fuentes de señal de CC.
Los dispositivos KSD secundarios funcionan junto con transductores de medición primarios equipados con sensores de transformador diferencial.
Cada tipo de instrumento mencionado anteriormente está disponible en varias modificaciones que difieren en tamaño, rangos de medición, número de señales de entrada, disponibilidad de dispositivos auxiliares, etc.
Al elegir uno u otro dispositivo en función de la funcionalidad, es necesario combinar la simplicidad y el bajo costo del equipo con los requisitos para monitorear y regular este parámetro. Los parámetros más importantes deben ser controlados por instrumentos de autorregistro, que son más complejos y costosos que los instrumentos indicadores. Los parámetros ajustables del proceso tecnológico también deben ser controlados por registradores, lo cual es importante para ajustar la configuración de los reguladores.
Al elegir dispositivos secundarios para operación conjunta con el mismo tipo de sensores de la misma calibración y con los mismos límites de medición, se debe tener en cuenta que los dispositivos KSP, KSM, KSD se producen con un número de puntos de 3,6,12 . Los dispositivos multipunto tienen un interruptor que conecta automáticamente y alternativamente el sensor al circuito de medición. La impresora, ubicada en el carro, imprime puntos en el diagrama con el número de serie del sensor.
Al elegir el tipo de señal unificada del canal de comunicación del sensor al dispositivo secundario, se tiene en cuenta la longitud del canal de comunicación. Con una longitud de hasta 300 m, se puede utilizar cualquier señal unificada si el proceso tecnológico automatizado no es peligroso para incendios y explosiones. En caso de riesgo de incendio y explosión y una distancia de no más de 300 m, es recomendable utilizar equipos de automatización neumática, por ejemplo, dispositivos del sistema "Start". Los instrumentos de medición eléctricos se caracterizan por un retraso mucho menor y superan a los instrumentos neumáticos en términos de precisión (la clase de precisión de la mayoría de los instrumentos neumáticos es 1.0, eléctrica - 0.5). El uso de medios eléctricos simplifica la introducción de ordenadores.
Al elegir sensores y dispositivos secundarios para la operación conjunta, se debe prestar atención para hacer coincidir la señal de salida del sensor y la señal de entrada del dispositivo secundario.
Por ejemplo, con una señal de salida de corriente del sensor, la señal de entrada del dispositivo secundario también debe ser actual, y el tipo de corriente y el rango de su cambio para el sensor y el dispositivo secundario deben ser los mismos. Si no se cumple esta condición, entonces se deben utilizar los conversores intermedios de una señal unificada a otra disponibles en el GSP (Tabla 2).
Tabla 2
Los convertidores GSP intermedios más comunes
|
Tipo de convertidor |
Señal de entrada |
Señal de salida |
|
termopar fem |
Corriente CC 0...5 mA |
|
|
Resistencia eléctrica |
Corriente CC 0...5 mA |
|
|
termopar fem |
Corriente CC 0...5 mA |
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|
Resistencia eléctrica |
Corriente CC 0...5 mA |
|
|
Tensión CC 0...2 V |
Corriente CC 0...5 mA |
|
|
Corriente CC 0...5 mA |
Presión de aire comprimido 0,2 ... 1,0 kgf / cm 2 |
El convertidor intermedio NP-3 se utiliza como convertidor de normalización para convertir la señal de salida de un convertidor de transformador diferencial en una señal de corriente unificada.
El convertidor EPP-63 realiza la transición del ramal eléctrico del GSP al neumático.
Al elegir sensores e instrumentos, se debe prestar atención no solo a la clase de precisión, sino también al rango de medición. Cabe recordar que los valores nominales del parámetro deben estar en el último tercio del rango de medición del sensor o dispositivo. Si no se cumple esta condición, el error relativo de medición del parámetro excederá significativamente el error relativo reducido del sensor o dispositivo. Así, no es necesario seleccionar un rango de medida con un margen amplio (basta con tener un límite superior de medida no superior en un 25% al valor nominal del parámetro).
Si el medio medido es químicamente activo con respecto al material del sensor o dispositivo (por ejemplo, un manómetro de resorte, un manómetro de nivel hidrostático, un manómetro diferencial para medir el flujo usando el método de presión variable), entonces su protección está garantizada. utilizando recipientes de separación o sellos de diafragma.
El canal de medición desarrollado se representa en la figura en forma de diagrama funcional, realizado de acuerdo con GOST 21.404-85. mediciones y electrodomésticos. - M.: Energoatomizdat, 1984. - 232 p. ...
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Tipos de magnitudes termotécnicas. Tipos de instrumentos de medida para cantidades de ingeniería térmica.
Terminología en el campo de la medición de temperatura. Clasificación de los instrumentos de medida de temperatura. Tipos y métodos de medidas de temperatura. Errores de medición. La elección de los instrumentos de medición para garantizar la precisión de medición requerida.
Garantizar la uniformidad de las mediciones de temperatura
Conceptos generales de verificación de instrumentos de medición de temperatura: preparación para la verificación, operaciones de verificación y registro de resultados de verificación. Requisitos para locales de verificación de instrumentos de medición de temperatura.
Instrumentos para medir la composición física y química y las propiedades de las sustancias
Terminología en el campo de la medición de la composición y propiedades físicas y químicas de las sustancias. Unidades de medida. Métodos de análisis técnico: químico, físico, físico-químico, electroquímico, óptico. La esencia de los métodos de medición directos e indirectos. Clasificación de instrumentos y equipos auxiliares para medidas físicas y químicas.
Garantizar la uniformidad de las mediciones de la composición física y química y las propiedades de las sustancias.
Conceptos generales de verificación de instrumentos de medida de composición física y química y propiedades de sustancias: preparación para la verificación, operaciones de verificación y registro de resultados de verificación. Requisitos de los locales para la verificación de instrumentos de medida de la composición y propiedades físicas y químicas de las sustancias.
PREGUNTAS PARA LOS EXÁMENES DE ESTADO DE LA DISCIPLINA "MÉTODOS E INSTRUMENTOS DE MEDIDA, ENSAYO Y CONTROL" PARA LA ESPECIALIDAD 27.03.02 "GESTIÓN DE LA CALIDAD"
mediciones
El concepto de medida.
Clasificación de las medidas: según la característica de precisión; por el número de mediciones en una serie de mediciones; en relación con el cambio en el valor medido; por expresión del resultado de la medición; según el método de obtención de la información; dependiendo del propósito metrológico.
El concepto de área de medición. Clasificación de medidas por áreas de medidas.
Instrumentos de medida: concepto y clasificación.
Tipos de instrumentos de medida: medidas, instrumentos de medida, transductores de medida, instalaciones de medida, sistemas de medida, instrumentos auxiliares de medida.
Clasificación de medidas: inequívoco, multivaluado, conjunto de medidas. Clasificación de los instrumentos de medida por dispositivo: de comparación, indicación, autorregistro, integración. Clasificación de los transductores de medida: primarios, intermedios, transmisores, de escala. Clasificación de los instrumentos de medida según su finalidad: patrones iniciales de trabajo, patrones de trabajo, instrumentos de medida de trabajo.
Error y precisión de los instrumentos de medida. Características metrológicas de los instrumentos de medida
Errores de los instrumentos de medida: básicos y adicionales, estadísticos y dinámicos. Formas de expresar los límites de errores permisibles. Clases de precisión de instrumentos de medida y categorías de patrones de trabajo.
Características metrológicas de los instrumentos de medida: concepto y tipos; normalización de las características metrológicas.
Pruebas
El concepto de prueba. Prueba de clasificación. Herramientas de prueba. Aseguramiento metrológico del proceso de ensayo.
Control
El concepto de control. Clasificación del control. Medios de control. Soporte metrológico del proceso de control.
Principios de medición. Técnicas (métodos) de mediciones
Principios de medida: concepto y clasificación.
Métodos de medida: concepto y clasificación.
El concepto de métodos de medición, estructura, soporte regulatorio. Objeto, métodos, procedimiento y contenido de la certificación metrológica de los procedimientos de medida.
Instrumentos de medida para magnitudes geométricas
Terminología en el campo de las medidas de cantidades geométricas. Clasificación de instrumentos de medida para magnitudes geométricas. Tipos y métodos de medida de magnitudes geométricas. Errores de medición. La elección de los instrumentos de medición para garantizar la precisión de medición requerida.
Garantizar la uniformidad de las mediciones de cantidades geométricas.
Conceptos generales de verificación de instrumentos de medida de cantidades geométricas: preparación para la verificación, operaciones de verificación y registro de resultados de verificación. Requisitos de los locales para la verificación de instrumentos de medida de magnitudes geométricas.
La medición fue la primera función de control que se automatizó. Un dispositivo de medición con un indicador reemplaza los sentidos humanos, proporciona mediciones rápidas y bastante precisas. Si es necesario, se le puede conectar un dispositivo de grabación (RP), que registra la dinámica de los cambios en los parámetros tecnológicos (Fig. 1.1). Estos datos se pueden utilizar para analizar el curso del proceso tecnológico (TP), y el diagrama registrado por el registrador sirve como un documento de informe. Las funciones del operador (O) con indicación automática se reducen a determinar el error de control, así como la ejecución de la acción reglamentaria.
Pequeñas mejoras técnicas han hecho posible pasar de la indicación automática al control automático. En este caso, el operador recibe información sobre la desviación de los parámetros tecnológicos de los valores especificados. El sistema de control automático, además del medidor y el indicador, contiene un dispositivo de comparación (US) y un maestro (ZD), un dispositivo que recuerda el valor de un parámetro de proceso. La división de funciones entre el operador y el sistema de control se muestra en la fig. 1.2. Así, la tarea control(del francés controlar?le- comprobar algo) es la detección de eventos que determinan
Arroz. 1.1.
indicación automática control automático
curso de un proceso. En el caso de que estos eventos se detecten sin la participación directa de una persona, dicho control se denomina automático.
El componente más importante del control es la medición de cantidades físicas que caracterizan el curso del proceso. Tales cantidades se llaman parámetros de proceso. Los procesos tecnológicos en los sistemas de ingeniería se caracterizan por los valores de cantidades físicas (parámetros) como humedad, presión, temperatura, nivel, caudal y cantidad de medios líquidos y gaseosos.
por medida llamado encontrar el valor de una cantidad física empíricamente con la ayuda de medios técnicos especiales. El objetivo final de cualquier medición es obtener información cuantitativa sobre la cantidad que se mide. En el proceso de medición se establece cuántas veces la cantidad física medida es mayor o menor que una cantidad física cualitativamente homogénea, tomada como unidad.
Si 0 - una cantidad física medida, - un cierto tamaño de una cantidad física tomada como unidad de medida, C- valor numérico (7 en la unidad de medida aceptada, entonces el resultado de la medida (7) puede ser representado por la siguiente igualdad:
( 1. 1)
La ecuación (1.1) se denomina ecuación de medida básica. De esto se sigue que el valor C depende del tamaño de la unidad de medida seleccionada }
