Проектирование систем контроля технологического параметра В-13

Методы контроля температуры газа. Разработка структурной и функциональной схемы системы контроля. Выбор термопреобразователя сопротивления и измерительного преобразователя, их технические характеристики. Проверка измерительной системы на точность.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

Министерство образования РФ

Костромской государственный технологический университет

Кафедра автоматики и микропроцессорной техники

Курсовая работа

по дисциплине

“Технические измерения и приборы”

на тему:

Проектирование систем контроля технологического параметра

В-13

Выполнил:

Лебедев А.А.

Кострома, 2011

Содержание

• Введение
• 1. Анализ поставленной задачи и вариантов её решения
• 2. Общие сведения об измерениях и методах контроля влажности
• 2.1 Краткое описание газорегуляторного пункта
• 2.2 Методы и средства измерений
• 2.3 Методы измерения температуры
• 2.4 Жидкостные стеклянные термометры
• 2.5 Биметаллические и дилатометрические термометры
• 2.6 Манометрические термометры
• 2.7 Термоэлектрические термометры
• 2.8 Бесконтактное измерение температуры
• 2.9 Электрические термометры сопротивления
• 2.10 Выбор средства измерения
• 3. Разработка структурной схемы системы контроля
• 4. Разработка функциональной схемы системы контроля
• 5. Выбор конкретных устройств, линий связи. Расчет погрешностей
• 5.1 Выбор модели термопреобразователя сопротивления
• 5.2 Выбор модели измерительного преобразователя
• 5.3 Проверка измерительной системы на точность
• Заключение
• Список используемой литературы
• Список нормативных документов
• Приложение
• Введение
• Современные автоматизированные системы управления теплотехническими процессами требуют значительного количества и разнообразия средств измерений, обеспечивающих, выработку сигналов измерительной информации в форме, удобной для дистанционной передачи, сбора, дальнейшего преобразования, обработки и представления ее.
• Важнейшими показателями современного научно-технического прогресса являются значительная интенсификация технологических процессов, рост единичной мощности и производительности агрегатов и тесно связанное с ними развитие технических средств и техники управления.
• Измерения, как один из способов познания природы, способствуют новым научно-техническим открытиям и их внедрению в производство и обеспечивают объективный контроль за технологическими процессами, надежность работы оборудования и экономичность производства. Энергетика, металлургическое и химическое производство, легкая промышленность равно как и другие отрасли промышленности, немыслимы без применения современных средств измерений. Особо важное значение приобретает контроль за технологическими процессами в решении проблемы повышения качества продукции и эффективности производства.
• Задачи в этом направлении требуют дальнейшего развития и внедрения автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП) и производством (АСУП) с широким использованием различных методов и современных средств измерении. Можно без преувеличения сказать, что в целом ряде случаев эффективность производства и качество продукции зависят от достоверности и своевременности полученной измерительной информации о ходе технологического процесса.
• Температура является одним из важнейших параметров технологических процессов. Она обладает некоторыми принципиальными особенностями, что обусловливает необходимость применения большого количества методов и технических средств для ее измерения.
• В отличие от таких физических величин, как длина, масса и др. температура является не экстенсивной (параметрической), а интенсивной (активной) величиной. Так, если разделить на две равные части гомогенное тело, то его масса делится пополам. Температура, являющаяся интенсивной величиной, таким свойством аддитивности не обладает, т. е. для системы, находящейся в термическом равновесии, любая микроскопическая часть системы имеет одинаковую температуру. Поэтому не представляется возможным создание эталона температуры, подобном тому, как создаются эталоны экстенсивных величин.
• Измерять температуру можно только косвенным путем, основываясь на зависимости от температуры таких физических свойств тел, которые поддаются непосредственному измерению. Эти свойства тел называют термометрическими. К ним относят длину, объем, плотность, термоЭДС, электрическое сопротивление и т. д. Вещества, характеризующиеся термометрическими свойствами, называют термометрическими. Средство измерений температуры называют термометром. Для создания термометра необходимо иметь температурную шкалу. [1]
• В качестве контролируемого параметра в данной работе выступает температура газа до газорегуляторного пункта (ГРП). Необходимость контролирования данного параметра обусловлено тем, что при увеличении температуры пропана на 1 ⁰С давление увеличивается в среднем на 7 кгс/см², при значительном перепаде температур возможен разрыв трубы из-за повышенного давления. Следует также отметить, что для исключения образования гидратных пробок в газопроводах при транспортировке природного газа с входным давлением до 1,2МПа (12кгс/см2) температура газа на входе в ГРП должна быть не ниже 4 - 6°С в зависимости от относительной плотности (4°С для плотности 0,6кгс/м3, 6°С для плотности 0,8кгс/м3).

1. Анализ поставленной задачи и вариантов её решения

Диапазон измерения	-50? +50 0С
Предел основной приведенной погрешности датчика	±0.15 %
Допустимая результирующая погрешность	1 %
Назначение	Показание, ввод в ЭВМ

В качестве контролируемого параметра выступает температура газа до газорегуляторного пункта.

Исходя из заданных параметров, необходимо самостоятельно сконструировать датчик, или выбрать его из ряда готовых, которые предлагает промышленность. Далее оцениваем точность спроектированной системы контроля.

2. Общие сведения об измерениях и методах контроля температуры

2.1 Краткое описание газорегуляторного пункта

Газорегуляторные пункты (ГРП) и газорегуляторные установки (ГРУ) предназначены для снижения входного давления газа до заданного выходного (рабочего) и поддержания его постоянным независимо от изменения входного давления и потребления газа. Колебания давления газа на выходе из ГРП (ГРУ) допускаются в пределах 10% рабочего давления. В ГРП (ГРУ) осуществляются также очистка газа от механических примесей, контроль входного и выходного давления и температуры газа, предохранение рабочего давления от повышения или понижения, учет расхода газа.

Газорегуляторные установки размещаются в газифицированных зданиях непосредственно в помещениях котельных или цехов, где находятся газоиспользующие агрегаты, или в смежных помещениях, имеющих не менее чем трехкратный воздухообмен в час и соединенных с первым открытым проемом. Подача газа от ГРУ к потребителям в других отдельно стоящих зданиях не допускается.

Рис.1. Принципиальная схема газорегуляторного пункта

1-предохранительно-сбросный клапан (сбросное устройство); 2-задвижки на байпасной линии; 3-манометры; 4-импульсная линия ПЗК; 5-продувочный газопровод; 6-байпасная линия; 7-расходомер газа; 8 -- задвижка на входе; 9 -- фильтр; 10 -- предохранительно-запорный клапан (ПЗК); 11-регулятор давления газа; 12-задвижка на выходе.

В ГРП можно выделить три линии: основная, байпасная 6 (обводная) и рабочая. На основной линии газовое оборудование располагается в такой последовательности: запорное устройство на входе (задвижка 8); продувочный газопровод 5; фильтр 9 для очистки газа от возможных механических примесей; предохранительно-запорный клапан (ПЗК) 10, автоматически отключающий подачу газа при повышении или понижении давления газа в рабочей линии за установленные пределы; регулятор 11 давления газа, который снижает давление газа на рабочей линии и автоматически поддерживает его на заданном уровне независимо от расхода газа потребителями; запорное устройство (задвижка 12) на выходе из основной линии.

В ГРП устанавливаются следующие контрольно-измерительные приборы: термометры для измерения температуры газа и в помещении ГРП; расходомер газа 7 (газовый счетчик, дроссельный расходомер); манометры 3 для измерения входного давления газа, давления в рабочей линии, давления на входе и выходе газового фильтра. [2]

2.2 Методы и средства измерений

Общее назначение средств измерений состоит в преобразовании различных физических величин (температуры, влажности, давления, скорости, пути и т.д.) в пропорциональный сигнал, удобный для автоматической обработки или для восприятия оператором.



ОИ - объект измерения

СИ - система стандартов

О - оператор

ФВ - физическая величина

Рис.2. Схема процесса измерения

Совокупность физических явлений, на которых основаны измерения, называется принципом измерения. Методом и...