Контрольная работа по дисциплине «Автоматизация производственных процессов»

Федеральное агентство по образованию РФ

ГОУ СПО Пермский нефтяной колледж

Заочное отделение 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Контрольная работа

по дисциплине «Автоматизация производственных процессов»

Вариант - 5 
 
 
 
 
 
 

      Выполнил  студент

         группы Э - 06 - 2

                Яковлев С.Н. 

      Проверил  преподаватель

          Шафранов В.И.        
 
 
 
 
 
 
 

Пермь 2009 
 
 

в 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.Принципы  построения измерительных  приборов. Классификация  измерительных приборов. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

        Классификация измерительных приборов

     Измерительные приборы можно классифицировать по следующим основным признакам: по роду измеряемой величины, способу получения информации, метрологическому назначению, расположению.

     По  роду измеряемой величины различают  приборы для измерения температуры, давления, количества и расхода, уровня, состава, состояния вещества.

     По  способу получения информации приборы  подразделяются на показывающие, регистрирующие, сигнализирующие, компарирующие, регулирующие.

     Показывающие  приборы дают возможность наблюдателю получать значение измеряемой величины в момент измерения на отсчетном устройстве (шкале с цифровым указателем, пере с диаграммой). Значительное распространение получили шкаловые отсчетные устройства, основными элементами которых являются шкала и указатель. На шкалу наносятся вдоль прямой линии или по дуге окружности отметки с цифрами, соответствующими значениям измеряемой величины. Отметка наименьшего значения величины является началом шкалы, наибольшего - концом шкалы. Разность между началом и концом называется диапазоном шкалы. Расстояние между двумя отметками называется делением шкалы, а значение одного деления - ценой. Шкалы, у которых длина и цена деления не изменяются на всем диапазоне, называются равномерными, а шкалы с различными длиной и ценой делений - неравномерными.

     Шкалы делятся на одно- и двусторонние. В-первых нулевая отметка совпадает с началом или концом шкалы, во-вторых, отметки расположены по обе стороны от нуля.

     Наряду  со шкаловыми отсчетными устройствами применяются цифровые отсчетные устройства, позволяющие получать результат измерений в виде числового значения измеряемой величины. Они значительно снижают количество грубых ошибок при считывании и ускоряют отсчет показаний приборов.

     Показывающие  приборы составляют наиболее многочисленную группу приборов, получивших широкое распространение в технологических измерениях параметров процессов пищевых производств.

     Регистрирующие  приборы служат для автоматической записи результатов измерения на специальной бумажной ленте или диске (диаграммах). Запись на диаграмме производится пером в виде непрерывной линии или периодически печатающим механизмом и показывает изменение контролируемой величины во времени. По записи показаний можно провести последующий анализ результатов измерений за некоторый промежуток времени. Они позволяют контролировать работу персонала, управляющего технологическими процессами, помогают производить настройку регуляторов.

     Регистрирующие  приборы имеют особо важное значение для таких измерений, где необходимо знать изменение контролируемого параметра в течение всего процесса, например температуру теплоносителя при дистилляции.

     Сигнализирующие приборы имеют специальные устройства для включения звуковой или световой сигнализации, когда измеряемая величина достигает значения, вызывающего нарушение заданных технологических параметров.

     Суммирующие приборы показывают суммарное значение величины за весь промежуток времени. В этих приборах счетчики встраиваются в один корпус с показывающим или самопишущим прибором и имеют с ним одну общую измерительную систему.

     Компарирующие приборы служат для сравнения измеряемой величины с соответствующими мерами. Примером могут служить рычажные весы с гирями.

     Регулирующие  приборы снабжены устройствами для автоматического регулирования по значениям измеряемой величины.

     По  метрологическому назначению приборы  делятся на рабочие, образцовые и  эталонные.

     Рабочие приборы подразделяются на технические и лабораторные. Первые предназначены для практических целей измерения, при этом определенная их точность гарантируется заводом-изготовителем. Поправки в их показания обычно не вносятся. Лабораторные отличаются большей точностью, так как в них учитываются ошибки измерения. Они более совершенны по конструкции. Лабораторные приборы используются для поверки технических приборов и контроля продукции.

     Образцовые  приборы служат для поверки рабочих приборов.

     Эталонные приборы предназначены для воспроизведения единицы измерения с наивысшей достижимой точностью.

     По  расположению различают приборы  местные и дистанционные.

     Местные приборы устанавливаются непосредственно на объекте или вблизи него (например, стеклянные термометры, ареометры).

     Дистанционные приборы служат для передачи измеряемого параметра на расстояние. Они состоят из первичного и вторичного приборов. 
 

2. Дифференциальные  манометры. Принцип  действия и применение  дифманометров. Дайте  схему. 
 

      Дифференциальные  манометры (дифманометры) применяют для измерения перепада давления жидкости, газа и пара, уровня жидкости, находящегося под атмосферным, вакуумметрическим или избыточным давлением. Некоторые типы дифманометров используются в качестве тягомеров, напоромеров и гониоромеров.

Рис. 2-1. Кинематическая схема сильфонного блока 

      Особенно  широкое распространение дифманометры получили для определения расхода жидкостей, газов, пара по перепаду давления в сужающем устройстве. По принципу действия дифманометры разделяются на жидкостные и деформационные.

Жидкостные дифференциальные манометры. В них рабочей средой является жидкость (ртуть, масло). По конструкции  они подразделяются на трубные, поплавковые, колокольные и кольцевые. Трубные манометры представляют собой U-образные приборы и используются в основном для различных контрольных испытаний оборудования и поверки рабочих приборов.

  Рис. 2-2. Схема поплавкового дифференциального манометра 

      Поплавковый дифманометр (рис. 2-2) состоит из плюсового  сосуда 7, соединительной трубки 1 и  минусового сосуда 2, заполненных рабочей  жидкостью (ртутью, трансформаторным маслом). В плюсовом сосуде на поверхности  жидкости плавает поплавок 6. Рычаг 5, соединенный шарнирно с поплавком 6, закреплен неподвижно на оси (выходной) 4, которая связана с указательной стрелкой 3.

У дифференциальных манометров этого типа измеряемый перепад  давления уравновешивается давлением  столба рабочей жидкости, залитой в прибор. Измерение высоты этого столба осуществляется с помощью поплавка, передающего положение уровня рабочей жидкости в одном из сосудов. Перемещение поплавка, вызванное изменением уровня жидкости в сосуде, передается механическим путем к отсчетному устройству или с помощью преобразователей на вторичный прибор. 

На рис. 2-3 показан  передающий механизм самопишущего прибора  типа ДП-710чР. На выходной оси 4 насажено лекало 5, рассчитанное по квадратичной зависимости. По

   Рис. 2-3. Передающий механизм дифманометров-расходомеров 

профилю лекала скользит щуп 3, на оси которого жестко закреплен рычаг 1, несущий на конце  перо. На этой же оси может быть закреплен  кривошип 2 для передачи угла поворота щупа к трибко-секторному механизму.

Действие сигнального устройства приборов типа ДП-778 и ДП-778Р основано на свойстве фоторезистора резко уменьшать свое внутреннее сопротивление при воздействии на него источника света.

При изменении  измеряемых параметров происходит перемещение  поплавка / (рис.2-4), которое через сектор 2, ле-

 
 
 
 
 
 
 
 

     Рис.2-4. Кинематическая схема дифференциального манометра с сигнальным устройством типа ДП-778 

кало 3 и щуп 4 передается на ось 5. На этой же оси жестко закреплены стрелка // и шторка 10 сигнального  устройства относительно фоторезисторов 13, установленных на кронштейнах. Положение фоторезисторов определяется задающими стрелками 9 с помощью ручек 8, трибок 7, секторов 6 по шкале прибора. Максимальный и минимальный пределы измерения можно устанавливать на любом участке шкалы. В качестве осветителя 12 применяется лампа ПЛ-13 с линейной нитью. Если значение параметра находится в установленных пределах, горит лампочка желтого цвета (норма). При достижении максимума или минимума шторка открывает щель в кронштейне и пучок света, проходящий от лампочки, падает на фоторезистор, сигнал с которого подается в цепь управления. При этом на крышке прибора загорается сигнальная лампочка красного цвета (максимум) или зеленого цвета (минимум).

     Дифференциальный  манометр с пневматическим преобразователем действует по принципу превращения угла поворота щупа в пропорциональные импульсы сжатого воздуха. Дифманометры типа ДП выпускаются рассчитанными на рабочее давление до 24,5 МПа с предельными перепадами давления для расходомеров 6,17; 9,8; 15,68; 24,5; 39,2; 61,7; 98,0 кПа, для уровнемеров-6,3; 100; 160; 250; 400; 630; 1000 см столба измеряемой жидкости. Класс точности расходомеров 1 и уровнемеров 1 и 1,5.

     Питание микродвигателей осуществляется от сети переменного тока напряжением 220 В. Давление воздуха для питания пневматической части 0,137 МПа; рабочий диапазон пневматических сигналов 0,0196-0,098 МПа.

     Поплавковые дифманометры надежны в работе, дают достаточную точность измерения, но имеют и существенный недостаток: сообщающиеся сосуды заполняются дорогостоящей ртутью, пары которой ядовиты. Для работы с ртутью требуется специально оборудованное помещение. Эти приборы применяются для измерения расходов пара, газов, непищевых сред.

     Деформационные  дифференциальные манометры. Принцип их действия основан на преобразовании измеряемого давления в величину деформации упругого элемента (мембраны, сильфона). По конструкции они подразделяются на мембранные и сильфонные.

     Мембранные  дифманометры служат для измерения  как небольших избыточных давлений и разрежений, так и разности давлений в системах дистанционных передач при измерении расхода по перепаду давления. На рис. 2-5 показана схема устройства дифференциального манометра типа ДМ с электрическим выходным сигналом. Чувствительным элементом прибора является мембранный блок, состоящий из двух мембранных коробок 1 и 3, закрепленных с обеих сторон в основании 2, которое с верхней и нижней крышками корпуса образует две камеры: нижнюю - плюсовую и. верхнюю - минусовую. Внутренние полости мембранных коробок, заполненные Дистиллированной водой, сообщаются через отверстие в перегородке. Центр мембраны верхней коробки с помощью немагнитного штока жестко связан с сердечником 4 дифференциально-трансформаторного преобразователя 5. Сердечник находится внутри трубки 6. Давления Рх и Р2 к камерам подводятся через два запорных вентиля, расположенных на вертикальных трубках. Под воздействием разности давлений Pi-Р2 нижняя мембранная коробка сжимается, жидкость из нее перетекает в верхнюю коробку, вызывая перемещение центра мембраны верхней коробки, а вместе с тем и сердечника дифференциально-трансформаторного преобразователя, что приводит к изменению взаимной индуктивности между первичной и вторичной обмотками преобразователя, а следовательно, и к изменению напряжения на выходе его пропорционально измеряемому перепаду давления.

 

Рис.2-5. Схема  дифманометра мембранного типа ДМ 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рис.2-6. Схема дифференциального манометра типа ДМПК 

      Мембранные  дифманометры подобного типа изготовляются  на перепады давлений от 1,6 до 630 кПа и рабочее давление среды до 25 МПа. Классы точности приборов 1 и 1,5.

      На  рис. 2-6 показана схема мембранного  манометра пневматического типа ДМПК, имеющего унифицированный пневматический выходной сигнал. Он предназначен для  измерения перепада давления, расхода жидкостей, газов и пара по перепаду давления в сужающем устройстве, а также уровня жидкости. Манометр ДМПК используется в системах автоматического регулирования.