Розрахунково-графічна робота

043-53

 

 

Методичні вказівки

та завдання до виконання розрахунково-графічної роботи з дисципліни “Технічні засоби автоматизації” студентами напряму підготовки 6.0502 “Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології” денної форми навчання

 

Рекомендовано методичною комісією за напрямом підготовки 6.0502 " Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології"

Протокол № 5 від 16.02.2012 р.

                                        Рівне 2012

 

Методичні вказівки та завдання до виконання розрахунково-графічної роботи з дисципліни “Технічні засоби автоматизації” студентами напряму підготовки 6.0502 “Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології” денної форми навчання     /Р.В. Жомирук – Рівне: НУВГП, 2012 – 18 с.

 

Упорядник: Р.В.Жомирук, к.т.н., доцент кафедри автоматизації та комп’ютерно-інтегрованих технологій.

 

Відповідальний за випуск: Б.О.Баховець, к.т.н., професор, завідувач кафедри автоматизації та комп’ютерно-інтегрованих технологій.

 

                                                                  ©Жомирук Р.В., 2012

                                                                  © НУВГП, 2012

Вступ

Підвищення ефективності виробництва передбачає широке використання автоматичних та автоматизованих систем управління. До складу цих систем входять різноманітні технічні засоби для отримання, перетворення і переробки інформації та інформування керуючих впливів на технологічний процес. Вивчення зазначених технічних засобів є одним з основних етапів підготовки інженерів з автоматизації.

Методичні вказівки для виконання розрахунково-графічної роботи з дисципліни "Технічні засоби автоматизації" складені відповідно до навчального плану підготовки фахівців з автоматизації технологічних процесів.

«Вказівки» сприятимуть засвоєнню студентами:

- принципів побудови та функціонування електричних, пневматичних і гідравлічних пристроїв, регуляторів і приладів;

- принципів побудови і роботи технічних засобів автоматизованих систем управління;

- методів визначення статичних, динамічних і надійністних характеристик типових засобів автоматизації;

- способів вибору технічних засобів, необхідних для реалізації заданих алгоритмів регулювання та управління;

- методів конструювання з серійних елементів технічних засобів автоматизації з заданими характеристиками і алгоритмами функціонування.

Виконання роботи ґрунтується на знаннях, отриманих під час викладання дисциплін: "Вища математика" (диференціальні рівняння і теорія ймовірностей), "Електротехніка" (аналіз електричних ланцюгів), "Метрологія" (електричні вимірювання та прилади), "Теорія автоматичного управління" (методи аналізу лінійних і нелінійних систем, типові закони регулювання).

Перш ніж приступити до виконання розрахунково-графічної роботи, потрібно уважно ознайомитися з даними вказівками. Недотримання цих вказівок може стати причиною того, що робота не буде прийнята до рецензування. Потрібно пам'ятати, що виконання розрахунково-графічних робіт є важливим елементом у вивченні теоретичного матеріалу. Всі задачі потрібно вирішувати самостійно, використовуючи опрацьований теоретичний матеріал з дисципліни.

При виконанні розрахунково-графічної роботи повинні дотримуватися наступні вимоги.

1. Кожна робота виконується в окремому зошиті або на зшитих аркушах паперу формату А4, на обкладинці якої повинні бути зазначені: П.І.Б. студента, номер навчального шифру, група, курс.

2. На кожній сторінці повинні бути залишені поля шириною 30мм для зауважень рецензента.

3. Текст, формули і розрахунки повинні бути написані чітко й акуратно, без помарок.

4. Схеми та графіки повинні бути виконані за допомогою креслярських інструментів. Графіки виконується на міліметровому папері.

5. При описі схем автоматизації технологічних процесів повинно бути пояснено призначення і взаємодію вузлів.

6. Розрахунково-графічна робота зараховується після співбесіди з викладачем.

 

Розрахунково-графічна робота

Відповідно до варіанта студент повинен вирішити 5 завдань.

 

Завдання №1. Вибрати вимірювальний комплект для вимірювання температури в технологічному апараті, що складається з давача і вторинного приладу. Вихідні дані наведені в табл.1. Варіант завдання вибирається за останньою цифрою шифру.

 

Таблиця 1

Вихідні дані до завдання № 1

Вихідні дані	Номер варіанта
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Температура, °С	120	150	180	200	220	250	300	320	350	400
Абсолютна похибка, °С	1,5	2,5	2,5	2,5	5	5	7	6	4	4
Інерційність, с	2,5	3	6	7	5	4	2,5	2,5	8	5

 

Технічні характеристики вторинних приладів і перетворювачів температури наведені в табл. 2, 3 відповідно. Представити принципову електричну схему вибраного комплекту.

 

 

Таблиця 2

Технічні характеристики потенціометрів та мостів

Тип	Граду- ювання, °С	Межі вимірювання, °С	Клас точності	Швидкодія, сек
КСП 1	ХК, ХА	0…100; 0…150; 0…200; 0…300	0,5; 1	2,5; 10
КСП 2	ХК, ХА	0…400; 0…600; 200…800, 0...400; 0...900;0…1100	1	1; 2,5; 10
КСП 3	ХК, ХА	0...1300; 200...1200	0,5	5; 16
КСП 4	ХК, ХА	700...1300; 200...1100	0,25; 0,5	1; 2,5; 10
КСМ 2, 3, 4	20	0...300; 0...400; 0...500; 0...650; 300...650	0,25; 0,5	1; 2,5; 5; 10
КСМ 2, 3, 4	21	–50...150; –70...80; 0...100; 0...150; 0...200; 0...300; 0...400; 200...500	0,5	1; 2,5; 5; 10
КСМ 2, 3, 4	22	–50...150; –70…80; 0...100; 0...150; 0...200; 0...300; 0...400; 200...500	0,5	1; 2,5; 5; 10
КСМ 2, 3, 4	23	–50...0; –50...150; –50...100 0...50; 0...100; 0...150; 0...180; 50...100	0,5	1; 2,5; 5; 10

Таблиця 3

Основні характеристики первинних вимірювальних перетворювачів

Об’єкт вимірювання	Тип	Межі вимірювання, °С	Основна похибка, °С	Принцип вимірювання
Масла, вода	ТПП–2В	0...125	4	Мано-метричний
	ТКП–160	0...120	1,5; 2,5
Неагресивні рідини, рідкі і газоподібні середовища	ТГП–160	–50...+300	1; 1,5; 2,5	Термо-резисторний
Повітря, газ	CTП–805I	–200...+500	II кл. точності
		–50...+100	II кл. точності
Газоподібні і рідкі середовища	СТП–6097 СТМ–6097	–50...+250 –50...+250	I, II, III
Газ	ТПП–0555	0...+1300	0,01
Газ який містить Н2, О2, вищі вуглеводи	ТПР–0555	0...+1600	0,01	Термо-електричний
	ТПР–0213	300...+1600	0,01
Газ (окислювальні середовища)	ТХК–920	0...+600	0,20
	TXK–410	0...+800	0,16
	ТХК–0445	60...+200	0,20
	ТХК–0445	60...+400	0,20
Рідини	TXК–0806	0...+600	0,20
	TXA–0515	–60...+900	0,16
	TХК–0515	–60...+60	0,16
	ТХК–0083	0...300	0,20

 

Приклад. Вибрати вимірювальний комплект для вимірювання температури в технологічному апараті, що складається з давача і вторинного приладу. Межі зміни температури в об’єкті: 0 - 240°С. Середовище – рідина. Абсолютна похибка вимірювання не повинна перевищувати 5°С., а швидкодія 3,5 с.

Рішення:

Структурна схема вимірювального комплексу зображена на рис.1.

Рис. 1. Структурна схема вимірювального комплексу

В якості первинного вимірювального перетворювача вибираємо термопару «хромель – копель» ТХК-0083 з параметрами:

- межі вимірювання: 0...+300 °С;

- основна похибка: 0,20%;

- принцип вимірювання: термоелектричний,

- швидкодія <2.5c.

В якості вторинного перетворювача вибираємо резистивний міст КСМ 2-20 з параметрами:

- межі вимірювання: 0...+300 °С;

- клас точності: 0,25;

- швидкодія: 1с.

Принципова схема вимірювального комплекту зображена на рис.2

Рис. 2. Принципова схема вимірювального комплекту

 

Визначимо швидкодію вимірювального комплекту:

t_компл = t_пп+t_вп = 2,5+1= 3,5 с.

Визначимо можливий діапазон вимірювання температури:

D_вим  = (0 - 300°С)∩ (0 - 300°С) = (0 - 300°С)> (0 - 240°С)

Знайдемо точність вимірювального комплекту:

∆_компл = ∆_пп + ∆_вп,

∆ _{пп =}

∆ _{вп =}

∆ _компл = 0,6°С + 0,75°С = 1,35°С.