Проектирование систем контроля технологического параметра В-13 - Курсовая работа

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. 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.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.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.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. Совокупность физических явлений, на которых основаны измерения, называется принципом измерения. Средства измерений делятся на измерительные преобразователи, приборы и системы. Измерительный преобразователь (чувствительный элемент) - средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, преобразования, обработки, хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем. Измерительный прибор - средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерения в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем.Современная термодинамика определяет температуру как величину, выражающую состояние внутреннего движения равновесной макроскопической системы и определяемую внутренней энергией и внешними параметрами системы. Непосредственно температуру измерить невозможно, можно лишь судить о ней по изменению внешних параметров, вызванному нарушением состояния равновесия благодаря, теплообмену с другими телами. Каждому методу определения температуры, в основе которого лежит зависимость между каким-либо внешним параметром системы и температурой, соответствует определенная последовательность значений параметра для каждого размера температуры, называемая температурной шкалой. Исходным эталоном температуры является комплекс изготовленных в разных странах мира газовых термометров, по показаниям которых определяются численные значения реперных точек по отношению к точке кипения химически чистой воды при давлении 101325 Па, температура которой принята равной 100,00°С (373,15 К точно). Согласно МПТШ-68 установлены следующие реперные точки, соответствующие давлению 101325 Па: точка кипения кислорода-182,97 °С (90,18 К), тройная точка воды (при давлении 610 Па) 0,01 °С (273,16 К), точка кипения воды 100,00 °С (373,15 К), точки затвердевания: олова 231,9681 °С (505,1181 К), цинка 419,58 °С (692,73 К), серебра 961,93 °С (1235,08 К) и золота 1064,43 °С (1337,58 К).Самые старые устройства для измерения температуры - жидкостные стеклянные термометры - используют термометрическое свойство теплового расширения тел. Действие термометров основано на различии коэффициентов теплового расширения термометрического вещества и оболочки, в которой она находится (термометрического стекла или реже кварца).Действие биметаллических и дилатометрических термометров основано на термометрическом свойстве теплового расширения различных твердых тел. В биметаллических термометрах в качестве чувствительного элемента используют пластинки или ленты, состоящие из двух слов разнородных металлов, характеризуемых различными коэффициентами теплового расширения. Чаще всего применяют медноцинковый сплав - латунь (70% Cu 30% Zn) и сплав железа с никелем - инвар (64

Содержание

Введение

1. Анализ поставленной задачи и вариантов ее 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

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 изза 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).