Фафурин В.А., Терюшов И.Н. Автоматизация технологических процессов и производств

Подождите немного. Документ загружается.

Задание 28

Газ

512

832

640

Метран 100ДД

Сапфир 22 МР-ДИ

Термопреобразователь

нормирующий Ш9321И,

гр. 50М

а160КПР 

max

=800 м

ч)

0-25кгс/см

(0-2,5 МПа)

0-100

0-10 В

Задание 29

Насыщен

ный пар

3200

2816

Метран 100ДД

Сапфир 22 МР-ДИ

а100КПР 

max

=630 м

ч)

0-10 кгс/см

(0-1,0 МПа)

0-10 В

Окончание таблицы 1.6

Задание 30

Перегретый

газ

640

832

384

Метран 100ДД

Сапфир 22 МР-ДИ

Термопреобразователь

нормирующий

Ш9322И, гр. ХК

а100КПР 

max

=500 м

ч)

0-40 кгс/см

(0-4,0 МПа)

0-400

0-10 В

Требуется:

Соответствие с данными табл.1.5 для одного из технологических

потоков определить вначале действительные значения давления и

температуры, а затем, используя формулу (50) – действительное

значение расхода.

Порядок расчета

1. По формуле (47), которая в данном случае запишется в виде

(54), определяет действительное значение давления Р.

2. Определяет действительное значение температуры. Если

температура измеряется термометром сопротивления, то для расчета

ее действительного значения используем полином из таблицы 1.2 [4]

X = 0,0054 у

+ 4,99 у – 262,5 , (74)

где Х,

С – температура в объекте; у – сопротивление термометра в

мах, соответствующее данной температуре.

Формула (74) для канала измерения температуры,

изображенного на рис.1.6, запишется в виде

 



















00540

АЦП

НП

max

АЦП

max

КK

,Х

5262994

,К

КК

АЦП

НП

max

АЦП

max







(75)

Коэффициент усиления К

НП

нормирующего преобразователя,

входящий в формулу (75), как и для случая термопары, запишется в

виде

max

НП



, (76)

где y

1max

= 10 В по заданию, см. таблицу 1.5; y

max

– максимальное

значение выходного сигнала термометра сопротивления,

определяемое по градуировочным таблицам [5].

Если же температура измеряется термопарами (хромель-

копелевой – хромель-алюмелевой), то для расчета ее действительного

значения используем формулы (46) или (56).

При известных значениях Р и θ по формуле (50) определяем

действительное значение расхода F. Поправочный коэффициент К

входящий в (50), рассчитываем по формулам (19) и (20), значения ρ

–

по формулам (72) и (73).

3. Содержание отчета

1. Краткое описание цели работы и основных теоретических

положений по сбору и первичной обработке информации в АСУТП.

2. Исходные данные (по своему варианту), порядок выполнения

и результаты расчетов по задачам 1, 2, 3, 4 и 5.

3. Программное обеспечение задач, решение которых

осуществлялось на ЭВМ.

4. Выводы по результатам расчетов для каждой из пяти задач.

4. Контрольные вопросы

1. Поясните работу алгоритмов циклического и адресного

опроса датчиков.

2. Основные задачи первичной обработки информации.

Перечень и характеристика задач, их математическое и физическое

истолкование.

3. Линеаризация выходных сигналов датчиков. Алгоритмы

линеаризации, необходимость этой процедуры.

4. Используемые в АСУТП алгоритмы фильтрации: скользящего

среднего и экспоненциального сглаживания. Математическая запись

алгоритмов, их настроечные параметры. Физическое истолкование

алгоритмов.

5. Проверка исходной информации на достоверность. Полные и

метрологические отказы. Алгоритмы их выявления.

6. Информационная избыточность в АСУТП. За счет чего она

достигается. Ее использование для выявления метрологических

отказов.

7. Коррекция показаний датчиков при отклонении условий

измерения от расчетных (градуировочных). Коррекция показаний

расходомеров, уровнемеров.

Введите поправки на температуру свободных концов термопары,

алгоритм. Математическая запись алгоритма, физический смысл.

8.Расчёт действительных значений измеряемых величин по

кодам АЦП (давлений, температур, уровней, расходов и др.

параметров). Формулы для расчёта, их математическая запись и

физическое истолкование.

9. Частота опроса датчиков технологических параметров в

АСУТП.

Использование статистических характеристик (математического

ожидания, дисперсии и корреляционной функции) для определения

периода опроса датчиков



. Формула для расчёта



10. Экстраполяция при дискретном контроле в АСУТП.

Ступенчатая экстраполяция. Математическая запись, физический

смысл.

Другие виды экстраполяции (линейная, стохастическая).

Математическая запись, физический смысл.

Погрешности ступенчатой и других видов экстраполяции при

определении периода опроса датчиков



Приложение 1

“ФЛТ ЭС" - расчет настроечных параметров фильтров

экспоненциального сглаживания

SCREEN 9

COLOR 15, 1

DIM SGAM(IO)

DIM A(10)

DIM B(10)

DIM C(10)

i 1:

INPUT "Alpha = "; alpha

INPUT "Sigma_x="; sigx

INPUT "Upper Limit of Gamma="; gamup

INPUT "Lower Limit of Gamma="; gamdown

INPUT "Upper Limit of K="; kup

INPUT "Lower Limit of K="; kdown

INPUT "Upper Limit of M="; mup

INPUT "Lower Limit of M="; mdown

INPUT "Upper Limit of Tau="; tauup

INPUT "Lower Limit of Tau="; taudown

IF gamup<gamdown OR kup<kdown OR mup<mdown OR tauup<taudown

THEN

PRINT "The Lower Limit Should BE lowerer Than Upper! "

GOTO i l

END IF

stgam = (gamup - gamdown)/10

stk = (kup - kdown)/10

stm = (mup - mdown)/10

sttau = (tauup - taudown)/10

gammid = .5

REM kmid = kdown + stepk * 5

REM mmid = mdown + stepm * 5

REM taumid = taudown + steptau * 5

kmid = 2

mmid = 4

taumid = 5

FOR I = 0 TO 10

gam = stgam * I

REM Gamma

part1 = (gam * (1 + (1 - gam) * EXP(-alpha * taumid))/((2 - gam)*

* (1 - (1 - gam) * EXP (-alpha * taumid))) + 1)

part2 = kmid * gam * (1 + (1 - gam) * EXP(-alpha * mmid * taumid))/

/((2 - gam) * (1 - (1 - gam) * EXP(-alpha * mmid * taumid)))

part3 = 2 * gam/(1 - (1 - gam) * EXP(-alpha * mmid))

SGAM(I) = sigx * (part1 + part2 - part3)

REM k

k = stk * I

part1 = (gammid * (1 + (1 - gammid) * EXP(-alpha * taumid))/((2 - -

gammid) * (1 - (1 - gammid) * EXP(-alpha * taumid))) + 1)

part2 = k * gammid * (1 + (1- gammid) * EXP(-alpha * mmid *

* taumid))/((2 - gammid) * (1 - (1 - gammid) * EXP(-alpha * mmid *

taumid)))

IF min > С(I) THEN

min = С(I)

END IF

AS = INPUTS (1)

CLS

SCREEN 9

COLOR 3, 0

LOCATE 1, 25

PRINT " Graphs of Sigma in three Dependenses"

LOCATE 3, 10

COLOR 15, 0

PRINT "on Gamma"

COLOR 1, 0

LOCATE 3, 20

PRINT "on K"

COLOR 4, 0

LOCATE 3, 30

PRINT "on M"

LOCATE 3, 40

COLOR 2, 0

PRINT "on Tau"

COLOR 15, 0

LOCATE 8, 1

PRINT max

LOCATE 22, 1

PRINT min

LOCATE 23, 11

PRINT "0"

LOCATE 23, 65

PRINT "10"

VIEW (100, 100) - (500, 300)

WINDOW (0, min) - (10, max * 1.1)

ystep = (max - min)/10

FOR I = 0 TO 10

LINE (0, ystep * I) - (10, ystep * I), 7

LINE (I, min) - (I, max), 7

PSET (0, SGAM(0)), 15

PSET (0, A(0)), 1

PSET (0, B(0)), 4

PSET (0, C(0)), 2

FOR I = 1 TO 10

LINE (I - 1, SGAM(I - 1)) - (I, SGAM(I)), 15

LINE (I - 1, A(I - 1)) - (I, A(I)), 1

LINE (I - 1, B(I - 1)) - (I, B(I)), 4

LINE (I - 1, С(I - 1)) - (I, C(I)), 2

part3 = 2 * gammid/(1 - (1 - garnmid) * EXP(-alpha * mmid))

A(I) = sigx * (part1 + part2 - part3)

REM m

m = stm * I

part1 = (gammid * (1 +(1 - gammid) * EXP(-alpha * taumid))/((2 -

-gammid) * (1 - (1 - gammid) * EXP(-alpha * taumid))) + 1)

part2 = kmid * gammid * (1 + (1 - gammid) * EXP(-alpha * m *

*taumid))/((2 - gammid) * (1 - (1 - gammid) * EXP(-alpha * m * taumid)))

part3 = 2 * gammid/(1 - (1 - gammid) * EXP(-alpha * m))

B(I) = sigx *(part1 + part2 - part3)

REM tau

tau = sttau * I

part1 = (gammid * (1 + (1 - gammid) * EXP(-alpha * tau))/((2 -

-gammid) * (1 - (1 - gammid) * EXP(-alpha * tau))) + 1)

part2 = kmid * gammid * (1 + (1 - gammid) * EXP(-alpha * mmid *

* tau))/((2 - gammid) * (1 - (1 - gammid) * EXP(-alpha * mmid * tau)))

part3 = 2 * gammid/(1 - (1 - gammid) * EXP(-alpha * mmid))

С(I) = sigx * (part1 + part2 - part3)

PRINT " N from G from К from M from Tau"

PRINT "_________________________________________ "

FOR I = 0 TO 10

PRINT USING "##"; I;

PRINT USING "###### . #####"; SGAM(I); A(I); B(I); C(I)

max = С (0)

min = C(0)

FOR I= 0 TO 10

IF max < SGAM(I) THEN

max = SGAM(I)

END IF

IF max < A(I) THEN

max = A(I)

END IF

IF max < В(I) THEN

max = В (I)

END IF

IF max < С(I) THEN

max = С (I)

END IF

IF min > SGAM(I) THEN

min = SGAM(I)

END IF

IF min > A(I) THEN

min = A(I)

END IF

IF min > В(I) THEN

min = В (I)

END IF

“ФЛТ ЭС” – расчет фильтра скользящего среднего

DECLARE SUB center (row%, text$) 'Вывод строки на зкран,

выровненной по центру

DIM КХ(1000), KY(1000), A(10)

cnt % = 0

2CLS

COLOR 15

center 1, “ ******************************************* ”

COLOR 9

5 center 2, “ **** Расчет фильтра скользящего среднего **** “

COLOR 12

center 3, “ ******************************************* ”

6 COLOR 10

center 6, "Введите следующие параметры"

COLOR 7

PRINT "1. К - параметр, характеризующий амплитуду помехи:";: COLOR

11: INPUT "", К

COLOR7

PRINT "2. М - параметр, харак-щий частотный спектр помехи:";: COLOR

11: INPUT "", М

COLOR 7

PRINT "3. А - коэффициент экспоненты: ";: COLOR 11: INPUT"", А

COLOR 7

PRINT "4. S - дисперсия полезного сигнала: ";: COLOR 11: INPUT "", S

COLOR 7

PRINT "5. L - период опроса датчика: ";: COLOR 11: INPUT"", L