Курсовой проект - Проектирование и расчет структурных составляющих информационно-Измерительного канала

Подождите немного. Документ загружается.

Изм. Лист № докум. Подпись Дата

Лист



7.0925.КП.07.10 ПЗ

16.2 Расчёт суммарной погрешности измерительного канала

В качестве обобщенной метрологической характеристики измерительного

канала следует принимать суммарную погрешность ИИК в рабочих условиях

эксплуатации.

Суммарная погрешность ИИК в рабочих условиях представляет собой

геометрическую сумму погрешностей элементов, входящих в состав ИИК, для

определения которых используются данные по основной и дополнительной

погрешностям, приведенные в нормативно-технической документации на эти

элементы, с учетом рабочих условий эксплуатации, предусмотренных в проекте.

Дополнительные погрешности приборов суммируются геометрически.

Основная и дополнительные погрешности приборов суммируются

алгебраически.

При определении суммарной погрешности ИИК не учитывается

погрешность соединительных линий.

Модуль суммарной погрешности ИИК в рабочих условиях эксплуатации

определяется по формуле:







ÝiÈÈÊ



где

Ýi



– приведенная погрешность элемента в рабочих условиях эксплуата-

ции;

n – число элементов ИИК.

Модуль погрешности элемента ИИК в условиях эксплуатации определяется

по формуле:







qjЭ



где



– основная приведенная погрешность элемента;



– дополнительная приведенная погрешность элемента ИИК от

влияющей величины, которая не должна превышать

7.0



;

k - число влияющих величин.

Определяем приведенную погрешность элементов проектируемого ИИК в

рабочих условиях:

1. Для сужающего устройства типа труба Вентури. Так как сужающее

устройство не является средством измерения, то:

%7,117,01 ×

ÑÓ



2. Для первичного преобразователя дифманометра типа “Сапфир 22М-ДД”:

Изм. Лист № докум. Подпись Дата

Лист



7.0925.КП.07.10 ПЗ

%85,05,07,05,0 ×

ÄÌ



3. Для промежуточного преобразователя БИК 1:

%85,05,07,05,0 ×

ÁÈÊ



4. Для вторичного прибора типа КСП2:

%85,05,07,05,0 ×

ÄÌ



5. Для термосопротивления ТСМ-9506:

%7,117,01 ×

ÒÑÌ



6. Для вторичного прибора типа КСМ-2

%85,05,07,05,0 ×

ÊÑÌ



Тогда модуль суммарной погрешности ИИК будет:

%94,285,07,185,085,085,07,1

222222



ÈÈÊ



Значение полученной погрешности удовлетворяет требованиям ГСП

(допустимая погрешность ИИК 3,5%). Это значение погрешности позволяет

получить информацию об объекте измерения с необходимой точностью.

Изм. Лист № докум. Подпись Дата

Лист



7.0925.КП.07.10 ПЗ

17 Разработка технических условий эксплуатации устройства

17.1 Техническое обслуживание дифманометра типа “Сапфир”

К обслуживанию преобразователей должны допускаться лица, изучившие

инструкцию и прошедшие соответствующий инструктаж.

При эксплуатации преобразователей должны руководствоваться настоящей

инструкцией, местными инструкциями и другими нормативно-техническими

документами, действующими в данной отрасли промышленности.

Техническое обслуживание преобразователей заключается, в основном, в

периодической проверке и, при необходимости, корректировке “нуля”

преобразователя, в сливе конденсата или удаления воздуха из рабочих камер

преобразователя, проверке технического состояния преобразователя.

Необходимо следить за тем, чтобы трубки соединительных линий и вентили

не засорялись и были герметичны. В трубках и вентилях не должно быть пробок

жидкости или газа. С этой целью трубки рекомендуется периодически продувать,

не допуская при этом перегрузки преобразователя; периодичность

устанавливается потребителем в зависимости от условий эксплуатации.

В процессе эксплуатации преобразователи должны подвергаться

систематическому внешнему осмотру, а также периодическому осмотру, ремонту.

При внешнем осмотре необходимо проверить:

 целостность оболочки, отсутствие на ней коррозии и других

повреждений;

 наличие всех крепежных деталей и их элементов, наличие и

целостность пломб;

 состояние заземления, заземляющие болты должны быть затянуты, на

них не должно быть ржавчины. В случае необходимости они должны быть

очищены;

 состояние уплотнения кабеля. Проверку производить при отключенном

от сети кабеле. Кабель не должен выдергиваться и не должен проворачиваться в

узле уплотнения.

Характерные неисправности преобразователя приведены в таблице 17.1

Изм. Лист № докум. Подпись Дата

Лист



7.0925.КП.07.10 ПЗ

Таблица 17.1 - Характерные неисправности преобразователя “Сапфир”

Неисправность Возможная причина Метод устранения

1. Выходной сигнал

отсутствует

а) обрыв в линии нагрузки

или в линии связи с

источником питания;

б) нет напряжения на

входе прибора;

в) нарушена целостность

тензорезистора;

г) неисправность

электронного устройства

преобразователя;

д) отсутствует

герметичность в

соединениях отборов

давлений.

а) найти и устранить

обрыв;

б) проверить и

восстановить напряжение

питания;

в) проверить

характеристику

тензорезистора;

г) изменяя сопротивление

тензорезистора, проверить

изменение выходного

сигнала электронного

устройства в пределах 0-

20 мА;

д) заменить прокладки и

подтянуть соединения;

проверить утечки

обмыливанием

соединений.

2. Выходной сигнал не

стабилен, погрешность

преобразователя

превышает допустимую

а) нарушена

герметичность в линии

провода давления;

б) нарушена

герметичность

сальникового уплотнения

вентиля преобразователя;

в) нарушена

герметичность

уплотнения монтажного

фланца или ниппеля

преобразователя;

г) нарушена

герметичность

уплотнения фланца

измерительного блока

преобразователя;

д) нарушена

герметичность пробки

фланца измерительного

а) найти и устранить

негерметичность;

б) подтянуть сальник

вентиля или заменить на

новый;

в) заменить

уплотнительное кольцо на

новое;

г) заменить

уплотнительное кольцо на

новое;

д) подтянуть пробку или

уплотнить лентой ФУМ,

или заменить на новую

Изм. Лист № докум. Подпись Дата

Лист



7.0925.КП.07.10 ПЗ

блока преобразователя; пробку;

17.2 Техническое обслуживание БИК-1

Техническое обслуживание заключается в пеpиодической повеpке блока.

Пеpиодическая повеpка блока пpоизводится не pеже одного pаза в год, в

сpоки, устанавливаемые в зависимости от условий эксплуатации, а также после

пеpенастpойки блока или его pемонта.

Возможные неисправности блока приведены в таблице 17.2

Таблица 17.2 - Характерные неисправности БИК-1

Неисправность Возможная причина Метод устранения

1. Отсутствует напряже-

ние питания блока

(светодиод исправного

состояния включен)

Перегорел предохрани-

тель FU1, FU2

Заменить предохрани-

тель FU1, FU2

2. Отсутствует выходное

напряжение. Включен

светодиод сигнализации

срабатывания защиты от

короткого замыкания и

перегрузки

Короткое замыкание или

перегрузка в цепи

питания датчика

Устранить короткое за-

мыкание или перегрузку

в цепи питания датчика.

Снять и вновь подать

напряжение питания

блока

3. Отсутствует выходной

сигнал

Обрыв цепи линии связи

блока с датчиком или

цепи выходного сигнала

Найти и устранить об-

рыв

17.3 Техническое обслуживание КСП2 и КСМ2

Следует вести постоянное наблюдение за состоянием поверхности прибора,

удалять с него пыль и грязь. Если в течение длительного времени прибор

находится в нерабочем состоянии, то перед пуском его необходимо тщательно

осмотреть, очистить и, если необходимо, просушить. Ни в коем случае не

допускается перемещать от руки пишущую каретку с указателем. Перемещать

каретку вдоль шкалы можно только вращая шкив (на оси двигателя), на который

намотан трос.

В случае повреждения смотрового стекла прибора можно вставить новое,

применив для его крепления в крышке герметик УТ-32.

Изм. Лист № докум. Подпись Дата

Лист



7.0925.КП.07.10 ПЗ

Возможные неисправности блока приведены в таблице 17.3

Таблица 17.3 - Характерные неисправности КСП2 и КСМ2

Неисправность Возможная причина Метод устранения

1. При включении при-

бора напряжение на при-

бор не подается.

Неисправен выключатель;

неисправен предохрани-

тель.

Исправить выключатель,

сменить предохранитель;

проверить все ли вилки

вставлены в гнезда

штепсельных разъемов.

2. Уменьшение чувст-

виительности (большая

вариация, уменьшение

скорости движения ка-

ретки).

Имеются дополнительные

помехи на прибор; плохое

заземление или

отсутствуетвие

заземления прибора.

Увеличить чувствитель-

ность усилителя; прове-

рить экранировку соеди-

нительных проводов,

идущих от датчиков, а

также заземление при-

бора.

3. При поданном нап-

ряжении 220В указатель

двигается до упора к на-

чалу шкалы независимо

oт подаваемого сигнала.

Неисправна измеритель-

ная схема. Нет контакта

между движком и спи-

ралью реохорда.

Заменить плату с

измерительной схемой.

Промыть спираль

реохорда спиртом.

4. При поданном на при-

бор напряженbи стрелка

прибора не двигается

при изменении подава-

емого сигнала.

Неисправны усилитель,

двигатель, конденсаторы

С1, С2, С3

С4, С5.

Последовательно

заменить перечисленные

узлы исправными

5. Указатель медленно

перемещается к концу

шкалы независимо от

подаваемого сигнала.

Неисправны узел изме-

рительной схемы, уси-

литель, фильтр (для

потенциометров).

Последовательно

заменить перечисленные

узлы исправными

17.4 Техническое обслуживание ТСМ

При эксплуатации термопреобразователей сопротивления необходимо

периодически:

а) осуществлять контроль качества крепления термопреобразователя на

объекте и отсутствия внешних повреждений;

б) осуществлять контроль работоспособности термопреобразователя;

Изм. Лист № докум. Подпись Дата

Лист



7.0925.КП.07.10 ПЗ

в) осуществлять контроль соблюдения условий эксплуатации;

Термопреобразователи проходят первичную поверку при выпуске из производства

и после ремонта. В процессе эксплуатации термопреобразователи должны

проходить периодическую поверку.

Возможные неисправности блока приведены в таблице 17.4

Таблица 17.4 - Характерные неисправности ТСМ

Неисправность Возможная причина Метод устранения

1.Отсутствие сигнала Обрыв токоведущей цепи Заменить

термопреобразователь

2.Снижение

сопротивления изоляции

Попадание влаги

вовнутрь

термопреобразователя

Просушить при



100

2 –

3 часа

Изм. Лист № докум. Подпись Дата

Лист



7.0925.КП.07.10 ПЗ

18 Модернизация ИИК с введением микропроцессорной техники

Для уменьшения погрешности канала и увеличения его быстродействия

вместо КСМ2 будем использовать микропроцессорный прибор ДИСК 250М.

18.1 Назначение ДИСК 250М

Этот прибор предназначенный для измерения, регистрации, сигнализации и

регулирования параметров технологических процессов, представленных

унифицированными сигналами и сигналами от термопар, термопреобразователей

сопротивления, дифференциально-трансформаторных датчиков и пирометров.

18.2 Характеристики

Подключение термопреобразователей сопротивления осуществляется по

четырех или трехпроводной схеме.

При четрехпроводной схеме подключения сопротивление каждого провода,

распределенное по длине линии связи, не должно превышать

Îì35

. Допускается

применение барьеров искрозащиты с переходным сопротивлением ветви до

Îì200

При трехпроводной схеме подключения сопротивление линии связи не

должно превышать

Îì35

, разница между сопротивлением отдельных линий

связи должна быть не более

Îì1,0

Приборы могут иметь:

- один аналоговый выход, предназначенный для вывода управляющего

воздействия при регулировании по ПИД-С закону или преобразования

измеряемого сигнала в токовый сигнал. Диапазон изменения сигнала

ìÀ204

Сопротивление нагрузки должно быть не более

Îì500

. Пульсации не

превышают

ìÂ60

;

- источник питания для внешних датчиков с выходным напряжением

Â)6.336( 

при номинальной нагрузке

ìÂ30

. Источник питания имеет защиту

от перегрузки

ìÀI 50

max



. Пульсации не превышают

ìÂ60

;

- четыре релейных выхода, коммутирующих нагрузку с силой тока до

À3

переменного напряжения до

Â220

или постоянного до

Â28

;

- интерфейс RS485 для связи с персональным компьютером. Внешние

переключения на разъеме прибора позволяют получить интерфейс RS 422.

Приборы могут осуществлять регулирование по одному из законов:

ON/OFF, ПИД-S, ПИД-С, ПИД-Н/С.

Приборы имеют:

- двухстрочное жидкокристаллическое (ЖКИ) табло с подсветкой. Включение

подсветки при нажатии любой клавиши, отключение по истечении

ìèí5,1

после

последнего нажатия любой из клавиш;

Изм. Лист № докум. Подпись Дата

Лист



7.0925.КП.07.10 ПЗ

- пятизначное светодиодное табло для индикации результата измерения в

единицах измеряемой физической величины;

- светодиодную линейку для аналогового представления результата измере-

ния. Высота светового столба пропорциональна результату измерения в процентах

от диапазона измерения.

Прибор осуществляет регистрацию результатов измерений фломастером на

диаграммном диске в полярных координатах. Время прохождения узла записи от

одного предельного значения до другого не превышает

ñ10

. Линия регистрации

не должна иметь разрывов.

Предел основной приведенной погрешности прибора, в процентах от

нормирующего значения, при нормальных условиях составляет:

- измерения и сигнализации ± 0,25

- для аналогового выходного сигнала ± 0,25

- регистрации ± 0,5

За нормирующее значение принимают:

- для измерения, сигнализации и регистрации разность между верхним и

нижним предельными значениями диапазона измерения;

- для аналогового выходного сигнала – 16 мА.

18.3 Устройство и работа

18.3.1 Структурная схема

Структурная схема прибора, приведенная на рисунке 18.1, состоит из

аналого-цифрового преобразователя (АЦП), преобразующего аналоговые сигналы

от датчиков в двоичный код. Код передается в центральный процессор, где он

обрабатывается и выдается на:

- цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) для преобразования в сигнал 4-20

мА, который может нести информацию, как о значении измеренного сигнала, так

и регулирующее воздействие, если при конфигурировании прибора выбран закона

регулирования - ПИД-С.

- устройство управления шаговым двигателем 2, который перемещает перо, в

соответствии со значением входного сигнала;

- табло 1, индицирующее результат измерения в цифровом виде;

- барграф, высота светового столба которого пропорциональна измеренному

значению сигнала;

- реле, изменяя их состояние. Состояние реле определяется соотношением

между значениями входного сигнала и уставки.

Для конфигурирования прибора предназначены табло 2 и клавиатура,

сигналы от клавиатуры воспринимает и выдает на табло ЦП.

Вращение диаграммного диска осуществляет шаговый двигатель 1,

управляемый ЦП. Архив формирует массив сообщений о результатах измерений.

Изм. Лист № докум. Подпись Дата

Лист



7.0925.КП.07.10 ПЗ

Интерфейс предназначен для связи с персональным компьютером, при

помощи которого можно осуществлять настройку прибора.

Центральный процессор

Табло 2

Термопре-

прибора

сопротивления

Источник

напряжения

Источник

Термопара

тока

Клавиатура

АЦП

Гальваническая развязка

Выход

Архив

Реле

Барграф

Индикация результата измерения

Перемещение пера

(регулирования)

преобразования

Табло 1

Дв-ль 1

Дв-ль 2

ЦАП

Конфигурирование

Выход

сигнализации

аналоговая

регулирования

Перемещение бумаги

цифровая

образователи

Рисунок 18.1 - Структурная схема прибора

18.3.2 Конструкция прибора

На рисунке М.1 приложения М приведены внешний вид прибора и вид

прибора с открытыми крышкой и шасси.

На крышке прибора расположены:

- круглое окно для представления результатов регистрации на диаграммной

бумаге измеряемого параметра;

- окно для пятизначного цифрового табло, индицирующего результат

измерения;

- окно для барграфа, представляющего результат измерения в аналоговом

виде;

- окно для четырех светодиодов, индицирующих выход измеряемого

параметра за допустимые пределы (срабатывание уставки);

- выемка для размещения наименования и единиц измерения

контролируемого параметра.

За открывающейся крышкой прибора расположено поворотное шасси, на

котором размещены:

- узел для крепления и вращения диаграммной бумаги;

- узел для перемещения перодержателя;