Поиск:

Нарисовать схему регулирования и сигнализации уровня в ёмкости, выбрать приборы.

⇐ Предыдущая 123 4 Следующая ⇒

Поз. 803-1дачик уровня

Поз. 803-2 барьер искробезопасности входной

Поз. 803-3 барьер искробезопасности выходной

Поз. 803-4электропневмопозиционер

Поз.803-5 регулирующий клапан

Билет № 4

Подключение коммуникатора, модема к прибору (интеллектуальному), персональныйкомпьютер. Обмен данными между системой управления и интеллектуальными первичными датчиками легко осуществляется с помощью стандартного коммуникационного протокола HART® (HighwayAddressableRemoteTransducer - Адресуемый Дистанционный Магистральный Преобразователь). Протокол HART является "открытым" и доступен для всех производителей приборов и систем управления, желающих его использовать. Поддержка технологии использования протокола обеспечивается Фондом HART коммуникаций. Фонд HART Коммуникаций является независимой организацией, действующей как некоммерческая корпорация по координированию и поддержке применения HART технологии по всему миру. HART протокол доступен для всякого желающего его использовать. Будучи единственным открытым коммуникационным протоколом такого типа, HART протокол стал промышленным стандартом для широкого круга аналоговых и цифровых коммуникаций с интеллектуальными первичными приборами. Все более возрастающее количество поставщиков в настоящее время предлагают приборы, использующие этот протокол. Термин "интеллектуальные" для первичных устройств был введен для тех первичных устройств, внутри которых содержится микропроцессор. Обычно это добавляет новые функциональные возможности, которых не было в аналогичных устройствах без микропроцессора. Например, интеллектуальный датчик может давать более точные показания благодаря применению числовых вычислений для компенсации нелинейности чувствительного элемента или температурной зависимости. Интеллектуальный датчик имеет возможность работать с большой разновидностью разных типов чувствительных элементов, а также составлять одно или несколько измерений в одно новое измерение (например, объемный расход и температуру в весовой расход). И, наконец, интеллектуальный датчик позволяет производить настройку на другой диапазон измерений или полуавтоматическую калибровку, а также осуществлять функции внутренней самодиагностики, что упрощает техническое обслуживание. Наряду с усовершенствованием работы устройств, дополнительные функциональные возможности могут сократить объем обработки сигналов системой управления и приводят к тому, что набор разных приборов заменяют приборами одной модели, что дает преимущество при изготовлении и инвестициях. Для того чтобы заработали все эти дополнительные функции, интеллектуальному устройству обычно требуется ручной коммуникатор (панель настройки) для настройки и управления прибором. (Другой способ - встраивать все это в прибор, что обычно гораздо дороже и, кроме того, неуместно для устанавливаемых на объекте устройствах. Однако это может подойти для более сложных приборов, монтируемых в стойке, таких как расходомеры, в этом случае местная настройка применяется в дополнении к удаленному конфигурированию.) Прибор и коммуникатор к нему могут быть отнесены на большое расстояние друг от друга благодаря хорошо настроенной последовательной связи. Эта связь возникает по тем же двум проводам, которые уже используются для соединения первичного прибора с системой управления в центральной комнате управления. Интеллектуальные первичные устройства с HART протоколом позволяют аналоговым и цифровым сигналам сосуществовать водной и той же паре проводов, не портя аналоговый сигнал. Эти устройства обеспечивают преимущества цифровой связи и в то же время сохраняют совместимость и надежность аналоговых входных сигналов, которые требуются для существующих систем.

Рисунок 1.1 Цифровая связь Помимо того, что цифровая связь используется для настройки и управления первичными устройствами, оказалось возможным с помощью нее считывать измеряемый параметр. Без всяких изменений эти приборы готовы для применения в цифровых системах. Использование цифровой связи для считывания измеряемого параметра позволяет одному прибору обрабатывать более одного измерения. Например, расходомер позволяет вам в одном сообщении считывать весовой расход, температуру и плотность жидкости процесса, а также суммарный весовой расход. Кроме того, вы можете следить за состоянием первичного прибора каждый раз, когда производится измерение, повышая достоверность и безопасность автоматического управления. Считывание измеряемого параметра в цифровой форме сохраняет точность за счет устранения процесса цифро-аналогового и аналого-цифрового преобразования сигнала 4-20 мА. Однако время, затрачиваемое на передачу сообщения, добавляет лишнюю задержку (мертвое время) к измерению, которая может отрицательно повлиять на управление в быстродействующем контуре. Преимуществом HARTпротокола является то, что в таких ситуациях для целей управления можно по-прежнему использовать аналоговый сигнал. Цифровая связь позволяет вам хранить в первичных приборах дополнительную информацию и считывать ее по запросу. Датчик может хранить информацию о процессе, такую как номер тэга и описание измерения, калибровочный диапазон прибора и единицы измерения. Кроме того, он может выдавать информацию о себе самом, выступая в роли электронной "бирки". Более того, его можно использовать для хранения записей о процедурах его обслуживания, например о дате последней калибровки.

Виды чувствительных элементов.

Рис.2.3 Упругие элементы пружинных манометров: а) одновитковая трубчатая пружина (трубка Бурдона); б) многовитковая трубчатая пружина; в) упругая мембрана; г) мембранная коробка; д) сильфон

рис.2. конструкция емкостного сенсора. 1 - капсульная защита, 2 - пластины конденсатора, 3 - сенсорная мембрана, 4 - разделительные мембраны, 5 - заполняющая жидкость. В датчиках на базе емкостного сенсора давление процесса через разделительные мембраны (мембрану в датчиках избыточного давления) и заполняющую жидкость передается на измерительную мембрану, расположенную между пластинами конденсатора. Под воздействием измеряемого давления мембрана прогибается и в результате изменяется электрическая емкость ячеек, образованных сенсорной мембраной и пластинами конденсатора. Генерируемый электрический сигнал преобразуется в цифровой и передается на микроконтроллер. В датчиках с тензорезистивным сенсором измеряемое давление через разделительную мембрану и заполняющую жидкость передается на измерительную мембрану, изгиб которой вызывает изменение сопротивления в цепи моста Уинстона. Сигнал рассогласования преобразуется в цифровой сигнал для обработки микропроцессором.

Объяснить термоэлектрический эффект Зеебека. Принцип действия термопары основан на термоэлектрическом эффекте (эффект Зеебека). Он гласит: «В замкнутой цепи из двух разнородных металлических проводников возникает электрический ток, если два места соединения (спая) имеют разную температуру». Термоэ.д.с. на концах термопары зависит от материала термоэлектродов и температуры «горячего» и «холодного» спаев.

Понятие гидростатического давления. Пьезометрические и дифманометрические уровнемеры. Гидростатические уровнемеры Служат для измерения гидростатического давления столба жидкости, уровень которой измеряется. Они делятся на: 1. пьезометрические; 2.дифманометрические. Пьезометрические уровнемеры. (с непрерывным продуванием воздуха или газа) Их действие основано на изменении давления воздуха или газа, барботирующего через слой жидкости с измеряемым уровнем при изменении его. Их часто применяют для измерения уровня жидкости с повышенной вязкостью, уровня агрессивных сред, а так же уровня подземных емкостей. В этих приборах измерение уровня жидкости сводится к измерению давления, создаваемого столбом жидкости, т. е: Р = ρ×g×Н где ρ - плотность жидкости; g - ускорение свободного падения; Н– уровень жидкости. 1-дроссель; 2-ротаметр; 3-пьезометрическая трубка; 4-манометр; 5-сосуд. Работа.Сжатый воздух или газ, пройдя дроссель 1 и ротаметр 2, попадает в пьезометрическую трубку 3, находящуюся в резервуаре. Сначала подачи воздуха давление будет повышаться до тех пор, пока не станет равным давлению столба жидкости высотой h. В момент уравновешивания этих давлений из трубки в жидкость начнет выходить воздух. Расход его регулирует так, чтобы он побулькивал отдельными пузырьками (приблизительно 1 пуз/сек). Расход воздуха устанавливается регулируемым дросселем 1 и контролируется ротаметром 2. При измерении уровня жидкости следует учитывать возможность образования при определенных условиях статического электричества. Поэтому при контроле легковоспламеняющихся и взрывоопасных жидкостей (сероуглерода, бензола, масел) в качестве сжатого газа следует применить: двуокись углерода, азот, дымовые газы. Дифманометрические уровнемеры Рис. Схема измерения уровня по перепаду давления: а — в открытом резервуаре, б — в закрытом резервуаре; 1 — резервуар, 2 — запорный вентиль, 3 — продувочный вентиль, 4 — уравнительный сосуд, 5 — уравнительный вентиль, 6 — дифманометр Действие этих уровнемеров основано на определении уровня по перепаду давления между столбами измеряемой жидкости в аппарате и в уравнительном сосуде, уровень в котором постоянен. Дифманометрами можно измерять уровень в открытых и закрытых сосудах. При этом методе измерения обязательно устанавливается уравнительный сосуд, заполненный до определённого уровня той же жидкостью, что имеется в резервуаре. Назначение уравнительного сосуда - обеспечение постоянного столба жидкости в одном из колен дифманометра. Высота столба жидкости во втором колене дифманометра изменяется с изменением уровня в резервуаре. Каждому значению уровня в резервуаре соответствует определенный перепад давления, что позволяет по величине перепада, показываемого дифманометром, судить о положении уровня. В случае измерения уровня в закрытых сосудах, уравнительный сосуд устанавливают на высоте максимального уровня и соединяют с контролируемым сосудом.

Нарисовать схему контроля температуры продукта в трубопроводе и выбрать приборы.

700-1 термопара 700-2 барьер искробезопасности входной

Билет № 5

Основные метрологические характеристики приборов (полный предел шкалы, цена деления, чувствительность, класс точности). I. Полный предел шкалы - определяется по формуле: X = X_max - Х_min где: X_max - конечное значение шкалы; X_min - начальное значение шкалы. Для односторонней шкалы: X = X_max II. Цена деления шкалы - это значение измеряемой величины, соответствующее одному делению шкалы. Ценой деления называется значение измеряемой величины, вызывающее отклонение указателя прибора на одно деление.

где: С - цена деления; DX - изменение измеряемой величины; Dn - перемещение указателя, выраженное в делениях шкалы. III. Чувствительность Чувствительность и цена деления - это взаимообратные величины.

, где S - чувствительность. Чем больше цена деления, тем меньше чувствительность и наоборот. Чувствительностью прибора называют отношение перемещения его указателя к изменению значения величины, вызывающей это перемещение.

, где S - чувствительность; Dn - перемещение указателя (угловое или линейное); DХ - изменение величины, вызывающей это перемещение. IV Класс точности Класс точности - это величина относительной приведенной погрешности. Класс точности присваивается прибору при его изготовлении и наносится на шкалу прибора. Класс точности не имеет единицы измерения. Стандартный ряд классов точности: 0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,4; 0,5; 0,6; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 4,0. Чем класс точности выше, тем прибор точнее. В промышленности применяют в основном приборы классов: 0,5; 1,0; 1,5. Класс точности 1,5, например, означает, что наибольшая допустимая погрешность при измерении этими приборами не должна превышать 1,5 % от предела измерения

Радарные уровнемеры. Принцип действия.

Радарный уровнемер излучает микроволновый сигнал по направлению к поверхности продукта. Радарный сигнал отражается от поверхности жидкости и возвращается на антенну. Излучение представляет сигнал с непрерывно изменяющейся частотой. При распространении сигнала по направлению к поверхности жидкости и обратно от поверхности жидкости к антенне он смешивается с сигналом, излучаемым в данный момент. Так как сигнал, отраженный от поверхности, и сигнал излучаемый к поверхности имеют различную частоту, то в результате наложения получается разностный сигнал с низкой частотой. Разница в частоте между излучаемым и отраженным сигналом пропорциональна расстоянию до поверхности жидкости. Этот метод называется методом частотно-модулированной непрерывной волны. Для обеспечения точности измерений радарный уровнемер снабжен цифровым эталонным генератором и термостабилизацией электронного блока.

Объяснить эффект дорожки Кармана. Устройство вихревых расходомеров. Эффект Ван Кармана При обтекании неподвижного твёрдого тела потоком жидкости за телом образуется вихревая дорожка, состоящая из вихрей, поочередно срывающихся с противоположных сторон тела. Частота образования вихрей за телом пропорциональна скорости потока. Детектирование вихрей и определение частоты их образования позволяет определить скорость и объёмный расход среды. Суть вихреакустического принципа измерения расхода состоит в измерении скорости потока путем определения частоты образования вихрей за телом обтекания, установленным в проточной части преобразователя расхода. Определение частоты вихреобразования производится при помощи ультразвука, имеющего частоту 1МГц ("ультразвуковое детектирование вихрей"). Устройство: 1. тело обтекания - призма трапецеидального сечения; 2. пьезоизлучатели ПИ; 3. пьезоприемники ПП; 4. генератор; 5. фазовый детектор; 6. микропроцессорный адаптивный фильтр с блоком формирования выходных сигналов; 7. термодатчик. Преобразователь представляет собой моноблочную конструкцию, состоящую из проточной части и электронного блока. В корпусе проточной части расположены: тело обтекания - призма трапецеидального сечения (1), пьезоизлучатели ПИ (2), пьезоприемники ПП (3) и термодатчик (7). Электронный блок включает в себя генератор (4), фазовый детектор (5), микропроцессорный адаптивный фильтр с блоком формирования выходных сигналов (6), смонтированные на печатной плате. Для контроля работы пребразователей на колодке установлены 2 светодиода - зеленый и красный. Зеленый светодиод сигнализирует о нормальной работе преобразователя, при этом частота мигания соответствует частоте следования импульсов выходного сигнала преобразователя. Красный светодиод загорается при возникновении нештатной ситуации: расходе, меньшем 0,8Qmin или хаотичном характере процесса вихреобразования, который возможен, в частности, при попадании посторонних предметов на тело обтекания. Тело обтекания (ТО) установлено на входе жидкости в проточную часть. При обтекании ТО потоком жидкости за ним образуется вихревая дорожка, частота следования вихрей в которой с высокой точностью пропорциональна скорости потока, а, следовательно, и расходу. За ТО в корпусе проточной части диаметрально противоположно друг другу установлены стаканчики, в которых собраны ультразвуковой пьезоизлучатель (ПИ) и пьезоприемник (ПП). В зависимости от типа преобразователи имеют 2 конструктивных исполнения: однолучевые преобразователи - одна пара ПИ-ПП (Dу 25-200 мм); двухлучевые преобразователи - две пары ПИ-ПП (Dу 250, 300 мм). От генератора на ПИ подается переменное напряжение, которое преобразуется в ультразвуковые колебания. При прохождении через поток, в результате взаимодействия с вихрями, ультразвуковые колебания модулируются по фазе. На ПП модулированные ультразвуковые колебания вновь преобразуются в напряжение, которое подается на фазовый детектор. На фазовом детекторе определяется разность фаз между: - сигналами с ПП и опорного генератора – для однолучевых преобразователей; - сигналами с ПП первой и второй пары пьезоэлементов для двухлучевых преобразователей. Напряжение на выходе фазового детектора по частоте и амплитуде соответствует частоте и интенсивности следования вихрей, которая, в силу пропорциональности скорости потока, является мерой расхода. Для фильтрации случайных составляющих сигнал с фазового детектора подается на микропроцессорный адаптивный фильтр и, затем, в блок формирования выходных сигналов. Для повышения достоверности показаний при обработке сигнала вычисляется дисперсия периода колебаний вихрей. Для расширения динамического диапазона в область малых расходов, где характеристика преобразователя нелинейна и зависит от температуры теплоносителя, применяется температурная коррекция. Для этого в корпусе проточной части установлен термодатчик, сигнал от которого вводится в программу вычисления расхода. Проточная часть преобразователя изготовлена из нержавеющей стали и обработана по высокому классу чистоты поверхности, что минимизирует образование отложений и тем самым стабилизирует метрологические характеристики. Для проведения периодической поверки по беспроливной (имитационной) методике ТО выполнено съемным. Электронный блок размещен в отдельном корпусе, соединенном с проточной частью трубчатым кронштейном. Внутри трубчатого кронштейна проходят провода, соединяющие плату электроники с пьезоэлементами. Преобразователи в базовом исполнении имеют в обязательном порядке импульсные выходные сигналы. На боковой стороне корпуса электронного блока располагаются штепсельный разъем или сальниковый кабельный ввод, которые служат для соединения преобразователей с вторичными приборами (вычислителями) и источниками питания. Корпус закрыт крышками, уплотнение которых производится резиновыми прокладками, что обеспечивает его герметичность.

Термометры сопротивления. Назначение, устройство, принцип действия. Их марки и градуировки. Схемы подключения. Принцип действия термометров сопротивления основан на свойстве проводниковых и полупроводниковых материалов изменять электрическое сопротивление при изменении температуры окружающей среды. Однако, измерить температуру одним лишь термометром сопротивления нельзя. Они работают в комплекте со вторичным прибором - мостом или логометром. Термометр сопротивления погружают в контролируемую среду и соединяют электрическими проводами со вторичным прибором, шкала которого отградуирована в ⁰С. Преимущества термометров сопротивления перед манометрическими термометрами:

более высокая точность измерения;
возможность передачи показаний на большие расстояния;
возможность централизации контроля температуры (до 12 Rt может быть подключено к одному мосту);
меньшее запаздывание показаний.

Термометр сопротивления состоит из чувствительного элемента и наружной (защитной) арматуры. В качестве материала для чувствительного элемента используют медь и платину. Эти материалы выбраны потому, что на их сопротивление заметно влияет изменение температуры окружающей среды (большой температурный коэффициент сопротивления), причем это зависимость близка к линейной: Rt = R_о(1+ αt⁰), где α - температурный коэффициент сопротивления. Кроме того, медь и платина химически стойки в пределах измеряемых температур. Чувствительный элемент термометра сопротивления представляет собой тонкую платиновую или медную проволоку, намотанную на каркас из диэлектрика. Концы проволоки припаивают к выводам, которые присоединяют к зажимам головки термометра. Такой чувствительный элемент помещают в стальную защитную арматуру, снабженную устройством для установки на объекте измерения. Термометры сопротивления бывают двух типов: платиновые (ТСП) и медные (ТСМ). ТСП - предназначены для измерения температуры от - 200⁰С до + 650⁰С; имеют следующие градуировки: Гр. 20 (Rо=10 Ом) Гр. 21 (Rо=46 Ом) Гр. 22 (Rо=100 Ом). Новые градуировки ТСП:10П, 50П, 100П. 10, 50, 100 – сопротивление при 0⁰С; П – платиновые. ТСМ - предназначены для измерения температуры от -50⁰ до +180⁰С. Имеют следующие градуировки: Гр. 23 (Rо=53 Ом) → 50 М Гр. 24 (Rо=100 Ом) → 100 М Выпускаются термометры сопротивления различной длины; длина монтажной части может быть до 3200 мм. В качестве вторичных приборов в комплекте с термометрами сопротивления применяют автоматические электронные мосты. Подключение датчиков термосопротивления производится по двух, трех или четырех проводной схеме. Двухпроводная схема подключения используется крайне редко, так как в этом случае сопротивление соединительных проводов вносит существенную погрешность в измерение. Наиболее часто используется трехпроводная схема подключения – именно по этой схеме датчики термосопротивления подключаются к контроллерам Siemens серии S300 как впрочем и к контроллерам других серий и других производителей. Четырехпроводная схема в основном используется при подключении датчиков термосопротивления к приборам технического и коммерческого учета потребления энергоресурсов, где важно максимально точное измерение температуры. Именно при четырехпроводной схеме осуществляется полная компенсация сопротивления соединительных проводов и наибольшая точность показаний. Датчики термосопротивления чаще всего имеют четыре клеммы для подключения соединительных проводов, широко распространены и датчики с тремя клеммами. Датчики с двумя клеммами встречаются редко и, как правило, они имеют соединительные провода фиксированной длины заводского изготовления, с помощью которых датчик присоединяется к вторичному прибору.

Нарисовать схему регулирования давления и выбрать приборы.

800 -1 датчик избыточного давления 800 -2 барьер искробезопасности входной 800 -3 барьер искробезопасности выходной 800 – 4электропневмопозиционер 800 – 5 регулирующий клапан

Билет № 6

Сущность хроматографического метода анализа. Хроматография - это основной метод анализа сложных жидких и газовых смесей. Он заключается в первоначальном разделении смеси на составные части с последующим определением количества каждого компонента в смеси. Хроматограф - это прибор, предназначенный для автоматического анализа сложных жидких и газовых смесей методом хроматографического разделения. Этот метод состоит в том, что анализируемая смесь разделяется на составные компоненты при её принудительном продвижении через слой неподвижной фазы. Проба анализируемой газовой смеси, состоящая, например, из компонентов А, Б, В, проталкивается каким- либо инертным газом, называемым газом-носителем, через длинную тонкую трубку - разделительную колонку, согнутую по спирали и заполненную измельчённым адсорбентом. В качестве газа - носителя применяют азот, гелий, воздух и др. В качестве адсорбента (неподвижной фазы) используют активированный уголь, силикагель, алюмогель, окись магния. Из-за различной сорбируемости компонентов смеси движение их по колонке замедляется по - разному. Чем больше сорбируемость молекул данного компонента, тем больше их торможение и наоборот. Поэтому отдельные компоненты смеси продвигаются по колонке с различной скоростью. Через некоторое время вперёд уйдёт компонент В, как менее сорбируемый, за ним компонент Б и, наконец, А. В следующий промежуток времени из- за различия в скоростях движения компоненты полностью разделятся. Из колонки последовательно будут выходить или газ-носитель, или бинарная смесь (газ - носитель + компонент), что фиксируется детектором. При анализе сложной газовой смеси из колонки выносятся компоненты в порядке возрастания их молекулярных весов (

и т.д.). Результаты анализа газовой смеси фиксируются вторичным прибором (КСП- 4) на диаграммной бумаге. Этот график называется хроматограммой. Хроматограммапредставляет собой кривую с рядом пиков. Чтобы определить процентное содержание каждого газа в смеси, полученную хроматограмму надо расшифровать. Расчет хроматограмм

Существует несколько методов расшифровки. Наиболее простой замер площадей «пиков». Сумму площадей всех пиков принимают за 100%. Содержание отдельного газа (площадь отдельного пика) рассчитывают по отношению к 100%. Составляем пропорцию: S - 100% Si - Х% где- S - сумма площадей всех пиков; Si - площадь одного «пика»; Х - концентрация одного компонента в смеси. Решая пропорцию, получим: Х = Si * 100% / S. Для определения площади «пика» его рассматривают как треугольник (S =l/2ah).

Буйковые уровнемеры. Закон Архимеда. Формулы для определения выталкивающей силы. В основу работы буйковых уровнемеров положен закон Архимеда. Он гласит:«На тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу жидкости, вытесненной этим телом». F_выт=πR²lγ

где π = 3,14; R - радиус буйка; l - длина буйка; γ- удельный вес жидкости.

Рис. Цилиндрический буек

Принцип действия буйковых уровнемеров основан на том, что на погруженный буек действует со стороны жидкости выталкивающая сила F. По закону Архимеда эта сила равна массе жидкости, вытесненной буйком. Количество вытесненной жидкости зависит от глубины погружения буйка, т.е. от уровня в емкости. Таким образом, в буйковых уровнемерах измеряемый уровень преобразуется в пропорциональную ему выталкивающую силу. Поэтому зависимость выталкивающей силы от измеряемого уровня линейная.

Буйковый уровнемер представляет собой прибор, преобразующий изменение выталкивающей силы во вращательное движение вала вокруг оси торсионной трубки уровнемера. При изменении уровня жидкости (уровня поверхности раздела сред) или плотности жидкости происходит смещение буйка, которое приводит к повороту торсионной трубки (угол поворота пропорционален изменению выталкивающей силы, моменту силы, действующей на буек). Поворотное движение торсионной трубки передается на цифровой контроллер, который преобразует угол поворота в электрический сигнал. Кроме аналогового сигнала 4-20 мА, который подается на выход, контроллер может передавать информацию в цифровом виде по протоколу HART, что позволяет пользователю легко получить доступ к информации, которая может быть критической для данного технологического процесса.

⇐ Предыдущая 123 4 Следующая ⇒

Поделиться с друзьями:

Дата добавления: 2017-03-12; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 902 | Нарушение авторских прав

Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

1743 -

| 1597 -

Ген: 0.016 с.