Выбор приборов и средств автоматизации

При выборе приборов и технических средств автоматизации необходимо учитывать характер технологического процесса, условия пожаро- и взрывоопасности, токсичность и агрессивность окружающей среды; параметры и физико-химические свойства измеряемой среды; дальность передачи сигналов информации от места установки измеряемых преобразователей до пунктов контроля и управления. Требования к качеству работы системы автоматического контроля включают в себя основные метрологические данные: точность измерения; порог чувствительности; быстродействие системы. Общая методика выбора приборов изложена в учебных пособиях /6, 10, 11, 13/. Методика выбора приборов и средств автоматизации в условиях пожаро- и взрывоопасности изложена в работах /3, 4, 5/. Особенности маркировки взрывозащищенного электрооборудования приведены в приложении Д.

В данной курсовой работе студенты ограничиваются предварительным выбором и обоснованием приборов и измерительных преобразователей исходя из основных метрологических характеристик (диапазон измерения, класс точности), условий технологического процесса (свойства измеряемой среды, агрессивность среды, физико-химические свойства и т.д.), условия согласования входных и выходных сигналов в системе управления (измерительный преобразователь - контроллер, контроллер - исполнительный механизм).

Основой для выбора измерительного преобразователя (датчика) служат характеристика контролируемой среды, диапазон изменения контролируемого параметра и точность измерения.

В случае непосредственного контакта чувствительного элемента с контролируемой средой возможно нежелательное влияние пищевых продуктов на конструктивные узлы датчиков - прежде всего коррозионного и эрозионного характера. Поэтому в пищевой промышленности для контроля параметров продукта широко применяются конструкции из нержавеющей стали и нанесение на них антикоррозионных покрытий. При выборе чувствительных элементов необходимо также учитывать возможное влияние материалов, из которых они изготовлены, на качество пищевых продуктов.

Выбор диапазона измерений преобразователей и измерительных приборов должен учитывать возможные значения контролируемого параметра в условиях нормальной работы, а также при проведении некоторых вспомогательных операций: мойки, стерилизации и т. п. Принято считать, что номинальное значение измеряемого параметра должно составлять примерно 2/3 от шкалы прибора. Однако следует учитывать характер изменения контролируемой величины. Для большинства технологических измерений максимальное значение контролируемой величины может лежать в пределах последней четверти диапазона шкалы. При резких изменениях нагрузки этот максимум должен находиться в пределах 0,5 - 0,7 от диапазона шкалы.

Выбор класса точности преобразователей и измерительных приборов производится исходя из допустимого предельного значения погрешности измерения. Обычно класс точности измерительных приборов в пищевой промышленности составляет 0,25-1,5. В случае, когда точность измерения не регламентирована, можно руководствоваться следующими рекомендациями по выбору класса точности средств измерений:

· класс 0,5 - приборы для контроля и регистрации ответственных параметров, характеризующих качество процесса;

· класс 1-1,5 - приборы среднего класса точности;

· класс 2,5 - приборы для измерения параметров, непосредственно не влияющих на качество продукта и работу аппарата;

· класс 4,0 - грубые приборы для оценки измерений неответственных параметров.

При выборе термопребразователей и приборов устройств, входящих в измерительные комплекты для контроля температуры, необходимо учитывать следующие особенности. При температурах до 200⁰С рекомендуется применение термопреобразователей сопротивления. Точность термопреобразователей сопротивления определяется в соответствии с классами допуска (А, В, С). Пределы допускаемых отклонений от номинальной статической характеристики (НСХ) в зависимости от класса допуска приведены в таблицах Г.2, Г.3 приложения Г. Термоэлектрические преобразователи позволяют измерять температуры до 1300⁰С. Пределы допускаемых отклонений термоЭДС от НСХ регламентированы в зависимости от класса допуска (1, 2, 3) и приведены в таблице Г.5 приложения Г. Погрешность комплекта приборов для измерения температуры определяется погрешностью термопреобразователя, погрешностью соединительных проводов и погрешностью вторичного измерительного прибора. Вторичный прибор либо модуль ввода контроллера подбираются с учетом типа термопреобразователя и его НСХ. Особенности обозначений термопреобразователей приведены в таблицах Г.1, Г.4 приложения Г.

При выборе средств контроля состава и свойств следует учитывать вид измеряемого компонента, тип контролируемой среды, форму представления измерительной информации, пределы измерения, погрешность измерения и специфику конструкции. Особенности выбора средств контроля состава и свойств веществ приведены в справочных пособиях /1, 8, 9/.

Все выбранные приборы и средства автоматизации заносятся в спецификацию. Спецификация оформляется в виде таблицы, имеющей следующие графы: позиция, наименование и техническая характеристика, тип, количество, примечания. Размеры граф такой таблицы приведены в приложении Е, рисунок Е.3. В графе «Позиция» указывается номер позиции, присвоенный описываемому средству автоматизации на функциональной схеме. В графе «Наименование и техническая характеристика» приводится название прибора по каталогу, а также его техническая характеристика, например: градуировка, предел шкалы, класс точности и т. п. В «Примечании» может быть указан завод-поставщик прибора или другие сведения, которые разработчик считает нужным указать. Пример оформления спецификации приведен на рисунке 3.1. Примеры заполнения основной надписи на первом и последующих листах спецификации приведены в таблицах Е.2, Е.3 приложения Е.

Рисунок 3.1 - Пример оформления спецификации