Министерство образования Российской Федерации

Архангельский государственный технический университет

Факультет промышленной энергетики, III курс 3 группа

Кафедра автоматизации технологических процессов и производств

СЕРЕДНИКОВ СЕРГЕЙ СЕРГЕЕВИЧ

Расчётная графическая работа

по дисциплине: «Технические измерения и приборы»

Разработка системы автоматизированного контроля

для холодильной установки

016.8.04.РГР.01.15

Руководитель Попов В.К.

Архангельск 2009г.

Задание

Тема: «Разработка системы автоматизированного контроля для заданного технологического участка».

Исходные данные.

Холодильная установка.

Контролируемые и регулируемые параметры.

1. Температуры хладоносителя на входе в испаритель.

2. То же на выходе из испарителя (с регулированием).

3. Уровень в испарителе.

4. Давление в различных точках.

5. Управление электродвигателями насоса и компрессора (предусмотреть их отключение при падении давления охлаждающей воды).

Т_исп=-18 ⁰С. Р_цирк=1,8 МПа. Н=0,4 м.

Пункты задания.

1. Составить функциональную схему автоматизированного контроля для заданного технологического участка по ГОСТ 21.404.

2. Выбрать необходимую аппаратуру и составить спецификацию.

3. Рассчитать основные погрешности измерительных комплектов для заданных значений технологических параметров.

1. Функциональная схема автоматизированного контроля для холодильной установки по ГОСТ 21.404

С учётом особенностей контролируемой среды, выберем место расположения приборов. Уровнемер с позицией 3.1 расположим прямо на корпусе испарителя. Преобразователи давления с позициями 4.1, 5.1, 6.1 расположим на трубопроводах хладоносителя, фреона и охлаждающей воды соответственно. Термоэлектрические преобразователи 1.1 и 2.1 расположим на трубопроводе хладоносителя на входе и выходе испарителя соответственно.

Рисунок 1. Функциональная схема холодильной установки

2. Выбор необходимой аппаратуры и составление спецификации

Подберем измерительный комплект для измерения температуры в корпусе конденсатора первой и второй ступени. Рассматриваемый технологический участок не является пожароопасным, а рабочее значение температуры не превышает 180 ^оС, поэтому пригоден термопреобразователь сопротивления. Возьмем термопреобразователь сопротивления ТСМ с НСХ 100М класса В. Необходимо преобразовать электрический сигнал в виде изменения электрического сопротивления в унифицированный сигнал ГСП, для последующей обработки полученной информации (регистрации и автоматического регулирования), возьмем преобразователь нормирующий Ш9321Ц с классом точности 0,25% и выходным сигналом тока 0..5 мА. В качестве вторичного прибора можно использовать миллиамперметр А 100-Н.

Для измерения давлений хладоносителя, фреона, охлаждающей воды подойдет преобразователь давления Метран 100-ДД (1460) с диапазоном измерения D=0..2,5 МПа, классом точности 0,5% и выходным сигналом тока 0..5 мА. В качестве вторичного прибора можно использовать миллиамперметр А 100-Н.

Измерение уровня конденсата в конденсаторах первой и второй ступени можно вести при помощи сосуда уравнительного двухкамерного мод. 5424, для преобразования перепада давления в электрический сигнал возьмем преобразователь перепада давления Метран 100-ДД (1460). В качестве вторичного прибора можно использовать миллиамперметр А 100-Н.

Таблица 1. Контролируемые параметры технологического процесса

№

поз.

Средства измерения и управления

Место установки

Наименование

Тип, марка

Технологическое измерение

Кол-во

Цель применения

1.1

Трубопровод хладоносителя на вход испарителя

Термо- преобразователь сопротивления

ТСМ

НСХ 100М/В

1

Технологический контроль.

1.2

По месту

Преобразователь нормирующий

Ш9321Ц

_осн=±0,25%;

I_вых=0..5 мА;

D=-50..50 ^оС

1

1.3

Щит

мA ГСП

А 100-Н

_осн=±0,5%;

D=0..100 %

1

2.1

Трубопровод охладителя на выходе из испарителя

Термо- преобразователь сопротивления

ТСМ

НСХ 100М/В

1

Технологический контроль и регулирование

2.2

По месту

Преобразователь нормирующий

Ш9321Ц

_осн=±0,25%; I_вых=0..5 мА;

D=-50..50 ^оС

1

2.3

Щит

мA ГСП

А 100-Н

_осн=±0,5%;

D=0..100 %

1

3.1

Испаритель

Сосуд уравнительный двухкамерный

Мод. 5424

P_max=16 МПа
H=0.6 м

1

Технологический контроль

3.2

По месту

Преобразователь перепада давления

Метран-100-ДД (1460-AC)

_осн=±0,5%; I_вых=0..5 мА;

1

3.3

Щит

мA ГСП

А 100-Н

_осн=±0,5%;

D=0..100 %

1

4.1

Трубопровод подачи охладителя в испаритель

Преобразователь перепада давления

Метран-100-ДД (1460-AC)

_осн=±0,5%; I_вых=0..5 мА;

D=0..2,5 МПа

1

Технологический контроль

4.2

Щит

мA ГСП

А 100-Н

_осн=±0,5%;

D=0..100 %

1

5.1

Трубопровод подачи фреона жидкости в испаритель

Преобразователь перепада давления

Метран-100-ДД (1460-AC)

_осн=±0,5%; I_вых=0..5 мА;

D=0..2,5 МПа

1

Технологический контроль

5.2

Щит

мA ГСП

А 100-Н

_осн=±0,5%;

D=0..100 %

1

6.1

Трубопровод подачи охлаждающей жидкости в конденсатор

Преобразователь перепада давления

Метран-100-ДД (1460-AC)

_осн=±0,5%; I_вых=0..5 мА;

D=0..2,5 МПа

1

Технологический контроль и регулирование

6.2

Щит

мA ГСП

А 100-Н

_осн=±0,5%;

D=0..100 %

1

КМ1

По месту

Магнитный пускатель

ПМЕ

1

измерительный автоматизированный контроль холодильный установка

3. Расчет основных погрешностей измерительных комплектов для заданных значений технологических параметров

Температура охладителя на входе и выходе из испарителя:

Допускаемая абсолютная погрешность для:

- термопреобразователя сопротивления ТСМ с НСХ 100П/B

∆θ₁ = ±(0,25+0,0035*|-15|) = ±0,3 ⁰С (ГОСТ 6651-94)

- преобразователя нормирующего Ш9321Ц:

D = -15/0,7 = -22⁰С,

выберем шкалу из нормального ряда D=-50…50 ⁰С

∆θ₂ = ±(0,25*100/100) = ±0,25 ⁰С.

- миллиамперметра A-100 Н

∆θ₄ = ±(0,5*100/100) = ±0,5 ⁰С.

- Суммарная абсолютная погрешность

Давление охладителя, фреона, охлаждающей жидкости

Допускаемая погрешность для:

- для преобразователя давления Метран-100-ДД модель 1460-AC

D = 1,8/0,7 = 2,5 МПа.

Из нормального ряда принимаем диапазон 0..2,5 МПа.

∆Р₁ = ±(0,5*2500/100) = ±12,5 кПа.

- для миллиамперметра типа А100-Н

∆Р₂ = ±(0,5*2500/100) = ±12,5 кПа.

- суммарная абсолютная погрешность:

кПа.

Уровень конденсата в баке

- для преобразователя давления Метран-100-ДД модель 1460-AC

Принимаем из нормального ряда диапазон 0..0,6 МПа. ( Т.к. не известно рабочее давление )

∆Р₁ = ±(0,5*600/100) = ±3 кПа.

из пропорции =±3 мм

- для миллиамперметра типа А100-Н

∆Р₂ = ±(0,5*600/100) = ±3 кПа,

из пропорции =±3 мм

- суммарная абсолютная погрешность:

мм

4. Литература

1. Попов В.К. Основы выбора средств технологических измерений: Учеб. пособие.- Архангельск: Изд-во АГТУ, 2003.

2. Промышленная группа «МЕТРАН»: Номенклатурный каталог www.metran.ru.