40

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ДИЗАЙНА И ТЕХНОЛОГИИ

КАФЕДРА АВТОМАТИКИ

О.М. Власенко, А.В. Кочеров, А.П. Корнеев

Методические указания

к лабораторным работам по дисциплине:

«АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ»

для студентов направлений 261700, 262000 и 656100

Утверждено в качестве методического пособия

Редакционно-издательским советом МГУДТ

Москва.

МГУДТ. 2012 г.

УДК 621-52 (075)

В58

Куратор РИС Андреенков Е.В.

Работа рассмотрена на заседании кафедры Автоматики и рекомендована к печати

Зав.кафедрой профессор, к.т.н. Кочеров А.В.

Авторы ст. преподаватель, к.т.н. Власенко О.М.

профессор, к.т.н. Кочеров А.В.

ст. преподаватель, б/с Корнеев А.П.

Рецензент доцент, к.т.н. Шелудько А.Г.

В58 Власенко О.М., А.В. Кочеров, П.А. Корнеев Методические указания к лабораторным работам по дисциплине: «Автоматизация технологических процессов» для студентов направлений 261700, 262000 и 656100.

О.М. Власенко, А.В. Кочеров, А.П. Корнеев – М: РИО МГУДТ, 2012, 40 стр.

Пособие содержит методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Автоматизация технологических процессов», которые предназначены для закрепления теоретических знаний, полученных студентами на лекциях; привития им практических навыков работы с основными автоматическими измерительными приборами и регуляторами.

УДК 621-52 (075)

Московский государственный университет

дизайна и технологии, 2012

Содержание

Лабораторная работа №1. Поверка магнитоэлектрического милливольтметра. ……………………………………………………………..4

Лабораторная работа №2. Поверка магнитоэлектрического логометра …10

Лабораторная работа №3. Оценка характеристик объекта регулирования по экспериментальным данным ……………………………………………….16

Лабораторная работа №4. Изучение релейной двухпозиционной АСР температуры …………………………………………………………………25

Лабораторная работа №5. Изучение АСР температуры с типовыми законами регулирования ……………………………………………………31

Работы выполняются на рабочих местах бригадами по 3-4 человека.

К выполнению работ допускаются студенты, которые полностью оформили предыдущую работу и подготовили текущую работу в соответствие с разделом «отчет о работе».

Перед началом первого занятия в лаборатории студенты должны под расписку ознакомиться с инструкцией по технике безопасности при выполнении лабораторных работ в помещениях кафедры автоматики.

Лабораторная работа №1. Поверка магнитоэлектрического милливольтметра

Цель работы: Ознакомление с назначением, принципом действия, устройством магнитоэлектрического милливольтметра и методом его поверки.

Общие положения

При автоматизации технологического процесса (ТП) основными элементами измерительной схемы в системе управления являются первичный измерительный преобразователь (ПИП) – датчик, и вторичный прибор (рис.1).

ПИП или датчик – это техническое средство, устанавливаемое непосредственно на объекте и предназначенное для измерения физической переменной (температуры, давления, концентрации и т.д.). Осуществляет первичное преобразование измеряемой величины в удобную форму сигнала для последующей передачи информации (обычно электрический сигнал I, U, R).

Вторичный прибор – предназначен для вывода получаемой от датчика информации на визуальную шкалу, ленту регистратора, память компьютера и т.п. То есть сигнал от ПИП преобразуется в перемещение стрелки прибора или показания цифрового индикатора.

Магнитоэлектрический милливольтметр – вторичный прибор, предназначенный для измерения малых значений напряжений (милливольты). В комплекте с термоэлектрическим термометром –термопарой (ТП), магнитоэлектрический милливольтметр применяется для измерения температуры. В этом случае он называется пирометрический милливольтметр.

Принцип действия термоэлектрического термометра основан на использовании термоэлектрического эффекта: в замкнутой цепи, состоящей из двух или нескольких разнородных проводников, возникает электрический ток, если хотя бы два места соединения этих проводников имеют разную температуру. На выходе датчика в зависимости от разности температуры рабочего спая _рс и температуры свободных концов _ск формируется термоэлектродвижущая сила (ЭДС): е_х=k(_рс-_ск), где k, мВ/°С – коэффициент преобразования данной термопары (Рис.2).

Т ермопары обозначают по названию проводников, из которых они изготовлены. Наиболее распространенные термопары: ТХК – хромель-копель, ТХА – хромель-амомель, ТПП –платина-платинородий, ТМК – медь-константан.

Условие работы термопары: _ск = const. Для стандартных термопар имеются нормированные градуировочные таблицы е_х=f(_рс) при _ск = 0°С.

Основные характеристики вторичного прибора: диапазон шкалы (у милливольтметра имеется две шкалы – в градусах N_г и в милливольтах N_е); класс точности прибора γ_п; тип датчика, применяемого с прибором; сопротивление внешней цепи R_вн.

Поверка прибора – это проверка прибора на соответствие классу точности, указанному в его паспорте. Поверку прибора необходимо проводить перед его эксплуатацией.

Принцип действия милливольтметра основан на взаимодействии электрического тока I, протекающего по проводнику (рамке), с полем постоянного магнита (рис.3).

Сила тока в замкнутой цепи рамки определяется по формуле:

, (1)

здесь R_p – сопротивление рамки, R_д – добавочное сопротивление, R_вн – внешнее сопротивление (подводящих проводов и термопары). Для правильной работы прибора необходимо соблюдение условий:

R_вн = R_зад =const; θ_ск= const,

где R_зад – заданная величина сопротивления, указанная на шкале прибора. Обычно 5, 10 или 15 Ом.

В результате взаимодействия тока с полем постоянного магнита возникает вращающий момент М_эм, приложенный к рамке (рис.3). Одновременно к рамке приложен противодействующий момент М_п от спиральной пружины Пр. Каждому значению ЭДС е_х соответствует свое равновесное положение рамки и жестко связанной с ней указательной стрелки.

На рисунке 4а приведена схема автоматического контроля температуры в объекте с применением милливольтметра TI(1-2) и термопары ТЕ(1-1) в условных обозначениях по ГОСТ 21.404-85.