Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України
Національний університет “Львівська політехніка”
Інститут енергетики та систем керування
Проектування систем вимірювання витрати та кількості енергоносіїв із застосуванням сапр “расход-ру” методичні вказівки
до контрольної роботи з дисципліни
“Основи САПР”
для студентів бакалаврського рівня підготовки за спеціальністю
6.092501 – “Автоматизація і комп'ютерно-інтегровані технології”
Затверджено
на засіданні кафедри
автоматизації теплових
I хімічних процесів
Протокол № 11 від 10.03.2011 р.
Львів – 2011
Проектування систем вимірювання витрати та кількості енергоносіїв із застосуванням САПР “Расход-РУ”. Методичні вказівки до контрольної роботи з дисципліни “Основи САПР” для студентів бакалаврського рівня підготовки за спеціальністю 6.092501 – “Автоматизація і комп’ютерно-інтегровані технології”. / Укл. Ф.Д. Матіко, Р.М. Федоришин, Львів: Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2011. - 29 с.
Укладачі: Матіко Ф.Д., канд. техн. наук, доц.
Федоришин Р.М., канд. техн. наук
Відповідальний за випуск Пiстун Є.П., д-р. техн. наук, проф.
Рецензенти: Крих Г.Б., канд.техн.наук, доц.
Ділай І.В., канд.техн.наук, доц.
Метою виконання контрольної розрахунково-графічної роботи на тему “Проектування систем вимірювання витрати та кількості енергоносіїв із застосуванням САПР “Расход-РУ” з дисципліни “Основи САПР” є закріплення студентами знань теоретичного та практичного матеріалу цієї дисципліни та набуття ними умінь і навиків роботи у системі автоматизованого розрахунку та проектування витратомірів змінного перепаду тиску САПР “Расход-РУ”.
Загальні відомості Можливості сапр “Расход-ру”
Система автоматизованого розрахунку та проектування витратомірів змінного перепаду тиску САПР “Расход-РУ” виконує чотири типи розрахунків. Розрахунок параметрів витратоміра за
заданим значенням верхньої межі діапазону вимірювання перепаду тиску;
заданим значенням допустимої втрати тиску на звужувальному пристрої;
заданими характеристиками потоку й трубопроводу, що забезпечує мінімальну невизначеність результату вимірювання витрати середовища;
заданими характеристиками звужувального пристрою та вимірювального трубопроводу (так званий зворотний розрахунок – розрахунок витрати середовища).
При цьому можливе завантаження файлів даних, які, відповідно до вищенаведеного переліку типів розрахунків, мають розширення: *.ddp, *.dvt, *.dum, і *.qce.
Після вибору типу розв’язуваної задачі потрібно ввести необхідні дані для розрахунку. Інтерфейс програмного продукту для вводу параметрів і характеристик витратоміра складається із шести розділів:
параметри і характеристики середовища;
параметри і характеристики звужувального пристрою;
параметри і характеристики вимірювального трубопроводу;
параметри і характеристики прямолінійних ділянок і оснащення вимірювального трубопроводу;
параметри й характеристики засобів вимірювання та обчислення;
загальні дані витратомірного вузла.
Розділ САПР “Расход-РУ” для вводу параметрів і характеристик середовища складається із полів, у яких задаються (вводяться): тип середовища; значення і одиниці вимірювання тиску і температури; значення густини газу за стандартних умов; метод розрахунку коефіцієнта стискуваності (NX19 мод., GERG-91 мод., AGA8-92DC, ВНИЦ СМВ, ДССДД 4-2002); значення і одиниці вимірювання молярних концентрацій двоокису вуглецю та азоту в природному газі; наявність сірководню в природному газі; стан природного газу (сухий, вологий); тип, значення і одиниці вимірювання вологості; стандартні невизначеності результатів вимірювання густини газу за стандартних умов та молярних концентрацій двоокису вуглецю та азоту в природному газі.
У розділі для вводу параметрів і характеристик звужувального пристрою необхідно задати: тип звужувального пристрою (ЗП); поточний час експлуатації діафрагми; значення початкового радіуса вхідного канта діафрагми; невизначеність початкового радіуса вхідного канта діафрагми; матеріал виготовлення ЗП; діаметр отвору ЗП за температури 20°С (для зворотного типу розрахунку); ексцентриситет ЗП (для зворотного типу розрахунку).
Розділ САПР “Расход-РУ” для вводу параметрів і характеристик вимірювального трубопроводу (ВТ) складається з полів для вводу: матеріалу ВТ; внутрішнього діаметра ВТ до ЗП за температури 20°С; стану внутрішньої поверхні ВТ; значення середньоарифметичного відхилення профілю шорсткості або значення еквівалентної шорсткості та значення відносної розширеної невизначеності (коли стан внутрішньої поверхні ВТ “вимірюється” або “оцінюється візуально”).
Розділ САПР “Расход-РУ” для вводу параметрів і характеристик прямолінійних ділянок і оснащення ВТ складається з чотирьох закладок, в яких задаються: тип струминовипрямляча або пристрою підготовки потоку (ППП) та відстань від нього до ЗП; типи та відстані до місцевих опорів на вимірювальній ділянці трубопроводу; місце встановлення термометра та відстань від нього до ЗП; наявність чи відсутність уступів до ЗП та їх характеристики.
Розділ САПР “Расход-РУ” для вводу параметрів і характеристик засобів вимірювання та обчислення складається з п’яти закладок. У першій закладці “Витрати” задаються: конфігурація витратоміра змінного перепаду тиску (з роздільним вимірюванням параметрів потоку; з обчислювачем витрати та кількості середовища; з вимірювальним комплексом); допустима відносна розширена невизначеність результату вимірювання витрати середовища; витрата середовища за основним перетворювачем перепаду тиску (ППТ); кількість додаткових ППТ.
У другій закладці “Перепаду тиску на ЗП” задаються: верхня межа перепаду тиску основного ППТ та його характеристики (модель, похибка, функція перетворення та ін.); верхня межа перепаду тиску додаткового ППТ (якщо такий є) та його характеристики (модель, похибка, функція перетворення та ін.).
У закладці “Тиску” задаються: верхня межа вимірювання тиску; максимальне та мінімальне значення тиску; характеристики перетворювача тиску (модель, похибка та ін.).
У закладці “Температури” задаються: верхня та нижня межа вимірювання температури; максимальне та мінімальне значення температури; характеристики перетворювача температури (модель, похибка та ін.).
У закладці “Кількості” серед інших задаються: відносна стандартна невизначеність результату визначення інтервалу часу, протягом якого розрахована кількість середовища; відносна стандартна невизначеність перепаду тиску, зумовлена дискретизацією аналогового сигналу в часі; відносна стандартна невизначеність тиску, зумовлена дискретизацією аналогового сигналу в часі; відносна стандартна невизначеність температури, зумовлена дискретизацією аналогового сигналу в часі.
У розділі САПР “Расход-РУ” для вводу загальних даних витратомірного вузла задаються: шифр (номер) розрахунку; місце встановлення витратоміра; постачальник; споживач; відповідальний за вихідні дані; відповідальний за розрахунок; організація, що провела розрахунок.
Після вводу всіх необхідних для розрахунку даних, потрібно натиснути пункт панелі меню “Розрахунок”. При цьому на екрані будуть виведені основні розрахункові дані витратоміра змінного перепаду тиску. Для перегляду повної інформації про витратомір та результати розрахунку потрібно увійти у пункт меню “Протокол” і вибрати один з чотирьох типів протоколів: повна форма протоколу; протокол з таблицею значень невизначеності витрати та значень витрати середовища в діапазонах її вимірювання; протокол з конструкцією стандартного звужувального пристрою; коротка форма протоколу. Після вибору пункту меню “Графік” з’являється графічна залежність невизначеності розрахунку витрати від значення витрати (а також залежність невизначеності розрахунку витрати від відносного діаметра отвору або горловини ЗП у випадку виконання розрахунку ЗП, оптимального за точністю вимірювання витрати).
У системі автоматизованого розрахунку і проектування витратомірів змінного перепаду тиску САПР “Расход-РУ” можливий вивід бланків паспортів на звужувальний пристрій, засоби вимірювання, витратомір, а також бланків актів вимірювань та опитувальних листів.
Після натискання пункту меню “Правка” здійснюється повернення до попереднього головного меню програми для можливого виправлення вхідних даних.
За допомогою одного з пунктів меню “Файл”, можна також конвертувати один з типів розрахунку в інший.
Всі розрахунки в системі проводяться відповідно до рівнянь повної математичної моделі витратоміра змінного перепаду тиску, прийнятих в новому стандарті ДСТУ ГОСТ 8.586.1,2,3,4,5-2009 “Вимірювання витрати та кількості рідин і газів за допомогою стандартних пристроїв звуження потоку”.