Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

3493

.pdf
Скачиваний:
10
Добавлен:
08.01.2021
Размер:
571.02 Кб
Скачать

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Воронежский государственный лесотехнический университет им. Г.Ф. Морозова»

ТЕХНИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ И ПРИБОРЫ

Методические указания к выполнению курсового проекта для студентов

по направлению подготовки

15.03.04 - Автоматизация технологических процессов и производств

Воронеж, 2016

УДК 658.5.011.56

Поляков, С. И. Технические измерения и приборы [Текст]: метод. ука-

зания к выполнению курсового проекта для студентов по направлению под-

готовки 15.03.04 - Автоматизация технологических процессов и производств

/ С. И. Поляков; Мин-во обр-я и науки Рос. Фед., ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». –

Воронеж, 2016. 32 с.

Печатается по решению редакционно-издательского совета ФГБОУ ВО «ВГЛТУ»

Рецензент: профессор кафедры автоматизации технологических про-

цессов и производств Воронежского государственного архитектурно-

строительного университета В.И. Акимов

2

ВВЕДЕНИЕ В программе дисциплины "Технические измерения и приборы» для

высших учебных заведений по направлению подготовки 15.03.04 – Автома-

тизация технологических процессов и производств (уровень бакалавриата),

указано, что целью изучения дисциплины является формирование у студен-

тов знаний необходимых для выбора, создания и эксплуатации автоматизи-

рованных средств технических измерений, а также информационного и мет-

рологического обеспечения автоматизированных систем управления техно-

логическими процессами (АСУ ТП).

В результате освоения дисциплины студент должен:

– знать: назначение, принципы построения и сущность Государствен-

ной системы промышленных приборов и средств автоматизации (ГСП); ос-

новные понятия теории измерения; классификацию существующих средств измерений и их метрологические характеристики; существующие методы и средства измерения геометрических, механических величин, температуры,

давления, расхода, уровня, определения состава и свойств веществ, экологи-

ческих параметров, качества изделий; виды и принципы функционирования вторичных приборов и преобразователей сигналов; виды, структуру и воз-

можности измерительных информационных систем (ИИС);

– уметь: проектировать, разрабатывать и эксплуатировать измеритель-

ные каналы геометрических, механических величин, температуры, давления,

расхода, уровня, определения состава и свойств веществ, экологических па-

раметров, качества изделий.

– владеть: навыками построения измерительных каналов основных технических (технологических) величин.

При курсовом проектировании студент должен закрепить знания по изучаемой дисциплине. Тема курсового проекта данной дисциплины согла-

совывается с тематикой проекта по дисциплине "Автоматизация технологи-

ческих процессов и производств" для одного и того же объекта автоматиза-

3

ции. Задача методических указаний заключается в изложении требований по выполнению и оформлению курсового проекта, а также выполнения отдельных разделов с применением компьютерной техники.

Выполнение курсового проекта студентами производится за счет самостоятельной работы при организации регулярных консультаций. Целью выполнения курсового проекта является закрепление знаний, полученных на аудиторных занятиях. Тема курсовых проектов – «Разработка измерительного канала». Каждый студент получает индивидуальные исходные данные.

Таблица 1

№ п/п

Наименование разделов курсового проекта

1

Описание физической сущности измеряемого технологического

параметра

 

2

Структурное моделирование измерительного канала

3

Разработка принципиальной схемы измерительного канала

4

Выбор комплекса технических средств измерительного канала

5

Выбор передаточных функций отдельных звеньев измерительного

канала

 

6

Анализ характеристик отдельных звеньев измерительного канала

 

Рекомендации по использованию разработанного измерительного

7

канала для технологических процессов деревообрабатывающей от-

 

расли

1 СИСТЕМА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО КАНАЛА Выполнение курсового проекта является завершающим этапом обуче-

ния студентов по дисциплине " Технические измерения и приборы", достижение цели которого заключается в систематизации, закреплении и расширении теоретических знаний и практических навыков при решении конкретных задач на современном научно-технической уровне.

В процессе выполнения курсового проекта решаются основные задачи формирования будущего инженера: умение составлять технические задания на разработку измерительного канала при проектировании систем автоматизации, выполнять проектно-расчетные работы на стадиях технического и ра-

4

бочего проектирования; обучение передовым методам инженерного проекти-

рования, методам ведения научно-исследовательской работы при конкретном проектировании. Выполнение курсового проекта должно базироваться на ис-

пользовании комплексных систем стандартов в соответствии с Государст-

венной системой стандартизации (ГСС).

2 ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО КАНАЛА Курсовой проект выполняется по трем основным разделам:

-Структурное моделирование измерительных каналов;

-Выбор комплекса технических средств измерительной системы и пе-

редаточных функций средств измерений;

- Метрологическое обеспечение средств измерений.

Графическая часть состоит из 4-х листов формата А3-А4 и включает принципиальную схему соединений датчиков со вторичной измерительной аппаратурой, иллюстрации расчетной части в виде графиков характеристик,

структурную схему измерительного канала, внешний вид и установку датчи-

ков на технологический объект.

Текстовая часть проекта (25-30 страниц текста) содержит описание объекта измерения и разработанных структурных схем, схем соединений и подключений, обоснование структуры моделирования измерительного кана-

ла и его аппаратурной реализации, примеры заказных спецификаций на сред-

ства измерений, обоснование выбора передаточных функций средств измере-

ний, рекомендации по использованию разработанной измерительной систе-

мы для технических (технологических) процессов.

3 СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ При разработке структурной схемы измерительного канала следует об-

ращать внимание на то, каким образом будет передаваться измерительный сигнал, где будут размещаться модули обработки информации, какова дол-

5

жка быть взаимосвязь между ними и какова будет блочно-иерархическая структура канала измерения.

Пример разработки структурной схемы изображен на рис. 1. Схема включает в себя промышленный ПК с ПО «ОИК Диспетчер НТ», позволяю-

щий осуществлять сбор, обработку и накопление всех видов телеинформации

(включая информацию от цифровых преобразователей, устройств РЗиА, цен-

тральной сигнализации, учета энергии и пр.) непосредственно на объекте, ор-

ганизовывать локальные рабочие места для персонала и обеспечивать по-

ставку информации на системы верхнего уровня по неограниченному числу каналов связи.

Рис. 1. Структурная схема командного пункта «Исеть» Пример описания функциональных возможностей:

Такое исполнение КП подходит для крупных подстанций.

Передача на верхний уровень может осуществляться по стандартным протоколам ГОСТ Р МЭК 60870-5-101 / 104, по фирменному протоко-

6

лу INTERLINK и другим — список поддерживаемых протоколов обме-

на;

Синхронизация реального времени на уровне КП осуществляется сред-

ствами контроллера «Синком-IP4» или добавлением в комплектацию измерительного контроллера «Синком-IPT»;

При необходимости передачи данных на верхний уровень по распро-

странѐнным ранее протоколам («Гранит», «Компас», «ТМ-512») приме-

няется мостовой контроллер;

Пример размещения аппаратуры КП в монтажном шкафу;

Аппаратура КП может быть при необходимости разнесена на несколько шкафов при помощи расширения CAN-шины или оптических удлините-

лей.

Структурные схемы представляют собой графическое изображение структуры измерения сигналов и управления. Структурные схемы в виде прямоугольников и окружностей изображают основные подразделения объ-

екта измерения с указанием их наименования, основные узлы систем измере-

ния и управления (датчики, исполнительные устройства, подсистемы контро-

ля, сигнализации и т.п.), вычислительные комплексы и линии связи между отдельными элементами системы управления с указанием (стрелкой) направ-

ления передачи информации или воздействий. Для простых объектов допус-

кается не разрабатывать структурные схемы управления, ограничиться толь-

ко измерительной частью, но в этом случае в пояснительной записке необхо-

димо давать соответствующие пояснения структуры измерения и управления.

4 СОДЕРЖАНИЕ ГРАФИЧЕСКОЙ ЧАСТИ В графической части проекта студентом разрабатываются

– локальные измерительные системы автоматизации: схема принципи-

альная (электрическая) измерения интересующих технических величин, ра-

ботающих в автоматическом режиме;

7

схема структурная микропроцессорных систем;

схема принципиальная измерительного блока;

схема функциональной структуры информационной измерительной системы;

схема структурная информационно-вычислительного комплекса.

4.1 ОБОЗНАЧЕНИЯ ЕДИНИЦ ИЗМЕРЕНИЯ Значения контролируемых и регулируемых величин должны простав-

ляться в единицах согласно ГОСТ 8.417-81 (CТ СЭВ 1052-78). Обозначения некоторых наиболее распространенных единиц приведены в таблице 2.

Обозначения единиц следует проставлять после числовых значений ве-

личин в строку с ними (без переноса на следующую строку).

Между последней цифрой числа и обозначением единицы следует ос-

тавлять пробел (исключение составляют обозначения в виде знака поднятого над строкой, перед которыми пробела не оставляют).

При указании значений величин с предельными отклонениями следует заключать числовые значения вместе с предельными отклонениями в скобки и обозначения единиц помещать после скобок или проставлять обозначения единиц и после числового (номинального) значения величины, и после еѐ предельного отклонения. Например: (100+0,1) кг или 100 кг 0,1 кг.

Точку как знак сокращения в обозначении единиц не ставят.

Буквенные обозначения единиц, входящих в произведение (в случае производных единиц), следует отделять точками на средней линии, как зна-

ками умножения. Вместо точек можно применять пробелы, если это не при-

водит к недоразумениям.

В качестве знака деления в буквенных обозначениях единиц должна применяться только одна черта: косая или прямая. Допускается применять обозначения единиц в виде произведения обозначений единиц, возведѐнных в степени (положительные и отрицательные).

8

Таблица 2

ОБОЗНАЧЕНИЯ ЕДИНИЦ НЕКОТОРЫХ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

Наименование ве-

Наименование

Обозначение еди-

Примечание

личины

единицы

ницы

 

 

 

русское

междуна-

 

 

 

 

родное

 

1

2

3

4

5

Длина

Метр

м

m

 

 

Астрономическая

 

 

 

 

единица

а.е.

ua

1а.е. 1,5 1011 м

 

Микрон

мкм

m

1мкм = 10-5 м

Площадь

Метр квадратный

м2

m2

 

 

Гектар

га

ha

1га = 104 м

Объѐм

Метр кубический

м3

m2

 

 

Литр

л

l

 

Масса

Килограмм

кг

kg

 

 

Тонна

т

t

 

 

Атомная единица

а.е.м.

 

1а.е.м. 1,66 10-27

 

массы

 

u

кг

Время

Секунда

с

S

 

 

Минута

мин

min

 

 

Час

Ч

h

 

 

Сутки

с

d

 

Сила, вес

Ньютон

Н

N

1кгс 9,81 Н

Давление, механи-

Паскаль

Па

Pa

1кгс/см2 98100

ческое напряже-

 

 

 

Па

ние, модуль упру-

 

 

 

 

гости

 

 

 

 

Энергия, работа,

Джоуль

Дж

J

1эрг = 10-7 Дж

количество тепло-

 

 

 

 

ты

 

 

 

 

Мощность, поток

Ватт

Вт

W

1д.с. 735,5 Вт

энергии

 

 

 

 

Сила тока

Ампер

А

A

 

Температура

Кельвин

К

K

1К = 1 С

 

Градус Цельсия

С

С

 

Сила света

Кандела

кд

cd

 

Плоский угол

Радиан

рад

Rad

 

 

Градус

 

 

 

Минута

 

 

 

Секунда

 

 

Телесный угол

Стерадиан

ср

Sr

 

Частота

Герц

Гц

Hz

 

9

Количество элек-

Кулон

Кл

C

 

тричества

 

 

 

 

Полная мощность

Вольт-Ампер

В А

V A

 

Реактивная мощ-

Вар

вар

var

 

ность

 

 

 

 

Электрическая ѐм-

Фарада

Ф

F

 

кость

 

 

 

 

Электрическое со-

Ом

Ом

 

 

противление

 

 

 

 

Электрическая

Сименс

См

S

 

проводимость

 

 

 

 

Поток магнитной

Вебер

Вб

Wb

 

энергии

 

 

 

 

Индуктивность

Генри

Гн

H

 

Световой поток

Люмен

лм

lm

 

Освещѐнность

Люкс

лк

lx

 

4.2 ОФОРМЛЕНИЕ ОСНОВНОЙ НАДПИСИ Форма и пример выполнения основной надписи на чертежах схем ав-

томатизации вообще и функциональных схем в частности приведены на рис. 3. Эта форма несколько отличается от принятой в проектных организациях

(указанием темы проекта и правилом построения обозначения документа).

Вграфе (1) указывают тему проекта.

Вграфе (2) - обозначение (шифр) документа. При этом первые две цифры обозначает год выполнения (защиты) проекта, следующие за годом цифры – номер приказа на дипломное проектирование; предпоследние две

(три) цифры – номер темы проекта по приказу; последние две цифры – номер листа в данном проекте.

В графе (3) - наименование предприятия, в состав которого входит объ-

ект автоматизации.

В графе (4) - наименование объекта автоматизации (цеха, участка, ли-

нии, агрегата, технологического процесса и т.п.).

Вграфа (5) - наименование схемы.

Вграфе (6) - стадия проектирования; прячем буквы "ДП" означают

"Дипломный проект", буквы "КП" - 'Курсовой проект".

10

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]