Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
саруровня4.doc
Скачиваний:
10
Добавлен:
25.03.2015
Размер:
4.68 Mб
Скачать

Министерство образования и науки Российской Федерации

Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина

Кафедра автоматизации технологических процессов

В. А. Салащенко

Лабораторная работа

Исследование системы автоматического регулирования уровня

Методическое пособие

к лабораторным работам по курсам :

« Методы и средства измерений, испытаний и контроля »

« Автоматизация производственных процессов »

« Основы техники измерений »

Москва - 2011

Введение

Автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП)

получают результаты измерений в процессе обработки многократных зависимых (прямых или косвенных) наблюдений на различных временных интервалах. На каждом интервале применяется свой метрологический подход к оценке достоверности получаемой инфор-мации. Измерительную информацию и результаты ее автоматизированной обработки в АСУ ТП используют для контроля технологических параметров и состояния оборудова-ния, оперативного управления, определения оперативных и долговременных технико-экономических показателей. От точности измерений зависят качество и эффективность управления технологическим процессом, достоверность определения фактических и расчетных технико-экономических показателей, правильность оценки производственно-хозяйственной деятельности предприятия и, следовательно, потери в производстве.

Специфика метрологического обеспечения АСУ ТП состоит в том, что измерительные каналы формируются на объекте, и поэтому метрологические приемы и методы, используемые при метрологичеком обслуживании средств измерений уровня будут изучены на учебных стендах фирмы «FESTO» Германия. Общий вид стенда представ-лен на рис. 1.

На стенде установлены промышленные интеллектуальные приборы измерения уровня, расхода, температуры, давления информация которых поступает на контроллер фирмы «Siemens» и с помощью программного обеспечения «WinCC» создана SCADA - система регулирования технологических параметров.

Цель лабораторной работы:

- изучить конструкцию, принцип действия промышленных приборов для измерения уровня, расхода, давления, температуры:

- исследовать статические и динамические характеристики приборов для измерения уровня, расхода, давления, температуры:

- провести калибровку и поверку приборов для измерения уровня, расхода, давления, температуры:

- исследовать статические и динамические характеристики объектов регулирования технологических параметров уровня, расхода, давления, температуры:

- исследовать динамические характеристики влияния законов управления (П, ПИ, ПД, ПИД) в системах регулирования уровня, расхода, давления, температуры:

Рис.1 Учебный стенд фирмы «FESTO»

1 – центробежный насос, 2 – турбинный расходомер, 3 – электромагнитный клапан, 4 – манометр электрический, 5 –сигнализатор уровня (геркон), 6 – манометр механический,

7- уровнемер ультразвуковой, 8 – блок управления нагревателем, 9 – контроллер,

10 – пневматический клапан, 11 – сигнализатор уровня емкостной, 12 – сигнализатор уровня емкостной, 13 – бак (резервуар), 14 – нагреватель, 15 – датчик температуры.

На стенде установлены три резервуара, соединенные между собой технологическими трубопроводами, на которых установлены вентили. Направление потока воды по трубопроводам осуществляется с помощью вентилей, Положение вентилей (ЗАКРЫТО) или (ОТКРЫТО) устанавливается в ручном режиме.

Центробежный насос

Центробежный насос предназначен для перекачки воды из резервуара в резервуар по трубопроводам. Общий вид центробежного насоса показан на рис.2. Конструкция центробежного насоса представлена на рис.3.

Рис.2 Общий вид центробежного насоса 1 - центробежный насос

Рис.3 Конструкция центробежного насоса

1 – корпус насоса, 2 – рабочее колесо насоса, 3 – прокладка, 4 – винты,

5 – статор электродвигателя, 6 –подшипник, 7 – керамическая ось, 8 – прокладка,

9 – ротор электродвигателя

Электродвигатель вращает рабочее колесо насоса, производительность насоса меняется при изменении напряжения постоянного тока подаваемого на двигатель в пределах от 0 до 10 В. Аналоговый и цифровой сигнал величины напряжения формируется контроллером и выводится на регистрацию.

Пропорциональный клапан

Пропорциональный клапан предназначен для регулирования расхода воды в трубопроводе по линейному закону. На рис.4 представлен общий вид клапана. На рис.5 представлена принципиальная схема клапана

Рис.4 Пропорциональный клапан.

Входной сигнал постоянного напряжения в диапазоне от 0 до 10 В преобразуется контроллером в сигнал широтно-импульсной модуляции, который поступает на электромагнит.

Усилие электромагнита уравновешивается усилием возвратной пружины, обеспечивая необходимый зазор между плунжером и седлом клапана, таким образом клапан закрывается и открывается пропорционально напряжению в диапазоне от 0 В до 10 В.

Рис.5 Принципиальная схема пропорционального клапана.

1 –пружина, 2 – седло, 3 – плунжер, 4 – седло, 5 – корпус, 6 – подвижное кольцо

Расход воды через клапан будет пропорционален напряжению управления, при 0 В клапан закрыт – расхода нет, при 10 В клапан открыт – расход максимальный.