3. Описание установки и методика проведения работы

Для проведения поверки автоматического потенциометра типа КСП используют экспериментальную установку, схема которой представлена на рисунке 9.

Установка состоит из электронного потенциометра 2 и образцового потенциометра 1.

Определение абсолютной и приведенной погрешностей прибора производится путем сравнения его показаний, выраженных в единицах напряжения при помощи градуировочной таблицы (см. приложение 2), с показаниями образцового потенциометра. Показания автоматического и образцового потенциометров сравниваются на оцифрованных отметках шкалы потенциометра сначала при прямом, а затем при обратном ходе его стрелки. Полученные данные заносят в таблицу 3 и по ним рассчитывают значения абсолютных и приведенных погрешностей прибора.

Таблица 3

Показания				Погрешности
Поверяемого потенциометра		Образцового потенциометра, мВ		Абсолютные, мВ		Приведенные, %
По шкале,	По гр. таблице, мВ	Прямой ход	Обратный ход	Прямой ход	Обратный ход	Прямой ход	Обратный ход

4. Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с принципом действия и устройством автоматического электронного потенциометра КСП, а также с методикой его поверки.

2. Включить прибор в сеть для прогрева (5-10 мин)

3. Проверить и осуществить корректировку «механического нуля», показывающей и регистрирующей частей прибора.

4. К входным клеммам прибора вместо термоэлектрического термометра подключить образцовый переносной потенциометр.

5. Постепенно изменяя величину ЭДС на образцовом потенциометре, провести поверку всех оцифрованных отметок шкалы автоматического потенциометра при прямом и обратном ходе.

6. Занести полученные данные в таблицу 5

5. Контрольные вопросы

1. Каково назначение автоматических электронных потенциометров?

2. Каким образом осуществляется температурная компенсация холодных спаев термоэлектрических термометров?

3. Назовите особенности измерительной схемы потенциометров.

4. В чем преимущество компенсационного метода измерения?

5. Влияют ли изменения напряжения питания на работу потенциометрической схемы измерения?

3.4. Работа 4

Изучение СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВНЯ И ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА

ЖИДКОСТИ

1. Цель работы

1. Ознакомление с устройством и работой микропроцессорных приборов фирмы «Burkert», составляющих систему регулирования и измерения расхода жидкости.

2. Приобретение навыков работы с микропроцессорными системами управления.

2. Устройство и работа микропроцессорных приборов контроля и

регулирования

Прогресс и развитие отраслей пищевого комплекса неразрывно связаны с повышением уровня автоматизации производственных процессов на базе широкого использования микро-ЭВМ, роботов и гибких автоматизированных систем.

В настоящее время ведутся большие работы по автоматизации технологических процессов мясной и молочной промышленности, включающие разработку локальных систем автоматического регулирования и автоматизированных систем управления технологическими процессами с использованием средств вычислительной техники и новейшими техническими разработками.

Синтез автоматизированных систем управления не представляется возможным без использования современных технических средств контроля и регулирования. Одним из ведущих производителей является фирма Burkert. Этой фирмой производятся приборы контроля таких технологических параметров как температура, давление, расход уровень, а также приборы, предназначенные для измерения состава и качества различных сред. К ним относятся концентратомеры и рН -метры.

Большим выбором, высокой надежностью и простотой подключения отличаются электромагнитные и пневматические клапаны дистанционного управления как отсечные, так и регулирующие.

Конструкции приборов контроля и регулирования отличаются высокой степенью стандартизации и унификации. Все первичные измерительные преобразователи имеют унифицированный сигнал 4-20 мА постоянного тока, что позволяет их непосредственно подключать к микроконтроллеру или, через интерфейс, к промышленному персональному компьютеру.

Использование выпускаемого этой фирмой контроллера дает возможность осуществлять стабилизацию таких технологических параметров как температура, давление, расход, уровень.

Встроенный ПИД-регулятор с внутренней и внешней установкой параметров настройки дает возможность управления с использованием трех типов входных сигналов: частотного, токового и параметрического.

Каждый из первичных измерительных преобразователей имеет встроенный микропроцессор, программирование которого осуществляется тремя клавишами с использованием дисплея на жидких кристаллах, расположенного в верхней части прибора.

Приборы контроля и исполнительные механизмы могут быть включены либо непосредственно "простое подключение" между собой, либо к компьютерной сети управления с использованием промышленных персональных компьютеров и перепрограммируемых логических контроллеров. Такие системы управление носят название «безщитовой автоматизацией».

Ультразвуковой преобразователь уровня модели 8175 состоит из ультразвукового датчика и блока управления с 8-ми позиционным многоязыковым индикатором, заключенным в пластиковый корпус с классом защиты IP65 (рисунок 10). Преобразователь питается напряжением 18-32В= и имеет 3-х проводной выход 4…20мА непосредственно для управления клапаном, для PLC-контроллера или внешней индикации. Простое и быстрое программирование устройства обеспечивается функциями “Teach-In” и “Simulation”. Различная форма емкостей (цилиндр, куб, сфера) может быть просто запрограммирована через задание фиксированных промежутков уровня или шаг за шагом через заполнение емкости равными порциями жидкости. Измеренная величина может отображаться как уровень, расстояние (в см., м., дюймах или футах) или непосредственно в единицах объёма (литр, м3, галлон, us-галлон). Неконтактное непрерывное измерение уровня для жидкостей в открытых или закрытых емкостях.

Настенный и панельный варианты исполнения датчика модели 8175 оснащены встроенным ультразвуковым датчиком модели 8170, обеспечивающим дистанционное функционирование.

В ыходные сигналы поступают через коннектор или PG 13.5 / PG 9 (без реле) или через два PG 13.5 / PG 9 (датчик с реле).

Рис. 10. Ультразвуковой датчик уровня и измерительный

преобразователь.

Принцип действия ультразвуковых датчиков расстояния основан на излучении импульсов ультразвука и измерении, пока звуковой импульс, отразившись от объекта измерения, вернется обратно в датчик. При этом достигается разрешения до 0,2 мм (см. рисунок 11).

Рис.11. Принцип действия ультразвуковых датчиков уровня.

Благодаря тому, что пьезорезистивный преобразователь может служить как излучателем, так и приемником ультразвуковых импульсов, появляется возможность создать ультразвуковые датчики расстояния с одним преобразователем. Такой преобразователь сначала излучает короткий ультразвуковой импульс. Одновременно с этим, в датчике запускается внутренний таймер. Когда отраженный от объекта ультразвуковой импульс вернется обратно в датчик, таймер останавливается. Время, прошедшее между моментом излучения импульса и моментом, когда отраженный импульс вернулся в датчик, служит основой для вычисления расстояния до объекта. Полный контроль за процессом измерения производится с помощью микропроцессора, обеспечивающего высокую линейность измерений. Наиболее важными особенностями применений ультразвуковых датчиков служит их возможность измерять расстояния до таких сложных объектов таких как, например, сыпучие вещества, жидкости, гранулы, прозрачные или напротив сильно отражающие поверхности. В дополнение ультразвуковыми датчиками можно измерять сравнительно большие расстояния, при этом, сохраняя их небольшие размеры, что может быть существенно для ряда применений.

Однако и ультразвуковые датчики имеют ряд ограничений. Прежде всего, это пена и другие объекты, сильно поглощающие ультразвуковые колебания. Такое поглощение сильно уменьшает измеряемую дистанцию. Сильно изогнутые поверхности так же снижают расстояние и точность измерений, поскольку рассеивают ультразвуковые колебания в различных направлениях. Ультразвуковые датчики излучают импульс в виде широкого конуса, что так же ограничивает возможность измерения расстояния до небольших объектов, увеличивая уровень помех от других объектов, которые так же могут находиться в поле зрения датчика. Некоторые ультразвуковые датчики имеют конус с углом всего 5 градусов. Это позволяет использовать их для измерения намного меньших объектов, например таких, как бутылки или ампулы.

Датчики уровня модели 8175 / 8170 предназначены для измерения уровня жидкости.

Цифровой расходомер с крыльчаткой типа 8035 фирмы Burkert (рисунок 12) предназначен для непрерывного измерения расхода и дозирования нейтральных и агрессивных жидкостей. Прибор состоит из фитинга и электронного модуля, которые соединяются между собой при помощи байонетного разъема. Фитинги из нержавеющей стали (любые типы присоединения к трубопроводу) позволяют устанавливать прибор на все трубы от Ду 15 до Ду 50 мм.

Дисплей и меню программирования позволяют изменять все измеряемые параметры: язык меню; различные единицы измерения; калибровка; режим симуляции.

Рис. 12. Цифровой расходомер с электронным модулем типа 8035 фирмы Burkert.

Клапан электромагнитный (соленоидный) прямого действия нормально закрытый 2/2 ходовой самоподпираемый с принудительным подъемом мембраны (рисунок 13). Ду от 10 до 40мм, давление 0-10 бар, температура от -30°C до +120°C. Среда: горячая вода, щелочи. Материал корпуса: латунь. Присоединение резьбовое. Особенности: отсутствие гидродинамического удара, низкий шум и нулевое падение давления. Область применения: системы регулирования, химическое производство, водоподготовка, стерилизаторы.

Рис.13. Клапан электромагнитный (соленоидный) прямого действия нормально закрытый.

Контроллер типа 8620 фирмы Burkert имеет один или два релейных выхода и может быть использован следующим образом:

1: Верхнее и нижнее включение.

(1) вход преобразователя и (1) 12А релейный выход. Здесь реле настроено на одну установленную точку.

2: Автоматическое наполнение или опорожнение:

(1) вход преобразователя и (1) 12А релейный выход. Здесь реле настроено на две установленные точки.

3: Автоматическое наполнение или опорожнение с сигнализацией:

(1)вход преобразователя и (2) 12А релейных выхода. Здесь одно реле переключено на два установленных значения, в то время как второе реле устанавливается на одну точку.

4: Верхний и нижний пределы включения.

(1)вход преобразователя и (2) 12А релейный выхода. Здесь каждое реле настроено на одну точку.

Контроллер типа 8620 имеет аналоговый выход от преобразователя 4-20мА и один или два релейных выхода. 12А реле срабатывает в соответствии с установленными значениями. Потребитель может установить три заданных значения в диапазоне 4-20мА. Инвертирующий переключатель позволяет легко изменить настройку контактов с нормально открытых на нормально закрытые. Регулируемое реле времени может быть настроено на задержку в диапазоне 0,15 до 60с. Переключатель-задвижка позволяет реле №2 использовать на одно (сигнальное) или два (наполнение/опорожнение) заданных значения.

4-х цифровой индикатор показывает значение сигнала 4-20мА или выбранные потребителем единицы измерения. Кнопки Easy Cal™ обеспечивают легкую настройку диапазона и заданных значений реле.

Для ознакомления студентов с техническими средствами фирмы «Burkert» смонтирован специальный лабораторный стенд, дающий возможность изучить и получить навыки программирования измерительных и регулирующих приборов и устройств.