Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Методы и средства измерений.pdf
Скачиваний:
31
Добавлен:
15.08.2019
Размер:
5.87 Mб
Скачать

vk.com/club152685050Таблица| vk.экспериментальныхcom/id446425943данных по измерительным каналам

Название

Испытание

Испытание

Испытание

Испытание

Испытание

параметров

№1

№2

№3

№4

№5

Положение

00.00

25.00

50.00

75.00

100.00

клапана

Y(%)

 

 

 

 

 

Уровень воды

 

 

 

 

 

Н 1 ( мм)

 

 

 

 

 

Перепад давления

 

 

 

 

 

Р Н1

(%)

 

 

 

 

 

Температура

 

 

 

 

 

 

Т (оС)

 

 

 

 

 

Давление

 

 

 

 

 

Р1 Н1 ( кПа)

 

 

 

 

 

Перепад давления

 

 

 

 

 

Р Н1

(кПа)

 

 

 

 

 

Р2 Н1 ( кПа)

 

 

 

 

 

Давление созда-

 

 

 

 

 

ваемое уровнем

 

 

 

 

 

воды Н 1 ( мм)

 

 

 

 

 

Расход Q 1 (т/час)

 

 

 

 

 

Время заполнения

 

 

 

 

 

емкости t(сек)

 

 

 

 

 

Уровень воды

 

 

 

 

 

Н 2 ( мм)

 

 

 

 

 

Перепад давления

 

 

 

 

 

 

Р Н2

(%)

 

 

 

 

 

Давление

 

 

 

 

 

Р1 Н2 ( кПа)

 

 

 

 

 

Перепад давления

 

 

 

 

 

Р Н2(кПа)

 

 

 

 

 

 

Р2 Н2 ( кПа)

 

 

 

 

 

Давление созда-

 

 

 

 

 

ваемое уровнем

 

 

 

 

 

воды Н 2 ( мм)

 

 

 

 

 

Расход Q2(т/час)

 

 

 

 

 

Рср (%) =

 

 

 

 

 

 

Р Н1 + Р Н2 )/2

 

 

 

 

 

Рср (кПа) =

 

 

 

 

 

Р Н1 + Р Н2 )/2

 

 

 

 

 

Средний расход

 

 

 

 

 

(Q1+Q2 )/2(т/час)

 

 

 

 

 

С1=(Qср)/Рср

 

 

 

 

 

Расчет расхода

 

 

 

 

 

Q1рас (т/час)

 

 

 

 

 

Расчет расхода

 

 

 

 

 

Q2рас (т/час)

 

 

 

 

 

Расчет расхода

 

 

 

 

 

(Q1рас+Q2рас)/2

 

 

 

 

 

Погрешность

 

 

 

 

 

расхода δi

(%)

 

 

 

 

 

Погрешность δн

 

 

 

 

 

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Испытание системы изменения расхода. Цель работы:

1.Калибровка системы измерения уровня жидкости.

2.Калибровка системы измерения расхода жидкости, по методу переменного перепада давления.

3.Калибровка измерительных каналов счетчика - узла учета расхода жидкости.

Порядок проведения работы. Включить питание стенда. Включить питание насоса.

В ручном режиме на МИНИТЕРМЕ установить сигнал на клапане У= 00.0(%)

Краном ( К1,справа, внизу) установить приход воды в калиброванную емкость, приход воды будет равен расходу воды, если уровень воды в емкости не будет изменяться и будет равен Н1 = 150 - 200 мм. Записать данные с приборов в таблицу.

Закрыть кран (К1) и включить секундомер.

Выключить секундомер, когда уровень достигнет максимальной отметки Н2 = 770 мм. Время записать в таблицу. Определить объем воды в емкости между уровнями (Н2 - Н1), и определить эталонный расход воды Qэталон . Если уровень воды изменяется на 47 мм,

то емкость заполняется на 1 литр.

В ручном режиме на МИНИТЕРМЕ краном К1 установить уровень воды на отметке Н2. Записать данные с приборов в таблицу, при максимальном уровне воды Н2.

Кран (К1) открыть, приход воды в калиброванную емкость изменится, т.е. уровень воды в емкости установится от 100 мм до 200 мм и будет равен Н1.

Выполнить последовательно испытания для У = 25 (%), У = 50 (%), У = 75(%), У = 100 (%).

Расчеты сделать по представленным ниже формулам (1), (2), (3), (4).

Калибровка уровнемера

Н = аР2 + b (1) ( 1 мм. вод. ст. = 9.81 Па ; 1 мм. рт. ст. = 1 Тор = 13,6 мм. вод. ст. = 133 Па )

Определить коэффициенты а, в и погрешность δН

Калибровка расходомера по методу измерения перепада давления

Qрас = С1( Р)0,5

( 2 )

 

Определить коэффициент С1 и погрешность δQ

Калибровка узла учета нефтепродуктов

 

Qi рас = 10-3(0,126447) ε d2 E kt kп С2 (R Р )0,5

( 3 )

ε, d, E, kt, kп, С2, R – коэффициент расширения, диаметр отверстия диафрагмы(мм), коэффициент скорости, коэффициент на шероховатость трубы, коэффициент на притупление кромки отверстия диафрагмы, коэффициент истечения, плотность потока (кг/м3).

Определить погрешность измерения расхода δi = (Qi рас - Qэталон)100/( Qmax -Qmin ) = (%)

( 4 )

Нажимать последовательно клавиши микропроцессора вычислителя узла учета

Измерение перепада давления dP

 

Измерение давления P1

 

 

Сброс

Сброс

К

9

 

Сброс

Сброс

К

 

8

Измерение расхода Q

 

 

 

Измерение давления P2 (уровень)

 

 

 

 

 

 

 

Сброс

Сброс

К

8

2

Сброс

Сброс

К

 

4

 

 

 

 

 

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

vk.com/club152685050Исследование| vk.com/id446425943статических и динамических характеристик

турбинного расходомера

1)

Необходимо с помощью вентиля V110 (открывая и закрывая шаровой орган вентиля)

сбросить воду из верхнего бака 102

до отметки 4 литра. Вентиль V110 «ЗАКРЫТЬ», а

вентиль V101«ОТКРЫТЬ». Повторить три раза. Записать в таблицу выходной сигнал

турбинного расходомера,

U в вольтах, t время в секундах,

 

V объем в литрах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

U

 

V

 

t

 

Fi

 

 

 

 

Вольт

 

литр

 

сек

 

литр/мин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определить среднее значение расхода по трем замерам F = (F1+ F2+F3)/3

Необходимо решить уравнения:

 

 

 

 

 

 

 

Fmin = КF Umin + bF

(1)

 

 

 

 

F = КF U + bF

 

 

(2)

 

 

 

 

КF

= (F - Fmin)/( U - Umin)

(3)

 

 

 

 

bF = {(F + Fmin) - КF ( U + Umin)}/2

(4)

Определить (Factor) коэффициент усиления КF и (Offset) смещение bF и подставить их значения в соответствующие окна меню рис.20 (п.3, п.4).

Определить

Fmax = КF Umax + bF

(5)

где Umax= 10 В.

 

 

Записать значение Fmax в окно рис.20 (п.8)

2) Выполнить поверку канала измерения расхода воды в баке 102 турбинным расходомером. С помощью вентиля V110 (открывая и закрывая шаровой орган вентиля) сбросить воду из верхнего бака 102 в нижний бак 101 до фиксированных отметок по объему воды в баках.

Подведите курсор к движку потенциометра рис.20 (п.12), нажимая и удерживая левую клавишу мыши продвигайте движок потенциометра до отметки по напряжению Uу =10 В, Подведите курсор к тумблеру 2 (рис.20 п.10) и щелкните левой клавишей мыши. Записать в таблицу выходной сигнал расходомера Uк в вольтах, расчетное значение расхода Fк в литр/мин., время t в сек и фиксированное значение объема воды по рискам в баках.

Повторите испытания при перемещении движка потенциометра рис.20 (п.12) последовательно установив напряжение Uу = 9 В, 8 В, 7 В, 6 В, 5 В, 4 В.

1

 

t

Fб

Выходной

Абсолютная

Приведенная

vk.com/club152685050

|

vk.com/id446425943

 

 

 

 

 

 

(В)

(литр)

(сек)

(литр/мин)

сигнал

(литр/мин)

ошибка

погрешность

 

 

 

 

 

 

UК (В)

 

Fб =Fб -FК

φ=100(Fб -FК ) /

 

 

 

 

 

 

 

 

(литр/мин)

(FМАХ –FMIN)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(%)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

10

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

9

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

8

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

7

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

6

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

5

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

4

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3) Для калибровки турбинного расходомера по каналу измерения с пропорциональным клапаном необходимо вентиль V108 «ОТКРЫТЬ» все остальные вентили «ЗАКРЫТЬ». Повторите испытания при перемещении движка потенциометра рис.20 (п.11)

последовательно по напряжению Uп = 9 В, 8 В, 7 В, 6 В, 5 В, 4 В, 3 В, 2 В, 1 В.

При каждом испытании тумблер 4 постоянно включен, а тумблером 3 включать насос для подачи воды.

Uп

t

Fб

Выходной

Абсолютная

Приведенная

 

(В)

(литр)

(сек)

(литр/мин)

сигнал

(литр/мин)

ошибка

погрешность

 

 

 

 

 

UК (В)

 

Fб =Fб -FК

φ=100(Fб -FК )/

 

 

 

 

 

 

 

(литр/мин)

(FМАХ –FMIN)

 

 

 

 

 

 

 

 

(%)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

10

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

9

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

8

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

7

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

6

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

5

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

4

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

3

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

1

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

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 информации. Измерительную информацию и результаты ее автоматизированной обработки в АСУ ТП используют для контроля технологических параметров и состояния оборудования, оперативного управления, определения оперативных и долговременных техникоэкономических показателей. От точности измерений зависят качество и эффективность управления технологическим процессом, достоверность определения фактических и расчетных технико-экономических показателей, правильность оценки производственнохозяйственной 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 представлен 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:

2

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

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

3