Разработка системы автоматизированного контроля для холодильной установки
Министерство образования Российской Федерации
Архангельский государственный технический университет
Факультет промышленной энергетики, III курс 3 группа
Кафедра автоматизации технологических процессов и производств
СЕРЕДНИКОВ СЕРГЕЙ СЕРГЕЕВИЧ
Расчётная графическая работа
по дисциплине: «Технические измерения и приборы»
Разработка системы автоматизированного контроля
для холодильной установки
016.8.04.РГР.01.15
Руководитель Попов В.К.
Архангельск 2009г.
Задание
Тема: «Разработка системы автоматизированного контроля для заданного технологического участка».
Исходные данные.
Холодильная установка.
Контролируемые и регулируемые параметры.
Температуры хладоносителя на входе в испаритель.
То же на выходе из испарителя (с регулированием).
Уровень в испарителе.
Давление в различных точках.
Управление электродвигателями насоса и компрессора (предусмотреть их отключение при падении давления охлаждающей воды).
Т>исп>=-18 0С. Р>цирк>=1,8 МПа. Н=0,4 м.
Пункты задания.
Составить функциональную схему автоматизированного контроля для заданного технологического участка по ГОСТ 21.404.
Выбрать необходимую аппаратуру и составить спецификацию.
Рассчитать основные погрешности измерительных комплектов для заданных значений технологических параметров.
1. Функциональная схема автоматизированного контроля для холодильной установки по ГОСТ 21.404
С учётом особенностей контролируемой среды, выберем место расположения приборов. Уровнемер с позицией 3.1 расположим прямо на корпусе испарителя. Преобразователи давления с позициями 4.1, 5.1, 6.1 расположим на трубопроводах хладоносителя, фреона и охлаждающей воды соответственно. Термоэлектрические преобразователи 1.1 и 2.1 расположим на трубопроводе хладоносителя на входе и выходе испарителя соответственно.
Рисунок 1. Функциональная схема холодильной установки
2. Выбор необходимой аппаратуры и составление спецификации
Подберем измерительный комплект для измерения температуры в корпусе конденсатора первой и второй ступени. Рассматриваемый технологический участок не является пожароопасным, а рабочее значение температуры не превышает 180 оС, поэтому пригоден термопреобразователь сопротивления. Возьмем термопреобразователь сопротивления ТСМ с НСХ 100М класса В. Необходимо преобразовать электрический сигнал в виде изменения электрического сопротивления в унифицированный сигнал ГСП, для последующей обработки полученной информации (регистрации и автоматического регулирования), возьмем преобразователь нормирующий Ш9321Ц с классом точности 0,25% и выходным сигналом тока 0..5 мА. В качестве вторичного прибора можно использовать миллиамперметр А 100-Н.
Для измерения давлений хладоносителя, фреона, охлаждающей воды подойдет преобразователь давления Метран 100-ДД (1460) с диапазоном измерения D=0..2,5 МПа, классом точности 0,5% и выходным сигналом тока 0..5 мА. В качестве вторичного прибора можно использовать миллиамперметр А 100-Н.
Измерение уровня конденсата в конденсаторах первой и второй ступени можно вести при помощи сосуда уравнительного двухкамерного мод. 5424, для преобразования перепада давления в электрический сигнал возьмем преобразователь перепада давления Метран 100-ДД (1460). В качестве вторичного прибора можно использовать миллиамперметр А 100-Н.
Таблица 1. Контролируемые параметры технологического процесса
|
№ поз. |
Средства измерения и управления |
|||||
|
Место установки |
Наименование |
Тип, марка |
Технологическое измерение |
Кол-во |
Цель применения |
|
|
1.1 |
Трубопровод хладоносителя на вход испарителя |
Термо- преобразователь сопротивления |
ТСМ |
НСХ 100М/В |
1 |
Технологический контроль. |
|
1.2 |
По месту |
Преобразователь нормирующий |
Ш9321Ц |
>осн>=±0,25%; I>вых>=0..5 мА; D=-50..50 оС |
1 |
|
|
1.3 |
Щит |
мA ГСП |
А 100-Н |
>осн>=±0,5%; D=0..100 % |
1 |
|
|
2.1 |
Трубопровод охладителя на выходе из испарителя |
Термо- преобразователь сопротивления |
ТСМ |
НСХ 100М/В |
1 |
Технологический контроль и регулирование |
|
2.2 |
По месту |
Преобразователь нормирующий |
Ш9321Ц |
>осн>=±0,25%; I>вых>=0..5 мА; D=-50..50 оС |
1 |
|
|
2.3 |
Щит |
мA ГСП |
А 100-Н |
>осн>=±0,5%; D=0..100 % |
1 |
|
|
3.1 |
Испаритель |
Сосуд уравнительный двухкамерный |
Мод. 5424 |
P>max>=16
МПа |
1 |
Технологический контроль |
|
3.2 |
По месту |
Преобразователь перепада давления |
Метран-100-ДД (1460-AC) |
>осн>=±0,5%; I>вых>=0..5 мА; |
1 |
|
|
3.3 |
Щит |
мA ГСП |
А 100-Н |
>осн>=±0,5%; D=0..100 % |
1 |
|
|
4.1 |
Трубопровод подачи охладителя в испаритель |
Преобразователь перепада давления |
Метран-100-ДД (1460-AC) |
>осн>=±0,5%; I>вых>=0..5 мА; D=0..2,5 МПа |
1 |
Технологический контроль |
|
4.2 |
Щит |
мA ГСП |
А 100-Н |
>осн>=±0,5%; D=0..100 % |
1 |
|
|
5.1 |
Трубопровод подачи фреона жидкости в испаритель |
Преобразователь перепада давления |
Метран-100-ДД (1460-AC) |
>осн>=±0,5%; I>вых>=0..5 мА; D=0..2,5 МПа |
1 |
Технологический контроль |
|
5.2 |
Щит |
мA ГСП |
А 100-Н |
>осн>=±0,5%; D=0..100 % |
1 |
|
|
6.1 |
Трубопровод подачи охлаждающей жидкости в конденсатор |
Преобразователь перепада давления |
Метран-100-ДД (1460-AC) |
>осн>=±0,5%; I>вых>=0..5 мА; D=0..2,5 МПа |
1 |
Технологический контроль и регулирование |
|
6.2 |
Щит |
мA ГСП |
А 100-Н |
>осн>=±0,5%; D=0..100 % |
1 |
|
|
КМ1 |
По месту |
Магнитный пускатель |
ПМЕ |
1 |
измерительный автоматизированный контроль холодильный установка
3. Расчет основных погрешностей измерительных комплектов для заданных значений технологических параметров
Температура охладителя на входе и выходе из испарителя:
Допускаемая абсолютная погрешность для:
- термопреобразователя сопротивления ТСМ с НСХ 100П/B
∆θ>1 >= ±(0,25+0,0035*|-15|) = ±0,3 0С (ГОСТ 6651-94)
- преобразователя нормирующего Ш9321Ц:
D = -15/0,7 = -220С,
выберем шкалу из нормального ряда D=-50…50 0С
∆θ>2 >= ±(0,25*100/100) = ±0,25 0С.
- миллиамперметра A-100 Н
∆θ>4 >= ±(0,5*100/100) = ±0,5 0С.
- Суммарная абсолютная погрешность
Давление охладителя, фреона, охлаждающей жидкости
Допускаемая погрешность для:
- для преобразователя давления Метран-100-ДД модель 1460-AC
D = 1,8/0,7 = 2,5 МПа.
Из нормального ряда принимаем диапазон 0..2,5 МПа.
∆Р>1 >= ±(0,5*2500/100) = ±12,5 кПа.
- для миллиамперметра типа А100-Н
∆Р>2 >= ±(0,5*2500/100) = ±12,5 кПа.
- суммарная абсолютная погрешность:
кПа.
Уровень конденсата в баке
- для преобразователя давления Метран-100-ДД модель 1460-AC
Принимаем из нормального ряда диапазон 0..0,6 МПа. ( Т.к. не известно рабочее давление )
∆Р>1 >= ±(0,5*600/100) = ±3 кПа.
из пропорции
=±3
мм
- для миллиамперметра типа А100-Н
∆Р>2 >= ±(0,5*600/100) = ±3 кПа,
из пропорции
=±3
мм
- суммарная абсолютная погрешность:
мм
4. Литература
1. Попов В.К. Основы выбора средств технологических измерений: Учеб. пособие.- Архангельск: Изд-во АГТУ, 2003.
2. Промышленная группа «МЕТРАН»: Номенклатурный каталог www.metran.ru.