Расчет максимальной длины линии связи между измерительным прибором и барьером искробезопасности

 

Оглавление

ЗАДАНИЕ 3

Введение 4

1.Анализ объекта  автоматизации и опасных факторов 5

2. Выбор и обоснование  методов измерения технологических  параметров 6

2.1 Уровень 6

2.2 Температура 6

3. Разработка блок-схем  измерительных каналов и  выбор  ТС 8

3.1 Выбор технических  средств измерения температуры 8

3.2 Выбор технических  средств измерения уровня 9

3.2 Выбор барьера  искрозащиты 12

4. Описание способа,  места установки и особенностей  монтажа элементов 14

4.1 Установка датчика  температуры 14

4.2 Установка датчика  уровня. 14

5. Расчет максимальной длины линии связи между измерительным прибором и барьером искробезопасности 16

6. Метрологический расчёт измерительных каналов 18

_{Заключение: 19}

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ТЕМА: «РАЗРАБОТКА ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ КАНАЛОВ АСУ ТП»

Содержание  работы:

1. Анализ объекта автоматизации и опасных факторов;
2. Выбор и обоснование методов измерения технологических параметров;
3. Разработка блок-схем измерительных каналов, выбор технических средств (в основу положить заданный перечень фирм), описание их технических характеристик и оформление опросных листов;
4. Описание способа, места установки (при необходимости схемы обвязки) и особенностей монтажа элементов измерительных каналов (чувствительных элементов, измерительных преобразователей, импульсных линий; вспомогательных устройств и т.д.);
5. Расчет максимальной длины линии связи между измерительным прибором и барьером искробезопасности;
6. Метрологический расчет измерительных каналов (с учетом систематических погрешностей и влияющих воздействий);
7. Графическая часть (формат А-4):

• план расположения оборудования и внешних проводок;
• чертеж закладных конструкций (отборных устройств) - 2 листа;
• спецификация оборудования, изделий и материалов.

8. Приложение, в котором необходимо привести копии документов, на основании которых выполнен выбор технических средств.

ЗАДАНИЕ

на  курсовую работу

по  дисциплине «Технические измерения  и приборы»

Студент	Измеряемые параметры	Описание объекта измерения, расположенного во взрывоопасной зоне, перечень фирм
	Уровень, температура	Регулирование уровня оборотной  воды в баке и регулирование температуры (высота – 195 см, ширина - 120 см). Диапазон регулируемой температур – 60-65°С. Рекомендуемые фирмы: НПП «Эталон», ОАО «Теплоприбор»

Примечания:

• рассмотреть измерительный канал до выхода барьера искробезопасности;
• исходные данные представлены в таблице;
• в таблице знаком * обозначен канал сигнализации

*

 

Введение

Тема курсовой работы «Разработка  измерительных каналов АСУТП  в баке с оборотной водой.Объектом является бак с оборотной водой.Оборотная вода — техническая вода, многократно используемая в технологических операциях обогащения полезных ископаемых, при пылеулавливании и охлаждении в теплообменных аппаратах на обогатительной, окомковательной и агломерационной фабриках

Основная наша задача –  это изучить бак с оборотной водой, каким образом он хранит, принимает, и подготавливаетоборотную воду к дальнейшему использованию. Оборотную воду применяют практически во всех отраслях промышленности, медицины и т.д.

Под анализом объекта мы понимаем: изучить все особенности  процесса происходящего в баке с оборотной водой, а точнее выявление опасных факторов. Необходимо выбрать и обосновать метод измерения заданных технологических параметров, температура и уровень.

Существует огромное количество методов измерения данных параметров, но перед нами стоит задача выбрать  метод измерения, чтобы он учитывал все особенности. К примеру: у нас бак с оборотной водой, для измерения уровня существуют такие методы как поплавковый метод измерения, буйковый, емкостной, индуктивный, гидростатический, радарный метод. У каждого метода свои преимущества и недостатки. Нам подходят многие методы, но мы выбрали буйковый метод измерения, потому что он больше подходит для изучения нашего объекта автоматизации. То же самое нам необходимо будет проделать с температурой.

А так же разработать блок-схемы  измерительных каналов, описать  способ и место установки элементов  измерительных каналов, и особенности  монтажа. Провести метрологических  расчет измерительных каналов, все  это необходимо сделать в данной курсовой работе.

 

 

 

1.Анализ объекта автоматизации и опасных факторов

Регулирование уровня оборотной воды в баке и регулирование температуры (высота – 195 см, ширина - 120 см). Диапазон регулируемой температур – 60-65°С.

  В данном курсовом  проекте разрабатываются измерительные  каналы АСУТП для бака с оборотной водой.

Оборотная вода — техническая вода, многократно используемая в технологических операциях обогащения полезных ископаемых, при пылеулавливании и охлаждении в теплообменных аппаратах на обогатительной, окомковательной и агломерационной фабриках, а также при гидромеханизации горных работ. Обогатительную воду получают из технологических стоков (всего предприятия или отдельных технологических операций) путём их осветления и химической очистки (кондиционирования). Степень осветления зависит от влияния содержания твёрдой взвеси в обогатительной воде на те операции и процессы, где она применяется.

Оборотная вода, как правило, потребляется раздельно в технологических  операциях и в системах охлаждения. Оборотную воду стремятся использовать в максимальном количестве, добиваясь  минимального расхода свежей производственной воды, добавляемой для компенсации потерь с технологическими продуктами и на испарение.

Оборотная вода должна обеспечивать высокие технико-экономические показатели производственного процесса; обладать минимальным коррозийным действием  на аппаратуру, трубопроводы и сооружения; быть безвредной для обслуживающего персонала. Специфические требования к оборотной воде весьма разнообразны и во многом зависят от её предназначения и технических особенностей применения.

В системах охлаждения оборотная  вода должна иметь определённую температуру  для создания оптимальных условий  охлаждения агрегатов, обладать стабильностью свойств, препятствующих выпадению солей карбонатной жёсткости и "зарастанию" труб. Использование оборотной воды на промышленных предприятиях даёт не только экономию свежей воды, но и снижает количество сбрасываемых вод, а при полномводообороте гарантирует охрану окружающей среды от загрязнения её сточными водами.

Таким образом, можно выделить основные факторы, которые необходимо учесть при проектировании и выборе технических средств, которые будут  применены в АСУТП:

• обладать минимальным коррозийным действием на аппаратуру, трубопроводы и сооружения;
• обладать стабильностью свойств, препятствующих выпадению солей карбонатной жёсткости и "зарастанию" труб.

2. Выбор и обоснование  методов измерения технологических  параметров

2.1 Уровень

Для измерения уровня выбран буйковый метод измерения. В буйковых уровнемерах применяется неподвижный погруженный в жидкость буек. Принцип действия буйковых уровнемеров основан на том, что на погруженный буек действует со стороны жидкости выталкивающая сила. По закону Архимеда эта сила равна весу жидкости, вытесненной буйком. Количество вытесненной жидкости зависит от глубины погружения буйка, т. е. от уровня в емкости. Таким образом, в буйковых уровнемерах измеряемый уровень преобразуется в пропорциональную ему выталкивающую силу. Поэтому зависимость выталкивающей силы от измеряемого уровня линейная. В буйковых уровнемерах буек передает усилие на рычаг промежуточного преобразователя. Выходной сигнал первого уровнемера — унифицированный пневматический, второго — унифицированный электрический сигнал (постоянный ток).

Принцип действия буйковых уровнемеров позволяет в широких пределах изменять их диапазон измерения. Это достигается как заменой буйка, так и изменением передаточного отношения рычажного механизма промежуточного преобразователя.

2.2 Температура

Для измерения температуры  будем использовать контактный метод (требуется непосредственный контакт  первичного преобразователя с объектом измерения) при помощи термометров  сопротивления. Выбрантермопреобразователь с унифицированным выходным сигналом.

Термопреобразователи (рис.1) предназначены для непрерывного измерения температуры различных рабочих сред (пар, газ, вода, сыпучие материалы, химические реагенты и т. п.), не агрессивных к материалу корпуса датчика.

Основные критерии выбора термопреобразователя (датчика  температуры):

• Соответствие измеряемых температур рабочим диапазонам измерений датчиков;
• Соответствие прочности корпуса датчика условиям эксплуатации;
• Правильный выбор длины погружаемой части датчика и длины соединительного кабеля.

Термопреобразователи  сопротивления (ТС) типа ТСМ, ТСП:

Принцип действия ТС основан на свойстве проводника изменять электрическое сопротивление при изменении температуры окружающей среды.

  Таблица 1.

- Технические характеристики  термопреобразователей  типа  ТСМ, ТСП 

Преобразователи термоэлектрические (ТП) типа ТПL(ХК), ТПK(ХА):

ТП представляют собой термоэлектрическую цепь (термопару), образованную двумя разнородными металлическими проводниками с двумя спаями:

• измерительный спай («рабочий») — подверженный воздействию температуры рабочей среды;
• соединительный спай («холодный») — подверженный воздействию температуры в месте присоединения к измерительному прибору.

Таблица 2.

-Технические характеристики  термопреобразователей  типа  ТПL(ХК), ТПK(ХА).

 

 

3. Разработка блок-схем  измерительных каналов и  выбор  ТС

Проанализировав по каталогам, предложенным на  web-страницах, продукцию фирмыНПП «Эталон»   для реализации измерительных каналов выбран следующий прибор: ТСПУ 9313для измерения температуры. Для измерения уровня нам предложена фирмаОАО «Теплоприбор».

3.1 Выбор технических средств  измерения температуры

Для измерения температуры в трубопроводе, применяем термометр с унифицированным выходным сигналом ТСПУ 9313(рис. 2),который предназначен для измерения температуры жидких, газообразных, сыпучих веществ. Отличительная особенность - содержит в головке нормирующий усилитель с выходным сигналом 4-20 мА, 0-5мА, 0-5 В.ТСПУ 9313 состоит из первичного термометра, соединенного с расположенным в головке нормирующим преобразователем.                                                               Рисунок 2.

Технические характеристики по ТСПУ 9313:

• Диапазон воспроизведения температур: -50 ... +600  °С
• Выходной сигнал: (4-20) мА, (0-5) мА, (0-5) В
• Условия эксплуатации головки:

- температура окружающего  воздуха:  -40…+50°С

- относительная влажность:  - 98 % при температуре 35 °С

• Материал защитной арматуры:  сталь 12Х18Н10Т
• Диапазон условных давлений: 6,3 МПа
• Потребляемая мощность: не более 0,9 Вт
• Средняя наработка на отказ при номинальных температурах: не менее 25000 ч.

Обозначение оборудования при заказе:

ТСпУ 9313 – 14.16 – 0,6% – (4 – 20)мА

         1              2                  3                 4

1. Тип термопреобразователя
2. Конструктивное исполнение (определяет длину и диапазон измеряемых температур.L=250 мм, (0..150) ^оС)
3. Приведенная погрешность
4. Выходной унифицированный сигнал