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.

1. Температуры хладоносителя на входе в испаритель.

2. То же на выходе из испарителя (с регулированием).

3. Уровень в испарителе.

4. Давление в различных точках.

5. Управление электродвигателями насоса и компрессора (предусмотреть их отключение при падении давления охлаждающей воды).

Тисп
=-18 0
С. Рцирк
=1,8 МПа. Н=0,4 м.

Пункты задания.

1. Составить функциональную схему автоматизированного контроля для заданного технологического участка по ГОСТ 21.404.

2. Выбрать необходимую аппаратуру и составить спецификацию.

3. 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 о
С, 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

d>ТСМ

№ 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	gосн =±0,25%; Iвых =0..5 мА; D=-50..50о С	1
1.3	Щит	мA ГСП	А 100-Н	gосн =±0,5%; D=0..100 %	1
2.1	Трубопровод охладителя на выходе из испарителя	Термо- преобразователь сопротивления	НСХ 100М/В	1	Технологический контроль и регулирование
2.2	По месту	Преобразователь нормирующий	Ш9321Ц	gосн =±0,25%; Iвых =0..5 мА; D=-50..50 о С			1
2.3	Щит	мA ГСП	А 100-Н	gосн =±0,5%; D=0..100 %			1
3.1	Испаритель	Сосуд уравнительный двухкамерный	Мод. 5424	Pmax =16 МПаH=0.6 м	1		Технологический контроль
3.2	По месту	Преобразователь перепада давления	Метран-100-ДД (1460-AC)	gосн =±0,5%; Iвых =0..5 мА;	1
3.3	Щит	мA ГСП	А 100-Н	gосн =±0,5%; D=0..100 %	1
4.1	Трубопровод подачи охладителя в испаритель	Преобразователь перепада давления	Метран-100-ДД (1460-AC)	gосн =±0,5%; Iвых =0..5 мА; D=0..2,5 МПа	1		Технологический контроль
4.2	Щит	мA ГСП	А 100-Н	gосн =±0,5%; D=0..100 %	1
5.1	Трубопровод подачи фреона жидкости в испаритель	Преобразователь перепада давления	Метран-100-ДД (1460-AC)	gосн =±0,5%; Iвых =0..5 мА; D=0..2,5 МПа	1		Технологический контроль
5.2	Щит	мA ГСП	А 100-Н	gосн =±0,5%; D=0..100 %	1
6.1	Трубопровод подачи охлаждающей жидкости в конденсатор	Преобразовательперепада давления	Метран-100-ДД (1460-AC)	gосн =±0,5%; Iвых =0..5 мА; D=0..2,5 МПа	1		Технологический контроль и регулирование
6.2	Щит	мA ГСП	А 100-Н	gосн =±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

∆θ1
= ±(0,25+0,0035*|-15|) = ±0,3 0
С (ГОСТ 6651-94)

- преобразователя нормирующего Ш9321Ц:

D = -15/0,7 = -220
С,

выберем шкалу из нормального ряда D=-50…50 0
С

∆θ2
= ±(0,25*100/100) = ±0,25 0
С.

- миллиамперметра A-100 Н

∆θ4
= ±(0,5*100/100) = ±0,5 0
С.

- 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.

∆Р1
= ±(0,5*2500/100) = ±12,5 кПа.

- для миллиамперметра типа А100-Н

∆Р2
= ±(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 )

∆Р1
= ±(0,5*600/100) = ±3 кПа.

из пропорции =±3 мм

- для миллиамперметра типа А100-Н

∆Р2
= ±(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.