Описание регистрирующего прибора Диск-250

Описание модуля вывода дискретных сигналов I-8057W

Модуль предназначен для выдачи дискретных сигналов контроллера в процесс.

Функциональные и конструктивные особенности:

- модуль с параллельным интерфейсом, пластиковый корпус;

- интерфейс – локальная шина контроллера;

- гальваническая изоляция 3750 В;

- встроенные светодиоды состояния каналов;

- эксплуатация в диапазоне температур от минус 25 до 75°C при влажности от 5 до 95%.

Основные характеристики:

- количество каналов дискретного вывода – 16;

- коммутируемый ток – постоянный 125 мА;

- коммутируемое напряжение 30 В;

- максимальная частота выходного сигнала 10 кГц;

- питание от внутренней шины контроллера 5В, потребляемая мощность 0,8Вт;

- время наработки на отказ 80000 ч.

Регистрирующий прибор ДИСК-250.

Применяется для измерения, отображения и регистрации температуры, давления, расхода, уровня и других параметров. Управление процессом.

Особенности:

- Универсальность: измерение, регистрация, сигнализация, регулирование;

- Хорошо видимая издалека круговая шкала;

- Широкая гамма применяемых входных сигналов: термопары, термопреобразователи сопротивления, мВ, В, мА;

- Непрерывная линия регистрации на диаграммном диске;

- На передней панели расположены оси переменных резисторов для задания уставок;

- Светодиодная индикация включения прибора, обрыва датчика, состояния сигнализирующих и регулирующих устройств;

- Простота эксплуатации и ремонта.

Выбор осуществляется следующим образом:

Все выбранные средства автоматизации и их метрологические характеристики представлены в заказной спецификации на приборы (Приложение А).
2 Расчетная часть

2.1 Расчет сопротивлений резисторов измерительной схемы автоматического потенцирометра.

Таблица 1 – Исходные данные

Наименование	Обозначение	Значение
1. Шкала прибора		0-750 ^0С
2. Градуировка температуры свободных концов термометра		ХК
3. Расчетное значение температуры свободных концов термометра	t0	20 ^0C
4. Возможное значение температуры свободных концов термометра	t^I0	35 ^0C
5. Начальное значение шкалы	E(tн, t0)	0 мВ
6. Конечное значение шкалы	E(tк, t0)	57,080 мВ
7. Диапазон измерений	EД	57,080 мВ
8. Нормированное номинальное сопротивление реохорда	RН.Р.	90 Ом
9. Нерабочие участки реохорда	2l	0,05
10. Нормированное номинальное значение падения напряжения на резисторе RК	UК	1019 мВ
11. Выходное напряжение ИПС – 148П	UИ.П.	5 В
12. Номинальное значение силы тока в цепи ИПС – 148П	I0	5 мА
13. Сопротивление нагрузки ИПС – 148П	RИ.П.	1000 Ом
14. Номинальное значение силы тока в верхней ветви измерительной схемы прибора	I1	3 мА
15. Номинальное значение силы тока в нижней ветви измерительной схемы прибора	I2	2 мА
16. Температурный коэффициент электрического сопротивления меди	a	4.25 *10^-3 К^-1

Рисунок 1 – Принципиальная компенсационная измерительная схема автоматического потенциометра.

Rк – контрольный резистор;

Rм – медное сопротивление;

Rпр – сопротивление реохорда;

Rип – сопротивление нагрузки ИСП;

Rн – резистор для установления начального значения шкалы;

Rб – балластный резистор;

Rп – резистор для установления диапазона измерения;

R1 и R1 – резистор в цепи ПС для ограничения и регулирования

рабочего тока;

НИ – нуль индикатор;

1. Определим сопротивление резистора R_П:

Ом; (2.1)

где R_н.р – нормированное сопротивление реохорда;

Е_д – диапазон измерения прибора;

I₁ – номинальное значение силы тока в нижней ветви

измерительной схемы прибора

Ом;

2. Определим приведенное сопротивление реохорда R_ПР:

; (2.2)

Ом.

Производим проверку правильности определения R_ПР:

мВ.

3. Определим сопротивление контрольного резистора R_К:

; (2.3)

Ом;

4. Определим сопротивление резистора R_б:

; (2.4)

Ом;

5. Найдём сопротивление медного резистора R_м:

(2.5)

где:

мВ;

Ом

6. Определим значение сопротивления резистора R_Н:

; (2.6)

Ом;

7. Определим значение сопротивления резистора R_bd;

; (2.7)

Ом.

8. Определим сопротивление резистора R₁ по формуле:

; (2.8)

Ом;

9. Определим изменения показания потенциометра для конечного значения шкалы при изменении температуры свободных концов термометра от до по формуле:

(2.9)

Мы рассчитали сопротивления измерительной схемы автоматического потенциометра и определили измерение показаний потенциометра для конечного значения шкалы при изменении температуры свободных концов термометра от t₀ до t ₀.

2.2 Расчет шкалы ротаметра.

Таблица 2 – Исходные данные

Наименование	Обозначение	Значение
1. Конусность трубки ротаметра	k	0,01
2. Длина шкалы ротаметра (шкала имеет 11-ть оцифрованных делений с градацией Dl = 0,025 м)	l	0,25 м
3. Диаметр трубки ротаметра в месте нулевого деления шкалы	D0	0,0171 м
4. Объём поплавка	V	3,075×10^-6 м3
5. Диаметр миделя поплавка	d	0,0164 м
6. Материал поплавка	Сталь Х18H9Т	—
7. Вес поплавка	G0	0,191 Н
8. Измеряемая среда	СН3OH	Спирт метиловый
9. Температура измеряемой среды	t^0	30^0
10. Плотность среды (при t^0 = 20^0)		778,5 кг/м^3
11. Динамическая вязкость вещества	m30	0,52×10^-3 Па×с

Описание ротаметра

Ротаметр является расходомером постоянного перепада давлений. Так же к ним относятся поплавковые и поршневые расходомеры. Наибольшее применение имеют ротаметры и поплавковые расходомеры, шкалы которых практически равномерны. Их можно использовать для измерения малых расходов, так как потери давления в них незначительны и не зависят от расхода. Ротаметры и поплавковые расходомеры имеют большой диапазон измерения (Q_max/Q_min = 10:1).

1 Определяем диаметр трубки ротаметра D₁₀ в месте усиления шкалы для максимального расхода Q_max по формуле:

, (м). (2.10)

м.

2 Определяем расстояние от нулевого сечения шкалы D₀ до сечения диаметром d (высота нулевой отметки) по следующей формуле:

, (м). (2.11)

м.

3 Определяем безразмерный параметр для оцифрованных отметок шкалы:

;

;

где Dl – расстояние между оцифрованными делениями, 0,025;
i – отметка на оцифрованной шкале;

Таблица 3 – Высота поднятия поплавка над оцифрованными сечениями.

i
li		0,025	0,05	0,075	0,1	0,125	0,15	0,175	0,2	0,225	0,25
hi, м	0,07	0,095	0,12	0,145	0,17	0,195	0,22	0,245	0,27	0,295	0,32

(2.12)

Таблица 4 – Значения безразмерного параметра для оцифрованных отметок шкалы.

а
4,268	5,793	7,317	8,841	10,366	11,89	13,415	14,939	16,463	17,988	19,512

4 Определим вес поплавка в измеряемой среде:

,

G=0,191 – 3,075·10^-6·778,5·9,81=0,16752 Н. (2.13)

5 Определим кинематическую вязкость:

;

6 Определим значение безразмерной величины и значение ее десятичного логарифма :

(2.14)

получим:

; (2.15)

7 Определим значение безразмерной величины :

Для нахождения этой величины воспользуемся графиком, который изображен на рисунке 2

Рисунок 2 – График для определения безразмерной величины

Для нахождения промежуточных значений а_i воспользуемся формулой нелинейной интерпретации:

; (2.16)

где:

х – расстояние от искомой точки до нижней кривой;

- значение нижней кривой;

- значение верхней кривой;

b – расстояние между верхней и нижней кривой.

Получим:

Таблица 5 – Определение недостающих расчетных данных

Х	0,078	0,1628	0,0377	0,0412	0,0412	0,0542	0,0245	0,0304	0,0127	0,03	0,01013
	1,042	1,523	1,508	1,626	1,781	1,894	1,965	2,03	2,093	2,13	2,16

8. Определим значение безразмерной величины = Y_i путем обратного преобразования и занесем в таблицу.

9. Определим значение величины Q в :

так как нам известно, чему равно (примем, что , безразмерная величина).

Составим формулу:

(2.18)

10. Определим значение величины Q в :

Таблица 6 – Расчетные данные

					,
	4,268		1,042	11,01		1,206	0,434
0,025	5,792	1,291	33,328	3,649	1,314
0,05	7,317	1,508	32,189	3,525	1,269
0,075	8,841	1,626	42,284	4,63	1,667
0,1	10,366	1,781	60,416	6,616	2,382
0,125	11,89	1,894	78,384	8,583	3,09
0,15	13,415	1,965	92,159	10,091	3,633
0,175	14,939	2,03	107,254	11,744	4,228
0,2	16,463	2,093	123,791	13,555	4,88
0,225	17,988	2,13	134,896	14,771	5,318
0,25	19,512	2,16	144,587	15,832	5,7

11. Построим градуировочный график в виде зависимости , который изображен на рисунке 3:

Рисунок 3 – График зависимости

На градуировочном графике по оси X отложены оцифрованные значения шкалы принятые в процентах (диапазон шкалы от 0 до 100%).

12 Выполним чертеж поплавка ротаметра и трубки ротаметра и самого ротаметра, которые изображены на рисунке 4, 5 и 6.

Рисунок 4 – Поплавок ротаметра

Рисунок 5 – Трубка ротаметра

Рисунок 6 – Ротаметр

Устройство ротаметра со стеклянной конусной трубкой 1, которая зажата в патрубках 2 и 3, снабженных сальниками. Оба патрубка между собой связаны тягами 4 с надетыми на них ребрами 5. Эта армировка придает прибору необходимую прочность. Внутри патрубка 2 имеется седло, на которое опускается поплавок 6 при нулевом расходе жидкости или газа. Верхний патрубок 3 снабжен ограничителем хода поплавка 7. Шкала наносится непосредственно на внешней поверхности стеклянной конусной трубки. Указателем у ротаметров со стеклянной трубой служит верхняя горизонтальная плоскость поплавка.

13 Расчет геометрических размеров поплавка

13.1 Расчет веса поплавка

Найдем вес поплавка по формуле

(2.19)

.

13.2 Найдем объем, высверловки м³

(2.20)

.

13.3 Найдем диаметр высверловки, м³

(2.21)

.

13.4 Глубина высверловки и длина поплавка, м

(2.22)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполнения курсового проекта была разработана функциональная схема автоматизации парового котлоагрегата КЕ-10/14 и были выбраны средства автоматизации использованные в функциональной схеме.

Выполнен расчёт шкалы ротаметра и расчет сопротивлений резисторов измерительной схемы автоматического потенциометра.

Дата добавления: 2015-08-31