Файл: Боронихин А.С. Основы автоматизации производства и контрольно-измерительные приборы на предприятиях промышленности строительных материалов учеб. для техникумов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 108
Скачиваний: 0
ОСНОВЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА И КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ
ПРИБОРЫ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
А.С.Воронихин Ю.С Гризак
А. С. ВОРОНИХИН, Ю. С. ГРИЗАК
О
ОСНОВЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА И КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ
ПРИБОРЫ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ПРОМЫШЛЕННОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
ИЗДАНИЕ ТРЕТЬЕ, ПЕРЕРАБОТАННОЕ И ДОПОЛНЕННОЕ
Д о п у щ е н о Министерством промышленности
строительных материалов СССР
в качестве учебника для учащихся техникумов промышленности строительных материалов
МОСКВА
С Т Р О Й И З Д А Т 1 9 7 4
У Д К 69 1 . 0 0 2 . 5 : 6 5 . 0 1 1 . 5 6 ( 0 7 5 . 3 )
5 Ч |
Р |
Р е ц е н з е н т ы : |
V |
|
И. П. Бережной, Днепродзержинский техникум, и А. М. Валыионок, ВИАСМ
В о р о н и х и н А. |
С., |
Г р и з а к |
Ю. С. |
Основы автомати |
|||
зации производства и контрольно-измерительные |
приборы на пред |
||||||
приятиях |
промышленности |
строительных |
материалов. |
Учебник |
|||
для техникумов. Изд. |
3-е, |
перераб. |
и |
доп. |
М., |
Стройиздат, |
|
1974,312 |
с. |
|
|
|
|
|
|
В учебнике рассмотрены вопросы автоматизации производ ственных процессов и приборы, выпускаемые отечественной при боростроительной промышленностью. Дано описание специальных средств автоматического контроля, применяемых для автоматиза ции технологических процессов. Приведены некоторые системы ав томатизации общезаводских установок и схемы автоматизации процессов производства строительных материалов. Описаны функ ции электронно-вычислительных машин в системах комплексной
автоматизации.
Книга предназначена для учащихся техникумов промышлен ности строительных материалов.
Табл. 8, рис. 319.
©Стройиздат, 1974
3 0 2 0 9 — 209
155 —74
Б047 ( 0 1 ) —74
Предисловие
Технический уровень промышленности на современном этапе ее развития определяется степенью автоматизации. Без наличия не обходимых средств объективного контроля параметров производства невозможен технический прогресс предприятия и отрасли в целом. Необходимость создания и внедрения средств автоматического конт роля и регулирования имеет исключительно важное значение для таких отраслей, как промышленность строительных материалов.
Управлять сложными агрегатами, которыми оснащены предприя тия, невозможно без знания основных средств, применяемых для автоматизации технологических процессов, поскольку контроль и регулирование технологических процессов в значительной степени стали функцией автоматических приборов и устройств.
Учебник предназначен для учащихся техникумов промышленно сти строительных материалов по специальностям: 0804 — техноло гия стекла, 0808 — технология вяжущих материалов, 0826 — тех нология керамики, 0535 — машины и оборудование промышленности строительных материалов и 0536 — машины и оборудование стеколь- но-ситалловой промышленности.
В учебнике приведены основные сведения об автоматизации производства, описаны приборы, которые нашли широкое примене ние в промышленности строительных материалов: параметрические преобразователи и усилители, приборы для измерения давления, разрежения и температуры и специфических параметров производ ства материалов, автоматические регуляторы, унифицированные системы контроля и регулирования, исполнительные механизмы и регулирующие органы, серийно выпускаемые приборостроитель ной промышленностью. В учебнике рассмотрены основные типы вычислительных машин, используемых в промышленности строи тельных материалов. Отдельные главы посвящены принципам пост роения схем автоматизации и описанию систем автоматизации производства на предприятиях цементной, асбестоцементной, кера мической и стекольной промышленности.
В учебник внесены дополнения и изменения в соответствии с новы ми ГОСТами, а также учтены изменения в номенклатуре приборов.
Г Л А В А I
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРАХ
§ 1.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ
По показаниям контрольно-измерительных приборов судят о пра вильности и экономичности ведения технологического процесса. Отклонение измеряемой величины от заданного значения, обнару женное по показанию прибора, свидетельствует о нарушении уста новленного режима.
Существующие приборы можно классифицировать по следующим признакам:
1) по характеру измеряемой величины — измерители давления, расхода, уровня, температуры, качественных показателей (цвет ности, прозрачности, плотности, концентрации), газоанализаторы;
2)по конструкции — показывающие, самопишущие, с передачей показаний на расстояние (дистанционные), суммирующие, сигнали зирующие;
3)по назначению — технические, или рабочие (эксплуатацион ные), устанавливаемые непосредственно на рабочих местах у агре гатов; контрольные, служащие для поверки технических приборов;
образцовые и эталонные, используемые для поверки конт рольных приборов и градуировки (нанесение шкалы приборов) при изготовлении;
4)по принципу действия — механические, электрические, элек тронные, акустические, оптические, радиоактивные, гидравлические;
5)по характеру использования — оперативные и хозрасчетные;
6)по условиям работы — стационарные и переносные. Измерительные приборы могут быть одновременно показываю
щими, самопишущими и суммирующими. В некоторых приборах имеются устройства для подачи сигнала при достижении параметром определенных значений.
Все контрольно-измерительные приборы построены в основном по одной принципиальной схеме и состоят из аналогичных узлов. Основными частями контрольно-измерительных приборов являются следующие.
Воспринимающая, или чувствительная, часть прибора в большин стве случаев соприкасается с измеряемой средой. Воспринимающая часть преобразует измеряемый параметр в какую-либо физическую величину — линейное или угловое перемещение, сопротивление, электродвижущую силу (э. д. с.), величину тока и т. п., удобную
4
Для передачи на расстояние и получения отсчета. Эта преобразован ная величина (выходной измерительный сигнал) поступает в следую щий узел — измерительное устройство.
Измерительное устройство преобразует величину измерительного сигнала в числовой отсчет при помощи отсчетного устройства. Отсчетное устройство прибора может быть:
а) показывающим, т. е. состоящим из шкалы, деления которой выражают числовое значение измеряемого параметра, и указателястрелки. Показывающие приборы выполняют как с неподвижной шкалой, по которой перемещается указатель-стрелка, так и с по движной шкалой, которая перемещается относительно неподвижного указателя;
б) самопишущим — регистрирующим, когда значения измеряе
мой величины записываются на бумажной ленте или диске. |
На одной |
диаграмме может быть записано несколько измеряемых |
величин. |
В некоторых приборах 'время непрерывной записи может быть от |
|
нескольких минут до нескольких суток в зависимости от скорости |
перемещения ленты, |
которую устанавливает обслуживающий пер |
сонал; |
(интегрирующим) — позволяющим суммиро |
в) суммирующим |
вать отдельные значения измеряемой величины с нарастающим итогом; суммирующие устройства, как правило, являются дополне нием к указывающему или регистрирующему прибору;
г) сигнализирующим — посылающим импульс при отклонении измеряемой величины от заданных предельных значений.
Усилитель, необходимый для увеличения первоначального сиг нала, применяют в отдельных случаях. Его устанавливают либо меж ду преобразователем и измерительным устройством, либо между измерительным и отсчетным устройствами. Усилительное устройство использует какой-либо посторонний источник энергии (сжатый воз дух, электроэнергию, энергию жидкости, находящейся под давле нием, и т. п.).
Соединительные линии объединяют все предыдущие звенья в еди ную систему. Часто на месте измерения устанавливают измеритель ный прибор без шкалы, так называемый «бесшкальный», т. е. в нем отсутствует отсчетное устройство. Такие приборы называют первич ными. В этом случае измерительный сигнал от первичного прибора по соединительным линиям передается вторичному прибору, который устанавливают на некотором расстоянии от места измерения. Вто ричный прибор может быть снабжен отсчетным и регистрирующим устройствами.
§ 1.2. ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ
Правильность работы контрольно-измерительного прибора зави сит от правильного выбора вида прибора для заданных условий ра боты и правильной его^установки, а также от выполнения правил ухода за прибором во время эксплуатации.
Различают абсолютную и относительную погрешность.
5
Абсолютной погрешностью называют разность между показанием прибора и действительным значением измеряемой величины. Выра жают ее в единицах измеряемой величины:
А = Аг—Аг,
где Ах — действительное значение измеряемой величины: Л2— показание при бора.
При сравнении точности показаний нескольких приборов необ ходимо знать относительную погрешность прибора, т. е. отношение абсолютной погрешности к действительному значению измеряемой величины, которую выражают в процентах:
6 = — 100.
А\
Вариация — это разность показаний при измерении одной и той же величины при неизменных внешних условиях. Вариацию выра жают в процентах максимального значения шкалы прибора
^м акс — •Дмин
где ДА — максимальная разница показаний прибора; Лмакс, Лмин — верх нее и нижнее предельные значения шкалы прибора.
Допустимой погрешностью называют наибольшую погрешность показания прибора. Основная погрешность — это допустимая по грешность при нормальных условиях работы, установленных для при бора. Дополнительная погрешность — это погрешность, вызванная воздействием внешней среды на прибор при отклонении условий измерения от условий, на которые рассчитан прибор. Для контрольно измерительных приборов допустимую погрешность выражают в виде приведенной относительной погрешности в процентах диапазона шкалы. В соответствии с этим приборы подразделяют на классы точ ности. Например, термометр класса 1 может иметь допустимую по грешность ±1% верхнего предела шкалы. Таким образом, для тер мометра со шкалой 0—200° С величина допустимой погрешности в этом классе будет составлять +2° С, а в классе 2,5—2,5%, что составит +5° С.
Важной характеристикой приборов является их чувстви тельность. Под чувствительностью прибора понимают отношение величины линейного или углового перемещения указателя или пера прибора к изменению значения измеряемой величины, которое вызвало это перемещение. В приборах со шкалой чувствительность выражают в делениях шкалы и вычисляют по формуле
М
АА
где А/ — величина перемещения пера или стрелки прибора; АЛ — изменение измеряемой величины, вызвавшей это перемещение.
6
При равномерной шкале чувствительность приборов постоянна. Приборы с неравномерной шкалой имеют переменную чувствитель ность для разных участков шкалы.
При изготовлении приборов шкалы градуируют (или поверяют) по образцовым приборам при нормальных условиях, т. е. при темпе ратуре 20° С и атмосферном давлении примерно 0,1 МПа (760 мм рт. ст). В паспорте или инструкции к прибору обычно указывают условия, в которых прибор можно нормально эксплуатировать с по грешностью, допускаемой его классом. Приборы периодически (в сроки, установленные правилами Комитета стандартов, мер и из мерительных приборов при Совете Министров СССР) подлежат поверке и клеймению.
В Советском Союзе введена в действие Международная система единиц'(СИ) (ГОСТ 9867—61) с основными единицами: метр (м), кило грамм (кг), секунда (с), ампер (А), кельвин (К). Отличительной осо бенностью этой системы является универсальность в отношении свя зи единиц измерения — тепловых, электрических, магнитных и т. п.
§ І.З. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
Для контроля и регулирования технологического процесса нуж но измерять параметры, характеризующие технологический процесс. Измеряемые параметры делят на две группы: электрические и не электрические. Измерение и передача на расстояние электрических параметров, как правило, не вызывают затруднений. Для измерения неэлектрических параметров приходится преобразовывать их при помощи специальных устройств в другие параметры (например, в электрические, пневматические или гидравлические), удобные для отсчета и передачи на расстояние. Примером такого преобразова теля может служить термопара. Рабочий спай термопары соприка сается с измеряемой средой. Изменение температуры вызывает изме нение термоэлектродвижущей силы (т. э. д. с.), которая передается на расстояние к вторичному прибору со шкалой, градуированной в единицах измерения температуры.
Измерительные преобразователи имеют статическую характерис тику, которая показывает зависимость изменения выходной вели чины у от изменений входной величины х в установившемся режиме:
У = f ( * ) •
Для измерений и автоматизации процессов удобнее использовать преобразователи с линейной зависимостью между входной и выход ной величиной.
Чувствительность измерительного преобразователя s — это ве личина, характеризующая отношение приращения выходной вели чины Ау к приращению его входной величины Ах:
Ä£_
Ах
7