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).

	

	Тисп=-18 0С. Рцирк=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%; 

Iвых=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%; Iвых=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

Pmax=16 МПа
H=0.6 м

1

Технологический контроль

3.2

По месту

Преобразователь перепада давления

Метран-100-ДД (1460-AC)

осн=±0,5%; Iвых=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%; Iвых=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%; Iвых=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%; Iвых=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

	

	∆θ1 = ±(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

	

	∆θ2 = ±(0,25*100/100) = ±0,25 0С.

	

	- миллиамперметра A-100 Н

	

	∆θ4 = ±(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.

	

	∆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.