Автоматизация производства строительных материалов, изделий и конструкций

Автоматизация производства строительных материалов, изделий и конструкций

ВВЕДЕНИЕ

Автоматизация, как неотъемлемая часть любого современного высокотехнологического производства, с постоянно высоким качеством производимой продукции - является свершившимся фактом. Автоматизация - это завершающий этап развития того или иного производства. Она является следствием длительного и планомерного развития техники. Широта автоматизации управления производственными процессами характеризует общий уровень и культуру предприятия.

Несомненно то, что автоматизация технологических процессов повышает производительность и уменьшает расход исходных материалов, при этом резко сокращается количество внеплановых простоев оборудования и нарушений технологического процесса. Особенно важно, что с применением автоматизации качество продукции становится более высоким и стабильным. Благодаря выдаче из автоматизированного агрегата (машины) продукции равномерного качества последующие процессы могут быть значительно упрощены и в большинстве своем также автоматизированы.

Следует отметить и другие очень важные преимущества, которые присущи внедрению автоматизации: это новые формы управления производством и освобождение человека от однообразной и тяжелой работы.

Автоматизация способствует снижению и ликвидации аварий. Она также требует от человека, занятого в производстве, неуклонно повышать свою квалификацию, а работник более высокой квалификации в свою очередь способствует дальнейшему развитию автоматизации.

Таким образом, для осуществления автоматизации при разработке новых схем производства, автоматизации и переоснащения старых схем производства в процессе модернизации и оперативного управления данными схемами.

Современный инженер, а тем более инженер-технолог должен овладеть: методами, инструментами и технологиями автоматизации производственных процессов.

ЗАДАНИЕ №1

Прочитайте и разберите условные изображения измерительных и регулирующих устройств показанных на рисунке 1 и применяемых в функциональных схемах автоматизации.

Рисунок 1

) вторичный прибор измеряющий температуру преобразующий с пневматической системой передачи показаний;

б) первичный прибор отборное устройство давления из трубопровода, соединен с вторичным, измерительным и регулирующим (сигнализирующим) прибором в одном корпусе, показывающим позиционным предназначенным для измерения давления, с электрической системой передачи показаний

в) поплавковый уровнемер: приёмное поплавковое устройство соединено с вторичным регулирующим (сигнализирующим) позиционным прибором, измеряющим уровень с электрической системой передачи показаний;

г) 1 - трубопровод температуру которого измеряют при помощи первичного прибора 2 - термопара одинарная соединённого с 3 - вторичным измерительным показывающим прибором для измерения температуры;

д) вторичный прибор измеряющий самопишущий для измерения давления.

ЗАДАНИЕ №2

Используя диаграммы самопишущих приборов рисунок 2 :

определить цену деления, если предел измерения прибора 0 - 16 ат;

найти величину измеряемого параметра в момент времени 0 ч. 15 мин.;

определить возможную ошибку измерения параметра, если класс точности прибора 2,5;

Рисунок 2

цена деления самопишущего прибора 16 ат / 100 % = 0,16 ат ;

величина измеряемого параметра в момент времени 0 ч. 15 мин. составила 71% * 0,16 ат = 11,36 ат;

при классе точности 2,5 и диапазоне измерений прибора 0 - 16 ат, возможная ошибка измерения составляет ±2,5% от 16 ат, то есть ±0,4 ат в любой точке шкалы этого прибора.

ЗАДАНИЕ №3

измерительный автоматизация давление электролитический

Для ниже перечисленных (приведённых) первичных приборов укажите:

схемы, принцип действия прибора;

измеряемый параметр;

функциональный признак;

способ передачи сигнала;

условное обозначение на схемах.

Приборы: электролитический прибор для измерения влажности, U - образный манометр, визуальный прибор для измерения уровня, расходомер постоянного перепада.

а) электролитический прибор для измерения влажности:

Рисунок 3

Электролитический метод позволяет производить измерение влажности, как при положительной, так и отрицательной температуре.

Чувствительным элементом гигрометра является калиево-натриевый или хлористо-литьевый измеритель влажности, принцип действия которого основан на учёте изменения электропроводности соли при колебаниях влажности воздуха.

По функциональному признаку прибор является измерительным, показывающим, самопишущим. Способ передачи сигнала электрический /1/.

б) U - образный манометр:

Представляет собой два сообщающихся сосуда, заполненных рабочей жидкостью (вода, ртуть, глицерин и т. п.). Один из сосудов соединен с пространством, в котором требуется измерить давление, а второй - с атмосферой или с другой точкой, если требуется измерить разность давлений /1/.

Рисунок 4

По функциональному признаку прибор является измерительным, показывающим. Способ передачи сигнала пневматический.

в) визуальный прибор для измерения уровня:

Рисунок 5

Визуальные уровнемеры применяют для измерения уровня жидкостей. Они построены по принципу сообщающихся сосудов. Уровнемер имеет стекло 1, закрепляемое так, что середина его находится на высоте требуемого уровня. При этом высота стекла должна охватывать всю зону колебания уровня /2/.

По функциональному признаку прибор является измерительным, показывающим. Способ передачи сигнала отсутствует, поскольку данный прибор является местным и предназначен осуществлять контроль за уровнем непосредственно на рабочем месте, при необходимости дистанционной передачи показаний уровня, используется иная конструкция уровнемера.

г) расходомер постоянного перепада:

Рисунок 6

а - схема ротаметра; б - условные изображения ротаметров в схемах; 1 - ротаметр стеклянный; 2 - ротаметр с пневматической системой передачи показаний; 3 - вторичный прибор показывающий, интегрирующий.

Расходомеры постоянного перепада давления применяют для измерения расхода жидкостей или газов. Если перепад давления в сужающем устройстве поддерживать постоянным путем изменения площади отверстия, то мерой расхода вещества будет служить площадь отверстия сужающего устройства.

Приборы, работающие по последнему принципу, называют расходомерами постоянного перепада давления. Более распространены из приборов этой группы поплавковые расходомеры постоянного перепада давления - ротаметры.

В ротаметрах измерительной частью является вертикальная коническая трубка 1 с помещенным в нее поплавком 2, по которой снизу вверх подается вещество, расход которого измеряется.

С изменением расхода вещества поплавок перемещается в трубке на некоторую высоту; при этом изменяется площадь отверстия сужающего устройства - площадь кольцевого зазора между поплавком и внутренними стенками трубки.

Перепад давления на поплавке определяется массой поплавка. При постоянной массе его площадь кольцевого сечения (между внутренними стенками трубки и поплавком) пропорциональна расходу вещества, протекающего по трубке. Следовательно, положение поплавка трубки будет зависеть от величины расхода вещества /1/.

ЗАДАНИЕ №4

Для ниже приведенных вторичных приборов укажите:

схему и принцип действия;

измеряемый параметр;

сколько первичных приборов можно подключить одновременно;

первичный прибор какого типа подключается.

Рисунок 7

В комплекте с термометрами сопротивления в качестве вторичных приборов широко применяют логометры, у которых измеряемую температуру отсчитывают непосредственно на шкале. Логометры являются магнитоэлектрическими приборами, но в отличие от пирометрических милливольтметров подвижная система состоит не из одной рамки, а из двух, расположенных под углом одна к другой и жестко скрепленных между собой на одной оси. Угол поворота рамок φ=f*(ι1/ι2), а следовательно, и стрелки, скрепленной с ними, будет функцией отношения токов в обеих рамках где ι1 и ι2 - токи, протекающие по рамкам.

Действие логометра заключается в следующем. В поле постоянного магнита NS помещаются две рамки А и Б, скрепленные между собой. Рамки могут вращаться. Ток, идущий от источника тока Е, разветвляется в точке 1 и проходит с одной стороны через постоянное сопротивление R в обмотку рамки Б, а с другой - через термометр сопротивления ТС в обмотку рамки А. Пройдя обмотки, оба электрических тока ι1 и ι2 встречаются в точке 2 и направляются к точке 3. Катушки рамок намотаны таким образом, что проходящий по ним ток создает моменты вращения, направленные в противоположные стороны.

При увеличении сопротивления термометра ТС (из-за нагревания) величина тока ι2 станет меньше, а вместе с этим уменьшится и момент М1, вследствие чего рамки начнут поворачиваться в направлении против часовой стрелки. При этом рамка Б, по которой течет ток большей силы, попадает в область более широкого зазора, где магнитное поле слабее, а рамка А, наоборот, попадает в область более сильного поля. Так как моменты вращения М2 и М1 прямо пропорциональны напряжению магнитного поля, то величина момента М2 начнет уменьшаться, а величина момента М1 наоборот, увеличиваться. Находясь в полях неодинаковой силы, рамки А и Б снова вернутся в равновесное положение. Это произойдет тогда, когда моменты М1 и М2; сравняются по величине. Токи ι1 и ι2 пропорциональны напряжению источника тока Е и при его изменении также изменяются в одинаковой степени. Следовательно, показания логометра не зависят от напряжения источника тока. Практически логометр не вносит дополнительной погрешности, если напряжение питания колеблется в пределах ±20%.

Установка для замера температуры с помощью логометра состоит из одного или нескольких термометров сопротивления, соединительных проводов, панелей зажимов, логометра и тумблера для включения источника питания.

Термометры присоединены к логометру через панель зажимов. Если термометров несколько, то ставится двухполюсный переключатель. К одному логометру можно подключить термометры только той градуировки, которая указана на циферблате логометра. Отдельные части установки соединены между собой медным проводом сечением не менее 1,5 мм2.

Логометр градуируют при включённой последовательно с термометром катушкой с сопротивлением, указанным на шкале прибора Rл. Таким образом, сопротивление внешней цепи Rвн должно слагаться из сопротивления проводов и Rпр и сопротивления уравнительной катушки. При монтаже установки с уравнительной катушки сматывают часть проволоки и уменьшают её сопротивление на величину, равную величине соединительных проводов /3/.

Рисунок 8

Первичным прибором подключаемым к логометру является термометр сопротивления а) - схема; б) - условное изображение в схемах. Термометр сопротивления применяют для измерения температуры от минус 200 до плюс 500 °С. Их действие основано на свойстве металлов увеличивать электрическое сопротивление при нагревании /1/.

ЗАДАНИЕ №5

Расшифровать позиции показанные на схемах и указать их предназначение рисунок 9.

Рисунок 9

а - термометр сопротивления, измеряющий температуру горячей воды;

б - измерительный и регулирующий прибор;

в - переключатель с автоматического на дистанционно управление;

г - магнитный пускатель;

д - исполнительный механизм с регулирующим клапаном;

е - регулирующий клапан;

а - измеритель и сигнализатор давления пара.

Пароводяная бойлерная установка предназначена для поддержания необходимой температуры горячей воды. Поддерживать постоянную температуру воды можно путём изменения расхода пара, подаваемого в бойлер. Для этого на паропроводе устанавливают регулирующий клапан 1е, на трубопроводе горячей воды - измеритель 1а терморегулятора 1б, воздействующего на исполнительный механизм 1д регулирующего клапана. Для контроля температуры воды, выходящей из бойлера на трубопроводе установлены термометр сопротивления и прибор 1б. Визуальный местный контроль ведут с помощью стеклянных термометров расширения.

Система работает следующим образом. При температуре воды, выходящей из бойлера, выше 60°С терморегулятор воздействует на исполнительный механизм 1д регулирующего клапана. Последний постепенно закрывается уменьшая подачу пара в бойлер. При понижении температуры воды клапан открывается. Для перевода с автоматического управления бойлерной установки на ручное служит переключатель 1в /1/.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

измерительный автоматизация давление электролитический

В целях закрепление и углубление основных положений теоретического курса, приобретение навыков исследования технологических процессов и схем их автоматизации при производстве СМИ и К, мною была выполнена данная курсовая работа содержащая пять отдельных заданий.

В ходе выполнения данных заданий мною было произведено:

) описание условных обозначений измерительных и регулирующих устройств применяемых в функциональных схемах автоматизации;

) анализ дисковой диаграммы самопишущего прибора;

) описание четырёх первичных приборов: с приведением схем, условного обозначения, описания принципа действия, с указанием измеряемого параметра и функционального признака, с указанием возможного способа передачи сигнала на расстояние без использования преобразователя сигнала;

) описание одного вторичного прибора: с указанием схемы и принципом действия, с указанием измеряемого параметра, с объяснением способа подключения первичного прибора и количеством подключаемых первичных приборов, с указанием типа подключаемого первичного прибора;

) анализ и описание схемы автоматизации бойлерной установки, с расшифровкой позиций и описанием их предназначения..

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Боронихин А.С. Основы автоматизации производства железобетонных изделий: Учебник для техникумов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. школа, 1981. - 271 с., ил.

. Боронихин А.С., Гризак Ю.С. Основы автоматизации производства, вычислительная техника и контрольно-измерительные приборы на предприятиях промышленности строительных материалов: Учебное пособие для техникумов. - М.: Стройиздат, 1981. - 343 с., ил.

. Боронихин А.С., Гризак Ю.С. Основы автоматизации производства и контрольно-измерительные приборы на предприятиях промышленности строительных материалов: Учебное пособие для техникумов. - М.: Стройиздат, 1964. - 376 с., ил.

. Бушуев С.Д., Михайлов В.С. Автоматика и автоматизация производственных процессов: Учеб. для вузов по спец. “Пр-во строит. изделий и конструкций” - М.: Высш. шк., 1990. - 256 с.; ил.

. Автоматические приборы, регуляторы и вычислительные системы. Справочное пособие. Изд. 3-е, перераб. и доп. Под ред. Б.Д. Кошарского. Л., Машиностроение, 1976. - 488 с.; ил.