КГБОУ СПО

«Сосновоборский автомеханический техникум»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по выполнению лабораторных работ

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ: 150411 «Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования (по отраслям)»

ДИСЦИПЛИНА: Автоматизация производства

2010

РАССМОТРЕНО	УТВЕРЖДАЮ

ЦК СЭД	Зам.директора по УР
от ________________№________	«___»____________2009
Председатель ЦК	____________Н.Г. Петрова

__________О.В. Князева

Соответствует государственным требованиям к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по специальности 150411

Составитель: Пацкова Е.Г.

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Методические указания по дисциплине «Автоматизация производства» предназначена для реализации дополнительных требований к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по специальности 1701 Монтаж техническая эксплуатация промышленного оборудования (по отраслям) и является дисциплиной по выбору включающей особенности регионального компонента.

В результате изучения дисциплины студент должен:

иметь представление:

- о роли и месте знаний по учебной дисциплине в сфере своей профессиональной деятельности;

- о роли автоматизации в совершенствовании технологических процессов и повышении экономической эффективности в развитии производства;

знать:

- принципы контроля и регулирования технологических процессов и оборудования с помощью технических средств автоматизации;

- принципы действия и устройство автоматизированного контроля и управления производством;

- принципы построения и назначения элементов системы конструкторской документации по автоматизации;

уметь:

- выбирать требуемые средства контроля и управления в зависимости от особенности технологического процесса;

- осуществлять монтаж первичных преобразователей и комплекса: исполнительный механизм – рабочий орган;

- читать схемы автоматизации и разбираться в них.

Учебный материал необходимо изучать в последовательности, указанной в программе. Изучая материал, обязательно ведите конспект, в котором кратко записывайте основное содержание темы, оставляя поля 40 мм для дополнений. Если при изучении материала Вы встретили затруднения, которые не можете устранить самостоятельно, необходимо обратиться к преподавателю за консультацией.

Для проверки усвоения материала в конце каждой темы приведены вопросы для самопроверки.

Вариант лабораторной работы определяется по порядковому номеру фамилии студента в журнале.

Лабораторные работы выполняются в соответствии с нормами ЕСТД и ЕСКД в тетради от руки или при помощи средств ПЭВМ и оформляется в папку.

Вопросы для самоконтроля переписываются полностью. Ответ должен быть полным по существу и в краткой форме. На каждой странице необходимо оставлять поля 30-40 мм для замечаний преподавателя. Текстовую часть лабораторной работы необходимо снабжать рисунками, схемами и т.п.

Лабораторная работа №1

Тема: Изучение конструкции измерительных приборов

Знать:

- классификацию приборов по ГСП

- основное понятие ГСП

- виды погрешностей

Уметь:

- рассчитывать погрешности приборов

- определять по измерительному прибору род тока, количество измерительных механизмов, положение работы прибора, класс точности (ГОСТ 23217-78)

- определять общие условные обозначения (ГОСТ 23217-78)

Оборудование: амперметр, вольтметр, электронный штангенциркуль, микрометр

Вопросы для самоконтроля

1 Перечислите приборы, которые входят в ГСП

2 Опишите виды погрешностей в ГСП

2 Кратко опишите работу индуктивных преобразователей

3 Принцип работы емкостных датчиков

4 Недостатки емкостных преобразователей

5 Что такое реохорд и, из какого материала его изготавливают?

6 Основная часть первичного преобразователя

7 Назовите чувствительный элемент емкостного преобразователя

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Классификация приборов по государственной системе

Первичным преобразователем (датчиком) называют элемент, который устанавливают в технологическое оборудование и который первым воспринимает контролируемый параметр. Он преобразует измеряемые физические величины в сигналы, удобные для дальнейшей передачи в измерительные или управляющие устройства. В литейном и термическом цехах применяют те же первичные преобразователи, что и в других отраслях промышленности, поскольку измеряемыми параметрами являются температура, давление, расход, уровень, загазованность, запыленность и др.

К числу основных признаков, позволяющих классифицировать первичные преобразователи, относятся принцип действия и вид входного и выходного сигналов (рис.1).

В зависимости от принципа действия первичные преобразователи можно разделить на две группы: параметрические и генераторные.

Рисунок 1 – Классификация первичных преобразователей

Параметрические преобразователи преобразуют контролируемую величину в один из параметров электрической цепи: проводимость (сопротивление) индуктивность, емкость. Следовательно, для их работы необходимо подводить от внешнего источника электрическую энергию. К параметрическим относят следующие типы преобразователей: потенциометрические, индуктивные, емкостные, тензометрические и др.

В генераторных преобразователях непосредственно преобразуется неэлектрическая энергия входного сигнала в электрическую энергию, значение которой пропорционально значению контролируемого параметра. К генераторным относятся термоэлектрические (термопары), фотоэлектрические, пьезоэлектрические и тахометрические преобразователи. Они работают автономно, т. е. не нуждаются в подводе внешней электроэнергии.

По виду входного сигнала первичные преобразователи делятся на следующие группы: температуры, давления, разрежения, расхода, уровня, состава и влажности веществ, плотности, перемещения, скорости, ускорения и т. д.

По виду выходного сигнала первичные преобразователи подразделяют на несколько групп. Одна группа преобразует контролируемую величину в изменение активного сопротивления, другая — в изменение емкости, третья — в изменение индуктивности и т. д.

Любой первичный преобразователь состоит из отдельных частей. Основной частью является чувствительный элемент, а средства защиты и крепления его относятся к вспомогательным элементам.

Государственная система приборов (ГСП)

В соответствии с требованиями ГСП первичные преобразователи, применяемые для автоматизации технологических процессов на промышленных предприятиях, должны выдавать стандартные сигналы. Так, например, первичные преобразователи, выходным сигналом которых является напряжение или сила электрического тока, должны отвечать рядам напряжения: 0,1; 0,2; 0,5; 1; 5; 10; 20 В и силе тока: 1; 2; 5; 10; 20 мА. Такая унификация необходима при использовании преобразователей в автоматизированных системах управления технологическим процессом (АСУ ТП) с управляющими цифровыми ЭВМ.

Точность преобразования информации.

Любые измерения сопровождаются погрешностями:

1) случайные погрешности - имеют случайную природу и причина их неизвестна;

2) промахи - вызваны неправильными отсчетами по прибору;

3) систематические - обусловлены несовершенством методов определения, конструкции прибора.

Виды погрешностей:

1) абсолютные: ΔХ = Х - Х₀,

где Х - измеренное значение параметра, Х₀ - истинное значение;

2) относительные:

(выраженные в %-ах);

3) приведенные:

где Х_minи Х_max - минимальное и максимальное значения измеряемой величины.

Максимальная приведенная погрешность называется классом точности:

В зависимости от класса точности приборы делятся на эталонные (образцовые) и рабочие.

Конструкция описания работы потенциометрических преобразователей

Потенциометрический преобразователь преобразует перемещение чувствительного элемента (подвижного контакта) в постоянный или переменный ток вследствие изменения своего электрического сопротивления. Различают преобразователи с угловым (рис.2,а) и линейным (рис.2,6) перемещением подвижного контакта. Потенциометрический преобразователь состоит из реохорда 2 и подвижного контакта 1. При различных положениях подвижного контакта сопротивление между ним и точкой В изменяется, что вызывает изменение напряжения Uo, подаваемого от источника питания на клеммы измерительного прибора.

Рисунок 2 – Потенциометрические преобразователи

Реохорд датчика представляет собой каркас из изоляционного материала с намотанным на него в один ряд проводом. Для намотки используют проволоку без изоляции из константана, нихрома, фехраля и других сплавов с высоким омическим сопротивлением. По поверхности намотки скользит подвижный контакт.

В зависимости от конструкции реохорда различают два типа потенциометрических преобразователей: линейные и функциональные.

Линейные потенциометрические преобразователи имеют постоянные сечения каркаса, диаметр проволоки и шаг намотки.