Міністерство освіти України
Київський національний Університет технологій і дизайну
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
до виконання курсового проекту
з курсу:
“Технологічні вимірювання та прилади”
для студентів спеціальності 6.0925
Укладач Білозуб В. В.
Затверджено
на засіданні кафедри
автоматизації та
комп’ютерних систем
Протокол №
Київ 2007
1. Загальні положення.
Курсовий проект з курсу «Технологічні вимірювання та прилади» виконується студентами для закріплення здобутих теоретичних знань з курсу і набуття навичок проектування підсистем автоматизованого контролю технологічних параметрів, які в більшості випадків є складовою частиною автоматичних систем керування технологічними процесами галузі.
При виконанні курсового проекту студент повинен вибрати метод вимірювання контрольного технологічного параметра, розрахувати первинний вимірювальний перетворювач (сенсор) та розробити його конструкцію, вибрати нормуючий та проміжні вимірювальні перетворювачі і вторинні прилади. Треба також провести аналіз та оцінку похибок вимірювального пристрою і при необхідності провести експериментальні дослідження.
Кожний студент вибирає або одержує від викладача індивідуальне завдання на курсовий проект, в якому вказується:
Конкретний об’єкт з зазначенням технологічного параметра, що підлягає автоматизованому контролю;
Діапазон змін вимірюваного контролю;
Потрібну точність, з зазначенням способу представлення похибки вимірювання;
Умови вимірювань, зовнішні фактори, які впливають на них, та неінформативні параметри вхідного сигналу;
Метод вимірювання інформативного параметра;
Вид та форму представлення вихідної інформації про вимірюваний параметр.
Дані, які необхідні для виконання курсового проекту (крім даних, що вказані в завданні), студент одержує в результаті вивчення :
а) технічної та патентної літератури з питань автоматичного контролю вимірюваного; технологічного параметра
б)стандартів та інших нормативно-технічних документів на норми точності вимірюваного параметру, що контролюється;
в)вимог техніки безпеки до конструкції приладів та їх елементів стосовно до заданого вимірюваного параметру.
Курсовий проект складається з пояснювальної записки (20-25 аркушів формату А4) та графічної частини (2-3 листів формату А1). Приклади тем курсового проекту викладені в Додатку 1.
2. Пояснювальна записка.
Зміст пояснювальної записки повинен мати:
Титульний аркуш
Зміст
Вступ і обгрунтування теми проекту
Завдання на курсовий проект.
Технологічну схему процесу.
Обгрунтування вибраного методу вимірювання заданого параметра.
Структурну схему вимірювального каналу (ВК), статичну функцію перетворення та алгоритм функціонування.
Первинний вимірювальний перетворювач (сенсор):
Принцип його дії.
Конструкцію давача та технологію його виготовлення.
Розрахунок основних елементів давача.
Метрологічні характеристики.
Проміжні вимірювальні перетворювачі (нормуючі, масштабуючі, аналого-цифрові і т. п.).
Вторинні прилади та пристрої видачі інформації.
Метрологічне забезпечення.
Аналіз похибок.
Схема повірки.
Організація метрологічного догляду.
Вимоги до монтажу та техніки безпеки.
Список використаної літератури.
Пояснювальна записка виконується згідно ГОСТ 2106 та 2105 ЄСКД . В розрахунковій частині записки необхідно привести формули в загальному вигляді з числовими підстановками. Після проведення розрахунків треба провести аналіз одержаних результатів. До тексту додаються схеми, графіки, номограми, таблиці, схеми алгоритмів та розрахунки на ЕОМ.
В кінці пояснювальної записки треба привести список літератури, а також повинні бути приведені посилання на літературу.
Вимоги до змісту розділів пояснювальної записки.
1. Титульний аркуш (відповідно до Додатку 2).
2. Завдання (відповідно до Додатку 3).
3. Вступ.
Тут треба обгрунтувати вибір теми курсового проекту та відобразити значення автоматизації технологічних процесів у галузі. Показати значення автоматичного контролю та вимірювань технологічних параметрів в автоматизованих системах управління. Потрібно зосередити увагу на розвитку методів вимірювання і приладів в ДСП стосовно до теми курсового проекту. Обсяг вступу не повинен перевищувати 3-4 сторінки.
4. Технологічна схема процесу.
В цьому розділі треба привести короткий опис технологічного процесу та його особливості відносно контрольованого параметру.
Треба розробити та описати функціональну схему автоматизованого контролю заданого параметра, проаналізувати діапазон його вимірювання, вимоги щодо точності вимірювання, вплив неінформативних фізичних величин, що впливають на контрольований параметр, характер його змін в часі.
Привести обгрунтування вибраного методу вимірювання.
На основі літературних даних, особливостей технологічного процесу обгрунтувати метод вимірювань заданого контрольованого параметра. При цьому враховується наявність апаратури ДСП, що серійно випускається. Дати теорію і порівняльний аналіз вибраного методу щодо конкретного технологічного процесу, навести основні формули для побудови первинного вимірювального перетворювача.
6. Розробити структурну схему вимірювального пристрою, статичну функцію перетворення та алгоритми функціонування.
В цьому розділі описується схема вимірювального каналу контрольованого параметру від первинного вимірювального перетворювача, вибраного відповідно з обгрунтованим методом вимірювання засобів представлення інформації і для введення її в керуючу ЕОМ.
Привести структурну або функціональну схему вимірювального пристрою, елементами якої є первинний вимірювальний перетворювач і обчислити статичну функцію перетворення вимірювального каналу.
Під алгоритмом функціонування тут належить розуміти логічну послідовність операцій відбору вимірювальної інформації, її перетворення та обробку згідно з відповідними математичними формулами (інтегрування, усереднення в часі, порівняння з уставками і т. п.).
Первинний вимірювальний перетворювач (сенсор).
Докладно описується принцип дії сенсора, його функція перетворення, динамічні властивості. Описується конструкція давача, фізичні властивості матеріалів, з яких він виготовляється, наводяться короткі відомості про технологію його виготовлення та монтажу.
По завданню керівника проводиться розрахунок основних вузлів давача, визначається чутливість та похибки перетворювачів, що входять до його складу. При реальній розробці давача студент наводить результати експериментальних досліджень. Якщо для розрахунків характеристик давача була використана ЕОМ, треба привести структурну схему програми роздруківку відповідних обчислень.
В кінці розділу приводять нормовані метрологічні характеристики давача.
Проміжні вимірювальні перетворювачі.
Якщо в схемі вимірювального пристрою передбачено перетворення інформації до виду, який зручний для передачі по вимірювальному каналу, необхідно провести вибір відповідних перетворювачів сигналів згідно з інформаційними та метрологічними характеристиками з каталогів і дати опис їх принципових схем.
Вторинний прилад та обладнання представлення інформації вибираються по каталогах, приводяться їх інформаційні та метрологічні характеристики.
Метрологічне забезпечення.
В цьому розділі слід докладно проаналізувати похибки вимірювальних ланок пристроїв. На підставі цього аналізу обчислити основну та додаткову похибки компонентів вимірювального пристрою з урахуванням впливових величин в умовах його експлуатації. Треба привести схему повірки всіх елементів вимірювального каналу контрольованого параметра перетворення відповідних фізичних величин за допомогою зразкових засобів вимірювання та описати процедурні питання організації метрологічного нагляду за станом засобів вимірювання на виробництві.
Вимоги до монтажу та техніки безпеки.
Привести опис розміщення давачів на технологічному обладнанні розміщення перетворювачів і приладів в шафах та на щитах (пультах) керування. Дається коротке пояснення вимог техніки безпеки при монтажі та експлуатації приладів.
Перелік використаної літератури—у відповідності до вимог ГОСТ 7.1.
3.Графічна частина.
Функціональну схему автоматизації об’єкта, яка вміщує вимірювальний пристрій контрольованого параметра (формат А2, А3).
Структурну схему вимірювального пристрою (формат А2, А3).
Загальний вигляд або збірне креслення конструкції давача (формат А2, А3).
Принципову електричну схему вимірювального пристрою, яка вміщує давач, проміжні перетворювачі та вторинні прилади (формат А2, А1).
Схему повірки (формат А2, А3).
Графічна частина курсового проекту оформляється згідно з вимогами ДСТУ.
Рекомендована література.
1.Кулаков М. В. «Технологические измерения и приборы для химических производств». М. 1983 г.
Карташова А. Н. И др. «Технологические измерения и приборы в текстильной и легкой промышленности». М. 1984 г.
Преображенский В. П. «Технологические измерения и приборы». М. 1978 г.
Скрипник Ю. А., Дубровный В. А., Танюк Б. А. «Контроль параметров технологических процессов в легкой промышленности». Киев. 1980 г.
«Промышленные приборы и средства автоматизации. Справочник.» под редакцией В. В. Черенкова. Л. 1987 г.
П. М. Таланчук, Ю. О. Скрипник, В. О. Дубровний «Засоби вимірювання в автоматичних інформаційних та керуючих системах». Райдуга. 1994 р.