Расчет погрешности измерения термопар в туннельных печах, страница 2

δ = ± Δ ∙ 100 / Е = ± 0,24 ∙ 100 / 29,15 = 0,82% – сравним ее с относительной погрешностью:

δ = ± 2,8 ∙ 100 / 700 = 0,4%, 

или по абсолютной величине Δ = ± δ Т / 100 = 0,82 ∙ 700 / 100 = 5,74ºС.

Измеряемая температура составляет 1010ºС. Основная абсолютная погрешность ∆ = ± 0,004 ∙ 1010 = ± 4,04ºС.

Термопары ТХА оцениваются  погрешностью невоспроизводимости  Δ = ± 0,16 + 2,0 ∙ 10^-4 (t – 300) = 0,302 мВ. Тогда  относительная погрешность измерения заданной температуры при термо-ЭДС равной Е = 41,704 мВ /19/, составит:

δ = ± Δ ∙ 100 / Е = ± 0,302 ∙ 100 / 41,704 = 0,72% – сравним ее с относительной погрешностью:

δ = ± 4,04 ∙ 100 / 1010 = 0,4%,  или по абсолютной величине Δ = ± δ Т / 100 = 0,72 ∙ 1010 / 100 = 7,27ºС.

3.3. Выбор приборов и описание функциональной схемы автоматизации 

Выбор системы  контрольно-измерительных приборов, прежде всего, определяется назначением, характером технологической установки и характеристикой измеряемой среды. Эти факторы обусловливают тип применяемых приборов, их шкалу, требуемую точность контроля  и функциональные признаки приборов.

Для обеспечения наилучших условий эксплуатации средств автоматизации необходимо стремиться к возможной однотонности применяемых, что значительно упрощает их  техническое обслуживание, т.е. к системе приборов контроля и регулирования.

При выборе датчиков технологических параметров и других средств  выделения информации следует учитывать ряд факторов, наиболее существенные из которых следующие: допустимая погрешность, определяющая класс точности датчика; инерционность датчика, характеризуемая его постоянной времени; пределы измерения с гарантированной точностью; соответствие вида выходного сигнала датчика выбранной системы системе приборов; влияние физических параметров контролируемой и окружающей среды на нормальную работу датчика и т.д.

Самые распространенные термопары ТХА и ТХК применяют для измерения температуры до 1300ºС. Достоинствами  этих термометров  являются более высокие (в 8 раз) термо-ЭДС, чем у термометров ТПП при измерении одной и той же  температуры, и низкая стоимость, а их недостатками – меньшая стабильность показаний при длительной эксплуатации.

На функциональной схеме измерительные элементы датчиков располагаются в сечении печи. Вдоль печи расположено 17 преобразователей термоэлектрических типа  ХТК (поз. 1ф–14ф, 18ф, 28ф–29ф) и 24 – типа ТХА (поз. 15ф–17ф, 19ф–27ф, 30ф–41ф), передающих сигнал о температуре на контроллер Bernecker Rainer B&R System 2005.

В качестве исполнительных механизмов используются электрические ИМ типа МЭО 100/25-0,25, воздействующие на поворотную заслонку.

Для индикации давления в различных точках печи используются манометры показывающие фирмы «Kromschroeder» (поз. 1б–17б).

Для контроля давления и разряжения используются датчики давления фирмы «Kromschroeder» (поз. 1а–3а, 5а–7а) и датчики давлении Дон-17 передающие сигнал на контроллер Bernecker Rainer B&R System 2005.

Датчики давления Дон-17 предназначены для работы в системах регулирования и управления технологическими процессами для измерения и непрерывного преобразования в унифицированный, аналоговый токовый сигнал следующих входных величин:

- избыточного давления (Дон-17-ДИ);

- разряжения (Дон-17-ДВ);

- давления-разряжения (Дон-17-ДИВ);

- абсолютного давления (Дон-17-ДА);

- гидростатического давления (Дон-17-ДГ);

- разности давлений (Дон-17-ДД).

Выходной сигнал 0 – 5; 4 – 20; 5 – 0; 20 – 4 мА или 0 – 5; 5 – 0 В. Характеристика сигнала линейно возрастающая или линейно убывающая.

Высокая надежность и стабильность работы датчиков достигнута применением в электронной схеме комплектующих зарубежного производства, а так же благодаря специальной термотренировке и отбору тензо-преобразователей. Встроенный микропроцессор производит корректировку выходного сигнала при изменении внешних воздействующих факторов.

При увеличении давления газа выше требуемого срабатывают электромагнитные клапаны и происходит отсечка газа и выброс его в атмосферу.

Для измерения расхода газа на трубопроводе установлен расходомер ДУ-80, который передает сигнал на ротационный счетчик RVG 250.

Ротационные счетчики газа RVG являются приборами для измерения объёма газа, принцип их работы основан на вытеснении газа роторами. Они регистрируют объём газа при рабочих условиях. Для приведения измеренного значения к нормальному   объёму   используются   электронные корректоры   объёма   типа   ЕК-88,

ТС-90,ЕК-260. Диапазон расхода газа: от 0,8 м³/ч до 400 м³/ч. Максимальное рабочее давление: 1,6 МПа.

Для автоматизации технологического оборудования используется программируемый логический контроллер Bernecker Rainer B&R System 2005. Связь с внешним миром и децентрализованная архитектура – характеристики современных систем автоматизации. System 2005 оптимизирована  с учетом этих требований; она включает высокопроизводительные интерфейсы с высокой пропускной способностью. Структурой  этого контроллера является базовая кассета, в которой расположены модуль объединительной платы,  модуль источника питания, процессор контроллера CPU, интерфейсный модуль, модули ввода-вывода и т.д. Заключенные в корпуса модули System 2005 установлены на объединительной плате, которая установлена на монтажной рейке в шкафу управления. Сигнальные соединения датчиков и исполнительных механизмов предварительно подведены на сменные клемные колодки, что сводит к минимуму работы в шкафу управления.

Токовые (4-20А) сигналы с датчиков давления-разряжения, расхода и температуры поступают на входные аналоговые и цифровые модули контроллера System 2005, где они обрабатываются, а затем с выходных модулей контроллера происходит управление электромагнитными клапанами, регулирующими клапанами и исполнительными электрическими механизмами. Информация с контроллера может поступать на панель оператора, на персональный компьютер и т.д. (систему управления,  визуализации и эксплуатации).