1 Организация службы кипиА на предприятии отрасли


страница1/5
fiz.na5bal.ru > Водные виды спорта > Лекция
  1   2   3   4   5
Всероссийский фестиваль педагогического творчества

2015/2016 учебный год

Номинация: Педагогические идеи и технологии: профессиональное образование

Курс лекций

по МДК 03.01. «Теоретические основы технического обслуживания и эксплуатации автоматических и мехатронных систем управления»

для специальности 220703 «Автоматизация технологических процессов и производств (по отраслям)»


Автор: преподаватель Вятчанникова Ольга Валерьевна

ГБПОУ «Нижнекамский нефтехимический колледж»


Раздел 1: Эксплуатация и обслуживание средств измерений и автоматизации

Тема 1.1. Организация службы КИПиА на предприятии отрасли

Лекция 1

Общие сведения об организации систем автоматизации на предприятии.

1.1 Этапы развития автоматизации производства
Автоматизация производства на предприятии представляет собой самостоятельную комплексную проблему. К ее решению подталкивает вселяющая страх мировая конкуренция, которая как удав сжимает предприятия, понуждая их принимать соответствующие меры. Автоматизация создает возможности для улучшения условий и подъема производительности труда, роста качества продукции, сокращения потребности в рабочей силе и в систематическом повышении прибыли, что позволяет изменить тенденцию развития, сохранить старые и завоевать новые рынки и таким образом вырваться из объятий удава.

Автоматизация производства - это процесс, при котором функции управления и контроля, ранее выполнявшиеся человеком, передаются приборам и автоматическим устройствам. Автоматизация - это основа развития современной промышленности, генеральное направление научно-технического прогресса. Цель автоматизации производства заключается в повышении эффективности труда, улучшении качества выпускаемой продукции, в создании условий для оптимального использования всех ресурсов производства. Различают автоматизацию производства: частичную, комплексную и полную.

При частичной автоматизации часть функций управления производством автоматизирована, а часть выполняется рабочими-операторами. Как правило, такая автоматизация осуществляется в тех случаях, когда управление процессами в следствие их сложности или скоротечности практически недоступно человеку.

При комплексной автоматизации все функции управления автоматизированы, рабочие-операторы только налаживают технику и контролируют её работу. Комплексная автоматизация требует применения таких систем машин, оборудования, вспомогательной техники, работа которых превращает исходные материалы в готовый продукт без физического вмешательства человека.

Полная автоматизация производства - высшая ступень автоматизации, которая предусматривает передачу всех функций управления и контроля комплексно-автоматизированным производством автоматическим системам управления.

Развитие автоматизации производства можно условно подразделить на три этапа.

Первый этап автоматизации охватывает период времени с начала XVIII до конца XIX столетия. В 20-е годы XVIII столетия в России А. Нартовым был разработан автоматический суппорт для токарно-копировального станка. В 1765 г. русским механиком И.И. Ползуновым - творцом первой паровой машины универсального назначения - был создан первый в мире промышленный автоматический регулятор для поддержания постоянного уровня воды в котле паровой машины. Измерительный орган - поплавок, находящийся на поверхности воды, перемещаясь, изменял подачу жидкости, идущей по трубе в котёл через отверстие клапана. Если уровень воды поднимался выше положенного, то поплавок, перемещаясь вверх, закрывал клапан и подача воды прекращалась. В регуляторе Ползунова была реализована идея, являющаяся и поныне центральной в устройствах автоматического регулирования. В 1784 г. английским механиком Дж. Уаттом также для паровой машины был разработан центробежный регулятор скорости. В течение всего XIX столетия происходило совершенствование регуляторов для паровых машин. На первом этапе развития автоматизации были попытки создания автоматических станков и линий с жёсткой кинематической связью.

Следует отметить, что развитие автоматизации производства в этот период времени основывалось на принципах и методах классической механики.

Второй этап развития автоматизации производства охватывает период времени конец XIX и середина XX столетия. Этот этап связан с развитием электротехники и практическим использованием электричества в средствах автоматизации. В частности, важное значение имеет изобретение П.Л. Шиллнгом магнитоэлектрического реле - одного из основных элементов электроавтоматики, разработка Ф.М. Балюкевичем и др. в 80-х гг. XIX столетия ряда устройств автоматической сигнализации на транспорте, создание С.Н. Апостоловым-Бердичевским и др. первой в мире автоматической телефонной станции.

Будучи более гибкими и удобными в эксплуатации, электрические связи позволили создать комбинированное электрическое и механическое программное управление, обеспечивающее автоматическое выполнение неизмеримо более сложных операций, чем на машинах-автоматах с механическим программным устройством. Для второго этапа развития автоматизации характерно появление электронно-программного управления: были созданы станки с числовым программным управлением, обрабатывающие центры и автоматические линии, содержащие в качестве компонента оборудование с программным управлением.

Наступил третий этап развития автоматизации с широким использованием управляющих ЭВМ, которые для каждого момента времени рассчитывают оптимальные режимы технологического процесса и вырабатывают управляющие команды по всем автоматизируемым операциям.

Переходом к третьему этапу развития автоматизации послужили новые возможности ЧПУ, основанные на применении микропроцессорной техники, что позволило создавать принципиально новую систему машин, в которой сочетались бы высокая производительность автоматических линий с требованиями гибкости производственного процесса. Современные микроэлектроника и ЭВМ позволяют достичь высшего уровня автоматизации.

Без сомнения автоматизация не является новым направлением, в широком смысле этого слова, появление автоматизации относится ко времени промышленной революции. Тогда машины значительно повысили производительность труда рабочих. Развитие автоматизации характеризуется рядом крупных достижений. Одним из первых было внедрение взаимозаменяемости в производстве, следующим - сборочные конвейеры Генри Форда. Подлинную революцию в автоматизации производства произвели промышленные роботы и персональные компьютеры.

Конечно, автоматизация не единственный способ выйти победителем в конкурентной борьбе. Большие возможности таятся в стимулирующей роли заработной платы. Другим оружием в этой борьбе является участие рабочих в управлении производством и повышении качества продукции. Уместно напомнить здесь японские «кружки качества», которые распространились по всему миру и затрагивают теперь не только вопросы качества, но и снижения стоимости выпускаемой продукции, обеспечения техники безопасности и другие направления. Однако автоматизация является доминирующим средством в достижении успеха в условиях глобализации международных экономических отношений.

Контроль измерительных приборов

Для обеспечения единообразия, верности и правильного применения мер и измерительных приборов установлен определенный порядок их контроля. Для этой цели организована Государственная служба мер и измерительных приборов во главе с Государственным комитетом СССР по стандартам. Контрольные операции осуществляются при помощи образцовых и эталонных мер и приборов.

Основными операциями контроля прлборов являются испытание, градуировка и поверка.

При испытании вновь разработанные и предназначенные для производства меры и приборы проходят всестороннюю проверку для установления целесообразности их производства.

Градуировкой называется операция, при помощи которой делениям шкалы прибора придают значения, выраженные в единицах измерения. Эта операция осуществляется приборами более высокой точности. По нескольким точкам значений измеряемой величины строят градуировочные кривые, на основании которых на шкалу наносят значения, соответствующие определенным отметкам шкалы. Градуировка производится при изготовлении приборов или при изменении условий их применения.

Поверкой называется сравнение показаний поверяемых приборов с показаниями образцовых для определения их погрешности. При поверке, кроме определения погрешностей, проводят внешний осмотр и опробование приборов, определяют сопротивление электрической изоляции, качество записи показаний, скорость передвижения диаграммной ленты. Все рабочие приборы поверяют в лаборатории не реже одного раза в два года. Кроме того, приборы поверяются на месте установки: наиболее ответственные- один раз в смену или сутки, все другие - от одного раза в неделю до одного раза в три месяца. Поверка на месте часто сводится к определению погрешности показаний прибора на рабочей точке шкалы и правильности возврата стрелки к нулевой точке.

Лекция 2

Структура службы КИПиА на предприятии, взаимосвязь с другими подразделениями предприятий и организаций.

Организационная структура службы КИПиА зависит от сложности и количества обслуживаемых средств контроля и автоматики. Возможно два вида организации: централизованное и децентрализованное.

Централизованная служба применяется на предприятии, где используется сравнительно небольшое количество датчиков, вторичных приборов и регуляторов. При такой организации ремонтная служба и служба эксплуатации входит в состав единой службы КИПиА и подчиняется начальнику цеха КИПиА. Начальник цеха КИПиА может являться и главным метрологом предприятия. При такой системе некоторые работники закреплены за технологическими цехами или группой цехов для ежедневного обслуживания, эксплуатации средств КИПиА только этих цехов. Если возникают объёмные монтажные или ремонтные работы, то начальник цеха КИПиА выделяет дополнительный персонал для выполнения этих работ.

При такой организации возможна узкая специализация работ, т.е. могут быть созданы бригады по обслуживанию, наладке и монтажу сложных схем сигнализации и регулирования, сложных приборов и т.п. После пуска и наладки эти вновь смонтированные схемы и приборы передаются в постоянную эксплуатацию бригадам по эксплуатации этого цеха.

Недостатком такой системы организации можно считать независимость заработной платы работников цеха КИПиА от работы отдельных цехов.

Децентрализованная служба. На крупных предприятиях ремонтная служба является отдельным подразделением, а служба эксплуатации входит в состав технологического цеха. Работники службы эксплуатации административно подчинены начальнику технологического цеха, а методически – службе главного прибориста предприятия. Главныйприборист предприятия является главным метрологом. Он контролирует и отвечает за правильность эксплуатации всех измерительных средств на предприятии.

Ремонтный цех выполняет плановые и сверхплановые виды ремонтов по специальному графику плановопредупредительных ремонтов (ППР).

В технологических цехах служба эксплуатации может быть организована или по технологическому признаку или по специализации работ. Если служба организована по технологическому признаку, то может быть создано несколько бригад, которые обслуживают все приборы по определённым технологическим потокам, отделениям и т.п. При специализации работ создаются бригады по эксплуатации отдельных видов средств контроля, автоматизации, средств сигнализации и блокировки.

Такая организация работ предусматривает зависимость работы службы эксплуатации от работы технологического цеха, т.е. оплата труда в службе эксплуатации КИПиА зависит полностью от работы технологического цеха.

В случае необходимости выполнения крупных работ, служба эксплуатации, по распоряжению главного прибориста, может привлекать специалистов из ремонтной службы или специализированные организации по монтажу средств контроля и автоматики. Мелкие работы по монтажу и ремонту выполняются силами службы эксплуатации.

При любой структуре организации работ, основными задачами службы КИПиА являются:

1. обеспечение бесперебойной работы всех средств контроля, сигнализации, блокировки и защиты;

2. обеспечение необходимыми запасными деталями, резервными средствами контроля и автоматики;

3. контроль за правильным использованием средств контроля и автоматики;

4. обучение технологического персонала правилам работы с используемыми в цехе средствами контроля и автоматики;

5. внедрение новых систем контроля, автоматизации, сигнализации, защиты и блокировки

Организация рабочего места слесаря КИПиА

Слесари КИПиА в зависимости от структуры предприятия выполняют как ремонтные, так и эксплуатационные работы.

В задачу эксплуатации средств КИПиА, установленных на производственных участках и цехах, входит обеспечение бесперебойной, безаварийной работы приборов контроля, сигнализации и регулирования, установленных в щитах, пультах и отдельных схемах.

Ремонт и поверка средств КИПиА производится в цехах КИПиА или отделе метрологии с целью определения метрологических характеристик средств измерений.

Рабочее место слесаря КИПиА, занимающегося эксплуатацией средств, имеет щиты, пульты и мнемосхемы с установленной аппаратурой, приборами; стол-верстак с источником регулируемого переменного и постоянного тока; испытательные приспособления и стенды; кроме того, на рабочем месте должна быть необходимая техническая документация — монтажные и принципиальные схемы автоматизации, инструкции заводов-изготовителей приборов; индивидуальные средства защиты для работы в электроустановках до 1000 В; индикаторы напряжения и пробники; приборы для проверки работоспособности средств измерения и элементов автоматики.

На рабочем месте должны поддерживаться санитарно-бытовые условия: площадь на одно рабочее место слесаря КИПиА — не менее 4,5 м2, температура воздуха в помещении (20±2)°С; кроме того, должна работать приточно-вытяжная вентиляция, рабочее место должно быть достаточно освещено.

На каждый прибор, находящийся в эксплуатации, заводится паспорт, в который заносятся необходимые сведения о приборе, дата начала эксплуатации, сведения о ремонте и поверке.

Картотека на средства измерения, находящиеся в эксплуатации, хранится на участке, занимающемся ремонтом и поверкой. Там же хранятся и аттестаты на образцовые и контрольные меры измерений.

Для осуществления ремонта и поверки на участке должна иметься конструкторская документация, регламентирующая производство ремонта каждого вида измерительной техники, а также его поверку. В эту документацию включаются нормативы по среднему и капитальному ремонту; нормах расхода запасных частей, материалов.

Складирование средств, поступающих на ремонт и прошедших ремонт и поверку, должно производиться раздельно. Для складирования имеются соответствующие стеллажи; предельно допустимая нагрузка на каждую полку указывается соответствующей биркой.

Лекция 3

Техническое обеспечение службы КИПиА.

Рассмотрим типовую структуру комплекса автоматизированной системы управления технологическими процессами (АСУТП), характерную для различных отраслей промышленного производства.

Эта структура должна содержать следующие подсистемы:

1. Полевое оборудование, включающее в себя интеллектуальные средства измерения, контроля, регулирующие отсечные и запорные клапаны, электроприводы.

2. Кабельные линии связи, кроссовое оборудование.

3. Барьеры искробезопасности, нормирующие преобразователи.

4. Программируемые контроллеры, модули ввода - вывода аналоговых и дискретных сигналов.

5. Операторские станции – компьютеры, устройства на магнитных носителях, мониторы, печатающие устройства и так далее.

6. Кабельные, оптоволоконные и радиоканалы связи.

7. Система пожарной автоматики и контроля загазованности.

8. Система бесперебойного электропитания.

При построении АСУТП 70 – 80 % стоимости приходится на полевое оборудование. При построении АСУТП рекомендуется максимально использовать приборы, максимально использовать интеллектуальное оборудование, использовать fieldbus.

Полевое оборудование. При строительстве новых объектов необходимо использовать современные интеллектуальные приборы. Необходимо сокращать разнообразие типов измерительных приборов и оценивать трудозатраты на их обслуживание.

Рассмотрим рекомендации по измерительным приборам:

1. Измерение температур. В качестве преобразователей температуры рекомендуется использовать измерительные преобразователи с токовым выходом 4 - 20 мА, работающие в комплекте с платиновыми терморезисторами или термопарами. Предпочтение надо отдавать измерителям, сделанным в единой сборке с чувствительным элементом и установленным непосредственно на объекте. Исключения могут составлять только преобразователи, работающие в агрессивной среде. Измерительные преобразователи должны иметь искрозащищенный выход 4 - 20 мА.

2. Измерение расхода. Используется метод измерения расхода с использованием диафрагмы. Измерение уровня производится буйковыми датчиками, ультразвуковыми, датчиками давления и т.д. В нефтегазовой промышленности используются сигнализаторы уровня и содержания воды в нефти. Сигнализаторы взрывоопасной концентрации газов, датчики содержания кислорода в дымовых газах.

3. Регулирующие отсечные клапаны. Применяемые клапаны по своему назначению делятся на три группы:

а) регулирующие;

б) отсечные в схемах блокировки;

в) отсечные, используемые для дистанционного управления в качестве запорных органов.

Кабели оптические. Как только не называют их, эти кабели! И волоконно-оптические, и оптиковолоконные, и файбер-оптик, и даже ВОЛС. Между тем, еще с начала семидесятых они носят красивое имя - оптические. И действительно, есть только два широких класса кабелей связи - электрические и оптические. (Это - как разделы физики: электричество и оптика, очень просто). И передают они, соответственно, электрические и оптические сигналы.

Распределенные системы управления. Распределенная система управления состоит из нескольких компонент – одна или несколько операторских станций и несколько станций управления. Рассмотрим функции, выполняемые операторской станцией:

1. Отображение информации об управлении технологическим объектом на экране, ввод команд при помощи клавиатуры, печать отчетов о состоянии технологического объекта.

2. Регистрация отклонений параметров технологического объекта.

3. Выполнение математических расчетов, долговременное хранение информации, обмен информацией со станциями управления и обмен с вышестоящими системами управления.

Станции управления технологическим процессом выполняют следующие функции:

1. Ввод сигналов от датчиков, установленных на объекте управления.

2. Логическая или арифметическая обработка сигналов, вывод управляющих воздействий.

3. Регулирование, включение – выключение.

В качестве аппаратуры для построения операторских станций рекомендуется использовать компьютеры на базе процессоров Intel (IBM совместимые компьютеры). Компьютеры IBM делятся на две группы: офисные и промышленные. Промышленные компьютеры имеют конструкцию, защищающую их от вредных воздействий окружающей среды ( колебания температуры, запыленность и загазованность воздуха, вибрации и так далее ). Вследствие этого промышленные компьютеры стоят дороже офисных. В настоящее время на рынке очень много различных компьютеров. Одно из существенных их различий – тип шины. Есть шины офисные и промышленные.

Программируемые контроллеры, используемые в станции управления, должны отвечать следующим требованиям:

1. Контроллеры должны иметь модульную структуру и набор модулей различной производительности. Они должны иметь различное число входов и выходов – от 5 - 10 до 1000 - 2000.

2. Они должны иметь в своем составе модули ввода - вывода для аналоговых дискретных сигналов.

3. Должны иметь в своем составе коммуникационные модули, позволяющие использовать различные каналы связи для обмена данными.

4. Должны работать в тяжелых производственных условиях. Рабочий диапазон температур: - 40 - +50 градусов Цельсия. Должны иметь низкую стоимость и иметь систему автоматизации программирования.

Программное обеспечение АСУТП. Программное обеспечение современной АСУТП должно состоять из следующих компонент:

1. Операционная система реального времени для ПЛК ( программного логического контроля ).

2. Система программирования и отладки прикладных программ для ПЛК.

3. Комплекты прикладных программ для ПЛК, реализующих функции для конкретной АСУТП.

4. Операционные системы для промышленного компьютера.

5. Системы для конфигурирования и выполнения на промышленном компьютере функций человеко-машинного интерфейса, сбора, обработки данных и супервизорного управления конкретным технологическим объектом. Эти системы программирования называются системами SCADA.

Наличие современной системы программирования является одним из самых главных факторов при выборе базиса построения АСУТП.

Система программирования должна позволять:

1. Написание программ на технологических языках высокого уровня. Для непрерывных процессов – это язык функциональных блоков, а для последовательных алгоритмов – это язык лестничных схем.

2. Система программирования должна выполняться под Windows, иметь режим отладки, позволяющий производить выполнение программы по ее исходному тексту.

3. Система должна позволять записывать в память контроллера через каналы связи все изменения в программе без ее остановки.

Исполнительные механизмы. Исполнительные механизмы (ИМ) являются одними из последних звеньев систем автоматического регулирования и управления и обычно предназначены для управления регулирующими органами, непосредственно воздействующими на режимы работы объектов управления. Регулирующими органами могут быть различного рода дроссельные заслонки, клапаны, задвижки, шиберы, направляющие аппараты и другие элементы, способные производить изменение количества энергии или рабочего вещества, поступающего в объект управления. При этом перемещение рабочих органов может быть как поступательным, так и вращательным в пределах одного или нескольких оборотов.

В промышленном и сельскохозяйственном производстве можно встретить самые разнообразные по своей природе потоки веществ, и для каждого применяется соответствующий его характеру регулирующий орган.

Для твердых веществ штучного вида (например, корнеклубнеплоды) используются скребковые или ленточные питатели, для волокнистых веществ (солома, силос) – биттерные питатели, для мелких хорошо сыпучих (зерно, гранулы) – тарельчатые питатели и заслонки. Потоки смесей твердых веществ различной консистенции регулируют специальными устройствами, например, двух вальными шнеками.

Устройства для регулирования потока жидких веществ выбирают в зависимости от их вязкости. Для тестообразных (навоз, кормосмеси) используют шнековые или скребковые питатели, для полужидких (кормосмеси 70 % влажности) – насосные установки, для жидких (вода) – насосы, клапаны, задвижки.

Потоки газообразных веществ регулируют включением или отключением компрессорных или вентиляционных установок, а также при помощи газовых клапанов, заслонок и т.д.

Энергетические потоки и воздействия регулируют по видам энергии следующими устройствами:

1. Механическими – редукторами, вариаторами, муфтами;

2. Электрическими – автотрансформаторами, электронными усилителями;

3. Тепловыми – через устройства массообмена.

Наиболее часто регулирующий орган является неотъемлемой частью самого ИМ и рассматривается как единое вместе с ним устройство. В других случаях регулирующий орган установлен на объекте управления и является его составной частью.

Расположение ИМ в общей функциональной схеме аналоговой системы управления по отклонению показано на рис. 2.5.
Задатчик

Регулятор

Исполнительный

механизм

Регулирующий

орган

Объект

управления

Измерительный

преобразователь

Устройство свяс

объектом



Рис. 2.5.

Техническое обеспечение службы КИПиА.

Контрольно-измерительные приборы можно классифицировать по следующим основным признакам: по роду измеряемой величины, способу получения информации, метрологическому назначению, расположению.

По роду измеряемой величины различают приборы для измерения температуры, давления, количества и расхода, уровня, состава, состояния вещества.

По способу получения информации приборы подразделяются на показывающие, регистрирующие, сигнализирующие, компарирующие, регулирующие.

Показывающие приборы дают возможность наблюдателю получать значение измеряемой величины в момент измерения на отсчетном устройстве (шкале с цифровым указателем, пере с диаграммой). Значительное распространение получили шкаловые отсчетные устройства, основными элементами которых являются шкала и указатель. На шкалу наносятся вдоль прямой линии или по дуге окружности отметки с цифрами, соответствующими значениям измеряемой величины. Отметка наименьшего значения величины является началом шкалы, наибольшего - концом шкалы. Разность между началом и концом называется диапазоном шкалы. Расстояние между двумя отметками называется делением шкалы, а значение одного деления - ценой. Шкалы, у которых длина и цена деления не изменяются на всем диапазоне, называются равномерными, а шкалы с различными длиной и ценой делений - неравномерными.

Шкалы делятся на одно- и двусторонние. В первых нулевая отметка совпадает с началом или концом шкалы, во вторых отметки расположены по обе стороны от нуля.

Наряду со шкаловыми отсчетными устройствами применяются цифровые отсчетные устройства, позволяющие получать результат измерений в виде числового значения измеряемой величины. Они значительно снижают количество грубых ошибок при считывании и ускоряют отсчет показаний приборов.

Показывающие приборы составляют наиболее многочисленную группу приборов, получивших широкое распространение в технологических измерениях параметров процессов химических производств.

Регистрирующие приборы служат для автоматической записи результатов измерения на специальной бумажной ленте или диске (диаграммах). Запись на диаграмме производится пером в виде непрерывной линии или периодически печатающим механизмом и показывает изменение контролируемой величины во времени. По записи показаний можно провести последующий анализ результатов измерений за некоторый промежуток времени. Они позволяют контролировать работу персонала, управляющего технологическими процессами, помогают производить настройку регуляторов.

Регистрирующие приборы имеют особо важное значение для таких измерений, где необходимо знать изменение контролируемого параметра в течение всего процесса, например температуру теплоносителя при дистилляции.

Сигнализирующие приборы имеют специальные устройства для включения звуковой или световой сигнализации, когда измеряемая величина достигает значения, вызывающего нарушение заданных технологических параметров.

Суммирующие приборы показывают суммарное значение величины за весь промежуток времени. В этих приборах счетчики встраиваются в один корпус с показывающим или самопишущим прибором и имеют с ним одну общую измерительную систему.

Компарирующие приборы служат для сравнения измеряемой величины с соответствующими мерами. Примером могут служить рычажные весы с гирями.

Регулирующие приборы снабжены устройствами для автоматического регулирования по значениям измеряемой величины.

По метрологическому назначению приборы делятся на рабочие, образцовые и эталонные.

Рабочие приборы подразделяются на технические и лабораторные. Первые предназначены для практических целей измерения, при этом определенная их точность гарантируется заводом-изготовителем. Поправки в их показания обычно не вносятся. Лабораторные отличаются большей точностью, так как в них учитываются ошибки измерения. Они более совершенны по конструкции. Лабораторные приборы используются для поверки технических приборов и контроля продукции.

Образцовые приборы служат для поверки рабочих приборов.

Эталонные приборы предназначены для воспроизведения единицы измерения с наивысшей достижимой точностью.

По расположению различают приборы местные и дистанционные.

Местные приборы устанавливаются непосредственно на объекте или вблизи него (например, стеклянные термометры, ареометры).

Дистанционные приборы служат для передачи измеряемого параметра на расстояние. Они состоят из первичного и вторичного приборов.

Основные характеристики контрольно-измерительных приборов

Для оценки рационального использования приборов важно знать их характеристики и качественные показатели: погрешность (класс точности), вариацию, чувствительность, инерционность, надежность.

Любое измерение неизбежно сопровождается некоторыми ошибками. Ошибки, возникающие при измерениях, называются погрешностью. Они обусловлены несовершенством методов и средств измерения. Различают абсолютную, относительную и относительную приведенную погрешности.

Абсолютной погрешностью а измерительного прибора называется разность между показанием этого прибора и действительным значением, найденным по образцовым приборам: a = Q-Qo, где Q - отсчитанное значение измеряемой величины; Q0 - действительное значение измеряемой величины.

Относительная погрешность Ъ - это отношение абсолютной погрешности к действительному значению измеряемой величины: b= (a: Q0) 100 %.

Относительной приведенной погрешностью Ь' называется отношение абсолютной погрешности к разности верхнего QMaKc и нижнего QMHH пределов шкалы прибора, выраженное в %: Ь' = [а: (QMaKC-Qmhh)] 100 %.

В зависимости от характера погрешности делятся на систематические, промахи и случайные.

Систематическими называются такие погрешности, которые изменяются по определенному закону. Появление систематических погрешностей вызывают свойство и состояние применяемого прибора, способы его установки, условия работы измерительного устройства, метод измерения, индивидуальные особенности наблюдателя.

Систематические погрешности выражаются в виде разности результатов измерения рабочим и образцовым прибором. Эти разности, взятые с обратным знаком, составляют таблицу поправок к показаниям прибора.

Промахами называются погрешности, резко искажающие Результат измерения. Они возникают при неправильном отсчете по шкале, неправильном включении прибора, неправильной записи показаний. Промахи устраняются при сопоставлении ряда измерений.

Случайными называются погрешности, которые не подчиняются известной закономерности. Они возникают в результате влияния на процесс измерения случайных причин. Влияние этих погрешностей на результат измерения можно оценить путем многократного измерения искомой величины. -

Погрешность, соответствующая нормальным условиям работы прибора, называется основной. За нормальные условия принимают температуру 293 К (20 °С), давление 101325 Па, относительную влажность до 80 %, отсутствие вибрации, электрических и магнитных полей. При нарушении нормальных условий возникает дополнительная погрешность прибора. Обобщенной характеристикой прибора является класс точности, определяемый предельными значениями допускаемых основных и дополнительных погрешностей.

Раньше под классом точности приборов понималось отношение абсолютной погрешности к диапазону шкалы, выраженное в процентах. Например, манометр класса 2,5 с предельными значениями шкалы 100 кгс/см2 (10 МПа), имеет дополнительную погрешность 2,5 кгс/см2 (0,25 МПа). Наиболее распространенные технические приборы имеют классы точности 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2,5. Этими цифрами обозначают класс точности на шкалах.

В настоящее время класс точности устанавливается по абсолютной погрешности (порядковые номера классов).

Наряду с классом точности существуют и другие качественные характеристики приборов: вариация, чувствительность, инерционность и надежность.

Вариацией показаний прибора называется наибольшая разность между повторными показаниями прибора и действительным значением измеряемой величины в одинаковых условиях. Вариацию обнаруживают при прямом и обратном ходе указателя шкалы до какого-либо определенного значения, когда указатель не доходит до этого значения с той или другой стороны. Это возникает вследствие трения в опорах подвижных частей, наличия зазоров, остаточной деформации измерительных пружин.

Вариация е выражается в процентах от диапазона шкалы прибора: e = A,Q : (QMaKc-Qmhh) ЮО %, где AQ - наибольшая разность повторных показаний; QMaKc-Qmhh - пределы показаний прибора.

Чувствительностью прибора называется отношение линейного или углового перемещения его указателя к изменению значения величины, вызвавшей это перемещение. Линейная чувствительность SN = AN:AQ, где AN - линейное перемещение; AQ - приращение измеряемой величины.

Угловая чувствительность 5ф = Аср : AQ, где Аср - угловое перемещение.

Величина, обратная чувствительности, является ценой деления шкалы прибора: C = AQ:AN или C = AQ:Acp. Практически чувствительность приборов часто определяют по цене деления шкалы.

Наименьшее значение измеряемой величины, способное вызвать заметное изменение показания измерительного прибора, называется порогом чувствительности.

Наибольшее изменение измеряемой величины, не вызывающее отклонения указателя прибора, называется зоной нечувствительности.

Инерционностью прибора называется отставание во времени его показаний от изменения измеряемой величины. Так, при измерении температуры манометрическим термометром требуется определенное время для нагрева газа в термобаллоне и передачи повышения давления на чувствительный элемент, перемещающий стрелку прибора. Инерционность приборов особенно важно учитывать при контроле быстропротекающих процессов, где запаздывание показаний может привести к значительным погрешностям.

Надежность прибора характеризует сохранение его качественных характеристик, обеспечивающих нормальную работу в течение заданного времени. Надежность прибора определяется его безотказностью, долговечностью и ремонтопригодностью.

Свойство прибора непрерывно сохранять работоспособность в течение определенного времени называется безотказностью. Вероятность безотказной работы в течение заданного времени, частота отказов, наработка на отказ (среднее время между двумя неисправностями) служат основными показателями надежности прибора и автоматических устройств.

Долговечностью называется свойство прибора длительно сохранять работоспособность в заданных режимах до значительного износа.

Под ремонтопригодностью понимается свойство прибора восстанавливать работоспособность путем предупреждения, обнаружения и устранения неисправностей. Для повышения ремонтопригодности современные приборы конструируют с учетом максимального удобства замены элементов, часто выходящих из строя (электронные лампы, переключатели, электромеханические реле).

  1   2   3   4   5

Поделиться в соцсетях



Похожие:

1 Организация службы кипиА на предприятии отрасли iconРабочая программа дисциплины «Догматическое богословие»
Религиозная организация – духовная образовательная организация высшего образования

1 Организация службы кипиА на предприятии отрасли iconКурсовая работа слушателя факультета повышения квалификации педагогических...
Независимо от того, в какой отрасли знания получены числовые данные, они обладают определенными свойствами

1 Организация службы кипиА на предприятии отрасли iconРешение вступает в силу с момента официального опубликования в газете «Гатчинская правда»
Об утверждении тарифов на платные услуги, оказываемые муниципальными бюджетными и автономными учреждениями отрасли образования Гатчинского...

1 Организация службы кипиА на предприятии отрасли iconКонтрольной работы
Основной целью дисциплины «Гидравлика» является ознакомление студентов с процессами, используемыми при разработке и эксплуатации...

1 Организация службы кипиА на предприятии отрасли iconДоклад на тему Организация работы с одаренными детьми и
«Организация работы с одаренными детьми и подготовка их к физическим олимпиадам, научно-практическим конференциям, исследовательской...

1 Организация службы кипиА на предприятии отрасли iconРешение вступает в силу со дня официального опубликования в газете «Гатчинская правда»
О внесении изменений в Решение совета депутатов Гатчинского муниципального района Ленинградской области от 29. 11. 2013 №344 «Об...

1 Организация службы кипиА на предприятии отрасли iconI. Значение секретарской службы
Хороший секретарь это не бедная Золушка, а фея-хранительница служебного "очага": она может погасить разгорающийся конфликт в коллективе,...

1 Организация службы кипиА на предприятии отрасли iconПлан работы Методического отдела мбоу до «Информационно-методический...
Анализ деятельности муниципальной методической службы, конкретизация результатов детельности всей структуры ммс по 7 направлениям...

1 Организация службы кипиА на предприятии отрасли iconАнализ работы муниципальной методической службы за 2014-2015 учебный год
Законом РФ «Об образовании в Российской Федерации», была направлена на решение проблемы «Научно-методическая и организационно-педагогическая...

1 Организация службы кипиА на предприятии отрасли iconВсероссийский интернет-конкурс педагогического творчества (2013/14...
Номинация конкурса: Организация праздников и мероприятий в средних учебных заведениях


Физика




При копировании материала укажите ссылку © 2000-2017
контакты
fiz.na5bal.ru
..На главную