Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Документ'
Красноград, вул. Леніна, 3 Хасан Гаджи Бартієвич Алібекгаджиєв Красноградська районна організація ВО Громада” .04.1998, №1 , м. Красноград, вул. Тельм...полностью>>
'Документ'
31. Спланувати роботу педколективу на ІІ етапі дослідження обласної науково-методичної проблеми «Креативна освіта для розвитку інноваційної особистос...полностью>>
'Документ'
Каждый, кто первый раз приезжает в наш город, восхищается его зеленым убранством. Сначала, когда поезд подъезжает к городу, затем впечатление усилива...полностью>>
'Рабочая программа'
Дисциплина "Профилактика наркомании и СПИДа" является завершающей в системе дисциплин специализации "Социально- педагогические основы ...полностью>>

Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников образовательных учреждений среднего (2)

Главная > Методические указания
Сохрани ссылку в одной из сетей:

1

Смотреть полностью

Открытое акционерное общество «Газпром»

Негосударственное образовательное учреждение

Среднего профессионального образования

Новоуренгойский техникум газовой промышленности

«Автоматизация производственных процессов»

Методические указания и контрольные задания

для студентов-заочников

образовательных учреждений среднего

профессионального образования

для специальности 13050351 «Разработка и эксплуатация

нефтяных и газовых месторождений»

среднего профессионального образования

(базовый уровень)

Новый Уренгой, 2005

1 Введение

Рабочая программа дисциплины «Автоматизация производственных процессов» предназначена для реализации государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки студентов по специальности 13050351 «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений» и является единой для всех форм обучения. Рабочая программа составлена в соответствии с примерной программой, утвержденной учебно-методическим кабинетом по горному, нефтяному, энергетическому образованию – Государственное образовательное учреждение Минэнерго России от 14.04.2003 г.

Учебная дисциплина «Автоматизация производственных процессов» является специальной, устанавливающей базовые знания для усвоения других дисциплин и получения практических навыков и умений при работе со средствами автоматизации.

Изучение дисциплины основывается на знаниях и умениях, полученных студентами при изучении дисциплин: «Физика», «Математика», «Информатика», «Электротехника и электроника», «Гидравлика», «Техническая механика», «Термодинамика».

Полученные знания и умения по дисциплине являются необходимыми для изучения дисциплин: «Эксплуатация нефтяных и газовых месторождений», «Сбор и подготовка скважинной продукции», «Нефтегазопромысловое оборудование», «Электрооборудование нефтегазопромыслов».

Программой дисциплины предусматривается изучение конструкции, принципа действия, применения средств измерений и автоматизации, основ теории автоматического регулирования, автоматизации производственных процессов добычи, подготовки газа, газоконденсата, нефти, структуры, обеспечения и режимов работы АСУ ТП.

Учитывая специфику подготовки специалистов для региона, рассматриваются схемы автоматизации добычи, промысловой подготовки газа, газоконденсата и нефти на Уренгойском месторождении. Материал программы необходимо систематически пополнять о новых средствах измерений и автоматизации, о достижениях в области автоматизации производства.

По учебному плану изучение данной дисциплины предусматривает проведение обзорных лекций и лабораторных работ в период лабораторно-экзаменационной сессии и межсессионных консультаций. Большая часть теоретического материала подлежит самостоятельному изучению студентами-заочниками, и в качестве одной из форм самостоятельной работы студентов предусмотрено выполнение домашней контрольной работы, включающей задания практического характера. Лабораторные работы предназначены для углубленного изучения теоретического материала и получения практических навыков и умения при работе со средствами измерения и автоматизации.

В качестве итогового контроля знаний предусматривается экзамен.

В результате изучения дисциплины студент должен

знать:

  • конструкцию, принцип действия и применение средств измерений и автоматизации;

  • назначение и функции каждого элемента в системе автоматического регулирования;

  • типовые схемы автоматизации технологических процессов;

  • использование ЭВМ в АСУ ТП.

уметь:

  • выбирать по заданным условиям, справочной литературе, каталогам средства измерений и автоматизации;

  • работать с приборами и производить основные технические измерения;

  • составлять и читать функциональные схемы автоматизации.

Цель методических указаний – оказать помощь студентам-заочникам при выполнении домашней контрольной работы и изучении теоретического курса дисциплины.

2 Тематический план

Наименование

разделов и тем

Кол-во ауд. часов при очной форме обучения

всего

Лаб. и практ

занятий

Введение

2

-

Раздел 1 Технические средства измерений и автоматизации

42

12

Тема 1.1 Основы метрологии

4

-

Тема 1.2 Измерение давления

10

4

Тема 1.3 Измерение температуры

10

6

Тема 1.4 Измерение расхода и количества вещества

6

2

Тема 1.5 Измерение уровня жидкости

4

Тема 1.6 Измерение физических свойств веществ

6

Тема 1.7 Диагностика нефтегазопромыслового оборудования

2

Раздел 2 Системы автоматического регулирования

22

6

Тема 2.1 Основы теории автоматического регулирования

6

Тема 2.2 Технические средства автоматизации

12

6

Тема 2.3 Исполнительные устройства автоматических систем

4

Раздел 3 Автоматизация и телемеханизация объектов нефтяных, газовых и газоконденсатных промыслов

30

Тема 3.1 Принципы построения схем автоматизации

4

Тема 3.2 Автоматизация добычи и промыслового сбора нефти

8

Тема 3.3 Автоматизация подготовки и откачки товарной нефти

8

Тема 3.4 Автоматизация добычи и промысловой подготовки газа

6

Тема 3.5 Телемеханизация объектов нефтяных и газовых промыслов

4

Раздел 4 Автоматизированные системы управления

5

Тема 4.1 Автоматизированные системы управления технологическими процессами

5

Итого

101

18

4 Перечень лабораторных работ

рабо

ты

Наименование работы

Кол-во часов

1

Лабораторная работа № 1

Изучение конструкции и поверка манометра

2

2

Лабораторная работа № 2

Изучение конструкции и поверка измерительного преобразователя давления

2

3

Лабораторная работа № 3

Моделирование систем автоматического управления с использованием программируемого логического контроллера

2

5 Литература

Основная:

  1. Исакович Р.Я., Попадько В.Е. Контроль и автоматизация добычи нефти и газа, М., Недра, 1985.

  2. Исакович Р.Я., Логинов В.И. Автоматизация производственных процессов в нефтяной и газовой промышленности, М., Недра, 1985.

  3. Клюев А.С. и др. Проектирование систем автоматизации технологических процессов, М. Энергия, 1980.

  4. Подкопаев А.П. Технологические измерения и контрольно-измерительные приборы, М., Недра, 1986.

  5. Болтон У. справочник инженера метролога, М., Додэка-XXI, 2002.

  6. Андреев Е.Б. и др. Технические средства систем управления технологическими процессами в нефтяной и газовой промышленности, М., РГУ нефти и газа, 2004.

Дополнительная:

  1. Плотников В.М. Средства контроля и автоматизации объектов транспорта газа, М., Недра, 1985.

  2. Третьяков Э. А., Игнатова Л.А. Автоматизированные системы управления производством, М., Машиностроение, 1997.

  3. Справочник по автоматизации в газовой промышленности, М., Недра, 1990

  4. Меньшов Б.Г., Суд И.И. Электрификация предприятий нефтяной и газовой промышленности, М., Недра, 1984.

  5. Геворкян В.Г. Основы сварочного дела, М., Высшая школа, 1991.

  6. Ялышко Г.Ф. Сварка трубопроводов высокого давления, М., Стройиздат, 1993.

  7. Неразрушающий контроль и техническая диагностика. Справочник /Под редакцией В. Клюева, М., Машиностроение, 2005.

  8. Неразрушающие методы контроля Т.1, 2, 3 /Под редакцией В.Я. Кершенбаума, М., Наука и техника, 1992.

  9. Журналы «Контрольно – измерительные приборы и системы».

  10. Журнал «Компьютер - пресс».

Стандарты

ГОСТ 21.404–85 СПДС. Автоматизация технологических процессов. Обозначения условные.

ГОСТ 8.009-84 Нормированные метрологические характеристики средств измерений.

ГОСТ Р 9.585-2001 ГСИ. Термопары. Номинальные статические характерис-тики преобразователя.

ГОСТ 2405-88 Манометры, вакуумеры, моновакуумеры, напоромеры, тягомеры и тягонапоромеры.

6 Методические указания

к выполнению контрольной работы

Учебным планом предусматривается одна домашняя контрольная работа.

Контрольная работа является составной частью самостоятельной работы студента заочной формы обучения по усвоению программы дисциплины.

Контрольное задание включает три задачи и два теоретических вопроса. При выполнении задач предусматривается определение параметров и характеристик приборов и измерительных преобразователей температуры, давления, расхода газа и жидкости, уровня жидкости, влажности газа и воздуха. Задачи, расчеты и теоретические вопросы должны выполняться с подробными пояснениями и ссылками на литературу. При решении задач необходимо использовать методические указания, (п.п. 6.1-6.5), Приложения, рекомендуемую литературу.

Перед выполнением каждого задания необходимо изучить программный материал курса, относящийся к данной теме.

При выполнении контрольной работы необходимо :

- правильно оформить графики. Оси координат должны быть обозначены, на осях проставлены масштабные деления и их цифровые значения. Чертить графики необходимо на клетчатой или миллиметровой бумаге;

- схемы чертить в соответствии с действующими стандартами на буквенные и графические обозначения элементов схем (схемы можно выполнить в графическом редакторе на компьютере);

- список литературы должен быть приведен в конце контрольной работы. При выполнении работы должны быть приведены ссылки на использованную литературу;

  • все расчеты производятся в системе СИ;

  • справочные данные и коэффициенты указаны в Приложении методических указаний или в справочной литературе

Применение ксерокопий в задании, требующем графического выполнения схем, не допускается.

Контрольные задания разработаны на 30 вариантов. Номер варианта соответствует порядковому номеру студента по списку в журнале учебных занятий.

Контрольные работы, выполненные небрежно, с нарушением предъявляемых требований и не соответствующие заданному варианту, не зачитываются.

6.1 Измерение температуры (задача № 1 для вариантов 1 – 30)

1 Термометры расширения действуют на основании способности жидкости изменять свой объем, а твердых тел – размер при изменении температуры.

Жидкостный термометр расширения состоит из резервуара, заполненного жидкостью (ртуть, спирт), капиллярной трубки и шкалы. Объем жидкости в зависимости от температуры определяется по формуле

V = V0 [ 1+ αV (Т– Т0)] (6.1)

где V и V0 – объемы жидкости при температурах Т и Т0, м3;

αV - коэффициент объемного расширения, 1/K.

Дилатометрический термометр расширения действует на основании использования теплового линейного расширения твердых тел (стержней, пластинок, спиралей). Линейные размеры стержня в зависимости от температуры определяются по формуле

l = l0 [1 +α l (Т – Т0)] (6.2)

где l и l0 – линейные размеры при температуре t и t0, м;

α l - коэффициент линейного расширения, 1/К.

Перемещение стержня с большим коэффициентом линейного расширения передается через рычажную передачу указательной стрелке. Относительное перемещение стрелки l, вызванное изменением температуры, находят по формуле

l = k l0 α e Т, (6.3)

где k – отношение плеч рычага;

l0 – начальная длина стержня, м;

Т - изменение температуры, К.

2 Манометрический термометр состоит из чувствительного элемента – термобаллона, погруженного в измерительную среду, капиллярной трубки и трубчато-пружинного манометра. Все элементы соединены герметично, вследствие чего внутренняя полость термометра представляет собой замкнутое пространство, заполненное газом или жидкостью. При нагревании термобаллона в системе создается давление, которое вызывает перемещение механизма указателя.

В газовых термометрах термобаллон заполнен азотом, аргоном или гелием, и зависимость давления от температуры определяется по формуле:

Р = Р0 [ 1+ αV (Т – Т0)] (6.4)

где Р, Р0 – давление газа при температурах Т и Т0, Па;

α V - коэффициент объемного расширения газа, 1/К.

3 Термоэлектрический преобразователь (термопара) работает на основании возникновения термо-ЭДС в цепи, состоящей из двух разнородных проводников при наличии разности температур t и t0 соединений их концов.

Одно из соединений термопары (холодный спай) находится в среде с постоянной температурой, а другое (горячий спай) – в измерительной среде. Зависимость Е = f (t,t0) , близка к линейной и определяется материалами проводников термоэлектрической цепи. Для расчетов используются градуировочные таблицы значений Е= f (t,t0) при t0=0оС, которые приведены в приложении А.

Обычно измерения проводят в окружающей среде, температура которой отличается от 0оС, поэтому необходимо вводить поправку на температуру холодных спаев. Её можно рассчитать по формуле:

tист = tи + k(tх – t0)], (6.5)

где tист и tи – истинное и измеренное значение температуры, оС;

tх и t0 - температура холодных спаев при измерении и градуировке

(t0 = 0оС);

k - поправочный коэффициент, значение которого приведено в приложении А.

Термопара работает в комплекте со вторичными приборами: милливольтметром и потенциометром.

Напряжение на выводах милливольтметра связано с термо-ЭДС соотношением

Et

U = (6.6)

1 + Rвн / RV

где Rвн – сопротивление измерительной цепи (термопары, соединительных проводов, контактов и т.д.), Ом;

RV - внутреннее сопротивление вольтметра, Ом.

4 Термопреобразователи сопротивления служат для преобразования температуры в параметр электрической цепи (сопротивление). Они бывают металлические проволочные и полупроводниковые.

Металлические проволочные термосопротивления характеризуются следующими зависимостями сопротивления от температуры: платиновые (ТСП) в диапазоне от 0о до 650оС

Rt = Ro (1+ α 1t + α2t2), (6.7)

где α 1 = 3,97 10-3 1/C температурные коэффициенты

α 2 = -5,85 10-7 1/C2 сопротивления

медные (ТСМ) в диапазоне от -50оС до 180оС

Rt = Ro (1+ α t t) (6.8)

где α t = 4,26 10-3 1/Cо.

Сопротивление Ro градуируют при 0оС. В Приложении Б показаны основные данные термосопротивлений.

Термосопротивления работают в комплекте со вторичными приборами: логометрами и измерительными мостами.

Схема уравновешенного моста приведена на рисунке 1. В одно из плеч моста включено термосопротивление. Питание от источника напряжения GB подключено к одной из диагоналей моста, в другую включен измерительный прибор. Если мост уравновешен, то ток в измерительной диагонали равен нулю. Условие равновесия моста определяется по формуле

R2Rt = R1R3 (6.9)

Рисунок 1 – Схема уравновешенного моста

Принцип измерения температуры состоит в том, что при изменении сопротивления Rt с помощью переменного резистора R3 добиваются равновесия моста. Указатель шкалы связан с подвижным контактом переменного резистора R3 (шкала отградуирована в оС).

6.2 Измерение давления (задача 2 для вариантов 1-14)

1 Жидкостные манометры.

В жидкостных манометрах используется принцип сообщающихся сосудов. Действие их основано на уравновешивании измеряемого давления силой тяжести столба жидкости.

Для U-образного двухтрубного манометра давление определяется по разности уровней жидкости в трубах, в которые подаются атмосферное и абсолютное давления (или разность давлений)

Ризб = gh (6.10)

P = P1 – P2 = qh, (6.11)

где  - плотность заполняющей трубки жидкости, кг/м3

q - ускорение силы тяжести, м/с2.

Рисунок 2 – Жидкостный манометр

2 Деформационные манометры действуют по принципу преобразования давления в перемещение упругого элемента. В зависимости от типа применяемых элементов различают мембранные, сильфонные, трубчато-пружинные манометры.

1 – мембрана; 2 - рычаг; 3 – стрелка; 4 – шкала

Рисунок 3 – Деформационный манометр (мембранный)

Максимальное перемещение центра мембраны max, мм под действием давления (рисунок 3) определяется по формуле:

PD4

max = 0,17 (6.12)

16 EG h3

где ЕG – модуль упругости, Па;

D - диаметр мембраны, мм;

h - толщина мембраны, мм;

Р – давление, Па.

Максимальное допустимое механическое напряжение на мембране max ,Па определяется по формуле

PD2

max= 0,75 (6.13)

4h2

3 Электрические преобразователи давления действуют по принципу преобразования давления в электрический сигнал. К таким преобразователям относятся пьезоэлектрические, тензометрические, емкостные.

В пьезоэлектрических преобразователях используется явление возникновения напряжения на гранях кристаллов при воздействии на них механического усилия или давления. Напряжение U, В на гранях пьезокристаллов определяется по формуле

1012 К Р S

U = (6.14 )

Cвх/ n + Co

где К- пьезоэлектрическая постоянная, Кл/н

( для кварца К = 2,2 10-12 Кл/н);

S – площадь поверхности кристалла, м2

Свх – емкость измерительной цепи, пФ;

Со – емкость кристалла, пФ;

n - число пластинок кристалла;

Р - давление, Па.

Емкость Со, пФ пьезокристалла определяется по формуле:

8,9  S

С0 = (6.15)

h

где  - относительная диэлектрическая проницаемость для кварца = 4,5);

h - толщина кристалла, м;

S- площадь пластины, м2.

В тензометрических преобразователях давления используется явление изменения сопротивления металлических проволочных и полупроводниковых резисторов при их деформации.

Обычно тензометрические датчики наклеивают на упругие элементы (например, мембраны) преобразователей давления и включают в мостовые измерительные схемы.

Относительное изменение сопротивления R линейно зависит от изменения длины l и определяется по формуле

R Кq l Кq F

= = (6.16)

R l S EG

где Кq - коэффициент тензочувствительности (0,5 – 2,5);

F - сила, приложенная к площади упругого элемента , кН;

ЕG – модуль упругости, ГПа;

S – площадь упругого элемента, мм2.

В емкостных преобразователях давления использовано явление изменения емкости плоского конденсатора при изменении расстояния между его обкладками под действием давления.

Емкость плоского конденсатора С, Ф определяется по формуле

С = (6.17)

где а – абсолютная диэлектрическая постоянная, Ф/м;

S – площадь пластины, м2;

d – расстояние между пластинами, м.

6.3 Измерение расхода жидкости и газа (задача 2 для вариантов 15-30)

Расход вещества – это масса или объем вещества проходящего через известное сечение в единицу времени (м3/с, кг/с).

1 Измерение расхода методом переменного перепада давления

Расходоизмерительная система состоит из сужающего устройства (диафрагма, сопло), устанавливаемого в трубопроводе, импульсных трубок и дифманометров.

Действие расходомеров этого типа основано на измерении перепада давления потока на сужающем устройстве. Объемный расход газов и жидкостей QV , м3/с через сужающее устройство определяется по формуле:

QV = αQ*C*mQ2 (6.18)

где αQ - коэффициент расхода (приложение В);

C - коэффициент сжимаемости (для жидкости C = 1);

V - плотность жидкости или газа, кг/м3;

Р - перепад давления, Па;

mQ - d/D – характеристический коэффициент (0,05 mQ 0,6);

d - диаметр сужающего устройства, м;

D - диаметр трубопровода, м.

При измерении расхода с помощью сужающих устройств требуются нормированные условия среды (температура и атмосферное давление).

2 Турбинные расходомеры

В турбинных расходомерах основным элементом служит турбинка (крыльчатка), вращающаяся в потоке жидкости. Вращение передается через специальный механизм к счетному устройству. Частота вращения турбинки , рад/с определяется по формуле

K Vср K QV

 = = (6.19)

l S * l

где К – постоянный коэффициент для данного типа счетчика;

l - шаг лопастей турбинки, м;

S - площадь поперечного сечения трубы, м2;

QV – объемный расход, м3/с;

Vср – средняя скорость потока, м/с.

3 Объемные расходомеры

В объемных расходомерах вращаются два подвижных элемента (шестерни), отмеривающие при своем движении определенные объемы жидкости (измерительный объем). Объемный расход определяется по формуле:

q n

QV = (6.20)

t1 – t2

где q - измерительный объем, м3;

n – количество измеренных объемов;

(t1 – t2) – промежуток времени, с.

Контроль и учет расхода жидкости проводится по результатам подсчета числа оборотов шестерен.

4 Индукционные (электромагнитные) расходомеры

Индукционные расходомеры служат для непосредственного преобразования расхода в электрический сигнал. Они предназначены для измерения расхода проводящих жидкостей. Действие индукционных расходомеров основано на возникновении ЭДС в трубопроводе между полюсами электромагнита, которая снимается с помощью электродов.

ЭДС определяется по формуле

B*D*Q

E = B* D* Vср = (6.21)

S

где В - магнитная индукция между полюсами электромагнита, Тл;

D - внешний диаметр трубы, равный расстоянию между электродами, м;

S - площадь поперечного сечения трубы, м2.

Для тонкостенных трубопроводов ЭДС определяется по формуле:

4 В Q

Е = (6.22)

D

6.4 Измерение уровня (Задача 3 для вариантов 1-16)

1 Поплавковые уровнемеры действуют по принципу перемещения поплавка на поверхности жидкости. Это перемещение затем с помощью механической или электрической передачи поступает на прибор. Уравнение равновесия систем имеет вид:

V V + mпр = mп mтр, (6.23)

где V - объем вытесняемой поплавком жидкости, м3;

V - плотность жидкости, кг/м3;

mпр, mп, mтр, - соответственно масса противовеса, поплавка, неуравнове-шенной части троса.

  1. Пьезометрические (гидростатические) уровнемеры основаны на принци-пе продувания воздуха через пневматическую трубку, опущенную в резервуар и измерения гидростатического давления Р, Па по формуле

Р =qh, (6.24)

где  - плотность жидкости, кг/м3;

q - ускорение силы тяжести, м/с2;

h - высота столба жидкости, м.

3 Принцип работы уровнемеров–дифманометров основан на измерении разности давлений жидкости в резервуаре и уравнительном сосуде. Дифманометры-уровнемеры следует градуировать при определенной плотности жидкости.

Разность давления в уровнемерах-дифманометрах равна гидростатическому давлению столба жидкости и определяется по формуле

Р =qh (6.25)

4 Электрические преобразователи уровня (емкостные) основаны на использовании емкостного метода, т.е. зависимости конденсаторного устройства от уровня заполняющей его жидкости. Устройство емкостного уровнемера представляет собой параллельно соединенные цилиндрические конденсаторы С1 (образован частью электродов и жидкостью, уровень которой изменяется) и С0 (образован частью электродов и воздухом). Емкость уровнемера определяется по формуле:

2

С = С1 + С0 = [lа2 + (l0l) а1] (6.26)

ln (D1/D2)

где l0 и l - полная длина цилиндра (резервуара) и длина его, заполненная жидкостью, м;

а1 и а2 - абсолютные диэлектрические проницаемость воздуха и жидкости, Ф/м;

D1 и D2 - диаметры внешнего цилиндра (резервуара) и внутреннего

цилиндра (электрода), м.

Сх

Рисунок 4 – Емкостной уровнемер

5 Волновые уровнемеры действуют по принципу отражения звуковых или электромагнитных волн от поверхности измеряемой жидкости. Обычно в волновых уровнемерах измеряется время запаздывания отраженного сигнала относительно излучаемого по формуле

2h

 = (6.27)

V

где h – расстояние от излучателя до поверхности, м;

V – скорость распространения волны в среде над измеряемой

поверхностью, м/с;

Скорость распространения электромагнитной волны V, м/с зависит от свойств среды и определяется по формуле-

V = (6.28)

где a , a - абсолютная диэлектрическая (Ф/м) и магнитная (Гн/м) проницае-мость среды.

Например, скорость распространения электромагнитных волн в воздухе составляет 299 106 м/с.

Скорость звуковой волны V, м/с в воздухе определяется по формуле

V = = cKRT, (6.29)

где c - коэффициент сжимаемости газов, м2/Н;

KR - универсальная газовая постоянная, равная 8134 Дж(кг К);

Р, Т - давление, Па и температура среды, К;

 - плотность среды, кг/м3.

6.5 Измерение влажности воздуха, газа (Задача №3 для вариантов 17-23)

1 Психрометрический метод

Он основан на использовании зависимости относительной влажности воздуха от разности температур сухого и влажного термометров. Для определения влажности используется психрометрическая таблица

(приложение Г). Приборы, основанные на психрометрическом методе, оснащены двумя одинаковыми термометрами (термосопротивлениями), один из которых постоянно влажный. При этом используются различные мостовые схемы, рисунок 5. Условие равновесия моста (рисунок 5) определяется по формуле

(RM+R+RX)R4 = (RC+R-RX)R2 (6.30)

где RM – сопротивление влажного термометра (термосопротивление);

RC – сопротивление сухого термометра (термосопротивление).

R

R5 Rc

RM

R4

R2

Uпит

Рисунок 5 – Мостовая схема психрометра

  1. Конденсационный метод

Конденсационный метод основан на определении относительной влажности по известным температурам воздуха (газа) и точки росы. Эта точка

контролируется визуально или с помощью фотоэлементов. При расчетах можно пользоваться следующим выражением для относительной влажности:

а + Т – в (Т – Тd)

 = * 100% , (6.31)

а + Т + в (Т – Тd)

где Т и Тd - температура воздуха и точки росы, К;

а и в - постоянные коэффициенты (в диапазоне температур воздуха 293 313К, а = 105, в = 3,9).

Одна из схем гигрометра приведена на рисунке 6.

3 2

1-источник света; 2- зеркальце; 3- фотоэлемент; 4- усилитель; 5- реле;

6 -полупроводниковая батарея; 7-термоэлектрический преобразователь

Рисунок 6 – Фотоэлектрический гигрометр

Охладителем является полупроводниковая термоэлектрическая батарея 7, работающая по принципу эффекта Пельтье: повышение температуры одного спая и понижение температуры другого спая при прохождении тока в термоэлектрической цепи. К холодному спаю полупроводникового элемента батареи припаяно металлическое зеркальце 2. Для измерения температуры зеркальца к его поверхности припаян термоэлектрический преобразователь, подключенный к милливольтметру.

В отсутствии на поверхности зеркала конденсата, падающий на него от источника света 1 световой поток отражается и попадает на фотоэлемент 3. В цепи фотоэлемента проходит фототок, который усиливается электронным усилителем и управляет работой реле 5. При этом через термоэлемент полупроводниковой батареи 6 проходит ток и зеркало охлаждается. Появление конденсата на поверхности зеркала приводит к рассеянию светового потока, уменьшающего освещенность фотоэлемента, уменьшению фототока и переключению реле, при котором питание термоэлемента отключается. Так как окружающая температура выше температуры зеркала, конденсат с поверхности зеркала быстро испаряется, и реле вновь включает в работу термоэлемент полупроводниковой батареи.

  1. Емкостные влагомеры

Емкостные влагомеры работают по принципу изменения емкости конденсатора, в котором измеряемое вещество играет роль диэлектрика, с изменением его влажности.

Емкость цилиндрического конденсатора определяется по формуле

СХ= (6.32)

где а - абсолютная диэлектрическая проницаемость измеряемого вещества, Ф/м;

l - высота слоя измеряемого вещества, м;

D1 и D2 - внешний и внутренний диаметры измерительного конденсатора, м.

7 Задания для контрольной работы

Вариант 1

1. При изменении температуры на 10С относительное изменение высоты столбика ртутного термометра составляет 1,02 по сравнению с первоначаль-ным. При каком изменении температуры оно будет 1,05, если коэффициент объёмного расширения ртути 1,72 10-4 1/К?

2. Атмосферное давление в зоне установки двухтрубного манометра, заполненного ртутью с v=14 г/см3, равно 101,3 кПа. Определить избыточное и абсолютное давления, если разность уровней 100 мм.

3. В поплавковом уровнемере масса поплавка 2,8 кг, объём 420 см3, масса противовеса 2 кг. При измерении верхнего уровня поплавок находится на расстоянии 5 м от дна резервуара, а противовес – на расстоянии 2 м, масса троса 0,2 кг на погонный метр. Определить, какая часть объема поплавка будет погружена, если плотность измеряемой жидкости 950 кг/м3.

4. Автоматизация нефтяных и газовых скважин.

5. Виды и методы измерений. Погрешности измерений.

Вариант 2

1. Каким должен быть рабочий ход стержня длиной 100 мм латунного термометра расширения со шкалой -100…+5000С? Коэффициент линейного расширения принять 0,2 10-4 1/К.

2. Абсолютное давление контролируемой среды менялось от 50 до 120 кПа, атмосферное давление 101,3 кПа. Определить, в каких пределах меняется разность уровней в двухтрубном манометре, заполненном ртутью с v=14 г/см3.

3. Масса поплавка уровнемера 3 кг. При измерении нижнего уровня он находится на расстоянии 0,2 м от дна резервуара, а противовес массой 2 кг – на высоте 3,5 м. Масса троса 0,2 кг на погонный метр. Определить наименьший объём, который должен иметь поплавок, если плотность жидкости 1000 кг/м3.

4. Автоматизированные групповые измерительные установки для измерения дебита скважин.

5. Средства измерений. Метрологические характеристики средств измерений.

Вариант 3

1. При увеличении перепада температур на 200С относительное изменение длины стержня равно 1% от первоначального значения l0. Найти коэффициент линейного расширения материала стержня дилатометрического термометра.

2. Жидкостный манометр отградуирован при атмосферном давлении 101,3 кПа на измерение абсолютного давления до 130 кПа. Изменится ли избыточное давление прибора, заполненного ртутью, при падении атмосферного давления до 97 кПа? Определить относительную погрешность измерения абсолютного давления, если показание прибора соответствует 130 кПа.

3. Определить передаточное число редуктора поплавкового уровнемера, одно из колёс которого связано с барабаном, наматывающим трос, другое – со стрелкой указателя, если при перемещении поплавка от 0 до 1,5 м угол поворота указателя равен 270. Диаметр барабана 100 мм.

4. Автоматизированные сепарационные установки нефти.

5. Анализаторы содержания солей в нефти.

Вариант 4

1. Длина указателя дилатометрического термометра равна 150 мм, а расстояние от её точки крепления до латунного стержня (l=0,2 10-41/К) равно 15 мм. Найти цену деления и чувствительность термометра, если начальная длина стержня l0=50 мм.

2. Жидкостный манометр, заполненный спиртом, градуируется при температуре 20С; плотность спирта V0=800 кг/м3. Определить, как изменится чувствительность прибора при температуре 30С, если рV=790 кг/м3. Найти погрешность измерения давления Ризб= 1кПа.

3. Контактно-механический уровнемер рассчитан на измерение уровня до 5 м. Сколько оборотов сделает электромеханическая лебёдка диаметром 0,5 м? Выбрать коэффициент передачи редуктора, связывающего лебёдку с сельсином-датчиком, если его поворот должен быть не более 180.

4. Автоматизированные блочные дожимные насосные станции нефти.

5. Деформационные манометры. Конструкция, принцип действия, область применения деформационных манометров.

Вариант 5

1. Выбрать соотношение плеч рычага дилатометрического термометра с диапазоном измерения –100…+500С так, чтобы его шкала имела линейный размер 60 мм. В термометре используется латунный стержень (l =0,2 10-41/К) длиной l0 =100 мм

2. Длина каждой из трубок U-образного манометра 0,5 м. Для каких избыточных давлений можно использовать манометр, если его заполнить ртутью (рV=13800 кг/м3)?

3. На рисунке 7 приведена принципиальная схема мембранного сигнализа-тора уровня. При каком давлении среды сработает сигнализатор с мембраной диаметром 50 мм и толщиной 0,5 мм, если модуль упругости материала мембраны Е =20 ГПа, а рабочий ход микропереключателя 2 мм?

4. Автоматизированные блочные установки подготовки нефти.

5. Измерительные преобразователи давления тензорезисторные. Конструкция, принцип работы, область применения измерительных преобразователей давления.


1 – мембрана, 2 – диск, 3 – возвратная пружина,

4 – микропереключатель, 5 - корпус

Рисунок 7 – Мембранный сигнализатор уровня

Вариант 6

1. На какие давления должна быть рассчитана термосистема жидкостного манометрического термометра со шкалой от –1000С до 5000С, если при 20С давление 1,5 МПа, а коэффициент объёмного расширения V = 2*10-3 1/ С?

2. На рисунке 8 приведен грузопоршневой манометр. Диаметр поршня 50 мм. Рассчитать массу груза таким образом, чтобы с помощью манометра можно было измерить давление до 10 кПа.

3. Мембранный сигнализатор (рисунок 7) используется для сигнализации верхнего уровня жидкости плотностью V= 950 кг/м3. При какой толщине слоя над осью мембраны включится сигнализатор, если давление срабатывания мембраны 500 Па.

4. Электрический способ очистки нефти в электродегидраторах.

5. Анализаторы содержания воды в нефти.

1 – груз, 2 – поршень, 3 – измерительный цилиндр

Рисунок 8 – Грузопоршневой манометр
Вариант 7

1. Найти начальный перепад температур термобаллона, если при его увеличении на 200С давление в термосистеме газового манометрического термометра увеличилось в 2 раза. Коэффициент объемного расширения газа равен 0,0036 1/К.

2. Мембрана манометра диаметром 80 мм, толщиной 0,8 мм, с модулем упругости 150 ГПа деформируется под действием давления от 2 до 5 мм. Найти диапазон измеряемых давлений.

3. Показания дифманометра пьезометрического уровнемера 5 кПа. Определить значения уровня жидкости номинальной плотностью V=880 кг/м3 в резервуаре.

4. Автоматизированные блочные установки сдачи товарной нефти.

5. Глубинные манометры для измерения давления нефти, газа в скважинах.

Вариант 8

1. Найти значение термо-ЭДС для термопары типа ТПП при температуре измеряемой среды 600С. Температура холодных спаев 0С (Приложение А).

2. Для мембраны манометра толщиной 0,8 мм, диаметром 64 мм и модулём упругости 150 ГПа, допустимое напряжение не должно превышать 450 МПа. Определить наибольшее измеряемое давление и максимально допустимое перемещение центра мембраны.

3. Пьезометрический уровнемер рассчитан на измерение уровня до 0,5 м в жидкости плотностью 1200 кг/м3. Абсолютное давление в резервуаре 50 кПа. Определить минимальное давление воздуха в пьезометрической трубке, необходимое для измерения максимального уровня (рисунок 9).

4. Автоматизированные блочные установки для очистки сточных вод на нефтяных промыслах.

5. Объемные счетчики расхода жидкости и газа. Конструкция, принцип работы, область применения объемных счетчиков.

Рисунок 9 – Пьезометрический уровнемер

Вариант 9

1. Измеренное значение термо-ЭДС для термопары типа ТХА при температуре холодных спаев 0С составило 5,2 мВ; Найти значение температуры контролируемой среды (Приложение А).

2. Определить напряжение на обкладках пьезоэлектрического преобразователя давления, состоящего из пяти пластинок кварца толщиной 1мм и площадью поверхности 100 мм2, если ёмкость измерительной цепи Свх=20 пФ, а к преобразователю приложено давление 0,5 МПа.

3. Давление в напорной трубке уровнемера 0,2 МПа. Плотность воды в открытом резервуаре при нормальных атмосферных условиях V=1000кг/м3. Какой максимальный уровень можно измерить пьезометрическим уровнемером (рисунок 9)?

4. Автоматизированные блочные кустовые насосные станции на нефтяных промыслах.

5. Турбинные расходомеры. Конструкция, принцип работы, область применения турбинных расходомеров.

Вариант 10

  1. Найти значения температурной чувствительности термопары типа ТХК в диапазоне температур от 0 до 5000С (Приложение А). Построить график зависимости чувствительности от температуры.

2. Напряжение на пьезокристалле кварца преобразователя давления меняется от 10 до 50 В. Определить диапазон изменения давления в случае использования четырёх пластин толщиной 0,8 мм и размером (20х10) мм2 каждая. Ёмкость измерительной цепи 10 пФ.

3. Для измерения уровня жидкости в закрытом резервуаре используют дифференциальный манометр. Определить показания прибора при изменении уровня от 1 до 3 м, если плотность жидкости V=1050 кг/м3, давление воздуха в резервуаре 0,2 МПа. Найти давления в плюсовой и минусовой трубках манометра.

4. Характеристики газовых и газоконденсатных промыслов как объекта автоматизации. Автоматическое управление производительностью промысла.

5. Измерение расхода газа методом переменного перепада давления.

Вариант 11

1. Измеренное значение термо-ЭДС при температуре 150С составляет 1,1 В. Определить тип использованной термопары и погрешность нахождения термо-ЭДС Е (150, t0) при t0=0С (Приложение А).

2. Подобрать число пластин пьезоэлектрического преобразователя так, чтобы при давлении 1 МПа напряжение на его выходе было 30 В. Ёмкость преобразователя С0=5пФ, ёмкость измерительной цепи Свх = 8пФ, площадь пластины S = 100 мм2.

3. Для измерения уровня жидкости плотностью V=1050 кг/м3 в открытом резервуаре используют дифференциальный манометр, минусовая трубка которого соединена с атмосферным воздухом. Определить показания манометра при нулевом уровне и максимальном уровне воды 5м, если он расположен ниже нулевого уровня резервуара на 3 м.

4. Автоматическое управление процессом низкотемпературной сепарации газа.

5. Глубинные расходомеры нефти и дебитомеры.

Вариант 12

1. При измерении температуры с помощью термопары типа ТХА (Приложение А) термо-ЭДС равна 5,5 мВ при температуре холодных спаев 20С. Найти истинное и измеренное значения температуры.

2. Тензодатчик сопротивлением 500 Ом и длиной 50 мм наклеен на мембрану деформационного манометра. При давлении 5 кПа его длина стала 55 мм. Определить чувствительность тензодатчика и изменение сопротивления , если кД=2.

3. На рисунке 10 приведена схема простейшего гидростатического уров-немера – водомерного стекла. Определить объём и массу воды в измерительном резервуаре диаметром 1 м, если максимальный уровень в трубке соответствовал 0,8 м. Плотность воды 990 кг/м3.

4. Автоматизация абсорбционного процесса осушки газа.

5. Поплавковые и буйковые уровнемеры.

Рисунок 10 – Водомерное стекло

Вариант 13

1. До какой температуры окружающей среды, в которой расположены холодные спаи термопары типа ТПП (Приложение А), можно проводить измерение температуры в диапазоне от 100 до 2000С, с погрешностью измерения не выше 100С?

2. Для измерения давления воздуха используют ёмкостный манометр. При отсутствии давления расстояние между обкладкой и тонкой мембраной 1 мм, ёмкость прибора С=100 пФ. Определить значения ёмкости при перемещении мембраны на 0,2 и 0,8 мм при давлениях 10 и 40 кПа. Определить чувствительность ёмкостного манометров.

3. Для измерения уровня воды используют емкостной уровнемер (рисунок 4). Длина цилиндра 1,5 м, диаметры 40 мм и 5 мм. Определить наибольший диапазон изменения емкости конденсатора. Абсолютная диэлектрическая проницаемость воздуха 8,85*10-12 , воды 274,4*10-12 .

4. Система автоматического управления процессом регенерации абсорбента на установках подготовки газа на промыслах.

5. Конструкция, принцип действия, область применения гидростатических уровнемеров.

Вариант 14

1. Построить график зависимости Е t=f(t) для термопары типа ТХА в диапазоне от 0 до 600С при t 0=0С. Как изменится график при температуре холодных спаев 20С?

2. Ёмкостный манометр используют для измерения давления жидкости от 10 до 50 кПа, причём ёмкость меняется от 4 до 20 пФ. В измерительной цепи его применяют в резонансном контуре с индуктивностью 0,1 мГн, питание которого от источника переменного напряжения с f=4 МГц. При каком давлении контур будет работать в режиме резонанса? Условие резонанса ХLС

3. Начальная ёмкость конденсатора ёмкостного уровнемера при отсутствии жидкости в нём 50 пФ. Определить значения ёмкости при значениях уровня 0,5l0 для жидкости с относительной диэлектрической проницаемостью = 8 (рисунок 4).

4. Телемеханизация нефтедобывающих предприятий. Структурные схемы, назначение каждого блока системы телемеханики.

5. Измерение уровня жидкости в скважинах.

Вариант 15

1. Термопару типа ТХК используют в диапазоне температур от 0 до 600С. Найти значения термо-ЭДС Е(300, 100), если градуировка термопары проведена при 0С.

2. По трубопроводу диаметром D=100 мм движется поток жидкости со средней скоростью 5 м/с. Определить объёмный и массовый расходы жидкости, если её плотность V= 955кг/м3.

3. Чувствительность ёмкостного уровнемера 10 нФ/м. Определить изменение реактивного сопротивления конденсатора при измерении уровня от 0,5 до 1 м, если измерительная цепь подключается к источнику переменного ток напряжения частотой 10 кГц. Ёмкостью соединительных линий пренебречь.

4. Телемеханизация газодобывающих предприятий. Структурные схемы, назначение каждого блока системы телемеханики.

5. Термоэлектрические преобразователи (термопары). Конструкция, принцип действия, типы, характеристики и область применения термопар.

Вариант 16

1. Термопара ТХА помещена в среду, температура которой меняется от 50 до 100С. Определить изменение напряжения на выводах милливольтметра с внутренним сопротивлением RV =150 Ом, если сопротивление измерительной цепи RВН =15 Ом, а температура холодных спаев равна градуировочной.

2. При измерении уровня радиоволновым методом время запаздывания отраженного сигнала равно 0,1 мкс. Определить уровень вещества, если радиоизлучатель находится на высоте 25 метров над дном резервуара.

3. Какие диаметры отверстий должны быть у сужающих устройств для измерения расхода в трубах диаметром D=80 мм?

4. Автоматизация нефтяных и газовых скважин.

5. Конструкция, принцип действия, типы, характеристики, область применения термосопротивлений

Вариант 17

1. Напряжение на выводах милливольтметра 0,8мВ при подключении к термопаре типа ТПП. Определить значение температуры среды, если RВН=25 Ом, RV=200 Ом, а температура холодных спаев 0С.

2. При измерении расхода воды в трубопроводе диаметром D=100 мм с помощью нормальной диафрагмы d=50 мм перепад давления составляет 100 кПа. Найти значения объёмного расхода.

3. Погрешности измерения термометров составляют 1С. Определить погрешность измерения влажности при действительной температуре сухого термометра 23С и влажного 18С (Приложение Г).

4. Автоматизированные групповые измерительные установки для определения дебита скважин.

5. Измерение влажности газа на газовых промыслах.

Вариант 18

1. Милливольтметр снабжён шкалами для измерения напряжения 0-10мВ и температуры 0-100С. Он отградуирован при сопротивлениях RV=150 Ом и RВН=15 Ом. Определить систематическую погрешность измерения при подключении термопары с RВН=10 Ом.

2. Расход воздуха в трубопроводе диаметром Д=300 мм меняется от 140 до 200 м3/ч. Определить, на какие перепады давления должен быть рассчитан дифманометр, устанавливаемый в нормальную диафрагму d=30 мм. Плотность воздуха 1,033 кг/м3, коэффициент сжимаемости =0,87.

3. На рисунке 5 приведена принципиальная схема психрометра с уравновешенным мостом. Записать уравнение равновесия моста при R2=R4 и R5=R и определить полное сопротивление переменного резистора шкалы R, если максимальная разность сухого и мокрого терморезисторов 10 Ом.

4. Автоматизированные сепарационные установки нефти.

5. Измерение состава газовой смеси на газовых промыслах.

Вариант 19

1. Термосопротивление ТСМ 50М выполнен с допуском на номинальное сопротивление R0 = 500,1 Ом. Определить погрешность измерения температуры 100 Со.

2. При изменении расхода в 1,5 раза перепад давления в сужающем устройстве увеличился на 10 кПа. Определить первоначальное значение перепада давления.

3. В качестве чувствительных элементов психрометра использованы медные терморезисторы ТСМ 100М. При температуре сухого термометра 25С равновесие моста произошло при сопротивлениях RX=2 Ом, R5= R, R2= R4 Найти относительную влажность воздуха (рисунок 5, Приложение Г).

4. Автоматизированные блочные дожимные насосные станции нефти.

5. Глубинные термометры для измерения температуры в нефтяных и газовых скважинах.

Вариант 20

1. Для измерения температуры использован автоматический потенциометр класса точности 0,5 с ценой деления шкалы 20С/мВ. Найти наибольшие абсолютные погрешности измерения напряжения и температуры. Диапазон измерения 200-600С, тип термопары ТХА.

2. Наибольший расход воды в трубопроводе диаметром D=250 мм равен 240 м3/ч. К сужающему устройству подключён дифманометр с верхним пределом шкалы р=20 кПа. Подобрать параметры нормальных диафрагмы или сопла для измерения расхода в данном случае.

3. При измерении относительной влажности с помощью гигрометра температура точки росы равна 10С. Определить значение влажности при температуре воздуха 25С.

4. Автоматизированные блочные установки подготовки нефти..

5. Структурная и функциональная схема системы автоматического регулирования (САР). Назначение каждого из элементов и устройств, входящих в САР.

Вариант 21

1. Найти значение сопротивления платинового терморезистора при температурах измеряемой среды 60С, если при t= 0С R0 = 100 Ом.

2. Для измерения расхода воздуха с нормальными значениями плотности V =1,035 кг/м3 и коэффициента сжимаемости с=0,91 в трубопроводе диаметром D = 100 мм используется нормальное сопло с m2Q=0,31. Номинальное значение расхода QН=150 м3/ч. Найти погрешность определения расхода, если в результате изменения температуры и влажности воздуха его параметры стали равны V =1,08кг/м3 и с = 0,85.

3. Для измерения температуры зеркальца гигрометра использовалась термопара типа ТПП с термостатированием холодных спаев при 0С. Определить относительную влажность воздуха с температурой 20С, если напряжение термопары 64 мкВ (Приложение А).

4. Электрический способ очистки нефти в электродегидраторах.

5. Требования, предъявляемые к системам автоматического регулирования (САР). Показатели качества САР.

Вариант 22

1. Измеренные значения сопротивления платинового терморезистора градуировки 50П составили 75 Ом. Найти значение температуры контролируемой среды.

2. Расход в турбинном тахометрическом расходомере меняется от 30 до 70 м3/ч. Каким оборотам турбинки соответствуют эти значения расхода, если проходной диаметр 50 мм, а шаг лопастей турбинки 40 мм? Коэффициент К принять равным 0,6.

3. Температура зеркальца гигрометра 10С измерена с точностью +-0,5С. Определить относительную погрешность измерения относительной влажности воздуха при температуре 20С.

4. Автоматизированные блочные установки сдачи товарной нефти.

5. Законы регулирования, реализуемые в системах автоматического регулирования.

Вариант 23

1. Найти значения температурной чувствительности платинового терморезистора ТСП 100П в диапазоне от 0 до 200С в точках шкалы через каждые 50С. Построить график зависимости чувствительности от температуры.

2. Частота вращения турбинки тахометрического расходомера равна 900 об/мин. Найти значение расхода, если проходной диаметр 60 мм, а на турбинке диаметром 40 мм установлено восемь лопастей. Коэффициент к=0,75.

3. При изменении влажности от 12 до 18% диэлектрическая проницаемость изменилась от 4,5 до 15. Определить изменение ёмкости влагомера, если l=100 мм, отношение D1/D2=1,5. Найти ёмкость незаполненного конденсатора.

4. Автоматизированные блочные установки для очистки сточных вод на нефтяных промыслах.

5. Объекты регулирования в системах автоматического регулирования и их характеристики.

Вариант 24

1. Измеренное значение сопротивления терморезистора при температуре 120С составило 146 Ом. Определить его градуировку и погрешность нахождения температуры.

2. При изменении расхода в 1,2 раза частота вращения турбины увеличилась на 100 об/мин. Найти первоначальное число оборотов и чувствительность тахометрического расходомера, если первоначальный расход был 10 м3/ч.

3. Определить верхний предел измерения манометра класса точности 1,5, если максимальная абсолютная погрешность манометра 0,3 кПа.

4. Автоматизированные блочные кустовые насосные станции на нефтяных промыслах.

5. Конструкция, принцип действия и область применения регуляторов прямого действия (регуляторы температуры, давления, уровня).

Вариант 25

1. При изменении температуры на 100С сопротивление медного терморезистора увеличилось в 1,2 раза. Найти первоначальное и конечное значения температуры.

2. В турбинном расходомере с индуктивным преобразователем в диапазоне частоты вращения 500...800 об/мин значение ЭДС меняется от 20 до 40 В. Опреде­лить частоту вращения и расход при напряжении 25 В, если шкала отградуирована от 20 до 80 м3/ч. Шкала прибора равномерная

3. Манометр класса точности 0,2 имеет верхний предел измерения 10 МПа, количество делений на шкале 250. Определить цену деления, чувствительность манометра, наибольшую абсолютную погрешность и значение измеряемой величины давления, если стрелка манометра находится на отметке 60 делений.

4. Характеристики газовых и газоконденсатных промыслов как объекта автоматизации. Автоматическое управление производительностью промысла.

5. Элементы пневмоавтоматики. Конструкция, принцип действия, схемы и область применения элементов пневмоавтоматики.

Вариант 26

1. Сколько метров медной проволоки диаметром 0,1 мм необходимо для изготовления терморезистора ТСМ 100 М ? Удельное сопротивление меди при 0С равно 0,0176*10-6 Ом*м.

2. В турбинном расходомере с индуктивным преобразователем измерительным прибором служит вольтметр с диапазоном измерения 10 В и классом точности 1,5. Опре­делить наибольшую абсолютную погрешность измерения расхода, если чувствительность расходомера 0,5

3. При поверке технического манометра с верхним пределом измерения 10 МПа класса точности 1,5 образцовым манометром были получены следующие результаты :

Показания технического манометра, МПа

Показания образцового манометра, МПа

ход вверх

ход вниз

0

2

4

6

8

10

0

2,05

3,95

6

7,95

10

0

2

4,03

6,02

8

10

Дать заключение о результатах поверки.

4. Автоматическое управление процессом низкотемпературной сепарации газа.

5. Конструкция, принцип действия, характеристики и область применения пневматических исполнительных механизмов. Позиционер.

Вариант 27

  1. Терморезистор ТСМ 50 М выполнен из медной проволоки, намотанной виток к витку на керамический каркас диаметром 10 мм. Определить число витков и длину намотки, если диаметр проволоки 0,1 мм и удельное сопротивление меди 0,0176*10-6 Ом*м.

2. Шестерни в объемном расходомере сделали в течение 20 мин 120 оборотов. Определить средний расход, если объем отсекаемой жидкости 50 см3.

3. Для измерения давления 50 кПа использовались поочередно два манометра: один – класса точности 1,5 с чувствительностью 1 дел/кПа и шкалой на 100 делений; другой – класса точности 1,0 с ценой деления 2кПа/дел и шкалой на 100 делений. Какой прибор лучше использовать для измерения давления?

4. Автоматизация абсорбционного процесса осушки газа на газовых промыслах.

5. Виды дефектоскопии и их характеристики. Ультразвуковая дефектоскопия труб и штанг.

Вариант 28

1. В схеме измерения сопротивления с помощью уравновешенного моста на рисунке 1 сопротивления плеч R2 = 10 кОм и R1 = 1 кОм. Определить полное сопротивление переменного резистора R3, если в качестве Rt применяется терморезистор ТСМ 100 М, а температура меняется от -50 до +50 С.

2. Расход воды в тонкостенном трубопроводе диаметром 40 мм изменяется от 50 до 100 м3/ч. Его измеряют с помощью индукционного расходомера, в магнитной цепи которого создается индук­ция В= 1,2 Тл. Определить изменения ЭДС в измерительной обмотке.

3. Определить класс точности манометра с верхним пределом измерения 10 МПа, если максимальная абсолютная погрешность 0,15 МПа.

4. Система автоматического управления процессом регенерации абсорбента на газовых промыслах.

5. Регулирующие органы исполнительных устройств. Назначение, виды, конструкция, принцип действия регулирующих органов.

Вариант 29

1. При измерении сопротивления с помощью схемы уравновешен­ного моста (рисунок 1) сопротивлениt R3 = 1200 Ом. Найти температуру контролируемой среды, если R2 = 800 Ом, R1 = 100 Ом, а в качестве Rт используется терморезистор ТСП 100 П.

2. В индукционном расходомере значения ЭДС 0,8 В. Определить расход жидкости в трубопроводе с внутренним диаметром dвн = 30 мм и внешним D = 40 мм, если создаваемая магнит­ной цепью индукция В=1 Тл.

3. Определить пределы измерения логометра (прибор для измерения температуры с двухсторонней шкалой) класса точности 1,5, если максимальная абсолютная погрешность равна 3С.

4. Телемеханизация нефтедобывающих предприятий. Структурные схемы, назначение каждого блока системы телемеханики.

5. Автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП). Назначение, структура, классификация, обеспечение, режимы работы АСУ ТП. АСУ «Промысел».

Вариант 30

  1. Переменный резистор R3 в схеме на рисунке 1 характеризуется полным сопротивлением 330 Ом и шкалой 0-200 С. Какое отношение сопротивлений R2 и R1 необходимо выбрать при использовании терморезистора ТСП 100.

2. При градуировке индукционного расходомера верхнему пределу 500 м3/ч соответствует значение ЭДС 6 В для трубопровода dвн = 41 мм и D = 50 мм. Определить индукцию в магнитной цепи и цену деления шкалы прибора.

3. Определить вариацию манометра в делениях. Манометр класса точности 0,2 с верхним пределом измерения 100 кПа, на шкале 250 делений.

4. Телемеханизация газодобывающих предприятий. Структурные схемы, назначение каждого блока системы телемеханики.

5. Программируемые логические контроллеры (ПЛК). Обобщенная структурная схема, назначение ПЛК. Простейшие языки программирования ПЛК. Применение ПЛК в автоматических системах управления и контроля технологическими процессами на газовых промыслах.

Приложение А

Таблица 1 – Градуировочные таблицы основных промышленных термопар при температуре холодных спаев 0º С

Темпера-тура Т, Сº

Градуировка

ТПП

ТХА

ТХК

термо-ЭДС, мВ

k-попра-вочный коэффи-циент

термо-ЭДС, мВ

k-попра-вочный коэффи-циент

термо-ЭДС, мВ

k-попра-вочный коэффи-циент

0

0

0

0

1,0

1,0

1,0

100

0,640

4,10

6,95

0,82

1,0

0,9

200

1,421

8,13

14,66

0,72

1,0

0,83

300

2,311

12,21

22,91

0,69

0,98

0,81

400

3,244

16,40

31,49

0,66

0,98

0,83

500

4,211

20,65

40,16

0,63

1,0

0,79

600

5,214

24,91

49,02

0,62

0,96

0,78

700

6,251

29,15

57,77

0,60

1,0

0,80

800

7,323

33,32

66,42

0,59

1,0

0,80

900

8,429

37,37

-

0,56

1,0

-

1000

9,569

41,32

-

0,55

1,07

-

1100

10,745

45,16

-

0,53

1,11

-

1200

11,954

48,87

-

0,51

1,16

-

1300

13,158

52,43

-

Приложение Б

Таблица 1 – Градуировочные таблицы проволочных терморезисторов платиновых

Температура Т, Сº

ТСП 50П

ТСП 100П

0

50

100

50

59,855

119,71

100

69,745

139,1

150

79,11

158,22

200

88,515

177,03

250

97,775

195,55

300

106,89

213,78

350

115,855

231,71

400

124,68

249,36

450

133,355

267,71

500

141,88

283,76

550

150,255

300,51

600

158,48

333,10

700

174,465

348,93

750

182,235

364,47

800

189,86

379,72

850

197,335

394,67

900

204,665

409,33

950

211,85

423,70

1000

218,89

437,78

Таблица 2 – Градуировочные таблицы проволочных терморезисторов медных

Температура Т, Сº

ТСМ 10М

ТСМ 50П

ТСМ 100М

-50

7,848

39,24

78,48

-40

8,281

41,405

82,81

-30

8,712

43,56

87,12

-20

9,142

45,71

91,42

-10

9,572

47,86

95,72

0

10,0

50

100

10

10,428

52,14

104,28

20

10,856

54,28

108,56

30

11,384

56,42

112,84

40

11,712

58,56

117,12

50

12,140

60,7

121,40

60

12,568

62,84

125,68

70

12,996

64,98

129,96

80

13,424

67,12

134,24

90

13,852

69,26

138,52

100

14,708

71,4

142,80

110

14,708

73,54

147,08

120

15,136

75,68

151,36

130

15,564

77,82

155,64

140

15,991

79,955

159,91

150

16,419

82,095

164,19

160

16,847

84,235

168,47

170

17,274

86,375

172,75

180

17,703

88,515

177,03

190

18,130

90,65

181,30

200

18,558

92,79

185,58

Приложение В

Таблица 1 – Коэффициенты расхода для сужающих устройств

m2Q

mQ

Значение коэффициента для

диафрагмы

для сопла

вода

воздух

вода

воздух

0,0025

0,050

0,600

0,598

0,989

0,987

0,0050

0,070

0,603

0,599

0,995

0,991

0,0100

0,100

0,607

0,602

1,001

0,995

0,0300

0,173

0,620

0,610

1,007

0,999

0,0500

0,224

0,632

0,618

1,013

1,003

0,0700

0,264

0,643

0,625

1,019

1,007

0,0900

0,300

0,654

0,632

1,025

1,011

0,1100

0,332

0,664

0,640

1,031

1,015

0,1300

0,360

0,674

0,647

1,037

1,019

0,1500

0,387

0,685

0,654

1,044

1,023

0,1700

0,412

0,695

0,662

1,051

1,027

0,1900

0,436

0,705

0,669

1,057

1,031

0,2100

0,458

0,716

0,677

1,063

1,035

0,2300

0,479

0,726

0,684

1,071

1,039

0,2500

0,500

0,737

0,692

1,077

1,043

0,2700

0,520

0,747

0,700

1,083

1,047

0,2900

0,538

0,758

0,708

1,089

1,051

0,3100

0,557

0,769

0,716

1,095

1,055

0,3300

0,574

0,781

0,725

1,101

1,059

0,3500

0,592

0,793

0,734

1,107

1,061

0,3600

0,600

0,798

0,738

1,113

1,067

Приложение Г

Таблица 1 – Психрометрическая таблица

Тсух

Разность показаний сухого и мокрого термометров, Сº

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0

81

64

50

36

26

16

7

-

-

-

1

82

66

52

39

29

19

11

-

-

-

2

83

67

64

42

31

23

14

-

-

-

3

83

69

56

44

34

26

17

10

-

-

4

84

70

57

46

36

28

20

14

-

-

5

85

71

59

48

39

30

23

17

10

-

6

85

72

61

50

41

33

26

19

13

-

7

86

73

62

52

43

35

28

22

15

11

8

86

74

63

54

45

37

30

25

18

14

9

86

75

65

55

47

39

32

27

21

17

10

87

76

66

57

48

41

34

28

23

19

11

88

77

67

58

50

43

36

30

25

20

12

88

78

68

59

52

44

38

32

27

22

13

88

78

69

61

53

46

40

34

29

24

14

89

79

70

62

54

47

41

36

31

26

15

89

80

71

63

55

49

43

37

33

28

16

90

80

72

64

57

50

44

39

34

30

17

90

81

73

65

58

52

46

40

36

31

18

90

81

74

66

59

53

47

42

37

33

19

91

82

74

66

60

54

48

43

39

34

20

91

82

75

67

61

55

49

44

40

36

21

91

83

75

68

62

56

51

46

41

37

22

91

83

76

69

63

57

52

47

42

38

23

91

83

76

69

63

58

53

48

46

39

24

92

84

77

70

64

59

53

49

44

40

25

92

84

77

70

65

59

54

50

45

42

26

92

85

78

71

65

60

55

51

46

43

27

92

85

78

72

66

61

56

51

47

43

28

92

85

79

72

67

61

57

52

48

45

29

92

85

79

73

67

62

57

53

49

46

30

93

86

79

73

68

63

58

55

51

47

31

93

86

80

74

69

64

59

55

51

48

32

93

87

80

75

70

65

60

56

53

48

33

93

86

80

75

70

66

61

57

53

49

34

93

86

81

76

71

66

62

57

54

50

Продолжение таблицы 1

Тсух

Разность показаний сухого и мокрого термометров, Сº

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

35

93

87

81

76

71

67

62

58

55

51

36

93

87

82

77

72

67

63

59

55

51

37

93

87

82

77

72

68

63

59

55

52

38

94

88

82

77

73

68

64

59

56

52

39

94

88

82

77

73

68

64

59

56

53

40

94

88

82

78

73

68

64

60

57

54

41

94

88

83

78

73

68

65

61

58

54

42

94

88

83

78

73

69

65

61

58

55

43

94

88

83

78

73

69

65

62

58

55

44

94

88

83

78

74

70

66

63

59

55

45

94

88

84

78

75

70

66

63

59

56

Методические указания составлены в соответствии с рабочей программой по учебной дисциплине «Автоматизация производственных процессов»

Заместитель директора

по учебной работе

_____________А.В.Кугаевский

«___»____________ 2005 г.

Составитель: Игнатенко М.Н. – преподаватель спецдисциплин НТГП

Редактор : Константинова Е.Г. – зав.кафедрой НТГП

1

Смотреть полностью


Скачать документ

Похожие документы:

  1. Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников образовательных учреждений среднего (1)

    Методические указания
    Рабочая программа учебной дисциплины «Автоматизация производственных процессов» предназначена для реализации государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по специальности 13050251 «Сооружение и
  2. Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников образовательных учреждений среднего (3)

    Методические указания
    Программа дисциплины «Электрооборудование предприятий нефтегазовой отрасли» предусматривает изучение электротехнических установок и комплексов предприятий добычи нефти и газа.
  3. Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников образовательных учреждений среднего профессионального образования по специальности 240404 «Переработка нефти и газа»

    Методические указания
    Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников со­ставлены на основе ГОС СПО по специальности240404 «Переработка нефти и газа» и примерной программы по дисциплине «Химия и технология нефти и газа» базового уровня СПО.
  4. Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников образовательных учреждений среднего профессионального образования по специальности 27011651

    Методические указания
    Дисциплина «Основы электронной и микропроцессорной техники» предназначена для реализации Государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки студентов по специальности 27011651 «Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования
  5. Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников образовательных учреждений среднего профессионального образования по специальности 250202 Лесное и лесопарковое хозяйство (2)

    Методические указания
    Целью изучения дисциплины «Ботаника» является профессиональная подготовка выпускников в области морфологии, анатомии, физиологии и систематики растений.

Другие похожие документы..