Контрольно-измерительные приборы параметров технологических процессов

Содержание

Контрольно-измерительные приборы параметров технологических процессов

1.1. Лекция 1. Приборы контроля параметров технологических процессов

1.1.1. Введение в предмет ППА, цели и задачи дисциплины

1.1.2. Основные понятия теории измерительных устройств

1.1.3. Основные методы измерения неэлектрических величин

 

1.2. Практическое занятие 1. Электронные приборы для измерения неэлектрических величин

1.2.1. Классификация и принцип работы измерительных преобразователей

1.2.2. Электронный автоматический уравновешенный мост

1.2.3. Электронный автоматический потенциометр

1.2.4. Погрешности измерений и класс точности приборов

1.3. Лекция 2. Приборы контроля концентрации горючих паров и газов в воздухе

1.3.1. Автоматический аналитический контроль. Основные понятия и определения

1.3.2. Теоретические основы построения газоаналитических приборов

1.3.3. Автоматический контроль запыленности воздушной среды

1.3.4. Требования по установке газоанализаторов

1.4. Практическое занятие 2. Газоанализаторы

1.4.1. Термохимические газоанализаторы

1.4.2. Газоанализаторы, основанные на физических методах измерения

1.4.3. Устройство и принцип действия современных газоанализаторов

1.4.4. Условия применения и размещения газоанализаторов

1.5. Самостоятельная подготовка

1.5.1. Электроизмерительные приборы для измерения неэлектроических величин

1.5.2. Методика выбора и размещения газоанализаторов в производственном помещении

1.5.3. Бытовые газоанализаторы

Системы автоматического регулирования, защиты и управления технологических процессов

2.1. Практическое занятие 3. Системы автоматического регулирования

2.1.1. Принцип регулирования по возмущению

2.1.2. Принцип регулирования по отклонению

2.1.3. Принцип регулирования комбинированный

2.1.4. Исполнительные механизмы систем автоматического регулирования

2.2. Практическое занятие 4. Устройство и принцип действия систем противоаварийной защиты технологических процессов

2.2.1. Особенности управления пожаро- и взрывоопасными технологическими процессами.

2.2.2. Устройство и принцип действия автоматических систем противоаварийной защиты технологических процессов.

2.2.3. Автоматизированные системы управления технологическими процессами

Практическое занятие 5. Автоматические системы обнаружения и подавления взрывов в технологических аппаратах.

2.3.1. Методы взрывозащиты технологического оборудования

2.3.2. Автоматические системы локализации и подавления взрывов в технологических аппаратах, устройство и принцип работы.

2.3.3. Условные графические обозначения элементов производственной автоматики

2.3.4. Методика расчета и проектирования систем подавления взрывов

 

 

Лекция 1. Приборы контроля параметров технологических процессов

Введение в предмет ППА, цели и задачи дисциплины

Пожарные извещатели и приборы приёмно-контрольные являются основ-

ными элементами автоматических систем пожарной и охранно-пожарной сиг-

нализации. По функциональному назначению и отношению к потоку информа-

ции в системе сигнализации они представляют собой технические средства для

получения информации о состояниях контролируемого объекта.

Состояние и динамика российского рынка технических средств пожарной

сигнализации за последние 10 лет изменились в положительную сторону коли-

чественно и качественно. Источниками информации для такого анализа явля-

ются опубликованные оценки экспертов, обзоры состояния производства и

продажи технических средств, а также официальная информация об отечест-

венных и зарубежных средствах пожарной сигнализации, прошедших сертифи-

кационные испытания в аккредитованных Госстандартом России испытатель-

ных центрах и получивших сертификат соответствия в Системе сертификации

ГОСТ Р.

По мнению экспертов, в последние годы наблюдается подъем и развитие

российского рынка систем безопасности, и в частности рынка средств пожар-

ной сигнализации. Это подтверждает сопоставление представленных на рис 1

диаграмм сертифицированной в России в 1996 и 2004 годах продукции. Как

следует из рисунка, за прошедшие годы номенклатура рынка изменилась в

пользу российских производителей, при этом общее количество выпускаемых в

России типов технических средств сигнализации, прошедших сертификацион-

ные испытания, увеличилось более чем в шесть раз. Произошло относительное

выравнивание предложений различных видов средств сигнализации отечест-

венными и зарубежными фирмами.

Основные понятия теории измерительных устройств

Автоматический пожарный извещатель – пожарный извещатель, реаги-

рующий на факторы, сопутствующие пожару.

Автономный пожарный извещатель – пожарный извещатель, реагирую-

щий на определенный уровень концентрации аэрозольных продуктов горения

(пиролиза) веществ и материалов и, возможно, других факторов пожара, в кор-

пусе которого конструктивно объединены автономный источник питания и все

компоненты, необходимые для обнаружения пожара и непосредственного опо-

вещения о нем.

Адресный пожарный извещатель – пожарный извещатель, который пере-

дает на адресный приемно-контрольный прибор код своего адреса вместе с из-

вещением о пожаре.

Газовый пожарный извещатель – пожарный извещатель, реагирующий на

газы, выделяющиеся при тлении или горении материалов.

Дифференциальный тепловой пожарный извещатель – пожарный извеща-

тель, формирующий извещение о пожаре при превышении скоростью нараста-

ния температуры окружающей среды установленного порогового значения.

Дымовой ионизационный (радиоизотопный) пожарный извещатель – по-

жарный извещатель, принцип действия которого основан на регистрации изме-

нений ионизационного тока, возникающих в результате воздействия на него

продуктов горения.

Дымовой оптический пожарный извещатель – пожарный извещатель, реа-

гирующий на продукты горения, способные воздействовать на поглощающую

или рассеивающую способность излучения в инфракрасном, ультрафиолетовом

или видимом диапазонах спектра.

Дымовой пожарный извещатель – пожарный извещатель, реагирующий на

частицы твердых или жидких продуктов горения и (или) пиролиза в атмосфере.

Зона контроля пожарной сигнализации (пожарных извещателей) – сово-

купность площадей, объемов помещений объекта, появление в которых факто-

ров пожара будет обнаружено пожарными извещателями.

Комбинированный пожарный извещатель – пожарный извещатель, реаги-

рующий на два или более фактора пожара.

Линейный пожарный извещатель (дымовой, тепловой) – пожарный изве-

щатель, реагирующий на факторы пожара в протяженной, линейной зоне.

Максимально-дифференциальный тепловой пожарный извещатель – по-

жарный извещатель, совмещающий функции максимального и дифференциаль-

ного тепловых пожарных извещателей.

Максимальный тепловой пожарный извещатель – пожарный извещатель,

формирующий извещение о пожаре при превышении температурой окружаю-

щей среды установленного порогового значения – температуры срабатывания

извещателя.

Пожарный извещатель (ПИ) – устройство, предназначенное для обнару-

жения факторов пожара и формирования сигнала о пожаре или о текущем зна-

чении его факторов.

Пожарный извещатель пламени – прибор, реагирующий на электромаг-

нитное излучение пламени или тлеющего очага.

Пожарный пост – специальное помещение объекта с круглосуточным

пребыванием дежурного персонала, оборудованное приборами контроля со-

стояния и управления средствами пожарной автоматики.

Помещение с массовым пребыванием людей – залы и фойе театров, кино-

театров, залы заседаний, совещаний, лекционные аудитории, рестораны, вести-

бюли, кассовые залы, производственные помещения и другие помещения пло-

щадью 50 м2 и более с постоянным или временным пребыванием людей (кроме

аварийных ситуаций) числом более 1 чел. на 1 м2.

Прибор приемно-контрольный пожарный (ППКП) – устройство, предна-

значенное для приема сигналов от пожарных извещателей, обеспечения элек-

тропитанием активных (токопотребляющих) пожарных извещателей, выдачи

информации на световые, звуковые оповещатели дежурного персонала и пуль-

ты централизованного наблюдения, а также формирования стартового импуль-

са запуска прибора пожарного управления.

Прибор приемно-контрольный пожарный и управления – устройство, со-

вмещающее в себе функции прибора приемно-контрольного пожарного и при-

бора пожарного управления.

Ручной пожарный извещатель – устройство, предназначенное для ручного

включения сигнала пожарной тревоги в системах пожарной сигнализации и

пожаротушения.

Система пожарной сигнализации – совокупность установок пожарной сиг-

нализации, смонтированных на одном объекте и контролируемых с общего по-

жарного поста.

Соединительные линии – проводные и непроводные линии связи, обеспе-

чивающие соединение между средствами пожарной автоматики.

Световая сигнализация – техническое средство (элемент), имеющее источ-

ник светового излучения, воспринимаемый глазом в любое время суток.

Тепловой пожарный извещатель – пожарный извещатель, реагирующий на

определенное значение температуры и (или) скорости ее нарастания.

Точечный пожарный извещатель (дымовой, тепловой) – пожарный изве-

щатель, реагирующий на факторы пожара в компактной зоне.

Шлейф пожарной сигнализации – соединительные линии, прокладываемые

от пожарных извещателей до распределительной коробки или приемно-

контрольного прибора.

Магнитные газоанализаторы

Применяют для определения О2. Их действие основано на зависимости магнитной восприимчивости газовой смеси от концентрации О2, объемная магнитная восприимчивость которого на два порядка больше, чем у большинства остальных газов. Такие газоанализаторы позволяют избирательно определять О2 в сложных газовых смесях. Диапазон измеряемых концентраций 10-2 - 100%. Наиболее распространены магнитомеханические и термомагнитные газоанализаторы.

В магнитомеханических газоанализаторах измеряют силы, действующие в неоднородном магнитном поле на помещенное в анализируемую смесь тело (обычно ротор). Сила F, выталкивающая тело из магнитного поля, определяется выражением: Где объемная магнитная восприимчивость соответствует анализируемой смеси и тела, помещенного в газ, V-объем тела, H-напряженность магнитного поля.

Бытовые газоанализаторы

В производственных помещениях и жилых домах часто возникает необходимость получить информацию о химическом составе воздуха. С целью качественного и количественного анализа воздуха в помещении применяются специальные приборы, называемые газоанализаторами. Эти приборы могут использоваться для проведения анализа состава воздуха в помещении, химического состава производственных воздушных смесей (например, газа в мартеновских печах, в выбросах предприятий). Отдельные модели газоанализаторов (к которым можно отнести масс-спектрометры и гелиевые течеискатели) используются в научных исследованиях, в частности в исследовании наноструктур.

Конечно, масс-спектрометрические газоанализаторы не имеют бытового применения. В быту применяются более простые устройства, которые, однако, вполне способны выполнять возлагаемые на них функции. По принципу действия бытовые газоанализаторы могут быть разделены на насколько категорий.

К первой можно отнести приборы, использующие вспомогательные химические реакции для анализа газа. Эти газоанализаторы определяют значения макропараметров системы, после протекания некоторых химических реакций (изменение объёма, давления).

Ко второй группе относятся приборы основанные на физико-химических методах анализа. Такие приборы, в свою очередь, делятся на несколько подкатегорий. К первой можно отнести электрохимические системы, использующие изменение сопротивления электролита, после поглощения им газа. Термохимические фиксируют изменение теплового эффекта реакции, при внесении в систему исследуемого газа. Также существуют системы основанные на изменении цветов реагирующих сред.

К третьей категории относятся физические анализаторы. Газоанализаторы этой группы используют изменение теплопроводности газа, при изменении его состава, изменение его оптических свойств.

Кроме разделения по принципу работы, газоанализаторы также делятся по назначению. Вначале статьи указывалось о существовании специфических научных газоанализаторов. В быту и народном хозяйстве обычно используются следующие типы газоанализаторов: анализаторы рабочей зоны (которые осуществляют контроль состава воздуха непосредственно на рабочем месте и защищают рабочего от влияния вредных факторов производства и предупреждают несчастные случаи), газоанализаторы горения (которые используются для отладки и обеспечения безопасной работы отопительных систем, доменных печей) и другие. Также газоанализирующие системы различают по конструктивному исполнению. Существуют мобильные, которые могут быть использованы как элементы экипировки, носимые, которые могут быть размещены в тех местах, в которых требуется локальный контроль за составом газа и стационарные, устанавливаемые зачастую в лабораториях.

Классификация АСУТП

¨ по характеру управляемого технологического процесса;

¨ по степени сложности управляемого процесса;

¨ по степени охвата уязвляемого процесса;

¨ по степени автоматизации задач управления;

¨ по функционально-алгоритмическому признаку;

Функциям АСУТП

¨ сбор и обработка информации о состоянии технологического процесса (выпускаемых изделий;

¨ контроль и идентификация процесса;

¨ стабилизация и регулирование процесса;

¨ логико-программное управление;

¨ поиск оптимальных решений по управлению процессом;

¨ комплексное координационное управление объектом;

¨ анализ и предотвращение аварийных ситуаций;

¨ техническая диагностика отдельных частей и системы в целом.

¨ АСУТП, которая разбивается на две и более подсистемы, решающие задачи управления на своем горизонтальном уровне управления и связанные между собой по вертикали информационными связями и соответствующими аппаратно-программными средствами, объединяется в понятие иерархической системы

Содержание

Контрольно-измерительные приборы параметров технологических процессов

1.1. Лекция 1. Приборы контроля параметров технологических процессов

1.1.1. Введение в предмет ППА, цели и задачи дисциплины

1.1.2. Основные понятия теории измерительных устройств

1.1.3. Основные методы измерения неэлектрических величин

 

1.2. Практическое занятие 1. Электронные приборы для измерения неэлектрических величин

1.2.1. Классификация и принцип работы измерительных преобразователей

1.2.2. Электронный автоматический уравновешенный мост

1.2.3. Электронный автоматический потенциометр

1.2.4. Погрешности измерений и класс точности приборов

1.3. Лекция 2. Приборы контроля концентрации горючих паров и газов в воздухе

1.3.1. Автоматический аналитический контроль. Основные понятия и определения

1.3.2. Теоретические основы построения газоаналитических приборов

1.3.3. Автоматический контроль запыленности воздушной среды

1.3.4. Требования по установке газоанализаторов

1.4. Практическое занятие 2. Газоанализаторы

1.4.1. Термохимические газоанализаторы

1.4.2. Газоанализаторы, основанные на физических методах измерения

1.4.3. Устройство и принцип действия современных газоанализаторов

1.4.4. Условия применения и размещения газоанализаторов

1.5. Самостоятельная подготовка

1.5.1. Электроизмерительные приборы для измерения неэлектроических величин

1.5.2. Методика выбора и размещения газоанализаторов в производственном помещении

1.5.3. Бытовые газоанализаторы