Наши рекомендации

АзбукаКИП

Форма входа
Поиск по сайту

Опрос
Расскажите ли вы о этом сайте своим коллегам?

Всего ответов: 401


Яндекс.Метрика
Здравствуйте, Гость | Регистрация | Вход

Новая статья на сайте
от 06.12.2016

Все самое интересное про КИП и А
19:26

Субботний ребус по КИП №13

Итак, что мы имеем. Мы имеем час до окончания рабочей смены и вышедший из строя датчик уровня с выходным сигналом 0-10В и шкалой измерения от 0 до 4 метров водяного столба, который врезан в дно бака с дистиллированной водой. Уровень воды в баке поддерживается в пределах 2,5...3,5 метра двухпозиционным регулятором, ко входу которого и был подключен вышедший из строя датчик. В ЗИПе удалось найти датчик избыточного давления (уровня) с открытой мембраной с пределом измерения от 0 до 4 метров водяного столба, но с выходным сигналом 4...20 мА. Резервного регулятора с входным сигналом 4...20 найти не удалось.

Было решено установить "токовый" датчик давления на бак, а чтобы конвертировать его токовый выход 4...20 мА в сигнал напряжения параллельно входным клеммам регулятора подцепить резистор сопротивлением 500 Ом. Выходной ток датчика, протекая через это сопротивление создавал бы на нем падение напряжение от 2 до 10В, что вполне нормально для регулятора с входным сигналом от 0 до 10В. Поиски резистора на 500 Ом результатов не дали, найти удалось только резистор на 430 Ом мощностью 0,25 Вт.

Расчет уровня воды

Ваша задача:

1. Определить, какую шкалу измерения нужно ввести в регулятор, чтобы показания регулятора соответствовали измеренному датчиком давления уровню воды.

2. Посчитать достаточна ли будет мощность рассеивания найденного резистора 0,25 Вт или нужно искать более мощный резистор.

3. Выспавшийся за день представитель технологического персонала пристал к вам со своими "хотелками": чтобы регулятор показывал не уровень воды в баке, а объем этой самой воды оставшейся в баке. Он с готовностью сообщил вам внутренний диаметр бака - 1,5 м, а высота бака - 4 метра. Бак свободно сообщается с атмосферой через отверстия в его верхней части. Вам нужно пересчитать полученную шкалу измерения уровня в шкалу измерения объема воды, а также изменить нижний и верхний пороги срабатывания регулятора 2,5 и 3,5 метра водяного столба соответственно, на соответствующие этим уровням значения объема.

У кого возникнут затруднения с решением задачи рекомендую посетить наш форум, раздел измерения уровня.


Посмотреть другие записи



Вы можете прокомментировать эту запись
1  
1) 1.72 - 8.6 В
2) макс. мощность 0,172 вт, почти полуторный запас
3) при макс. количестве воды объем 6 м3
2,5м - 3,75 кубов
3,5м - 5,25 кубов

технологи такие технологи ...
кто знает где у них находится кнопка "off" хотелки?

2  
Vansso, есть замечания по вашим ответам:
1. Вы рассчитали только величину сигнала (напряжения), который будет на резисторе / входе регулятора при изменении выходного сигнала датчика от 4 до 20 мА. По условию требуется пересчитать шкалу регулятора. До замены датчика шкала регулятора была от 0 до 4 метров водяного столба. То есть конечный результат вычислений тоже должен быть в метрах водяного столба. Если оставить шкалу регулятора как есть, то получится, что при нулевом уровне воды в баке регулятор будет показывать, что там еще есть 0,69 метров воды, а при полном баке воды регулятор будет показывать, что в баке всего 3,44 метра. Это произойдет из-за того, что у старого датчика при нулевом уровне воды в баке на выходе было 0В, а у нового это 1,72В (нужно скомпенсировать это смещение); при полном баке у старого датчика на выходе было 10В, а у нового всего 8,6В (надо снова скомпенсировать смещение). В итоге новая шкала для регулятора: от -1 до 4,81 метра водяного столба. Как рассчитывалась новая шкала написано на форуме. Ссылку я дал в конце задачи.
2. Мощность посчитана верно. Можно оставить данный резистор и не искать более мощный.
3. Объем бака посчитан не верно, ведь объем цилиндра равен произведению его высоты (4 метра) на площадь основания (круга). Площадь круга равна произведению числа пи (3,14) на радиус круга в квадрате. Так как диаметр равен 1,5 метра, то радиус равен 0,75 метра, а площадь основания бака равна S=1.77 м2, объем бака V=1.77*4=7.08 м3.
Нижний уровень 2,5 м - 4,425 м3
Верхний уровень 3,5 м - 6,195 м3.

3  
Не всем просто…
Если совместить простоту графического метода расчета с алгебраическим, то получим и наглядность и точность.
Выберем систему координат XoY, по оси X откладываем падение напряжения на резисторе, по Y уровень воды в метрах.
Т.к. 4mA*430e=1,72v и 20*430=8,6 то через точки с координатами (1,72; 0) и (8,6; 4) проведём прямую.
Обозначим пересечение графика с осью Y точкой (А), проекцию 10v на ось Y точкой (В) , а 0-(О).
Из подобия треугольников следует:
ОА/4=1,72/(8,6-1,72) → ОА=(4*1,72)/(8,6-1,72) = 6,88/6,88=1 нижний предел шкалы,
т.к. точка (А) расположена ниже оси абсцисс, то полученный результат вводим со знаком "-".
ОВ/4=(10-1,72)/(8,6-1,72) → ОВ = (4*(10-1,72))/(8,6-1,72) = 33,12/(6,88 ) = 4,813 верхний предел шкалы.
Для перехода к единицам объема уровень в м*1,76625м2 , где 1,76=πr^2 при r = 0,75м.
Красиво?

4  
Красиво. smile Я для этого в ребусе и дал ссылку на форум где разбирается и алгебраический и графический способ решения, чтобы каждый выбрал удобный для себя лично способ.

5  
Свойства подобных треугольников хоть вспомнил... biggrin Спасибо! Действительно и наглядно и точно!

6  
Очень понравилась задача, такая жизненная, что вот некоторое дополнение к своему предыдущему посту.
После определения двух точек с координатами Х1(1,72; 0) и Х2(8,6; 4) можно пойти и таким путём; напишем уравнение прямой (поскольку зависимость сигнала с датчика от давления линейная),
y=(y2-y1)/(x2-x1)*(x-x1)+y1 , после подстановки известных значений и преобразований получим;
y=0,581x-1
При x=0 , y=-1, а при x=10 , y=4,81
Или уравнение прямой можно выразить через точку и угол наклона прямой к оси абцисс;
y=k*(x-x1)+y1 , где k= tan⁡α ,
y=4/(8,6-1,72)* (x-1,72)+0
Результат - технолог доволен!

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
КИПиА от А до Я
© 2010-2017