Kỹ thuật đo lường và điều khiển các quá trình thiết bị trong CNSH-CNTP

Từ đồ thị nếu lấy nhiệt điện trở Pt100 làm chuẩn thì: - Nhiệt kế giãn nở nhiệt đo được các giá trị gần kề với giá trị đúng của nước do khoảng chia thang đo dụng cụ lớn (5oC) và cấp chính xác lớn (2,5). - Nhiệt kế thủy ngân hiển thị giá trị nhiệt độ thấp hơn giá trị đúng trong giai đoạn bắt đầu đun nóng do vỏ bảo vệ nhiệt kế truyền nhiệt kém. - Nhiệt kế điện tử đo được các giá trị không đều do trong quá trình đo tay người giữ ở vị trí không ổng định. Nhiệt kế nhạy nên đo được giá trị nhiệt đọ ở gần đế gia nhiệt của ấm đun nên nhiệt độ tăng cao ở những lúc mạch điện đóng. Trên đồ thị thấy được khoảng nhiệt độ làm việc của nhiệt điện trở Pt100 theo giá trị đặt 80oC là khoảng 79,5oC – 81,5oC các giá trị sau có phần vượt qua khoảng giá trị làm việc là do quán tính nhiệt của thiết bị đun nóng và nước.

docx21 trang | Chia sẻ: lylyngoc | Lượt xem: 3202 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Kỹ thuật đo lường và điều khiển các quá trình thiết bị trong CNSH-CNTP, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Bộ mơn máy và tự động hĩa các thiết bị trong CNSH-CNTP bđa BÁO CÁO THÍ NGHIỆM MƠN HỌC: Kỹ thuật đo lường và điều khiển các quá trình thiết bị trong CNSH-CNTP SVTH : Bùi Thị Lan MSSV: 20115963 Lớp : CNTP 1 – k56 I. Các thiết bị: 1. Thiết bị thanh trùng cao áp: - Mục đích: thanh trùng các loại đồ hộp hay chai lọ nhờ đạt được nhiệt dộ thanh trùng cao ( cĩ thể lên đén 121-125oC ). - Cấu tạo: Gồm một nồi vỏ chịu nhiệt cĩ nắp đậy kín. Bên trong cĩ 2 giá để chai lọ lúc thanh trùng. Cĩ các đường cấp nước, hơi vào bên trong và đường xả hơi trong khoang, xả hơi thứ trong vỏ. Ngồi ra cịn cĩ một hệ thống đồng hồ đo nhiệt độ và áp suất bên trong để điều chỉnh hợp lý các van khí và nước bên ngồi. - Nguyên lý hoạt động: Thiết bị hoạt động được dựa trên nguyên lý khi tăng áp suất thì nhiệt độ sẽ tăng theo. Sản phẩm sau khi đặt vào trong khoang thanh trùng, đậy nắp kín vặn chặt bằng các ốc vít sẽ được cấp hơi từ từ để đạt được áp suất mong muốn. Sau đĩ nhiệt sẽ được cấp vào để tăng đến nhiệt độ thanh trùng. Sau thời gian thanh trùng, phải xả hơi từ từ qua van trong khi vẫn cấp khí nén vào để tránh chênh lệch áp suất quá mức gây vỡ vỏ đựng sản phẩm. Sau khi nguội sản phẩm sẽ được lấy ra. - Đo lường và điều khiển: Nồi cĩ 1 đồng hồ đo áp suất, và 1 đồng hồ đo nhiệt độ. Các thơng số được điều chỉnh thủ cơng nhờ các van. 2. Thiết bị ổn nhiệt cĩ đảo trộn: Động cơ Gia Nhiệt Bơm N.Liệu vào Cánh khuấy H2O Hơi N.Liệu ra Bảng điều khiển Van màng mmammangfmmangmàng - Mục đích: Làm nĩng, làm đều, làm mịn và tạo màu cho sản phẩm. Ngồi ra cịn bổ sung thêm gia vị trong quá trình chế biến. - Cấu tạo: Thân thiết bị gồm 2 khoang: khoang ngồi chứa nước nĩng cĩ tác dụng cấp nhiệt, khoang trong chứa sản phẩm, hệ thống động cơ cánh khuấy. Ngồi ra cịn cĩ bơm, hệ thống van tự động, bình gia nhiệt, bình ngưng, bảng điều khiển, ống dẫn... - Nguyên lý hoạt động: Nguyên liệu được đưa vào khoang nguyên liệu, cung cấp hơi đun nĩng nước và bơm vào khoang cấp nhiệt. Nhờ sự trao đổi nhiệt giữa 2 khoang, nguyên liệu được làm nĩng, động cơ hoạt động làm quay cánh khuấy giúp nguyên liệu được nĩng đều. Nước nĩng sẽ được tuần hồn để đảm bảo cung cấp đủ nhiệt cho nguyên liệu. Nhiệt độ của nước nĩng sẽ được điều chỉnh nhờ van đĩng mở tự động. Tùy theo yêu cầu của từng loại nguyên liệu mà cĩ thể cho thêm các loại gia vị khác nhau. Sau khi kết thúc quá trình, sản phẩm được đưa ra ngồi theo đường ống dẫn. Thời gian thực hiện quá trình tùy thuộc vào từng loại sản phẩm. Tín hiệu vào - Đo lường và điều khiển: Nhiệt độ là thơng số cơng nghệ chính. Qua bảng điều khiển ta thiết lập giá trị mong muốn của nhiệt độ. Cảm biến nhiệt độ truyền tín hiệu của nhiệt độ trong nồi đo được về bộ điều khiển từ đĩ quyết định độ mở của van hơi (van màng). Bộ điều khiển là hàm PID tỉ lệ tích phân, vi phân với bộ chuyển đổi khí điện, dịng thành áp. Với giá trị dịng từ 4÷20 mA chuyển thành 0.2÷1 bar Cấp khí nén Khí ra Bộ chuyển đổi khí điện 3. Thiết bị cơ đặc chân khơng: - Mục đích: Làm giảm lượng nước trong sản phẩm, mà nhiệt độ khơng quá cao giữ nguyên chất lượng thành phẩm. Dùng cho những sản phẩm yêu cầu nhiệt độ chế biến khơng quá cao(60- 70ºC) - Cấu tạo: Gồm khoang đun nĩng nguyên liệu, khoang nước ngưng, bơm chân khơng vịng nước, động cơ cánh khuấy. Ngồi ra cịn cĩ phễu chất thơm, bảng điều khiển, hệ thống van và đường dẫn hơi, dẫn nước, đồng hồ đo áp suất, nhiệt độ… - Nguyên lý hoạt động: Nguyên liệu được đưa vào trong khoang đun nĩng nhờ sự chênh áp giữa áp suất chân khơng trong khoang và áp suất khí quyển bên ngồi, và được đảo trộn nhờ động cơ cánh khuấy. Hơi được cấp vào khoang đun nĩng, làm sơi nguyên liệu dẫn tới hiện tượng bốc hơi. Phần hơi nước sẽ được hút sang khoang ngưng, sau đĩ được làm mát và ngưng tụ. Để tăng hiệu suất bốc hơi ta dùng bơm hút chân khơng để bơm hút hơi, khí và tạo độ chân khơng. Để đảm bảo quá trình cơ đặc thì nhiệt độ nên giữ ở khoảng 60 – 70ºC (ở -0,5 đến -0,6 at), tránh nhiệt độ quá cao khiến sản phẩm bị hút theo đường hơi. Quá trình bốc hơi sẽ làm nguyên liệu dần được cơ đặc. Lấy mẫu sản phẩm qua cửa thử và kiểm tra độ cơ đặc bằng thiết bị chuyên dùng. Cĩ thể bổ sung các chất phụ gia qua phễu chất thơm. Nước ngưng ở bình cĩ thước đo để ta dễ dàng kiểm tra và tháo nước để tránh tình trạng nước tràn. Khi lấy sản phẩm ra phải tiến hành ngừng cấp hơi, mở van xả áp tăng áp suất bên trong thiết bị cho cân bằng với áp suất bên ngồi, mở van ở đáy thiết bị, sản phẩm sẽ tự động chảy xuống. - Các thiết bị đo lường và điều khiển tự động -Thiết bị đo và hiển thị nhiệt độ tại chỗ: nhiệt kế giãn nở nhiệt được cố định ở vỏ thiết bị, phần chân cắm vào dung dịch để ( cĩ vỏ bảo vệ ) xác định nhiệt độ của dung dịch. Dải đo của thiêt bị từ 00 C – 1200C, thang đo là 20C. -Thiết bị đo áp suất: + Áp kế chân khơng: đo áp suất khơng bên trong buồng cơ đặc, được cố định ở phía bên trên của buồng bốc. Dải đo từ -1 – 1,5bar. Thang đo 0,05 bar. + Áp kế đo áp suất của khí đốt, được lắp ở đầu tiếp giữa ống dẫn hơi và thiết bị cơ đặc. - Thiết bị đo thể tích: là ống thủy tinh nối thơng hai đầu với bình chứa nước ngưng, chỉ thị thể tích nước ngưng. Thang đo 5l;7.5; 10; 12.5; 15l. 4. Thanh trùng ống lồng ống: Mục đích: Thanh trùng sản phẩm ở dạng lỏng nhằm tác dụng tránh sự tiếp xúc vi khuẩn, tăng thời gian bảo quản sản phẩm. Cấu tạo: hệ thống ống lồng ống gốm 2 lớp: lớp ngồi là nhiệt, lớp trong là nguyên liệu. Hệ thống bơm trục vít, bơm nước, thùng chứa nguyên liệu, thiết bị cấp hơi vào trong nước. Thiết bị điều khiển gồm: Bảng điều khiển, 2 bộ điều khiển tự động, bộ chuyển đổi điện khí, cảm biến, đồng hồ đo nhiệt độ tại chỗ, đồng hồ đo áp suất, các van an tồn và 2 van tự động ổn định 2 nhiệt độ… Thiết bị này cĩ 1 bộ điều chỉnh tự động để ổn định nhiệt độ thanh trùng, nhiệt độ nĩng A: Nơi để bơm nguyên liệu vào B: Cảm biến mức D: Đồng hồ đo nhiệt độ nĩng, nhiệt độ đầu ra của thanh trùng. G:Đồng hồ đo nhiệt độ nguội E: Bộ điều khiển nhiệt độ thanh trùng F: Bộ thanh trùng nhiệt độ ra của sản phẩm H: Bộ điều chỉnh nhiệt độ Cảm biến mức để: khi nào cạn thì khơng bơm nữa. Các van sử dụng là van màng, nếu khơng dùng van màng thì phải sử dụng van nào đĩ mà cĩ thể dễ dàng điều chỉnh độ mở. Áp suất điều khiển để tác động vào van màng này để cho nĩ hoạt động là 0,2- 1 bar Độ mở của van là 0-100% tuyến tính phụ thuộc vào tín hiệu điều khiển. Cảm biến đo nhiệt điện trở, đưa về bộ điều khiển cũng là tín hiệu điện nhưng cĩ bộ chuyển đổi điện- khí chuyển 4-20 mA thành 0.2- 1 bar. Bộ điều khiển tự động biến đổi ra tín hiệu điện, tín hiệu điện biến đổi ra tín hiệu khí nén, tín hiệu khi nén đĩ đưa áp suất về van bắt van đĩ dừng ở vị trí mà theo tín hiệu điều khiển. Nguyên lý hoạt động:Dung dịch chạy trong ống nhỏ, bên ngồi khoảng khơng gian giữa 2 ống là tác nhân nhiệt. Nhiệt này do ta đặt. Quá trình này gồm 2 giai đoạn: Thanh trùng và làm nguội. nguyên liệu được đưa vào thùng chứa rồi được bơm vào hệ thống ống lồng ống. Bao gồm 3 quá trình: trao đổi nhiệt với nước nĩng ở 8 ống, lưu nhiệt, trao đổi nhiệt với nước thường ở 2 ống. Quá trình nguyên liệu chuyển động trong hệ thống này, mở van hơi cung cấp nhiệt. Sự thay đổi nhiệt giữa 2 khoang thơng qua bề mặt lớp vỏ ống sẽ xảy ra. Sản phẩm thu nhiệt cho tới khi đạt độ nĩng cần thiết sẽ được lấy ra ở cuối đường ống. Nếu sản phẩm chưa đạt yêu cầu sẽ được hồi lưu vào thùng chứa để tiến hành làm nĩng lại. Nhờ quá trình thay đổi nhiệt độ đột ngột và quá trình lưu sản phẩm trong thời gian dài ở nhiệt độ nĩng nên nhiều vi sinh vật cĩ hại, vi sinh vật gây bệnh sẽ bị tiêu diệt. Sơ đồ nguyên lý 5.Thiết bị cơ đặc màng: - Cấu tạo: của thiết bị bao gờm 2 thùng chứa, nguyên liệu và thành phẩm. Bơm chân khơng để làm giảm nhiệt đợ bay hơi của sản phẩm, bơm pit-tơng để tạo áp suất lớn. Mợt cánh tạo màng gắn với đợng cơ. Hệ thớng các van điều chỉnh quá trình và các ớng thủy, bình ngưng để theo dõi. - Nguyên tắc hoạt đợng: các van điều chình sẽ được đóng mở cho phù hợp với yêu cầu của quá trình. Nguyên liệu ban đầu được cho vào thùng chứa, rời được bơm pit-tơng đẩy tới buờng bay hơi với áp suất cao. Tại đây, nguyên liệu được tạo thành màng mỏng nhờ cánh tạo màng làm tăng diện tích bay hơi, và được gia nhiệt để bay hơi mợt lượng hơi nước do trong thiết bị có chân khơng nên nhiệt đợ bay hơi của nguyên liệu giảm giúp quá trình bay hơi tớt hơn. Tiếp theo thành phẩm sẽ được bơm pit-tơng đẩy sang ớng thủy để kiểm tra, nếu đạt yêu cầu thì mở van cho vào thùng chứa. Nếu khơng thì mở van khác để hời lưu lại ban đầu. - Thiết bị cĩ rất nhiều các cảm biến nhiệt độ và áp suất để thu được các thơng số hoạt động từ đĩ cĩ thể điều chỉnh quá trình cơ đặc cho phù hợp. Quan trọng nhất là các bộ cảm biến cĩ chức năng điều khiển TIC1 điều khiển lượng hơi cấp cho quá trình cơ đặc từ đĩ điều khiển nhiệt độ quá trình cơ đặc. Cảm biến tốc độ động cơ cánh tạo màng để cĩ thể điều chỉnh tốc độ phù hợp. 6. Thiết bị thanh trùng tấm bản: - Cấu tạo: Thùng chứa sữa. Bơm hút sữa, đồng hồ đo áp suất, đo lưu lượng sữa. Tấm bản được xếp khít, gần nhau tạo thành rãnh dẫn sữa. Các khoang trao đổi nhiệt. Van điều chỉnh sữa ra vào. Thiết bị đồng hĩa sữa. Van điều chỉnh cấp hơi. TI Khu vực I: làm nĩng nguyên liệu cho vào. Khu vực II: làm nĩng lại. Khu vực III: làm mát nguyên liệu. Khu vực IV: làm lạnh. TI: đồng hồ đo nhiệt độ - Cảm biến điện cực: Hai thanh điện cực cĩ độ dài khác nhau(chênh lệch khoảng 20cm), đặt cách nhau 3cm.Mục đích để giới hạn mức dung dịch trong thùng chứa,nếu dung dịch chạm đến thanh ngắn thì sẽ dịng đi qua 2 thanh, kết quả là đĩng van, mức dung dịch khơng tăng thêm nữa. - Nguyên tắc hoạt động: Sữa sau khi được bảo quản sẽ được chuyển vào thùng chứa sữa của thiết bị thanh trùng. Máy bơm hút sữa sẽ điều chỉnh tốc độ sữa đi vào. Sữa đi vào vào (4oC) trao đổi nhiệt với sữa nĩng đi ra (78oC) ở khoang 3. Sau khi trao đổi nhiệt xong sữa cĩ nhiệt độ khoảng 35-40oC. Sau đĩ sữa sẽ được đi đồng hĩa rồi quay trở lại trao đổi nhiệt với nước nĩng ở khoang 4 nhiệt độ sữa là 78-80oC, sữa sẽ được cho đi qua một đoạn đường dài để tăng thời gian thanh trùng (lưu nhiệt), rồi trao đổi nhiệt với sữa đi vào ở khoang 3 nhiệt độ giảm cịn 35-40oC, sau đĩ trao đổi nhiệt với nước thường ở khoang 2 và nhiệt độ giảm xuống 20oC, tiếp tục trao đổi nhiệt với nước lạnh và nhiệt độ cuối cùng sau khi thanh trùng là 4oC. - Phạm vi ứng dụng: Nhờ quá trình biến đổi nhiệt đột ngột, liên tục để tiêu diệt bớt các VSV gây hại cho sản khẩm hoặc làm hỏng sản phẩm. 7. Máy thanh trùng liên tục: 1: Cảm biến đĩng mở điện từ - Mục đích: thanh trùng sản phẩm sau khi đĩng chai, tiêu diệt vàchống lại sự xâm nhập của vi sinh vật cĩ hại và bảo quản sản phẩm được lâu. - Cấu tạo: gồm 2 khoang chứa nước: khoang chứa nướcnĩng thanh trùng và khoang chứa nướcấm để giảm nhiệt, động cơ của băng tải sản phẩm, hệ thống vịi phun, bơm, đồng hồ chỉ nhiệt độ, áp suất. Ngồi ra cịn cĩ hệ thống đường dây dẫn, ống xả, bảng điều khiển, van xả tự động và van cấp hơi, rơle tự ngắt. - Nguyên lý hoạt động: Sản phẩm sau khi đĩng chai được đặt trên bề mặt băng tải. Quá trình diễn ra ba bước sau: Thanh trùng : Nước nĩng được làm nĩng tới 90- 950 C bằng hơi nĩng. Nước được chứa trong bồn và được bơm phun bằng máy bơm ly tâm. Quá trình được kiểm sốt bằng hệ thống điều khiển. Tiền làm mát. Nước nĩng tầm 600C được phun vào sản phẩm sau bước 1, nhằm tránh làm rạn nứt thủy tinh do sự thay đổi nhiệt độ quá nhanh. Quá trình cĩ thể điều khiển bằng tay. Làm mát: Sản phẩm sau bước hai được làm mát bằng nước lạnh. - Thiết bị đo lường: - Cảm biếnđĩng mởđiện từ: được dùng để ngắt mở van hơi vào khoang nước nĩng theo nhiệt độ đặt trước - Đồng hồđo nhiệt độ: Đo nhiệt độ của đường nước nĩng và nước ấm vào các khoang thanh trùng. - Đồng hồ đo áp suất: Đo áp suất của đường nước nĩng và nước ấm vào các khoang thanh trùng. 8. Hệ thống CIP: Là hệ thớng vệ sinh tẩy rửa cho các thiết bị mà khơng cần tháo lắp thiết bị. Ngoài ra hệ thớng còn có thể thanh tiệt trùng cho các thiết bị khác nhờ việc sử dụng hóa chất. - Cấu tạo: hệ thớng CIP (Clean in place) có cấu tạo gờm 3 thùng chứa dung dịch: axit, kiềm và nước. Các thùng này đều có hệ thớng ớng dẫn nới với máy bơm để có thể vận chuyển 3 loại dung dịch trên vào cùng 1 đường ớng tới các thiết bị khác. Cùng với hệ thớng gia nhiệt cho dung dịch làm sạch và đầu phun dung dịch trong các thiết bị. - Nguyên tắc hoạt đợng: tùy theo hệ thớng CIP, yêu cầu và loại thiết bị mà hệ thớng CIP được vận hành khác nhau. Tuy nhiên nguyên lý chung là: khi cần vệ sinh cho mợt thiết bị nào đó, trước hết, hệ thớng bơm nước nĩng vào để rửa sơ bợ cho thiết bị. Sau đó hệ thớng CIP sẽ lần lượt cho chạy các máy bơm để chuyển dung dịch kiềm vào đường ớng đến thiết bị cần làm sạch trong khoảng 30’. Sau đó hệ thớng sẽ chuyển sang bơm nước vào để tráng rửa lượng kiềm, tiếp theo là bơm dung dịch axit vào để tảy rửa, thanh trùng và trung bòa bớt lượng kiềm dư. Cuới cùng là tráng rửa nhiều lần bằng nước sạch, ban đầu là nước nóng sau đó là nước lạnh. Ngoại trừ nước, các dung dịch tẩy rửa đều được hời lưu để sử dụng lại. Hệ thớng CIP được dùng để vệ sinh cho các thiết bị khơng thể tháo ra để vệ sinh hoặc tháo lắp phức tạp, các thiết bị nhiều đường ớng, nhiêu tấm, bản như thiết bị thanh trùng bản mỏng. Do các dung dịch tẩy rửa đều được đun nĩng trước khi đưa đến các thiết bị cần làm sạch nên hệ thống cĩ một bộ cảm biến nhiệt độ cĩ chức năng điều khiển độ mở của van cấp hơi gia nhiệt. Bộ cảm biến chuyển tín hiệu điện sang áp suất để điều chỉnh áp suất của van màng, thay đổi độ mở van. II. Khảo sát các phần tử đo: Bộ điều khiển tự động Bộ điều khiển nhiệt độ Bộ điều khiển lập trình PLC gồm một mạch điện tử cĩ đầu ra (output) cho ra tín hiệu tuân theo một hàm quy luật nào đĩ cho trước đối với đầu vào (input). Đầu ra là tín hiệu điện với cường độ dịng điện từ 4 – 20 mA. Bộ điều khiển PLC cĩ thể thay đổi hàm quy luật, khác với bộ điều khiển PID chỉ cố định một hàm. Sơ đồ khối bộ điều khiển lập trình: Một bộ điều khiển PLC cĩ thể được chế tạo theo các cách: Cấu hình cứng: các bộ phận cấu thành được làm liền 1 khối; nhỏ gọn, giá thành thấp nhưng khơng cĩ khả năng mở rộng. Cấu hình cứng (cĩ khả năng mở rộng hạn chế): cĩ thể thêm được một số modul tùy theo CPU. Cấu hình modul: các bộ phận cấu thành được chế tạo riêng biệt thành các modul; một hệ thống được lắp ghép từ các modul trên nên cĩ khả năng mở rộng cao nhưng kéo theo giá thành cao và phức tạp. Cơ bản của một bộ điều khiển cần: Bộ cấp nguồn; CPU; bộ ghép nối,tích hợp. Sơ đồ mạch điện: Trên sơ đồ mạch: chân 6;7;8 là chân nối với nhiệt điện trở Pt100 với chân số 7 là đường riêng (+) cịn chân số 6 và 8 là đường chung cĩ thể đổi chỗ cho nhau được. Cịn nếu sử dụng cặp nhiệt thì chỉ đấu vào hai chân số 7 (+) và số 6 (-). Rở le đĩng ngắt mạch điện Rơ le cĩ tác dụng đĩng ngắt mạch điện chính cấp điện cho thiết bị, tác động mạnh hơn, rộng hơn để đảm bảo cho rơ le của bộ điều khiển khơng bị ảnh hưởng do nguồn điện cĩ cường độ lớn. Sơ đồ đấu nối của rơ le: Mạch điều khiển nhiệt độ Được thiết lập từ bộ điều khiển PLC và rơ le đĩng ngắt mạch để điều khiển thiết bị đun nĩng duy trì nhiệt độ của nước ở giá trị nhiệt độ đặt (80oC) Sơ đồ mạch điện: Bộ truyền xa Với các cảm biến nhiệt độ nhiều khi cần sử dụng bộ truyền xa để truyền tín hiệu về bộ điều khiển hay hiển thị nằm ở xa so với cảm biến. Mỗi bộ truyền xa thích hợp cho một vài loại cảm biến cụ thể. Ví dụ về bộ truyền xa tìm hiểu trong thí nghiệm: Bộ truyền xa dành cho cảm biến nhiệt điện trở Pt100 với dải giá trị nhiệt độ đo: 0oC – 200oC; cường độ dịng tín hiệu ra: 4 – 20mA. Với sơ đồ đấu nối cĩ 2 cách đấu nối để đo hiệu nhiệt độ hoặc đo nhiệt độ của đối tượng: Sơ đồ phía trên là sơ đồ dành cho đấu nối đo hiệu nhiệt độ, giữa 2 đối tượng được gắn cảm biến nhiệt độ và phía dưới là sơ đồ dành cho đo nhiệt độ của một đối tượng. Thí nghiệm Nội dung thí nghiệm Tìm hiểu lại cấu tạo các loại cảm biến và dụng cụ đo nhiệt độ, áp suất. Tiến hành khảo sát đo nhiệt độ của nước bằng các loại cảm biến nhiệt điện trở Pt100 và các dụng cụ: nhiệt kế thủy ngân. Nước được đun nĩng bằng ấm điện thơng qua nguồn điện được điều khiển bởi bộ điều khiển PLC sử dụng cảm biến điện trở Pt100. Đặt nhiệt độ cho bộ điều khiển là 80oC. Bắt đầu đun nước từ khi cịn lạnh. Đọc và ghi lại nhiệt độ hiển thị trên mỗi dụng cụ đo sau mỗi 10 giây cho đến khi mạch điều khiển tự động ngắt điện lần 2. Kết quả Sau khi ghi lại các giá trị nhiệt độ, ta vẽ đồ thị hiển thị nhiệt độ của các dụng cụ để so sánh: Trên đồ thị cĩ 3 điểm cần chú ý là: Lần đo thứ 58 và 82 mạch tự động ngắt khi đạt đến nhiệt độ đặt (80oC) Lần đo thứ 77 mạch tự đống đĩng điện, đun nĩng nước lại do nước nguội Nhận xét Từ đồ thị nếu lấy nhiệt điện trở Pt100 làm chuẩn thì: Nhiệt kế giãn nở nhiệt đo được các giá trị gần kề với giá trị đúng của nước do khoảng chia thang đo dụng cụ lớn (5oC) và cấp chính xác lớn (2,5). Nhiệt kế thủy ngân hiển thị giá trị nhiệt độ thấp hơn giá trị đúng trong giai đoạn bắt đầu đun nĩng do vỏ bảo vệ nhiệt kế truyền nhiệt kém. Nhiệt kế điện tử đo được các giá trị khơng đều do trong quá trình đo tay người giữ ở vị trí khơng ổng định. Nhiệt kế nhạy nên đo được giá trị nhiệt đọ ở gần đế gia nhiệt của ấm đun nên nhiệt độ tăng cao ở những lúc mạch điện đĩng. Trên đồ thị thấy được khoảng nhiệt độ làm việc của nhiệt điện trở Pt100 theo giá trị đặt 80oC là khoảng 79,5oC – 81,5oC các giá trị sau cĩ phần vượt qua khoảng giá trị làm việc là do quán tính nhiệt của thiết bị đun nĩng và nước. Thiết bị đo áp suất: 1. Bộ đo áp suất cĩ truyền xa: Đây là thiết bị dùng để đo áp suất cĩ thiết bị cảm biến truyền xa. Nhãn hiệu: Px 61-3030 Giới hạn đo: -30’’Hg - +30 psi (-1,013 – 2,067 bar) Tín hiệu ra: 4 – 20 mA Nguồn cung cấp: 24V( DC) Cơng thức tính áp suất theo điện áp (và ngược lại) áp dụng trong trường hợp thiếu các thiết bị hiển thị 1 trong 2 giá trị cần đo: i = 4 + (P + 1,013) x 5,195 (mA) P = -1,013 + (i-4) x 0,1925 (bar) Trong đĩ: i: cường độ dịng điện đo được (mA) P: áp suất đo được (bar) 2. Thiết bị đo áp suất tại chỗ: Đây là lại áp kế lị xo đàn hồi a, Chân khơng kế: Đơn vị đo: Kgf/cm2 Giới hạn đo: -1 – 0 (Kgf/cm2) Cấp chính xác dụng cụ (N): N= 2,5 Vậy sai số lớn nhất: ΔXmax= (N x A)/100 = (2,5 x 1)/100 = 0,025 (A: là giới hạn điều chỉnh thang đo (ở đây là 1 Kgf/cm2)) Giả sử kim đồng hồ đo chỉ: -0,6 Kgf/cm2 Khi đĩ giá trị thực tế sẽ là: (-0,6 – 0,025) ≤ Pthực tế ≤ (-0,6 + 0,025) -0,625 ≤ Pthực tế ≤ -0,575 (Kgf/cm2) b, Áp kế loại lớn: Đơn vị đo: Kgf/cm2 Giới hạn đo: 0 – 25 (Kgf/cm2) (A= 25 Kgf/cm2) Cấp chính xác dụng cụ: N= 1,5 Sai số lớn nhất: ΔXmax= (N x A)/100 = (1,5 x 25)/100 = 0,375 Giả sử kim đồng hồ chỉ: 10 Kgf/cm2 Khi đĩ giá trị thực tế sẽ là: 9,675 ≤ Pthực tế ≤ 10,375 (Kgf/cm2) III. Kết luận: Thơng qua đợt thí nghiệm của mơn “Kỹ thuật đo lường và điều khiển các quá trình thiết bị trong CNSH-CNTP” , chúng em đã hiểu hơn về các dụng cụ đo cũng như cách thức hoạt động của chúng trong các thiết bị cụ thể. Do cịn nhiều thiếu sĩt nên em mong được sự chỉ bảo của thầy, để từ đĩ cĩ thể hồn thiện hơn kiến thức.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docxbao_cao_do_luong_7244.docx