ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ 5
ВВЕДЕНИЕ 8
1. ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ АНАЛОГОВ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ
СИСТЕМ КОНТРОЛЯ ДАВЛЕНИЯ ГАЗА В ГАЗОПРОВОДЕ 10
1.1 Методы преобразования давления 10
1.1.1 Механическое преобразование (трубка Бурдона) 10
1.1.2 Тензометрический метод 12
1.1.3 Пьезорезистивный метод 13
1.1.4 Емкостной метод 15
1.1.5 Резонансный метод 16
1.2 Общие сведения о системах автоматизированного контроля
давления 19
1.3 Системы на основе цифровых манометров WIKA CPG1000 19
1.4 Системы на основе цифровых манометров Ametek Crystal XP2i.... 21
2. РАЗРАБОТКА АППАРАТНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ
СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ДАВЛЕНИЯ ГАЗА В ГАЗОПРОВОДЕ 23
2.1 Проектирование системы 23
2.2 Структурная схема прибора измерения давления 24
2.3 Описание структурной схемы 24
2.4 Выбор элементной базы 25
2.4.1 Выбор микроконтроллера 25
2.4.2 Выбор чувствительного элемента 32
2.4.3 Выбор интерфейса 35
2.4.4 Выбор индикатора 36
2.4.5 Выбор источника питания 37
2.5 Принципиальная электрическая схема системы измерения давления. 39
2.6 Трассировка и компоновка элементов на печатных платах 39
3. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ДАВЛЕНИЯ 40
3.1 Алгоритм программы автоматизированной системы контроля
давления 40
3.2 Код программы автоматизированной системы контроля давления.. 40
4. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ 41
5. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ 60
6. ПОГРЕШНОСТЬ РАЗРАБАТЫВАЕМОЙ СИСТЕМЫ 84
7. АНАЛИЗ И РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ 85
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 94
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 95
Жизнь без манометров была бы куда на много тяжелее. Было почти невозможно рассчитать такие повседневные вещи как давление нефти, воздуха, или кровяное давление. Без манометров мы бы не смогли даже нормально принять душ, потому что нужное давление воды в наших домах пришлось бы искать наугад.
Для обеспечения нормальной работы газовых приборов в газопроводах необходимо поддерживать оптимальное давление газа в соответствии с установленным режимом. Установленный режим давления систематически контролируется и корректируется диспетчерской службой по данным регистрирующих и указывающих манометров, установленных в газорегуляторных пунктах.
В передовых газовых хозяйствах внедряются средства телеизмерения, осуществляющие на расстоянии измерение давления газа на газорегуляторных пунктах. Особенно это важно для газопроводов низкого давления, так как от них питаются жилые дома и коммунально-бытовые предприятия. Изменение давления газа резко ухудшает условия работ газовых приборов, уменьшает к.п.д. и может нарушить нормальное горение.
Уменьшение величины давления часто объясняется большими перепадами давления газа на отдельных участках газопроводов.
Для проверки и изучения режима работы газопроводов, выявления участков с наибольшим перепадом давления производят замеры давления газа. Для этого могут быть использованы газорегуляторные пункты, конденсатосборники, вводы в дома или непосредственно газовые приборы.
Замер давления газа проводят в часы максимального газопотребления, причем замеры должны быть проведены одновременно во всех намечаемых пунктах.
Для полного изучения режима работы газопроводов проводят одновременные замеры давления газа не реже 2 раз в год, в период наибольшего расхода (зимой) и наименьшего (летом). По результатам замеров составляют карты давлений в газовых сетях. По этим картам легко определяют те участки, где имеется наибольший перепад давления газа.
Разрабатываемая система измерения давления в газопроводе должна
будет:
• измерять давление в различных точках газопровода;
• сравнивать измеренные значения давления с давлением, которое необходимо поддерживать в газопроводе;
• в случае выхода измеряемых значений за допустимые пределы, подать сигналы на устройства управления давлением.
• иметь связь с ПК.
В данной выпускной квалификационной работе была разработана цифровая система контроля давления газа. На основе этого метода был спроектирован измерительный прибор для автоматического контроля давления газа.
Данный прибор позволяет измерять давление с абсолютной погрешностью 0,25%. С его помощью можно производить непрерывный контроль давления газа в процессе производства. Благодаря использованию современной элементной базы, прибор обладает высоким быстродействием и надежностью.
