(48)

На выходе стабилизатора распределение подчиняется треугольному закону. Находим по табл.2.2[9] параметры распределения:

Среднеквадратическое отклонение для треугольного распределения:

(49)

5.5 Погрешность коэффициента усиления унифицированного преобразователя при измерении напряжения питания

Она является мультипликативной и распределена по треугольному закону, вызвана колебаниями напряжения питания (15%). Ее максимальное значение составляет:

(50)

Параметры треугольного распределения (табл. 2.2 [1]):

Среднеквадратическое отклонение:

(51)

5.6 Погрешность смещения нуля унифицированного преобразователя при колебаниях температуры

Эта погрешность является аддитивной, а закон ее распределения повторяет закон распределения температуры в лаборатории, где установлены усилитель и регистраторы. Закон распределения температуры в лаборатории в пределах от18 до 24°С можно считать равномерным со средним значением 21°С и размахом ±3 К.

(52)

Параметры равномерного распределения (табл. 2.2 [1]):

При принятом равномерном распределении температуры и размахом ±3 К ее СКО:

(53)

5.7 Основная погрешность аналого-цифрового преобразователя

Нормируется значением: .

Принимаем равное

Примем равномерный закон распределения. Параметры равномерного распределения (табл. 2.2[1]): Определим СКО:

(54)

5.8 Погрешность смещения нуля аналого-цифрового преобразователя при колебаниях температуры

Проявляется в виде смещения нуля на 0,1% при изменении температуры на 10 К (-0,1/10 %/К). Она аддитивная и при принятом законе распределения температуры размахом ±3 К.

(55)

Примем равномерный закон распределения и определим СКО:

(56)

Таблица 5

Обобщающая таблица по всем этапам

5.9 Суммирование погрешностей

Расчет результирующей погрешности канала сводится к вычислению приведенной погрешности при х = 0, которая складывается только из аддитивных составляющих, и в конце диапазона, которая складывается из всех составляющих. Выбор метода суммирования (складывать алгебраически или геометрически) зависит от того, являются ли суммируемые погрешности коррелированными или независимыми.

5.9.1 Сложение алгебраически коррелированных погрешностей

(57)

После учета коррелированных погрешностей все полученные погрешности можно суммировать как независимые.

5.9.2 Суммирование аддитивных погрешностей для начальной части шкалы

Аддитивные погрешности:

(58)

Сначала суммируем геометрически погрешность датчика и АЦП, находим СКО:

(59)

На промежуточном этапе суммируем и .

(60)

По аналогии с предыдущим определяем начальное СКО:

(61)

Вес дисперсии:

(62)

Эксцесс:

; (63)

Контрэксцесс:

(64)

По рисунку 18 (рис.3-3[9]), кривой 3 определяем энтропийный коэффициент k: .

Рисунок 18 - Зависимость энтропийного коэффициента k от веса дисперсии

Энтропийное значение приведенной погрешности в начале диапазона:

(65)

Доверительная вероятность, соответствующая полученному значению :

(66)

5.9.3 Расчет погрешности в конце диапазона канала

Для расчета погрешности в конце диапазона канала к полученному значению нужно добавить мультипликативную составляющую .

(67)

Вес дисперсии:

и

Эксцесс:

;

.

Контрэксцесс:

.

Погрешность от колебания напряжения питания () распределена по треугольному закону, а суммарная погрешность нуля () - по трапецеидальному. Для определения остальных параметров суммарного распределения воспользуемся рисунком 18.

Воспользуемся кривой 2 для суммирования треугольного распределения с дискретным двузначным. Будем считать исходным распределением треугольное, а добавленным к нему - трапецеидальное. Тогда нужна нам кривая всегда будет проходить выше кривой 2 на рисунке 18, но она не может быть выше кривой 6, соответствующей нормальному распределению. Узкая полоса между этими кривыми в их начальной части и ограничивает возможное положение нужной нам кривой.

Согласно рисунку 18 значению р = 0,55 соответствует , т.е. распределение оказывается достаточно близким к нормальному.

Энтропийное значение погрешности в конце канала:

(68)

Доверительная вероятность, соответствующая полученному значению :

(69)

Таким образом, при оценке погрешностей результатов измерений с вероятностью следует ожидать погрешности и

Общая формула для вычисления результирующей погрешности измерительного канала при любом х:

; (70)

,

Где х - текущее значение измеряемой величины,

- конечное значение шкалы измеряемого прибора.

6. Смета расходов на автоматизацию

В таблице 6 оценена полная стоимость нижнего уровня.

Таблица 6

Общая стоимость приборной конфигурации нижнего уровня

В таблице 7 представлена стоимость верхнего и среднего уровней.

Таблица 7

Общая стоимость среднего и верхнего уровней

Итого получаем, что общая стоимость составляет 17301,2 € или 658016,54 руб по курсу ЦБ России от 23.06.10.

Вывод

Автоматизация технологических процессов является одним из решающих факторов повышения производительности и улучшения условий труда. Все существующие или строящиеся промышленные объекты в той или иной степени оснащаются средствами автоматизации.

Система автоматизации и управления производит сбор и обработку информации с технологического оборудования и выработку управляющих воздействий с целью оптимизации процесса.

Современный уровень развития микроэлементной и вычислительной техники позволяет внедрять высокоточные измерительные приборы и средства контроля, что в свою очередь производит к повышению эффективности управления технологическим процессом.

В данной работе была разработана система автоматического регулирования процесса приготовления теста. Был произведен выбор приборов и средств автоматизации с конкретным подбором датчиков и выбором контроллера. Также была составлена математическая модель тестомесительной машины и проведена параметрическая оптимизация регулятора влажности в нем. Для одного из контуров была рассчитана погрешность измерительного канала.

В завершении проекта была приведена смета расходов на автоматизацию.

Список литературы

1. Информационный каталог по продукции SIMATIC SIEMENS «Компоненты для комплексной автоматизации». 2007.

2. Методические указания к комплексному курсовому проекту (выпускной квалификационной работе на присвоение степени бакалавра) "Автоматизация технологических процессов и производств". НГТУ: Сост.: С.А. Добротин, А.А. Попов, Е.В, Тараненко. Н. Новгород. 2005.

3. Моделирование систем автоматического регулирования уровня: Методические указания к лабораторной работе. НГТУ; Сост.: С.А. Добротин, А.В. Масленников. Н. Новгород, 1997.

4. Параметрическая оптимизация линейной системы автоматического регулирования. Ч. 2: Расчет оптимальных настроек промышленных регуляторов. Метод, указания к лаб. работе по дисциплине «Теория управления». НГТУ; Сост.: А.А. Попов, Н. Новгород, 2000.

5. Клюев А.С. Наладка средств автоматизации и автоматических систем регулирования: Справочное пособие. - М.: Энергия, 1989.

6. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: учеб. Пособие. Под ред. П.Г. Романкова, - Л.: Химия,1981.

7. Полный каталог по продукции SIMATIC SIEMENS «Компоненты для комплексной автоматизации ST70». 2007.

8. Технология и техно-химический контроль хлебопекарного производства. Автор: Л.Ф. Зверева, 3.С. Немцова, Н.П. Волкова. Издательство: Легкая и пищевая промышленность. Год издания: 1983.

9. Новицкий П.В. «Оценка погрешностей результатов измерений», Ленинград, ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ, 1991 г.

Размещено на Allbest.ru