Комплект контрольно-измерительных материалов по дисциплине Основы автоматизации технологических процессов для 240113
учебно-методический материал на тему

Министерство образования и науки Самарской области

Государственное бюджетное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

«Чапаевский химико-технологический техникум»

КОМПЛЕКТ КОНТРОЛЬНО-  ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

по учебной дисциплине

ОП.09 ОСНОВЫ АВТОМАТИАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

«профессиональный цикл»

основной профессиональной образовательной программы

специальности СПО

240113 Химическая технология органических веществ

Комплект контрольно-измерительных материалов  разработан на основе федерального государственного образовательного стандарта среднего  профессионального образования по специальности СПО 240113 Химическая технология органических веществ, рабочей  программы учебной дисциплины ОП.09 Основы автоматизации технологических процессов

СОДЕРЖАНИЕ

1. Паспорт комплекта контрольно-оценочных средств
2. Результаты освоения учебной дисциплины, подлежащие проверке

3.  Оценка освоения учебной дисциплины

3.1. Формы и методы оценивания

3.2. Типовые задания для оценки освоения учебной дисциплины

4. Контрольно-оценочные материалы для итоговой аттестации по учебной дисциплине

5. Приложения. Задания для оценки освоения дисциплины

1. Паспорт комплекта контрольно-измерительных материалов         

        В результате освоения учебной дисциплины ОП.09 Основы автоматизации технологических процессов обучающийся должен обладать предусмотренными  ФГОС по специальности СПО 240113 Химическая технология органических веществ

следующими умениями, знаниями, которые формируют  профессиональные  и общие компетенции:

У1- выбирать тип контрольно-измерительных приборов и средств автоматизации под задачи производства и аргументировать свой выбор;

У2- регулировать параметры технологического процесса по показаниям контрольно-

измерительных приборов и аппаратуры (КИПиА) вручную и дистанционно с использованием средств автоматизации;

У3- снимать показания КИПиА и оценивать достоверность информации;

З1 - классификацию, виды, назначение и основные характеристики типовых контрольно- измерительных приборов, автоматических и сигнальных устройств по месту их установки, устройству и принципу действия (электрические, электронные, пневматические, гидравлические и комбинированные датчики и исполнительные механизмы, интерфейсные, микропроцессорные и компьютерные устройства);

З2- общие сведения об автоматизированных системах управления (АСУ) и системах

автоматического управления (САУ);

З3- основные понятия автоматизированной обработки информации;

З4- основы измерения, регулирования, контроля и автоматического управления параметрами технологического процесса;

З5- принципы построения автоматизированных систем управления технологическими процессами, типовые системы автоматического регулирования технологических процессов;

З6- систему автоматической противоаварийной защиты, применяемой на производстве;

З7- состояние и перспективы развития автоматизации технологических процессов.

ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес;

ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество;

ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность;

ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

ОК 5. Использовать информационно-коммутационные технологии для совершенствования профессиональной деятельности.

ОК 6 . Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.

ОК 7. Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), результат выполнения заданий.

ОК 8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации.

ОК 9. Ориентироваться в условиях частой смены технологий

в профессиональной деятельности.

В процессе изучения дисциплины формируются профессиональные компетенции:

ПК 1.1. Подготавливать оборудование к безопасному пуску, выводу

на технологический режим и остановке.

ПК 1.2. Контролировать работу основного и вспомогательного

оборудования, технологических линий, коммуникаций и средств

автоматизации.

ПК 1.3. Обеспечивать безопасную эксплуатацию оборудования при ведении технологического процесса.

ПК 1.4. Подготавливать оборудование к проведению ремонтных работ.

ПК 2.1. Подготавливать исходное сырье и материалы.

ПК 2.2. Поддерживать заданные параметры технологического процесса с помощью контрольно-измерительных приборов и результатов аналитического контроля.

ПК 2.3. Выполнять требования промышленной и экологической безопасности и охраны труда.

ПК 2.4. Рассчитывать технико-экономические показатели технологического процесса.

ПК 2.5. Соблюдать нормативы.

ПК 3.1. Контролировать и вести учет расхода сырья, материалов, энергоресурсов, полупродуктов, готовой продукции и отходов.

ПК 3.2. Контролировать качество сырья, полуфабрикатов (полупродуктов) и готовой продукции.        

ПК 3.3. Выявлять и устранять причины технологического брака.

ПК 3.4. Принимать участие в разработке

ПК 4.1. Планировать и координировать деятельность персонала по выполнению производственных заданий.

ПК 4.2. Организовывать обучение безопасным методам труда, правилам технической эксплуатации оборудования, техники безопасности.

ПК 4.3. Контролировать выполнение правил техники безопасности, производственной и трудовой дисциплины, требований охраны труда промышленной и экологической безопасности.

ПК 4.4. Участвовать в оценке и обеспечении экономической эффективности работы подразделения.

Формой итоговой аттестации по учебной дисциплине является  зачёт

2. Результаты освоения учебной дисциплины, подлежащие проверке

2.1. В результате аттестации по учебной дисциплине осуществляется комплексная проверка следующих умений и знаний

Таблица 1

3. Оценка освоения учебной дисциплины:

3.1. Формы и методы оценивания

Предметом оценки служат умения и знания, предусмотренные ФГОС по дисциплине Основы автоматизации технологических процессов, направленные на формирование общих и профессиональных компетенций.

Контроль качества освоения дисциплины проводится в процессе текущего контроля и промежуточной аттестации.

Текущий контроль проводится в пределах учебного времени, отведенного на дисциплину. Результаты текущего контроля учитываются при подведении итогов по дисциплине.

Промежуточная аттестация проводится в форме дифференцированного зачёта за 1 семестр и зачёта за 2 семестр.

Промежуточная аттестация может проводиться   в письменной форме.

Контроль и оценка освоения учебной дисциплины по темам (разделам)                              Таблица 2

3. 2. Типовые задания для оценки освоения учебной дисциплины

3.2.1. Рубежный контроль

3.2.1.1 Контрольная работа №1

Измерение давления

1 Жидкостные манометры.

В жидкостных манометрах используется принцип сообщающихся сосудов. Действие их основано на уравновешивании измеряемого давления силой тяжести столба жидкости.

Для  U-образного двухтрубного манометра давление определяется по разности уровней жидкости в трубах, в которые подаются атмосферное и абсолютное давления (или разность давлений)

                                             Ризб = ρgh                                                                  (6.10)

                                          P = P1 – P2 = ρqh,                                                     (6.11)

где        ρ   - плотность заполняющей трубки жидкости, кг/м3

             q   -  ускорение силы тяжести, м/с2.

Рисунок 2 – Жидкостный манометр

2 Деформационные манометры действуют по принципу преобразования давления в перемещение упругого элемента. В зависимости от типа применяемых элементов различают мембранные, сильфонные, трубчато-пружинные манометры.

1 – мембрана;  2 - рычаг;   3 – стрелка;   4 – шкала

Рисунок 3 – Деформационный манометр (мембранный)

Максимальное перемещение центра мембраны δmax, мм под действием давления (рисунок 3) определяется по формуле:

                                                      PD4

                            δmax = 0,17                                                                         (6.12)

                                                  16 EG h3

где     ЕG – модуль упругости, Па;

           D  - диаметр мембраны, мм;

           h   - толщина мембраны, мм;

         Р – давление, Па.

 Максимальное допустимое механическое напряжение на мембране  σmax ,Па определяется по формуле

                                                                    PD2

                                                   σmax=  0,75                                                       (6.13)                                                      

                                                                           4h2

3 Электрические преобразователи давления действуют по принципу преобразования давления в электрический сигнал.  К таким преобразователям относятся пьезоэлектрические, тензометрические, емкостные.

В пьезоэлектрических преобразователях используется явление возникновения напряжения на гранях кристаллов при воздействии на них механического усилия или давления. Напряжение U, В на гранях пьезокристаллов определяется по формуле

                                                              1012 К Р S

                                                U =                                                                        (6.14 )

                                                              Cвх/ n + Co

где    К- пьезоэлектрическая постоянная, Кл/н

         ( для кварца К = 2,2 10-12 Кл/н);

         S – площадь поверхности кристалла, м2

         Свх – емкость измерительной цепи, пФ;

         Со – емкость кристалла, пФ;

         n -    число пластинок кристалла;

          Р -   давление, Па.

Емкость Со, пФ  пьезокристалла определяется по формуле:

                                                                8,9 ε S

                                           С0 =                                                                  (6.15)

                                                          h

где     ε   -  относительная диэлектрическая проницаемость  для кварца  ε= 4,5);

   h  - толщина кристалла, м;

   S- площадь пластины, м2.

В тензометрических преобразователях давления используется явление изменения сопротивления металлических проволочных и полупроводниковых резисторов при их деформации.

Обычно тензометрические датчики наклеивают на упругие  элементы (например, мембраны) преобразователей давления и включают в мостовые измерительные схемы.

Относительное изменение сопротивления R линейно зависит от изменения длины l и определяется по формуле

                                      R       Кq  l      Кq F

                                             =              =                                                             (6.16)                            

                                        R            l            S EG

где    Кq  - коэффициент тензочувствительности (0,5 – 2,5);

  F  - сила,  приложенная к площади упругого элемента , кН;

  ЕG – модуль упругости, ГПа;

  S – площадь упругого элемента, мм2.

В емкостных  преобразователях давления использовано явление изменения емкости плоского конденсатора при изменении расстояния между его обкладками под действием давления.

Емкость плоского конденсатора С, Ф определяется по формуле

                                                С =                                                   (6.17)

где   εа – абсолютная диэлектрическая постоянная, Ф/м;

        S – площадь пластины, м2;

d – расстояние между пластинами, м.

Задания  для  контрольной  работы

Вариант 1

1. Атмосферное давление в зоне установки двухтрубного манометра, заполненного ртутью с ρv=14 г/см3, равно 101,3 кПа. Определить избыточное и абсолютное давления, если разность уровней 100 мм.

Вариант 2

1. Абсолютное давление контролируемой среды менялось от 50 до 120 кПа, атмосферное давление 101,3 кПа. Определить, в каких пределах меняется разность уровней в двухтрубном манометре, заполненном ртутью с ρv=14 г/см3.

Вариант 3

1. Жидкостный манометр отградуирован при атмосферном давлении 101,3 кПа на измерение абсолютного давления до 130 кПа. Изменится ли избыточное давление прибора, заполненного ртутью, при падении атмосферного давления до 97 кПа? Определить относительную погрешность измерения абсолютного давления, если показание прибора соответствует 130 кПа.

Вариант 4

1. Жидкостный манометр, заполненный спиртом, градуируется при температуре 20°С; плотность спирта ρV0=800 кг/м3. Определить, как изменится чувствительность прибора при температуре 30°С, если рV=790 кг/м3. Найти погрешность измерения давления Ризб= 1кПа.

Вариант 5

1. Длина каждой из трубок U-образного манометра 0,5 м. Для каких избыточных давлений можно использовать манометр, если его заполнить ртутью (рV=13800 кг/м3)?

Вариант 6

1. Мембрана манометра диаметром 80 мм, толщиной 0,8 мм, с модулем упругости 150 ГПа деформируется под действием давления от 2 до 5 мм. Найти диапазон измеряемых давлений.

Вариант 7

1. Для мембраны манометра толщиной 0,8 мм, диаметром 64 мм и модулём упругости 150 ГПа, допустимое напряжение не должно превышать 450 МПа. Определить наибольшее измеряемое давление и максимально допустимое перемещение центра мембраны.

Вариант 8

1. Определить напряжение на обкладках пьезоэлектрического преобразователя давления, состоящего из пяти пластинок кварца толщиной 1мм и площадью поверхности 100 мм2, если ёмкость измерительной цепи Свх=20 пФ, а к преобразователю приложено давление 0,5 МПа.

Вариант 9

1. Напряжение на пьезокристалле кварца преобразователя давления меняется от 10 до 50 В. Определить диапазон изменения  давления в случае использования четырёх пластин толщиной 0,8 мм и размером (20х10) мм2 каждая. Ёмкость измерительной цепи 10 пФ.

Вариант 10

1. Подобрать число пластин пьезоэлектрического преобразователя так, чтобы при давлении 1 МПа напряжение на его выходе было 30 В. Ёмкость преобразователя С0=5пФ, ёмкость измерительной цепи Свх = 8пФ, площадь пластины S = 100 мм2.

Вариант 11

1. Тензодатчик сопротивлением 500 Ом и длиной 50 мм наклеен на мембрану деформационного манометра. При давлении 5 кПа его длина стала 55 мм. Определить чувствительность тензодатчика и изменение сопротивления , если кД=2.

Вариант 12

1. Для измерения давления воздуха используют ёмкостный манометр. При отсутствии давления расстояние между обкладкой и тонкой мембраной 1 мм, ёмкость прибора С=100 пФ. Определить значения ёмкости при перемещении мембраны на 0,2 и 0,8 мм при давлениях 10 и 40 кПа. Определить чувствительность ёмкостного манометров.

Вариант 13

1. Ёмкостный манометр используют для измерения давления жидкости от 10 до 50 кПа, причём ёмкость меняется от 4 до 20 пФ. В измерительной цепи его применяют в резонансном контуре с индуктивностью 0,1 мГн, питание которого от источника переменного напряжения с f=4 МГц. При каком давлении контур будет работать в режиме резонанса? Условие резонанса ХL=ХС

Критерии оценки

Контрольная работа предназначена для рубежного контроля по теме «Контроль давления».

Оценка «отлично» ставится, если:

- работа выполнена полностью;

- в теоретических выкладках решения нет пробелов и ошибок;

- в тексте программы нет синтаксических ошибок (возможны одна-две различные неточности, описки, не являющиеся следствием незнания или непонимания учебного материала).

Оценка «хорошо» ставится, если:

- работа выполнена полностью, но обоснования шагов решения недостаточны (если умение обосновывать рассуждения не являлось специальным объектом проверки);

- допущена одна ошибка или два-три недочета в чертежах, выкладках или тексте программы.

Оценка «удовлетворительно» ставится, если:

- допущены более одной ошибки или двух-трех недочетов в выкладках или программе, но учащийся владеет обязательными умениями по проверяемой теме.

Оценка «неудовлетворительно» ставится, если:

- допущены существенные ошибки, показавшие, что учащийся не владеет обязательными знаниями по данной теме в полной мере.

- работа показала полное отсутствие у учащегося обязательных знаний и умений по проверяемой теме.

3.2.1.2 Контрольная работа №2

Измерение расхода жидкости и газа  

Расход вещества – это масса или объем вещества проходящего через известное сечение в единицу времени (м3/с, кг/с).

1 Измерение расхода методом переменного перепада давления

Расходоизмерительная система состоит из сужающего устройства (диафрагма, сопло), устанавливаемого в трубопроводе, импульсных трубок и дифманометров.

Действие расходомеров этого типа основано на измерении перепада давления потока на сужающем устройстве. Объемный расход газов и жидкостей QV , м3/с через сужающее устройство определяется по формуле:

                                       QV = αQ*εC*mQ2                                                    (6.18)

где    αQ   -    коэффициент расхода (приложение   В);

          εC   -    коэффициент сжимаемости (для жидкости  εC = 1);

          ρV  -    плотность жидкости или газа, кг/м3;

         Р -    перепад давления, Па;

          mQ -   d/D – характеристический коэффициент (0,05  mQ  0,6);

         d  -    диаметр сужающего устройства, м;

         D -    диаметр трубопровода, м.

При измерении расхода с помощью сужающих устройств требуются нормированные условия среды (температура и атмосферное давление).

2 Турбинные расходомеры

В турбинных расходомерах основным элементом служит турбинка (крыльчатка), вращающаяся в потоке жидкости. Вращение передается  через специальный механизм к счетному устройству. Частота вращения турбинки ω, рад/с определяется по формуле

                                                 K Vср            K  QV

                                        ω =               =                                                                (6.19)

                                            l            S * l

где   К – постоянный коэффициент для данного типа счетчика;

 l  - шаг лопастей турбинки, м;

S  - площадь поперечного сечения трубы, м2;

QV – объемный расход, м3/с;

Vср – средняя скорость потока, м/с.

3 Объемные расходомеры

В объемных расходомерах вращаются два подвижных элемента (шестерни), отмеривающие при своем движении определенные объемы жидкости (измерительный объем).  Объемный расход определяется по формуле:

                                                     q  n

                                         QV =                                                                                 (6.20)

                                             t1 – t2

где   q  - измерительный объем, м3;

         n – количество измеренных объемов;

          (t1 – t2) – промежуток времени, с.

Контроль и учет расхода жидкости проводится по результатам подсчета числа оборотов шестерен.

4 Индукционные  (электромагнитные) расходомеры

               Индукционные  расходомеры служат для непосредственного преобразования расхода в электрический сигнал. Они предназначены для измерения расхода проводящих жидкостей. Действие индукционных расходомеров основано на возникновении ЭДС в трубопроводе между полюсами электромагнита, которая снимается с помощью электродов.

        ЭДС определяется по формуле

                                                                       B*D*Q

                                       E = B* D* Vср  =                                                             (6.21)

                                                                     S

где   В -  магнитная индукция между полюсами электромагнита, Тл;

        D  -  внешний диаметр трубы, равный расстоянию между электродами, м;

S   -  площадь поперечного сечения трубы, м2.

Для тонкостенных трубопроводов ЭДС определяется по формуле:

                                          4 В Q

                                  Е =                                                                                  (6.22)

                                                    D

Задание на контрольную работу

Вариант 1

По трубопроводу диаметром D=100 мм движется поток жидкости со средней скоростью 5 м/с. Определить объёмный и массовый расходы жидкости, если её плотность ρV= 955кг/м3.

Вариант 2

При измерении уровня радиоволновым методом время запаздывания отраженного сигнала равно 0,1 мкс. Определить уровень вещества, если радиоизлучатель находится на высоте 25 метров над дном резервуара.

Вариант 3

При измерении расхода воды в трубопроводе диаметром D=100 мм с помощью нормальной диафрагмы d=50 мм перепад давления составляет 100 кПа. Найти значения объёмного расхода.

Вариант 4

Расход воздуха в трубопроводе диаметром Д=300 мм меняется от 140 до 200 м3/ч. Определить, на какие перепады давления должен быть рассчитан дифманометр, устанавливаемый в нормальную диафрагму d=30 мм. Плотность воздуха 1,033 кг/м3, коэффициент сжимаемости =0,87.

Вариант 5

При изменении расхода в 1,5 раза перепад давления в сужающем устройстве увеличился на 10 кПа. Определить первоначальное значение перепада давления.

Вариант 6

Наибольший расход воды в трубопроводе диаметром D=250 мм равен 240 м3/ч. К сужающему устройству подключён дифманометр с верхним пределом шкалы Δр=20 кПа. Подобрать параметры нормальных диафрагмы или сопла для измерения расхода в данном случае.

Вариант 7

Для измерения расхода воздуха с нормальными значениями плотности ρV =1,035 кг/м3 и коэффициента сжимаемости с=0,91 в трубопроводе диаметром D = 100 мм используется нормальное сопло с m2Q=0,31. Номинальное значение расхода QН=150 м3/ч. Найти погрешность определения расхода, если в результате изменения температуры и влажности воздуха его параметры стали равны ρV  =1,08кг/м3 и   с = 0,85.

Вариант 8

Расход в турбинном тахометрическом расходомере меняется от 30 до 70 м3/ч. Каким оборотам турбинки соответствуют эти значения расхода, если проходной диаметр 50 мм, а шаг лопастей турбинки 40 мм? Коэффициент К принять равным 0,6.

Вариант 9

Частота  вращения   турбинки  тахометрического   расходомера   равна 900 об/мин. Найти значение расхода, если проходной диаметр 60 мм, а на турбинке диаметром 40 мм установлено восемь лопастей. Коэффициент к=0,75.

Вариант 10

При изменении расхода в 1,2 раза частота вращения турбины увеличилась на 100 об/мин. Найти первоначальное число оборотов и чувствительность тахометрического расходомера, если первоначальный расход был 10 м3/ч.

Вариант 11

В турбинном расходомере с индуктивным преобразователем в диапазоне частоты вращения 500...800 об/мин значение ЭДС меняется от 20 до 40 В. Определить частоту вращения и расход при напряжении 25 В, если шкала отградуирована от 20 до 80 м3/ч. Шкала прибора равномерная

Вариант 12

В турбинном расходомере с индуктивным преобразователем измерительным прибором служит вольтметр с диапазоном измерения 10 В и классом точности 1,5. Определить наибольшую абсолютную погрешность измерения расхода, если чувствительность расходомера 0,5  

Вариант 13

Шестерни в объемном расходомере сделали в течение 20 мин 120 оборотов. Определить средний расход, если объем отсекаемой жидкости 50 см3.

Вариант 14

Расход воды в тонкостенном трубопроводе диаметром 40 мм изменяется от 50 до 100 м3/ч. Его измеряют с помощью индукционного расходомера, в магнитной цепи которого создается индукция В= 1,2 Тл. Определить изменения ЭДС в измерительной обмотке.

Вариант 15

В индукционном расходомере  значения ЭДС  0,8 В. Определить расход жидкости  в  трубопроводе  с  внутренним  диаметром  dвн = 30  мм и внешним D = 40 мм, если создаваемая магнитной цепью индукция В=1 Тл.

Вариант 16

При градуировке индукционного расходомера верхнему пределу 500 м3/ч соответствует значение ЭДС 6 В для трубопровода dвн = 41 мм и D = 50 мм. Определить индукцию в магнитной цепи и цену деления шкалы прибора.

Критерии оценки

Контрольная работа предназначена для рубежного контроля по теме «Контроль расхода жидкости и газа».

Оценка «отлично» ставится, если:

- работа выполнена полностью;

- в теоретических выкладках решения нет пробелов и ошибок;

- в тексте программы нет синтаксических ошибок (возможны одна-две различные неточности, описки, не являющиеся следствием незнания или непонимания учебного материала).

Оценка «хорошо» ставится, если:

- работа выполнена полностью, но обоснования шагов решения недостаточны (если умение обосновывать рассуждения не являлось специальным объектом проверки);

- допущена одна ошибка или два-три недочета в чертежах, выкладках или тексте программы.

Оценка «удовлетворительно» ставится, если:

- допущены более одной ошибки или двух-трех недочетов в выкладках или программе, но учащийся владеет обязательными умениями по проверяемой теме.

Оценка «неудовлетворительно» ставится, если:

- допущены существенные ошибки, показавшие, что учащийся не владеет обязательными знаниями по данной теме в полной мере.

- работа показала полное отсутствие у учащегося обязательных знаний и умений по проверяемой теме.

3.2.1.3 Контрольная работа №3

Измерение уровня  

1 Поплавковые уровнемеры действуют по принципу перемещения поплавка на поверхности жидкости. Это перемещение затем с помощью механической или электрической передачи поступает на прибор. Уравнение равновесия систем имеет вид:

                                       ρV V + mпр =  mп  mтр,                                                 (6.23)

где   V  - объем вытесняемой поплавком жидкости, м3;

              ρV    - плотность жидкости, кг/м3;

         mпр, mп, mтр,  -  соответственно масса противовеса, поплавка,   неуравнове-шенной части троса.

2. Пьезометрические (гидростатические) уровнемеры  основаны на принци-пе продувания воздуха через пневматическую трубку, опущенную в резервуар и измерения гидростатического давления Р, Па по формуле

                                                   Р  =ρqh,                                                               (6.24)

где     ρ  -   плотность жидкости, кг/м3;

          q -   ускорение силы тяжести, м/с2;

          h -   высота столба жидкости, м.

3 Принцип работы уровнемеров–дифманометров основан на измерении разности давлений жидкости в резервуаре и уравнительном сосуде. Дифманометры-уровнемеры  следует градуировать при определенной плотности жидкости.

        Разность давления в уровнемерах-дифманометрах равна гидростатическому давлению столба жидкости и определяется по формуле

                                      Р =ρqh                                                                   (6.25)

4 Электрические преобразователи уровня (емкостные)  основаны на использовании емкостного метода, т.е. зависимости конденсаторного устройства от уровня заполняющей его жидкости. Устройство емкостного уровнемера представляет собой параллельно соединенные цилиндрические конденсаторы С1 (образован частью электродов и жидкостью, уровень которой изменяется) и С0 (образован частью электродов и воздухом).  Емкость уровнемера определяется по формуле:

                                                                                      2

                   С = С1 + С0 = [lεа2 + (l0 – l) εа1]                                                  (6.26)

                                                                        ln (D1/D2)

где  l0 и l  - полная длина цилиндра (резервуара) и длина его, заполненная жидкостью, м;

        εа1 и εа2 - абсолютные диэлектрические проницаемость воздуха и жидкости,              Ф/м;

        D1 и D2 -   диаметры внешнего цилиндра (резервуара) и внутреннего

         цилиндра (электрода), м.

                                                                                                   Сх

Рисунок 4 – Емкостной уровнемер

5 Волновые уровнемеры действуют по принципу отражения звуковых или электромагнитных волн от поверхности измеряемой жидкости. Обычно в волновых уровнемерах измеряется время запаздывания отраженного сигнала относительно излучаемого по формуле

                                                        2h

                                             τ  =                                                                            (6.27)

                                                         V

где     h – расстояние от излучателя до поверхности, м;

          V – скорость распространения волны  в среде над измеряемой

                 поверхностью, м/с;

Скорость распространения электромагнитной волны V, м/с зависит от свойств среды и определяется по формуле-

                                      V =                                                                 (6.28)

где  εa , μa  - абсолютная диэлектрическая (Ф/м) и магнитная (Гн/м)  проницае-мость среды.

Например, скорость распространения электромагнитных волн в воздухе составляет 299 106 м/с.

Скорость звуковой волны  V, м/с в воздухе определяется по формуле

                                       V = = εcKRT,                                            (6.29)

где   εc  -  коэффициент сжимаемости газов, м2/Н;

         KR -  универсальная газовая постоянная, равная 8134 Дж(кг К);

          Р, Т  -   давление, Па  и температура среды, К;

        ρ - плотность среды, кг/м3.

Задание для контрольной работы

Вариант 1

В поплавковом уровнемере масса поплавка  2,8 кг, объём 420 см3, масса противовеса 2 кг. При измерении верхнего уровня поплавок находится на расстоянии 5 м от дна резервуара, а противовес – на расстоянии 2 м, масса троса 0,2 кг на погонный метр. Определить, какая часть объема поплавка будет погружена, если плотность измеряемой жидкости 950 кг/м3.

Вариант 2

Определить передаточное число редуктора поплавкового уровнемера, одно из колёс которого связано с барабаном, наматывающим трос, другое – со стрелкой указателя, если при перемещении поплавка от 0 до 1,5 м угол поворота указателя равен 270°. Диаметр барабана 100 мм.

Вариант 3

Контактно-механический уровнемер рассчитан на измерение уровня до 5 м. Сколько оборотов сделает электромеханическая лебёдка диаметром 0,5 м? Выбрать коэффициент передачи редуктора, связывающего лебёдку с сельсином-датчиком, если его поворот должен быть не более 180°.

Вариант 4

1 – мембрана, 2 – диск, 3 – возвратная пружина,

4 – микропереключатель, 5 - корпус

Рисунок 7 – Мембранный сигнализатор уровня

На рисунке 7 приведена принципиальная схема мембранного сигнализа-тора уровня. При каком давлении среды сработает сигнализатор с мембраной диаметром 50 мм и толщиной 0,5 мм, если модуль упругости материала мембраны Е =20 ГПа, а рабочий ход микропереключателя 2 мм?

Вариант 5

Мембранный сигнализатор (рисунок 7) используется для сигнализации верхнего уровня жидкости плотностью ρV= 950 кг/м3. При какой толщине слоя над осью мембраны включится сигнализатор, если давление срабатывания мембраны 500 Па.

Вариант 6

Показания дифманометра пьезометрического уровнемера 5 кПа. Определить значения уровня жидкости номинальной плотностью ρV=880 кг/м3 в резервуаре.

Вариант 7

Пьезометрический уровнемер рассчитан на измерение уровня до 0,5 м в жидкости плотностью 1200 кг/м3. Абсолютное давление в резервуаре 50 кПа. Определить минимальное давление воздуха в пьезометрической трубке, необходимое для измерения максимального уровня (рисунок 9).

Рисунок 9 – Пьезометрический уровнемер

Вариант 8

Давление в напорной трубке уровнемера 0,2 МПа. Плотность воды в открытом резервуаре при нормальных атмосферных условиях ρV=1000кг/м3. Какой максимальный уровень можно измерить пьезометрическим уровнемером (рисунок 9)?

Вариант 9

Для измерения уровня жидкости в закрытом резервуаре используют дифференциальный манометр. Определить показания прибора при изменении уровня от 1 до 3 м, если плотность жидкости ρV=1050 кг/м3, давление воздуха в резервуаре 0,2 МПа. Найти давления в плюсовой и минусовой трубках манометра.

Вариант 10

Для измерения уровня жидкости плотностью ρV=1050 кг/м3 в открытом резервуаре используют дифференциальный манометр, минусовая трубка которого соединена с атмосферным воздухом. Определить показания манометра при нулевом уровне и максимальном уровне воды 5м, если он расположен ниже нулевого уровня резервуара на 3 м.

Рисунок 10 – Водомерное стекло

Вариант 11

На рисунке 10 приведена схема простейшего гидростатического уров-немера – водомерного стекла. Определить объём и массу воды в измерительном резервуаре диаметром 1 м, если максимальный уровень в трубке соответствовал 0,8 м. Плотность воды 990 кг/м3.

Вариант 12

Для измерения уровня воды используют емкостной уровнемер (рисунок 4). Длина цилиндра 1,5 м, диаметры 40 мм и 5 мм. Определить наибольший диапазон изменения емкости конденсатора. Абсолютная диэлектрическая проницаемость воздуха 8,85*10-12 , воды 274,4*10-12  .

Вариант 13

Начальная ёмкость конденсатора ёмкостного уровнемера при отсутствии жидкости в нём 50 пФ. Определить значения ёмкости при значениях уровня 0,5l0 для жидкости с относительной диэлектрической проницаемостью  = 8 (рисунок 4).

Вариант 14

Чувствительность ёмкостного уровнемера 10 нФ/м. Определить изменение реактивного сопротивления конденсатора при измерении уровня от 0,5 до 1 м, если измерительная цепь подключается к источнику переменного ток напряжения частотой 10 кГц. Ёмкостью соединительных линий пренебречь.

Вариант 15

Какие диаметры отверстий должны быть у сужающих устройств для измерения расхода в трубах диаметром D=80 мм?

Критерии оценки

Контрольная работа предназначена для рубежного контроля по теме «Контроль уровня».

Оценка «отлично» ставится, если:

- работа выполнена полностью;

- в теоретических выкладках решения нет пробелов и ошибок;

- в тексте программы нет синтаксических ошибок (возможны одна-две различные неточности, описки, не являющиеся следствием незнания или непонимания учебного материала).

Оценка «хорошо» ставится, если:

- работа выполнена полностью, но обоснования шагов решения недостаточны (если умение обосновывать рассуждения не являлось специальным объектом проверки);

- допущена одна ошибка или два-три недочета в чертежах, выкладках или тексте программы.

Оценка «удовлетворительно» ставится, если:

- допущены более одной ошибки или двух-трех недочетов в выкладках или программе, но учащийся владеет обязательными умениями по проверяемой теме.

Оценка «неудовлетворительно» ставится, если:

- допущены существенные ошибки, показавшие, что учащийся не владеет обязательными знаниями по данной теме в полной мере.

- работа показала полное отсутствие у учащегося обязательных знаний и умений по проверяемой теме.

3.2.1.4 Контрольная работа №4

Измерение температуры

1.  Термометры расширения действуют на основании способности жидкости изменять свой объем, а твердых тел – размер при изменении температуры.

Жидкостный термометр расширения состоит из резервуара, заполненного жидкостью (ртуть, спирт), капиллярной трубки и шкалы. Объем жидкости в зависимости от температуры определяется по формуле

                                V = V0 [ 1+ αV (Т– Т0)]                                                   (6.1)                                                                                                                                                                                                                                                                                            

где   V и V0 – объемы жидкости при температурах Т  и Т0, м3;

         αV   - коэффициент объемного расширения, 1/K.

Дилатометрический термометр расширения действует на основании использования теплового линейного расширения твердых тел (стержней, пластинок, спиралей). Линейные размеры стержня в зависимости от температуры определяются по формуле

                                         l = l0 [1 +α l (Т – Т0)]                                                       (6.2)

где l и l0 – линейные размеры при температуре t и t0, м;

       α l  -  коэффициент линейного расширения, 1/К.

Перемещение стержня с большим коэффициентом линейного расширения передается через рычажную передачу указательной стрелке. Относительное перемещение стрелки l, вызванное изменением температуры, находят по формуле

                                  l = k l0   α  e Т,                                                               (6.3)

где   k – отношение плеч рычага;

        l0 – начальная длина стержня, м;

        Т -  изменение температуры, К.

2   Манометрический термометр состоит из чувствительного элемента – термобаллона, погруженного в измерительную среду, капиллярной трубки и трубчато-пружинного манометра. Все элементы соединены герметично, вследствие чего внутренняя полость термометра представляет собой замкнутое пространство, заполненное газом или жидкостью. При нагревании термобаллона в системе создается давление, которое вызывает перемещение механизма указателя.

В газовых термометрах термобаллон заполнен азотом, аргоном или гелием, и зависимость давления от температуры определяется  по формуле:

                          Р = Р0 [ 1+ αV (Т – Т0)]                                                          (6.4)

где Р, Р0 – давление газа при температурах Т и Т0, Па;

           α V -  коэффициент объемного расширения газа, 1/К.

3 Термоэлектрический преобразователь (термопара) работает на основании возникновения термо-ЭДС в цепи, состоящей из двух разнородных проводников при наличии разности температур t и t0 соединений их концов.

Одно из соединений термопары (холодный спай) находится в среде с постоянной температурой, а другое (горячий спай) – в измерительной среде. Зависимость Е = f (t,t0) , близка  к линейной и определяется материалами проводников термоэлектрической цепи. Для расчетов используются градуировочные таблицы значений  Е= f (t,t0) при t0=0оС, которые приведены в приложении А.

Обычно измерения проводят в окружающей среде, температура которой отличается от 0оС, поэтому необходимо вводить поправку на  температуру холодных спаев. Её можно рассчитать по формуле:

                            tист = tи + k(tх – t0)],                                                             (6.5)

где tист и tи – истинное и измеренное значение температуры, оС;

         tх и t0 -  температура холодных спаев при измерении и градуировке

                       (t0 = 0оС);

        k -  поправочный коэффициент, значение которого приведено в приложении   А.

Термопара работает в комплекте со вторичными приборами: милливольтметром и потенциометром.

Напряжение на выводах милливольтметра  связано с термо-ЭДС соотношением              

                                                 Et

                                  U =                                                                                   (6.6)

                                            1 + Rвн / RV

где  Rвн – сопротивление измерительной цепи (термопары, соединительных проводов, контактов и т.д.), Ом;

         RV  - внутреннее сопротивление вольтметра, Ом.

4 Термопреобразователи сопротивления служат для преобразования температуры в параметр электрической  цепи (сопротивление). Они бывают металлические  проволочные и полупроводниковые.

Металлические проволочные термосопротивления характеризуются следующими зависимостями сопротивления от температуры: платиновые (ТСП) в диапазоне от 0о до 650оС

                                      Rt = Ro (1+ α 1t  + α2t2),                                               (6.7)

где       α 1 = 3,97 10-3   1/C        температурные коэффициенты

            α 2  = -5,85 10-7  1/C2        сопротивления

медные (ТСМ) в диапазоне  от  -50оС  до 180оС

                                  Rt = Ro (1+ α t t)                                                          (6.8)

где      α t  =  4,26 10-3   1/Cо.

1. Сопротивление Ro  градуируют при 0оС.  В Приложении Б  показаны основные данные термосопротивлений.

Термосопротивления работают в комплекте со вторичными приборами: логометрами и измерительными мостами.

Схема уравновешенного моста приведена на рисунке 1. В одно из плеч моста включено термосопротивление. Питание от источника напряжения GB подключено к одной из диагоналей моста, в другую включен измерительный прибор. Если мост уравновешен, то ток в измерительной диагонали равен нулю. Условие равновесия моста определяется по формуле

         R2Rt = R1R3                                                  (6.9)

Рисунок 1 – Схема уравновешенного моста

Принцип измерения температуры состоит в том, что при изменении сопротивления Rt с помощью переменного резистора R3 добиваются равновесия моста. Указатель шкалы связан с подвижным контактом переменного резистора R3 (шкала отградуирована в оС).

Задания  для  контрольной  работы

Вариант 1

1. При изменении температуры на 10°С° относительное изменение высоты столбика ртутного термометра составляет 1,02 по сравнению с первоначальным. При каком изменении температуры оно будет 1,05, если коэффициент объёмного расширения ртути 1,72 10-4 1/К°?

Вариант 2

1. Каким должен быть рабочий ход стержня длиной 100 мм латунного термометра расширения со шкалой  -100…+5000С? Коэффициент линейного расширения принять 0,2 10-4 1/К°.

Вариант 3

1. При увеличении перепада температур на 200°С° относительное изменение длины стержня равно 1% от первоначального значения  l0. Найти коэффициент линейного расширения материала стержня дилатометрического термометра.

Вариант 4

1. Длина указателя дилатометрического термометра равна 150 мм, а расстояние от её точки крепления до латунного стержня (αl=0,2 10-41/К°) равно 15 мм. Найти цену деления и чувствительность термометра, если начальная длина стержня l0=50 мм.

Вариант 5

1. Выбрать соотношение плеч рычага дилатометрического термометра с диапазоном измерения –100…+500°С°  так, чтобы его шкала имела линейный размер 60 мм. В термометре используется латунный стержень (αl =0,2 10-41/К°) длиной l0 =100 мм

Вариант 6

   1. На какие давления должна быть рассчитана термосистема жидкостного манометрического термометра со шкалой от –1000С до 5000С, если при 20°С°  давление 1,5 МПа, а коэффициент объёмного расширения αV  = 2*10-3 1/ С°?

Вариант 7

1. Найти начальный перепад температур термобаллона, если при его увеличении на 200°С° давление в термосистеме газового манометрического термометра увеличилось в 2 раза. Коэффициент объемного расширения газа равен 0,0036 1/К.

Критерии оценки

Контрольная работа предназначена для рубежного контроля по теме «Контроль температуры».

Оценка «отлично» ставится, если:

- работа выполнена полностью;

- в теоретических выкладках решения нет пробелов и ошибок;

- в тексте программы нет синтаксических ошибок (возможны одна-две различные неточности, описки, не являющиеся следствием незнания или непонимания учебного материала).

Оценка «хорошо» ставится, если:

- работа выполнена полностью, но обоснования шагов решения недостаточны (если умение обосновывать рассуждения не являлось специальным объектом проверки);

- допущена одна ошибка или два-три недочета в чертежах, выкладках или тексте программы.

Оценка «удовлетворительно» ставится, если:

- допущены более одной ошибки или двух-трех недочетов в выкладках или программе, но учащийся владеет обязательными умениями по проверяемой теме.

Оценка «неудовлетворительно» ставится, если:

- допущены существенные ошибки, показавшие, что учащийся не владеет обязательными знаниями по данной теме в полной мере.

- работа показала полное отсутствие у учащегося обязательных знаний и умений по проверяемой теме.

3.2.1.5 Контрольная работа №5

Измерение влажности воздуха, газа  

1 Психрометрический метод 

         Он основан на использовании зависимости относительной влажности воздуха от разности температур сухого и влажного термометров. Для  определения  влажности  используется  психрометрическая  таблица

(приложение Г). Приборы, основанные на психрометрическом методе, оснащены двумя одинаковыми термометрами (термосопротивлениями), один из которых постоянно влажный. При этом используются различные мостовые схемы, рисунок 5. Условие равновесия моста (рисунок 5) определяется по формуле

                                         (RM+R+RX)R4 = (RC+R-RX)R2                                             (6.30)          

  где   RM – сопротивление влажного термометра (термосопротивление);

         RC – сопротивление сухого термометра  (термосопротивление).

                                                          R

                                       R5                               Rc

                              RM

                                                                 R4

                                        R2 

                                           Uпит

Рисунок 5 – Мостовая схема психрометра

2. Конденсационный метод

Конденсационный метод основан на определении относительной влажности по известным температурам воздуха (газа) и точки росы. Эта точка контролируется визуально или с помощью фотоэлементов. При расчетах можно пользоваться следующим выражением для относительной влажности:

                                             а + Т – в (Т – Тd)

                                  ϕ =                                      * 100% ,                               (6.31)

                                               а + Т + в (Т – Тd)

где     Т и Тd  - температура воздуха и точки росы, К;

           а  и  в    - постоянные коэффициенты (в диапазоне температур воздуха 293  313К,  а = 105, в = 3,9).

Одна из схем гигрометра приведена на рисунке 6.

                   3                   2

1-источник света;    2- зеркальце;  3- фотоэлемент; 4- усилитель;     5- реле;

6 -полупроводниковая батарея;  7-термоэлектрический преобразователь

Рисунок 6 – Фотоэлектрический гигрометр

Охладителем является полупроводниковая термоэлектрическая батарея 7, работающая по принципу эффекта Пельтье: повышение температуры одного спая и понижение температуры другого спая при прохождении тока в термоэлектрической цепи. К холодному спаю полупроводникового элемента батареи припаяно металлическое зеркальце 2. Для измерения температуры зеркальца к его поверхности припаян термоэлектрический преобразователь, подключенный к милливольтметру.

В отсутствии на  поверхности зеркала конденсата, падающий на него от источника света 1 световой поток отражается  и попадает на фотоэлемент 3.  В цепи фотоэлемента проходит фототок, который усиливается электронным усилителем и управляет работой реле 5. При этом через термоэлемент полупроводниковой батареи 6 проходит ток и зеркало охлаждается. Появление конденсата на поверхности зеркала приводит к рассеянию светового потока,  уменьшающего освещенность фотоэлемента,  уменьшению фототока и переключению реле, при котором питание термоэлемента отключается. Так как окружающая температура выше температуры зеркала, конденсат с поверхности зеркала быстро испаряется, и реле вновь включает в работу термоэлемент полупроводниковой батареи.

3. Емкостные влагомеры

Емкостные влагомеры работают по принципу изменения емкости конденсатора, в котором измеряемое вещество играет роль диэлектрика, с изменением его влажности.

Емкость цилиндрического конденсатора определяется по формуле

                                      СХ=                                                              (6.32)

где  εа  - абсолютная диэлектрическая проницаемость измеряемого вещества, Ф/м;

        l   -  высота слоя измеряемого вещества, м;

        D1 и D2  - внешний и внутренний диаметры измерительного конденсатора, м.

Задание для контрольной работы

Вариант 1

Погрешности измерения термометров составляют ±1°С. Определить погрешность измерения влажности при действительной температуре сухого термометра 23°С° и влажного 18°С° (Приложение Г).

Вариант 2

На рисунке 5 приведена принципиальная схема психрометра с уравновешенным мостом. Записать уравнение равновесия моста при R2=R4 и R5=R и определить полное сопротивление переменного резистора шкалы R, если максимальная разность сухого и мокрого терморезисторов 10 Ом.

Вариант 3

В качестве чувствительных элементов психрометра использованы медные терморезисторы ТСМ 100М. При температуре сухого термометра 25°С равновесие моста произошло при сопротивлениях RX=2 Ом, R5= R,  R2= R4  Найти относительную влажность воздуха (рисунок  5, Приложение Г).

Вариант 4

При измерении относительной влажности с помощью гигрометра температура точки росы равна 10°С°. Определить значение влажности при температуре воздуха 25°С°.

Вариант 5

Для измерения температуры зеркальца гигрометра использовалась термопара типа ТПП с термостатированием холодных спаев при 0°С. Определить относительную влажность воздуха с температурой 20°С, если напряжение термопары 64 мкВ (Приложение А).

Вариант 6

Температура зеркальца гигрометра 10°С измерена с точностью +-0,5°С. Определить относительную погрешность измерения относительной влажности воздуха при температуре 20°С.        

Вариант 7

При изменении влажности от 12 до 18% диэлектрическая проницаемость изменилась от 4,5 до 15. Определить изменение ёмкости влагомера, если l=100 мм, отношение D1/D2=1,5. Найти ёмкость незаполненного конденсатора.

Критерии оценки

Контрольная работа предназначена для рубежного контроля по теме «Контроль качества».

Оценка «отлично» ставится, если:

- работа выполнена полностью;

- в теоретических выкладках решения нет пробелов и ошибок;

- в тексте программы нет синтаксических ошибок (возможны одна-две различные неточности, описки, не являющиеся следствием незнания или непонимания учебного материала).

Оценка «хорошо» ставится, если:

- работа выполнена полностью, но обоснования шагов решения недостаточны (если умение обосновывать рассуждения не являлось специальным объектом проверки);

- допущена одна ошибка или два-три недочета в чертежах, выкладках или тексте программы.

Оценка «удовлетворительно» ставится, если:

- допущены более одной ошибки или двух-трех недочетов в выкладках или программе, но учащийся владеет обязательными умениями по проверяемой теме.

Оценка «неудовлетворительно» ставится, если:

- допущены существенные ошибки, показавшие, что учащийся не владеет обязательными знаниями по данной теме в полной мере.

- работа показала полное отсутствие у учащегося обязательных знаний и умений по проверяемой теме.

Приложение Г

        Таблица 1 – Психрометрическая таблица

        Продолжение таблицы 1

2. Текущий контроль
3. Самостоятельная работа

Вариант 1

1. Автоматизация нефтяных и газовых скважин.
2. Виды и методы измерений. Погрешности измерений.

Вариант 2

1. Автоматизированные групповые измерительные установки для измерения дебита скважин.
2. Средства измерений.  Метрологические характеристики средств измерений.

Вариант 3

1. Автоматизированные сепарационные установки нефти.
2.  Анализаторы содержания солей в нефти.

Вариант 4

1. Автоматизированные блочные дожимные насосные станции нефти.
2. Деформационные манометры. Конструкция, принцип действия, область применения деформационных манометров.

Вариант 5

1. Автоматизированные блочные установки подготовки нефти.
2. Измерительные преобразователи давления тензорезисторные. Конструкция,  принцип работы, область применения измерительных преобразователей давления.

Вариант 6

1. Электрический способ очистки нефти в электродегидраторах.
2.  Анализаторы содержания воды в нефти.

Вариант 7

1. Автоматизированные блочные установки сдачи товарной нефти.
2. Глубинные манометры для измерения давления нефти, газа в скважинах.

Вариант 8

1. Автоматизированные блочные установки для очистки сточных вод на нефтяных промыслах.

2. Объемные счетчики расхода жидкости и газа. Конструкция, принцип работы, область применения  объемных счетчиков.

Вариант 9

1. Автоматизированные блочные  кустовые насосные станции на нефтяных промыслах.

2. Турбинные расходомеры. Конструкция, принцип работы, область применения турбинных расходомеров.

Вариант 10

1. Характеристики газовых и газоконденсатных промыслов как объекта автоматизации. Автоматическое управление производительностью промысла.

2. Измерение расхода газа методом переменного перепада давления.

Вариант 11

1. Автоматическое управление процессом низкотемпературной сепарации газа.

2. Глубинные расходомеры нефти и дебитомеры.

Вариант 12

1. Автоматизация абсорбционного процесса осушки газа.

2. Поплавковые и буйковые уровнемеры.

Вариант 13

1. Система автоматического управления процессом регенерации абсорбента на установках подготовки газа на промыслах.

2. Конструкция, принцип действия, область применения гидростатических уровнемеров.

Вариант 14

1.Телемеханизация  нефтедобывающих предприятий. Структурные схемы, назначение каждого блока системы телемеханики.

2. Измерение уровня жидкости в скважинах.

Вариант 15

1. Телемеханизация газодобывающих предприятий. Структурные схемы, назначение каждого блока системы телемеханики.

2. Термоэлектрические преобразователи (термопары). Конструкция, принцип действия, типы, характеристики и область применения термопар.

Вариант 16

1. Автоматизация нефтяных и газовых скважин.

2. Конструкция, принцип действия, типы, характеристики, область применения термосопротивлений

Вариант 17

1. Автоматизированные групповые измерительные установки для определения дебита скважин.

2. Измерение влажности газа на газовых промыслах.

Вариант 18

1. Автоматизированные сепарационные установки нефти.

2. Измерение состава газовой смеси на газовых промыслах.

Вариант 19

1. Автоматизированные блочные дожимные насосные станции нефти.

2. Глубинные термометры для измерения температуры в нефтяных и газовых скважинах.

Вариант 20

1. Автоматизированные блочные установки подготовки нефти.

2. Структурная и функциональная схема системы автоматического регулирования (САР). Назначение каждого из элементов и устройств, входящих в САР.

Вариант 21

1. Электрический способ очистки нефти в электродегидраторах.
2. Требования, предъявляемые  к  системам автоматического регулирования (САР). Показатели качества САР.

Вариант 22

1. Автоматизированные блочные установки сдачи товарной нефти.
2. Законы регулирования, реализуемые в системах автоматического регулирования.

Вариант 23

1. Автоматизированные блочные установки для очистки сточных вод на нефтяных промыслах.
2. Объекты регулирования в системах автоматического регулирования и их характеристики.

 Вариант 24

1. Автоматизированные блочные  кустовые насосные станции на нефтяных промыслах.
2.  Конструкция, принцип действия и область применения регуляторов прямого действия (регуляторы температуры, давления, уровня).

Вариант 25

1. Характеристики газовых и газоконденсатных промыслов как объекта автоматизации. Автоматическое управление производительностью промысла.
2. Элементы пневмоавтоматики. Конструкция, принцип действия, схемы и область применения элементов пневмоавтоматики.

Вариант 26

1. Автоматическое управление процессом низкотемпературной сепарации газа.
2.  Конструкция, принцип действия, характеристики и область применения пневматических исполнительных механизмов. Позиционер.

Вариант 27

1. Автоматизация абсорбционного процесса осушки газа на газовых промыслах.
2. Виды дефектоскопии и их характеристики. Ультразвуковая дефектоскопия труб и штанг.

Вариант 28

1. Система автоматического управления процессом регенерации абсорбента на газовых промыслах.
2. Регулирующие органы исполнительных устройств. Назначение, виды, конструкция, принцип действия регулирующих органов.

Вариант 29

1. Телемеханизация нефтедобывающих предприятий. Структурные схемы, назначение каждого блока системы телемеханики.
2. Автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП). Назначение, структура, классификация, обеспечение, режимы работы АСУ ТП. АСУ  «Промысел».

Вариант 30

1. Телемеханизация газодобывающих предприятий. Структурные схемы, назначение каждого блока системы телемеханики.
2.  Программируемые логические контроллеры (ПЛК). Обобщенная структурная схема, назначение ПЛК. Простейшие языки программирования ПЛК. Применение ПЛК в автоматических системах управления и контроля технологическими процессами на газовых промыслах.

Критерии оценки

Оценка «отлично» ставится, если:         

- работа выполнена полностью;

- в теоретических выкладках решения нет пробелов и ошибок;

- в тексте программы нет синтаксических ошибок (возможны одна-две различные неточности, описки, не являющиеся следствием незнания или непонимания учебного материала).

Оценка «хорошо» ставится, если:

- работа выполнена полностью, но обоснования шагов решения недостаточны (если умение обосновывать рассуждения не являлось специальным объектом проверки);

- допущена одна ошибка или два-три недочета в чертежах, выкладках или тексте программы.

Оценка «удовлетворительно» ставится, если:

- допущены более одной ошибки или двух-трех недочетов в выкладках или программе, но учащийся владеет обязательными умениями по проверяемой теме.

Оценка «неудовлетворительно» ставится, если:

- допущены существенные ошибки, показавшие, что учащийся не владеет обязательными знаниями по данной теме в полной мере.

- работа показала полное отсутствие у учащегося обязательных знаний и умений по проверяемой теме.

4. Контрольно-измерительные материалы  для итоговой аттестации по учебной дисциплине

Предметом оценки являются умения и знания. Контроль и оценка осуществляются с использованием следующих форм и методов:

- устный опрос, тестирование, лабораторная работа, самостоятельная работа (текущий контроль);

- контрольная работа (рубежный контроль);

- дифференцированный зачёт, зачёт (промежуточная аттестация)

Оценка освоения дисциплины предусматривает  

-  проведение зачёта в  письменной форме (контрольно-измерительные материалы)

          I. ПАСПОРТ

Назначение:

КИМ предназначен для контроля и оценки результатов освоения учебной дисциплины ОП.09 Основы автоматизации технологических процессов по специальности СПО  240113 Химическая технология органических веществ

следующими умениями, знаниями, которые формируют  профессиональные  и общие компетенции:

Умения

У1- выбирать тип контрольно-измерительных приборов и средств автоматизации под задачи производства и аргументировать свой выбор;

У2- регулировать параметры технологического процесса по показаниям контрольно-

измерительных приборов и аппаратуры (КИПиА) вручную и дистанционно с использованием средств автоматизации;

У3- снимать показания КИПиА и оценивать достоверность информации;

 Знания

З1 - классификацию, виды, назначение и основные характеристики типовых контрольно- измерительных приборов, автоматических и сигнальных устройств по месту их установки, устройству и принципу действия (электрические, электронные, пневматические, гидравлические и комбинированные датчики и исполнительные механизмы, интерфейсные, микропроцессорные и компьютерные устройства);

З2- общие сведения об автоматизированных системах управления (АСУ) и системах

автоматического управления (САУ);

З3- основные понятия автоматизированной обработки информации;

З4- основы измерения, регулирования, контроля и автоматического управления параметрами технологического процесса;

З5- принципы построения автоматизированных систем управления технологическими процессами, типовые системы автоматического регулирования технологических процессов;

З6- систему автоматической противоаварийной защиты, применяемой на производстве;

З7- состояние и перспективы развития автоматизации технологических процессов.

II. ЗАДАНИЕ ДЛЯ ЭКЗАМЕНУЮЩЕГОСЯ Тест

Тест

Инструкция для обучающихся

Внимательно прочитайте инструкцию к каждому блоку вопросов.

Время выполнения задания – 60 мин.

Министерство образования и науки Самарской области

ГБОУ СПО «Чапаевский химико-технологический техникум»

Специальность СПО:  240113 Химическая технология органических веществ

Федеральный образовательный стандарт  СПО 2009 года.

Раздел  учебного плана: Профессиональный цикл, общепрофессиональные дисциплины.

Дисциплина: ОП.09 Основы автоматизации технологических процессов

Раздел 2. Тестовые задания.

Вариант-1.

Блок А

Блок Б

Министерство образования и науки Самарской области

ГБОУ СПО «Чапаевский химико-технологический техникум»

Специальность СПО:  240113 Химическая технология органических веществ

Федеральный образовательный стандарт  СПО 2009 года.

Раздел  учебного плана: Профессиональный цикл, общепрофессиональные дисциплины.

Дисциплина: ОП.09Основы автоматизации технологических процессов

Раздел 2. Тестовые задания.

Вариант-2.

Блок А

Блок Б

III. ПАКЕТ ЭКЗАМЕНАТОРА

III а. УСЛОВИЯ

Количество   заданий в тесте  для экзаменующегося – 30

Время выполнения задания – 45 мин.   

Экзаменационная ведомость

IIIб. КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ

Правильному ответу в Блоке А соответствует 1 балл

 Правильному ответу в Блоке Б соответствует 2 балла

Максимальное количество баллов – 40

5. Приложения. Задания для оценки освоения дисциплины

Лист согласования

Дополнения и изменения к комплекту КОС на учебный год

Дополнения и изменения к комплекту КОС на __________ учебный год по дисциплине _________________________________________________________________ 

В комплект КОС внесены следующие изменения:

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

Дополнения и изменения в комплекте КОС обсуждены на заседании ПЦК _______________________________________________________

«_____» ____________ 20_____г. (протокол № _______ ). 

Председатель  ПЦК ________________ /___________________/