Tehniške meritve

1. Tehniške meritve 2013/2014

2. Osnove tehniških meritev • Proces merjenja (narediti merljivo) • Vplivne veličine (okolica) • Preoblikovanje merjenih veličin (v elektriške, tudi digitalizacija) • Ponavljanje meritev (povečanje zaupanja v rezultate) • Vrednotenje rezultatov [1], str. 23 • srednja vrednost, varianca in standardni odmik • Napake merjenja [1], str. 26 (sistematske napake, naključne napake VEDNO, pomote LAHKO IZLOČIMO, merilna negotovost) • Točnost in natančnost

3. 8. oktober 2013 ?

4. Naloga 3 Iz rezultatov ai n krat ponovljene meritve določimo srednjo vrednost , standardni odmik vseh enot n in raztros n

5. Primer Naloge 3 • V enakih pogojih (T,p, % vlaž.) smo z istim metrom merili dolžino iste železne palice. Koliko znaša ocena srednje vrednosti, standardnega odmika in koliko raztrosa, če smo si namesto za 3 meritve vzeli čas za 30 ali celo 300 meritev? Kako so ocene drugačne, če naredimo 10.000 takšnih nizov meritev?

6. Teme seminarjev • ML Slovenija: Merjenje in analiza hrupa, identifikacija standardov za kopno in morje, meritev, kritična analiza rezultatov, uporaba zaščitnih sredstev • Oddelek za pomorstvo: Toplotni izmenjevalnik, temperatura, tlak, degradacija (korozija), poraba električne energije, grelno število • Obala: slanost morja, identifikacija standardnih načinov, meritev, kritična analiza rezultatov • Laboratorij: simulacija temperature stroja, priključitve termočlenov ladijskih dizelskih motorjev, meritve, kritična analiza rezultatov • Meritve ob natovarjanju goriva na ladjo • Meritve in postopki ob prihodu tankerja v pristanišče, merjenje temperature, količine in kvalitete goriva • VL Ankaran (ML Slovenija): odvisnost moči pogonskega stroja ladje od pretoka goriva v motor, merjenje mehanskih napetosti na gredi in UZ meritev pretoka • Standardi za meritve plinskih komponent v izpušnih dimih ladje, Nevarni plini v pomorstvu in meritve • Radioaktivnost • Prevzemne meritve na ladji v ladjedelnici • Meritve kvalitete mazalnega olja pogonskega stroja ladje • Zasnova kalorimetra volunterstvo

7. Seminarji - stanje

8. Avtomatizacija (seminarji RA) • Avtomatizacija je prenos človekovih misli v proces upravljanja. Beseda avtomatizacija izhaja iz grške besede αύτόματος ki označuje kar se dogaja samo od sebe, samodejno. • Osnovni namen avtomatizacije je regulacija. Naloga avtomatske regulacije je, da s pomočjo ustreznih strojev in navodil čimbolj izničuje razliko (napako) med trenutnim in želenim stanjem nekega procesa. Upoštevati je treba vplive notranjih in zunanjih motenj. • V avtomatiki uporabljamo sisteme nadzora in informacijske tehnologije, ki omogočajo zmanjšanje potreb po človeškem delu v proizvodnji blaga in storitev. V sklopu industrializacije je avtomatika korak naprej od mehanizacije. Mehanizacija ljudi nadomešča s stroji in nam pomaga pri zahtevnem fizičnem delu, medtem ko nas avtomatika zamenjuje tudi z umskega vidika, saj regulira in nadzira namesto nas. • za samodejne procese potrebujemo kvalificirane strokovnjake, ki bodo znali upravljati z avtomatiziranimi stroji. • Krmiljenje (upravljanje) je proces, v katerem ena ali več vhodnih veličin v omejenem sistemu, vpliva na izhodno veličino v skladu z načeli, ki so vgrajeni v ta sistem. Zato podatki potujejo vzdolž odprte zanke. Izraz kontrola oz. krmiljenje se ponavadi uporablja, če v procesu ni prisoten človek, s čimer izraz avtomatska ali samodejna regulacija skrajšamo v samoregulacija. • Pri regulaciji se izhodna veličina v zaprtem sistemu odzove na spremembo vhodne (želene) veličine, s čimer se ohranjajo oz. vzdržujejo želene vrednosti veličin v procesu. Te informacije se posredujejo v regulacijski zanki. Regulacija je lahko ročna, polavtomatska ali avtomatska - odvisno od potreb po prisotnosti človeka v regulacijski zanki.

9. Prim: S. Strmčnik: Celostni pristop k računalniškemu krmiljenju procesov Smisel tehniških regulacij

10. Sistem regulacije Prim: S. Strmčnik: Celostni pristop k računalniškemu krmiljenju procesov

11. 0 1 1 0 1 U U T U U u S amp LPF S&H ADC PC Digitalizacija signala merjena veličina v električno • Največja dopustna hitrost spreminjanja signala je določena z: ločljivostjo ADC (št. bitov) in hitrostjo A/D pretvorbe, pri danem Uref. • Primer: (Uobm= 5V) prim. S. Amon: Osnove senzorike

12. Prenos signala Izhodni signali senzorjev so majhni [mV, A, C], vzdolž dolgih vodnikov (ladja..) se inducirajo napetostišum • zato VCC (voltage-current conv.) 20-100 mV -> 4-20 mA • VCC: če I pade na 0 mA – znamenje napake, s 4 mA lahko napajamo oddaljene senzorje - nato pred obdelavo CVC (current-voltage conv.) Signale senzorjev ojačujemo z operacijskimi ali instrumentacijskimi ojačevalniki prim. S. Amon: Osnove senzorike

13. Prim: S. Strmčnik: Celostni pristop k računalniškemu krmiljenju procesov Priključitev na merilnik

14. Izvršni členi Za uravnavanje potreb procesa izberemo primeren izvršni člen: • za uravnavanje pretoka tekočine • uporabimo ventil • za uravnavanje pretoka plina • uporabimo loputo • za uravnavanje električnega toka • uporabimo reostat • za uravnavanje električne napetosti • uporabimo nastavljivi transformator • za uravnavanje električne moči • uporabimo tiristor

15. Izvršni sistem Prim: S. Strmčnik: Celostni pristop k računalniškemu krmiljenju procesov

16. Primeri izvršnih sistemov Prim: S. Strmčnik: Celostni pristop k računalniškemu krmiljenju procesov

17. Primeri izvršnih sistemov Prim: S. Strmčnik: Celostni pristop k računalniškemu krmiljenju procesov

18. Prenos signala Prim: S. Strmčnik: Celostni pristop k računalniškemu krmiljenju procesov

19. Digitalne povezave (EU/ZDA) Prim: S. Strmčnik: Celostni pristop k računalniškemu krmiljenju procesov

20. Prim: S. Strmčnik: Celostni pristop k računalniškemu krmiljenju procesov Servisno stikalo

21. Komunikacijski vmesnik • digitalni Prim: S. Strmčnik: Celostni pristop k računalniškemu krmiljenju procesov

22. Regulatorji Delitev glede na izvedbo in način delovanja • mehanski (hidravlični): • za posebne namene, za velika bremena, krmilo smeri ladje • če je zahtevana majhna natančnost • pnevmatski: v procesih, v katerih lahko pride do eksplozije ali korozije • sistemi za krmiljenje sklopke, smeri vrtenja gredi • analogni elektronski: • kjer (še) ni potrebna hitra in natančna nastavitev (PID) parametrov • z mehanskimi stikali za upravljanje • mikroračunalniški: • široko uporabni – uporabnik se lahko posveti procesu manj navajanju na regulator, • nižja cena, • čelna plošča s tipkovnico in prikazovalniki, fiksna aparaturna oprema, • prikazovalniki prikazujejo regulirano, želeno in regulirno veličino, • s tipkami dosegamo ročni način vodenja, možnost izbire: ročno - avtomatsko www.boschrexroth-us.com www.boschrexroth-us.com

23. računalniški regulatorji Prim: S. Strmčnik: Celostni pristop k računalniškemu krmiljenju procesov

24. Lastnosti regulatorjev • Galvanska ločitev: če so vhodi galvansko ločeni lahko nanje priključimo merilne pretvornike, ki so na različnih električnih potencialih (med njimi ne nastanejo el. toki) • Razločljivost analognih vhodnih in izhodnih signalov pomeni, da bomo s takšnim najmanjšim deležem merilnega območja (kvantom) lahko zajeli ali oddali nek signal. • Primer: • 16 bitni A/D pretvornik, največja napaka merjenje napetosti na intervalu (1,0 V .. 12,0 V) zaradi kvantizacije znaša: Prim: S. Strmčnik: Celostni pristop k računalniškemu krmiljenju procesov

25. Programirljivi Logični Krmilnik • Je krmilna naprava, ki vsebuje mikroprocesor in je naslednik relejne logike. • Za izvedbo sekvenčnega vodenja in preprostejših regulacijskih nalog. • Dejansko mikroračunalnik, prilagojen ‘neračunalniškim’ strokovnjakom • Primera krmilnikov • Cybro(Integriran modularni atomatizacijski sistem odprtega tipa ) • LOGO!(the intelligent logic module for small-scale automation projects )

26. PLK • Množična uporaba je PLKje pocenila • So zanesljivi • Enostavni za uporabo • Za: • Logične operacije • Krmiljenje • Zbiranje podatkov za nadzor • Vmesnik za izvajanje ukazov na daljavo

27. Deli PLK Prim: S. Strmčnik: Celostni pristop k računalniškemu krmiljenju procesov

28. Deli PLK Prim: S. Strmčnik: Celostni pristop k računalniškemu krmiljenju procesov

29. PLK – digitalni I/O • Priključitev dig. signalov • Priključitev relejev Prim: S. Strmčnik: Celostni pristop k računalniškemu krmiljenju procesov

30. PLK – analogni I/O • Priključitev analognih vhodov • Priključitev analognih izhodov Prim: S. Strmčnik: Celostni pristop k računalniškemu krmiljenju procesov

31. Čelna plošča Prim: S. Strmčnik: Celostni pristop k računalniškemu krmiljenju procesov

32. r regulacija temperature Prim: S. Strmčnik: Celostni pristop k računalniškemu krmiljenju procesov

33. Prim: S. Strmčnik: Celostni pristop k računalniškemu krmiljenju procesov Delo v realnem času

34. Procesne enote Prim: S. Strmčnik: Celostni pristop k računalniškemu krmiljenju procesov

35. Prim: S. Strmčnik: Celostni pristop k računalniškemu krmiljenju procesov Osnova mikroračunalnika

36. Komunikacija s človekom • Sinoptične plošče • Komandni pulti

37. Moderna komunikacija s človekom • Video zasloni • Funkcijske tipkovnice • Samodejno razpoznavanje glasu, čustev • Generatorji glasu

38. Prim: S. Strmčnik: Celostni pristop k računalniškemu krmiljenju procesov Združeni sistem vodenja • Enoračunalniški/večračunalniški sistem

39. Prim: S. Strmčnik: Celostni pristop k računalniškemu krmiljenju procesov Združeni sistem vodenja • Enoračunalniški sistem

40. Porazdeljeni sistem vodenja

41. Ladijsko omrežje NMEA-2000 Ključno za varnost ladje

42. izvor toplote se ohlaja nosilci naboja tečejo proti ISTEMU telesu, ki vsrkava toploto električna izolacija tip p polprevodnika tip n polprevodnika telo vsrkava toploto UDC (Peltierov pojav) • Kaj je hlajenje? [2] Valič, str. 17