2. Регулятори прямої та непрямої дії, їх характеристика.

У промислових системах регулювання під дією збуджуючих дій регульована величина відхиляється від заданого значення. Регулятор повинен компенсувати це відхилення. Велику різноманітність технологічних процесів обумовлює значне число автоматичних регуляторів.

За способом дії розрізняють регулятори прямої і непрямої дії. Регуляторами прямої дії називають такі, регулюючий орган яких приводиться в дію енергією регульованого середовища. Ці регулятори не вимагають сторонньої енергії, і регулюючий орган в них конструктивно об'єднаний з вимірювальним пристроєм. Регуляторами побічної (непрямого) дії називаються такі, регулюючий орган яких приводиться в дію енергією, що підводиться від стороннього джерела. За видом енергії що підводиться регулятори побічної дії підрозділяються на пневматичні, електричні і гідравлічні.

Основною характеристикою регулятора є характеристика дії, або закон регулювання, під яким розуміють вид математичної залежності між вхідною і вихідною величинами регулятора. Закони регулювання підрозділяються на лінійний і нелінійний.

З регуляторів з нелінійними законами регулювання в хімічній промисловості застосовують дво- і трипозиційні регулятори (Пз-регулятори).

Регулятори з лінійними законами регулювання підрозділяються на інтегральні (І - регулятори), пропорційні (П - регулятори), пропорційно-інтегральні (ПІ - регулятори), пропорційно-диференціальні (ПД - регулятори) і пропорційно-інтегрально-диференціальні (ПІД-регулятори).

3. Розробити схему автоматичного контролю за роботою абсорбційної колони

1. складається з колони абсорбції і двох холодильників, — на лініях абсорбенту і газової суміші (рис. 1) Показником ефективності процесу є концентрація У_к видаляємого компоненту в збідненій суміші, а метою управління - досягнення певного значення цієї концентрації.

Рисунок 1 - Схема автоматизації процесу абсорбції:

1,3 — холодильники, 2 — колона абсорбції.

Концентрація Y_к визначається різницею кількостей видаляємого компоненту, що поступає з газовою сумішшю і поглинається з неї абсорбентом. Кількість компоненту, що поступає в колону, однозначно визначається витратою газової суміші F_с і початковою концентрацією в ній видаляємого компоненту Y_н. Кількість компоненту, який переходить з газової фази в рідку, в основному залежить від рушійних сил на вході в апарат ∆₁ і на виході з апарату ∆₂, тобто від положення робочої і рівноважної ліній процесу (рис. 2). Положення рівноважної лінії визначається температурою і тиском процесу (рис 3), а положення робочої лінії - початковою і кінцевою концентраціями компоненту в обох фазах. Якщо мета управління досягнута, концентрація Y_к буде постійною; у рідкій фазі (Х_к) вона визначається питомою витратою рідини F_а/F_c (де F_a - витрати абсорбенту).

Таким чином, концентрація Y_к залежить від витрат газової суміші, концентрацій Х_н і У_н, відношення витрат F_a/F_c, температури і тиску в апараті.

Зміни витрати газовій суміші можуть бути сильними обуреннями, тому витрату газу необхідно стабілізувати.

Концентрації Х_н і У_н визначаються режимами інших технологічних процесів, з їх зміною до об'єкту вноситимуться збуджуючі дії Відношення витрат F_a/F_c можна підтримувати постійним, стабілізуючи обидві витрати.

Температура в абсорбері залежить від багатьох параметрів: температури, теплоємності і витрат газової і рідкої фаз, інтенсивності масообміну між фазами, втрат тепла в навколишнє середовище. У даному абсорбері не передбачено внутрішнє охолоджування, тому обмежуються стабілізацією температур абсорбенту t_a і газової суміші t_с на вході в абсорбер, що досягається зміною витрат холодних носіїв. Тиск в абсорбері доцільно стабілізувати зміною витрат збідненої суміші

Рисунок 2 - Діаграма Х—У:

Х і У — вміст компоненту, що поглинається, в рідині і газі.

Отже, стабілізувати всі параметри, що впливають на показник ефективності, практично неможливо. Тому у якості регульованої величина слід взяти концентрацію У_к, а регулюючі дії реалізувати зміною відношення витрат F_а / F_с Для поліпшення якості регулювання показника ефективності треба передбачити вузли регулювання витрат F_c, температур t_a і t_с, тиску в колоні. У нижній частині абсорбера повинна знаходитися деяка кількість рідини, що забезпечує гідравлічний затвір, що виключає надходження газової суміші з абсорбера в лінію насиченого абсорбенту і дозволяє регулювати тиск в абсорбері Постійна кількість цієї рідини підтримується регулюванням рівня в абсорбері, що забезпечується зміною витрат насиченого абсорбенту.

а	б
Рисунок 3 - Вплив тиску (а) і температури (б) на процес абсорбції Х і У вміст компоненту, що поглинається, в рідині і газі.