- •Технічний коледж
- •1. Опис предмета навчальної дисципліни
- •Характеристика предмета навчальної дисципліни
- •2. Зміст дисципліни
- •2.1. Лекційні заняття
- •3. Структура залікового кредиту дисципліни
- •4. Практичні заняття
- •5. Лабораторні заняття
- •1.1 Поняття про автоматику та автоматизацію
- •Основні етапи розвитку автоматики
- •1.2 Основні поняття про автоматизацію керування виробництвом та технологічними процесами. Засоби та методи керування виробництвом
- •1.3 Класифікація технологічних процесів
- •1.4 Види параметрів керування.
- •1.5 Вимоги до об’єктів керування
- •1.6 Види і рівні автоматизації
- •1.7 Економічні аспекти автоматизації
- •Класифікація засобів автоматизації
- •2.2 Основні функції автоматизації
- •2.3 Класифікація систем автоматизації
- •3.1 Розрахунок одноконтурних систем регулювання
- •3.2 Аср стабілізації витрат матеріальних і енергетичних потоків
- •3.3 Аср стабілізації рівня рідини в ємності
- •3.4 Аср стабілізації тиску газу в резервуарі
- •Аср стабілізації температури теплообмінника
- •Аср стабілізації концентрації речовин
- •Тема №4 багатоконтурні системи регулювання
- •4.1 Комбіновані аср
- •4.1.1 Умови інваріантності
- •4.1.2 Умови фізичної реалізованості інваріантних аср
- •4.1.3 Технічна реалізація інваріантних аср
- •4.2 Каскадні системи регулювання
- •4.3 Системи регулювання з додатковим імпульсом за похідною з проміжної точки
- •4.4 Взаємопов’язані системи регулювання
- •4.4.1 Аср непов’язаного регулювання
- •4.4.2 Аср пов’язаного регулювання
- •4.5 Системи регулювання співвідношення потоків
- •4.6 Адаптивні та екстримальні системи регулювання
- •4.6.1 Адаптивні системи регулювання (аср)
- •4.6.2 Системи екстремального регулювання (еср)
- •Тема №5 синтез систем регулювання
- •5.1 Вибір структури й оцінка параметрів систем регулювання
- •5.2 Вибір закону регулювання регулятора
- •5.3 Розрахунок настроювань регуляторів
- •Автоматизаціія типових технологічних процесів Тема №6 автоматизація теплових процесів
- •6.1 Автоматизація теплових процесів
- •6.1.1 Автоматизація теплообмінників
- •6.1.2 Одноконтурне регулювання.
- •6.1.3 Каскадне регулювання.
- •6.1.4 Комбіноване регулювання.
- •6.2 Автоматизація печей і топок
- •6.3 Автоматизація процесів випарювання
- •6.4 Автоматизація процесу кристалізації
- •Основні принципи керування процесом кристалізації
- •6.4.2 Регулювання концентрації кристалів в суспензії
- •6.4.3 Регулювання кристалізатора з мішалкою
- •6.4.4 Регулювання кристалізатора випарного типу
- •Тема №7 автоматизація масообмінних процесів
- •7.1 Автоматизація процесів ректифікації
- •7.1.1 Одноконтурного регулювання ректифікаційною колоною
- •7.1.2 Регулювання концентрацією цільового продукту в кубовій рідині
- •7.1.3 Регулювання концентрацією в кубі колони за різницею температур кипіння свіжого розчину та еталонної рідини
- •7.1.4 Регулювання процесом ректифікації за допомогою систем співвідношення
- •7.1.5 Перехресне регулювання температури та рівня в кубовій частині колони
- •7.1.6 Регулювання концентрації основної речовини в закріплюючій частині колони
- •7.1.7 Регулювання тиску в колоні
- •7.1.8 Регулювання ентальпії свіжого розчину
- •7.1.9 Регулювання процесу відбору проміжної фракції
- •7.1.10 Автоматичний контроль, сигналізація та системи захисту
- •7.2 Автоматизація процесів абсорбції
- •7.3 Автоматизація процесів адсорбції
- •7.4 Автоматизація процесів сушіння
- •7.4.1 Регулювання барабанного прямоточного сушильного агрегату
- •7.4.2 Регулювання протиточного сушильного апарата
- •Тема №8 автоматизація механічних процесів
- •8.1 Автоматизація транспортування твердих матеріалів
- •8.1.1 Загальні відомості. Типова схема автоматизації
- •8.1.2 Цілі керування процесом транспортування
- •8.1.3 Внесення регулюючих впливів шляхом зміни швидкості транспортера
- •8.1.4 Системи автоматичного керування транспортерами
- •8.2 Автоматизація процесів подрібнення твердих матеріалів.
- •8.2.1 Загальні відомості
- •8.2.2 Регулювання барабанних млинів мокрого помолу
- •8.2.3 Регулювання об’єму матеріалу шляхом зміни витрати сировини
- •8.2.4 Регулювання млинів, які працюють по замкненому циклу
- •8.2.5 Регулювання щокових подрібнювачів
- •8.3 Автоматизація процесів дозування та змішування твердих матеріалів
- •8.3.1 Загальні відомості. Фізичні основи процесу
- •8.3.2 Регулювання дозатора з стрічковим транспортером та регуляторами прямої дії
- •8.3.3 Регулювання дозатора з стрічковим транспортером за допомогою двоконтурної системи
- •8.3.4 Регулювання дозаторів з розділеним потоком дозує мого матеріалу
- •Тема №9 автоматизація гідромеханічних процесів
- •9.1 Автоматизація реакторів. Автоматизація процесу змішування рідин
- •9.1.1 Загальні відомості
- •9.1.2 Регулювання реакторів безперервної дії.
- •9.1.3 Регулювання реакторів напівбезперервної дії
- •9.1.4 Регулювання реакторів періодичної дії
- •9.1.5 Регулювання трубчастими реакторами
- •9.2 Автоматизація процесів переміщення рідин
- •9.2.1 Типове рішення автоматизації
- •9.2.2 Регулювання при різних цілях управління
- •9.2.3 Регулювання методом дроселювання потоку в байпасному трубопроводі
- •9.2.4 Регулювання зміною числа обертів валу насоса
- •9.3 Автоматизація процесів відстоювання
- •9.3.2 Регулювання зміни витрати суспензії
- •9.3.3 Регулювання густини згущеної суспензії
- •9.3.4 Регулювання подачі коагулянту
- •9.3.5 Регулювання режиму роботи гребкового механізму
- •9.3.6 Управління процесом протиточного відстоювання
- •9.3.7 Управління відстійником періодичної дії
- •9.4 Автоматизація процесів фільтрування
- •9.4.1 Автоматизація процесу фільтрування рідких неоднорідних систем
- •9.4.2 Регулювання товщини осаду
- •9.4.3 Управління фільтрувальними відділами
- •9.4.4 Фільтрування газових систем
- •9.4.5 Регулювання по чіткій часовій програмі
- •9.5 Автоматизація процесу центрифугування рідких систем
- •9.5.1 Типове рішення автоматизації
- •9.5.2 Регулювання відстійних центрифуг
- •9.5.3 Управління центрифугами періодичної дії
- •9.5.4 Регулювання швидкості обертання центрифуг періодичної дії
- •9.6 Автоматизація процесів очистки газів
- •9.6.1 Мокра очистка газів
- •9.6.2 Електрична очистка газів
- •9.7 Автоматизація процесів очистки стічних вод
- •9.7.1 Загальні відомості
- •9.7.2 Біохімічна очистка.
- •Практична робота №1
- •Теоретичні відомості
- •Практичне заняття
- •Практичне заняття
- •Розподіл балів, що присвоюються студентам.
- •Питання винесені на іспит
- •Література.
4.4.1 Аср непов’язаного регулювання
Розглянемо принцип непов’язаного регулювання на прикладі об’єкта з двома непов’язаними координатами (рис. 4.7,а). Зазначимо, що об’єкти з двома взаємопов’язаними координатами найширше використовують у хімічній технології. Якщо об’єкт має понад дві взаємопов’язані координати, то при автоматизації його поділяють на два або більше об’єктів з двома взаємопов’язаними координатами.
Рис. 4.7. Схеми об’єкта з двома взаємопов’язаними координатами:
а – структурна; б – принципова
Передаточна функція та створюють перехресні зв’язки між вхідними та вихідними координатами об’єкта. Прикладом такого об’єкта регулювання може бути резервуар з рідиною під тиском. Тиск Р регулюється зміною витрати притоку Fn , а рівень L – зміною витрати стоку Fc. Нехай, згідно із структурною схемою об’єкта Х1 → Fn; Х2→ Fс; y1→ Р; y2→ L.
Між тиском Р і витратою Fn існує прямий зв’язок, який описується передаточною функцією . Між рівнем L і витратами також існує прямий зв’язок, який описується передаточною функцією . Розглянемо перехресні зв’язки. Якщо витрата Fn(Х1) збільшиться, то це призведе до збільшення рівня (y2). З іншого боку, збільшення витрати (Х2) призведе до зниження рівня (y2) і відповідно тиску (y1). Ці взаємозв’язки створюють передаточні функції і .
Якщо взаємні зв’язки сильніші від основних, то їх необхідно поміняти місцями так, як показано на рис. 4.7.
У разі сильних основних зв’язків будують системи регулювання по каналах відповідно Х1 → y1 і Х2→ y2 (рис. 4.8).
Рис.4.8. Структурна схема АСР непов’язаного регулювання
Зв’язок між системами регулювання відбувається через ОР. Знайдемо передаточну функцію еквівалентного об’єкта в одноконтурній АСР із регулятором R1, структурну схему якого показано на рис. 4.9.
Рис. 4.9. Структурна схема еквівалентного об’єкта регулювання для каналу регулювання Х1 → y1
Із рисунка 4.9. випливає, що, по-перше, еквівалентний об’єкт містить систему регулювання по каналу Х2→ y2 із передаточною функцією ; по-друге, одержано еквівалентну ланку з передаточною функцією , паралельною основній динамічній ланці з передаточною функцією . Таким чином, передаточна функція еквівалентного об’єкта регулювання має вигляд:
,
; /4.25/
/4.26/
4.4.2 Аср пов’язаного регулювання
Основою побудови системи пов’язаного регулювання є принцип автономності. Щодо об’єкта з двома входами і виходами поняття автономності визначає взаємну незалежність вихідних координат y1 і y2 при роботі двох замкнених систем регулювання.
По суті умова автономноcті складається з двох умов інваріантності: першого виходу y1 відносно сигналу другого регулятора Хр2 та другого виходу y2 відносно сигналу першого регулятора Хр1. При цьому сигнал Хр1 можна розглядати як збурення для виходу y2, а сигнал Хр2 – як збурення для y1. Тоді перехресні канали виконують роль каналів збурення (див. рис. 4.10). Для компенсації цих збурень у систему регулювання вводять динамічні пристрої з передаточними функціями і , сигнали від яких надходять на відповідні канали регулювання або на входи регуляторів.
Рис. 4.10. Структурна схема системи пов’язаного регулювання
За аналогією з інваріантними АСР передаточні функції компенсаторів і , які визначаються з умови автономності, залежатимуть від передаточних функцій прямих і перехресних каналів об’єкта.
; /4.27/
Для побудови автономних систем регулювання важливе значення мають фізична реалізованість і технічна реалізація наближеної автономності.
У розрахунку системи пов’язаного регулювання поділяють на автономні АСР (див. рис. 4.11). Кожну таку автономну систему розраховують як комбіновану згідно із принципом інваріантності, тобто знаходять настроювання регулятора і після цього визначають параметри динамічного компенсатора. Збуренням для автономної АСР, зображеної на рис.4.11.а, буде навантаження Хр2 а показаної на рис.4.11.б - Хр1. Таким чином, такі системи досліджують по каналу відповідно Хр2→ y1 і Хр1→ y2.
Рис. 4.11. Структурні схеми автономних АСР
Передаточні функції автономних систем регулювання мають такий вигляд: ; /4.28./
. /4.29./