Система автоматичного регулювання температури у фритюрниці.
Фритюрниці призначені для смаження різних продуктів у великій кількості (олія, жир, масло) у співвідношенні 4:1. Це смажена картопля (фрі, чіпси), овочі, риба, пиріжки. Фритюрниці використовують в кафе, ресторанах, у пунктах швидкого приготування їжі («фаст – фудах»).
Під час смаження відбувається тепло і маслообмін між продуктами і фритюром, у результаті чого на поверхні продуктів утворюється скоринка. Смаження у фритюрі значно зменшує витрати теплоти на одиницю маси готового продукту порівняно зі смаженням основним способом. Головною перевагою смаження у фритюрі є максимально можливе зниження рівня хімічних змін у ньому (окислення), які виникають в наслідок взаємодії з киснем. Запобігти цьому можна досягаючи рівномірної і оптимальної температури нагрівальної поверхні, мінімальної поверхні контакту фритюру з киснем повітря.
Температура фритюру підтримується постійно за рахунок терморегулятора.
Терморегулятор – дилатометричний. У дилатометричних термометрах використовується різниця лінійного подовження двох матеріалів, які мають різні коефіцієнти лінійного розширення. Такі термометри використовуються не для вимірювання температури, а як первинні вимірювальні перетворювачі в САР температури.
Латунний патрон в якому розміщена пласка пружина з інвару, на якій розміщені контакт, занурюється у фритюр. З підвищенням температури фритюра латунний патрон подовжується, водночас переміщує пласку пружину і контакти розмикаються, що призводе до відключення ТЕНІВ від електромережі. Зі зменшенням температури фритюра латунний патрон переміщується у зворотному напрямку, контакти замикаються і ТЕНИ підключаються до електромережі.
Таким чином підтримується задана температура фритюра.
Обґрунтування основних умов стійкості САР і дослідження її
на стійкість
Поняття стійкості автоматичних систем .
В процесі функціонування будь-якої системи змінюються властивості та параметри технічних пристроїв, які входять до них (наприклад, внаслідок старіння та зносу). Крім того, на автоматичні системи постійно діють різні, заздалегідь невідомі, збурення. Ці обставини можуть привести до неправильної роботи автоматичного регулюючого пристрою і, як наслідок, до порушень в функціонуванні об'єкту регулювання. Щоб цього не відбулося, автоматична система повинна бути запроектована спеціальним чином і володіти специфічною властивістю - стійкістю.
Автоматична система вважається стійкою, якщо вона протистоїть дії збурення, а будучи виведеною з усталеного стану деякою причиною, повертається в початковий стан після припинення дії цієї причини. В стійкій системі малі зміни вхідного сигналу або деякого збурення початкових умов або параметрів не можуть привести до значних відхилень вихідного сигналу, а виникаючі в автоматичній системі перехідні процеси з часом згасають.
У рамках теорії автоматичного керування автоматичної системи досліджуються шляхом аналізу їх математичних моделей. Математичну модель лінійних стаціонарних систем можна представити диференціальним рівнянням системи.
Достатньо загальним описом математичні моделі лінійної системи є лінійне диференціальне рівняння виду:
(4.1)
де
У
випадку, якщо система не тільки лінійна,
але й стаціонарна (коефіцієнт
та
не
залежить від часу, є константами),
рівняння (4.1)
приймає
вигляд:
(4.2)
У деяких випадках рівняння (4.2) записують у скороченій формі:
(4.3)
Відомо також, що рішення цього диференційного рівняння можна представити у вигляді суми загального рішення однорідного рівняння та часткового рішення неоднорідного рівняння. Іншими словами, вихідний сигнал лінійної стаціонарної системи можна представити співвідношенням:
Y(t)= Yb(t) + Y3(t), (4.4)
де Yb(t) - вільна складова вихідного сигналу автоматичної системи, яка уявляє собою реакцію автоматичної системи на нульові початкові умови при X(t)= 0;
Y3(t)- змушена складова вихідного сигналу, яка уявляє собою реакцію автоматичної системи, яка знаходиться у момент вмикання у стані спокою, на вхідний сигнал Х(t).
Зрозуміло, що стійкість системи треба розглядати як внутрішню властивість системи. Властивість незалежну від того, знаходиться система в збудженні чи спокої. Властивість, яка залежить тільки від структури та , параметрів автоматичної системи, але не від зовнішніх збурень. Тому поняття стійкості треба відносити до власних збуджень системи, які породжуються початковими умовами та збуреннями. Відповідно до такого підходу лінійну стаціонарну автоматичну систему треба вважати стійкою, якщо для будь-яких нульових початкових умов вільна складова її вихідного сигналу Ув(t) з часом наближається до нуля.