4.2 Зразок виконання завдання

По заданій функціональній схемі автоматизації розробити структурну схему. Описати принцип дії приладів автоматики, які входять до функціональної схеми. Датчик МE – діелькометричний датчик.

Складаємо структурну схему автоматизації процесу регулювання вологості

(рисунок 4.2).

Рисунок 4.2 - Структурна схема автоматизації процесу регулювання вологості

Вибір приладів автоматики.

Так як, кондуктометричний датчик, відноситься к параметричним перетворювачам, в якості вторинного прибора використовується, автоматичний мост.

Опис приладів автоматики.

Диелькометричний датчик. Диэлькометричні вологоміри вимірюють вологовміст по зміні диэлектричної проникності і диэлектричним утратам енергії в вологих продуктах. Із збільшенням вологовмісту діелектрична проникність і діелектричні утрати зростають.

Як чуттєвий елемент у приладах цього типу використовується плоский чи циліндричний конденсатор. Ємність конденсатора визначають по формулі:

C=S/ ,

де C - ємність,ф ;

-діелектрична проникність матеріалу, що знаходиться в

межэлектродном просторі, ф/м;

S-площа поверхні електродів, м² ;

 - відстань між електродами, м.

При S/ = const ємність конденсатора є функцією диэлектричес який проникності C = f(). Зміна діелектричної проникності залежить від ряду факторів і в загальному виді може бути представлено залежністю

де _у, _{с.у ,}_див, - діелектрична проникність відповідно вільної води, зв'язаної води і сухого матеріалу, ф/м;

- дисперсність розподілу вологи ,;

C_к-концентрация вологи в зразку, кг/м³.

Діелектричний вологомір (рисунок 4.3) складається з мостовий вимірник- ний схеми, у протилежні плечі якої підключені конденсатор перемінної ємності С_п і робітник конденсатор C, а також опору R₁ і R₂ .

Рисунок 4.3 - Діелектричний вологомір

У діагональ моста АB подається напруга харчування від високоякісного генератора 2, з діагоналі БД знімається напруга неузгодженості, підсилюється за допомогою підсилювача 3 і подається реверсивний електродвигун 4, що переміщає стрільцю приладу, що реєструє, і змінює ємність конденсатора _C12.

Автоматичний міст. Вимірювальна схема автоматичного урівноваженого моста (рисунок 4.4) складається з чотирьох опорів R₁, R₂, R₃, R₄. Опір R₄ є перемінним, воно змінюється пропорційно вимірюваній величині.

Для зрівноважування моста в його схему включений реохорд R_R, движок якого зв'язаний з реверсивним двигуном РД. У діагональ харчування ”ав” включене джерело харчування U, у вимірювальну діагональ “бг” – електронний підсилювач ЭУ. Під дією зміни вимірюваної величини змінюється опір R₄, при цьому порушується рівновага моста і на вихід підсилювача подається напруга розбалансу; знак напруги залежить від того, чи збільшилося зменшився опір R₄.

У результаті включається реверсивний двигун РД і переміщає движок реохорда доти, поки не наступить рівновага моста. Тому що кожному значенню вимірюваної величини відповідає визначене значення опору плеча R₄, то положення движка реохорда при зрівноважуванні моста завжди буде відповідати визначеному значенню вимірюваної величини. Шкала моста градуируется в одиницях вимірюваної величини.

Рисунок 4.4 – Автоматичний мост

У схему урівноваженого моста входять: опір R_ш, що служить для припасування R_R, опір R_Н, R_П для припасування межі виміру моста, R_Л для припасування опорів сполучних проводів датчика.

На величину опору сполучних проводів впливає температура навколишнього середовища, що приводить до погрішностей при вимірах. Для виключення впливу застосовують трехпроводную схему підключення датчика. Застосування третього сполучного проводу ”пекло” переміщає одну з вершин моста безпосередньо в голівку датчика, у результаті чого один провід лінії виявляється включеним в одне плече моста, а іншої – в інше, суміжне плече. Обоє проводу мають однакову довжину і прокладаються поруч, тому їхні опори і температурні зміни однакові і не викликають порушення рівноваги мосту.

Регулюючий пристрій. Принципова схема складається з первинного трипозиційонного поляризованого реле КVI (РП-5), вторинних електромагнітних реле КV2 і КV3 із двома парами замикаючих контактів, знижуючого трансформатора TV і двополуперіодного випрямляча VD – рисунок 4.5.

Реостатний задатчик R_з знаходиться в типовому вторинному перетворювачі і з'єднаний з реостатом зворотного зв'язку виконавчого механізму через балансове реле відповідно до принципової схеми.

При відхиленні регульованого параметра від заданого значення движок реостата задатчика R_з зміститься із середнього положення, у результаті порушиться електрична рівновага регулюючої системи моста і по обмотці первинного реле потече струм розбалансу визначеного напрямку. При позитивному впливі, що виникне, контакти первинного реле KVI замкнуть коло живлення однієї з обмоток більш потужнього вторинного реле KV2, а відповідні контакти вторинного реле при цьому пустять у хід електродвигун виконавчого механізму, що перемістить сполучений з ним регулювальний орган і движок реостата зворотного зв'язку. Дія виконавчого механізму буде продовжуватися доти, поки знову не установиться електрична рівновага системи реостатів регулюючого приладу і виконавчого механізму.

Рисунок 4.5 - Принципова схема регулятора з балансовим реле БР 3

Електромагнітний клапан. Електромагніт має нерухомий сталевий магнітопровід з розташованою на ньому обмоткою і рухливий якорь. При підключенні котушки електромагніта до джерела живлення виникає магнітний потік, що створює електромагнітне зусилля, що викликає притягання чи поворот якоря (рисунок 9.5)

Рисунок 4.6 - Електромагнітний клапан