1. Термометры расширения.

   1. Жидкостные (стеклянные)

   2. Биметаллические

   3. Дилатометрические

2. Термометры сопротивления.

   1. металлические

   2. полупроводниковые

3. Термоэлектрические

   1. термопары

4. Манометрические

   1. газовые

   2. жидкостные

   3. конденсационные

5. Пирометры- принцип их действия основан на изменении теплового излучения нагретых тел.

Термометры расширения.

Принцип действия основан на зав-ти от тем-ры изменения удельного объема вещества или линейных размеров твердых тел. Жидкостные термометры расширения. Принцип действия основан на тепловом расширении термометрической жидкости, заключенной в термометре, от тем-ры. В зав-ти от конструкции делятся на: палочные и с вложенной шкалой. Стеклянный термометр с вложенной шкалой состоит из стеклянного резервуара с термометрической жидкостью, припаянного к нему капилляра, вдоль к-рого расположена шкала, все это помещено в защитную стеклянную оболочку, припаянную к резервуару с ртутью. Измеряемая тем-ра измеряется по изменению объема термометрической жидкости, отсчитываемому по положению уровня жидкости в капилляре. Термометрические жидкости: ртуть (-35…+600;), керосин (-60…+200), этиловый спирт (-80…+70), толуол (-90…+200). В зависимости от области применения термометры делятся на: технические (градуируются при неполном погружении) и лабораторные (градуир. при полном погружении;). Термометры расширения. бывают: прямые, угловые, электроконтактные (исп. для сигнализации.; один неподвижный. контакт, др. – подвижный (раб.), впаянные в капиллярную трубку. Перемещение жидкости замыкает и размыкает контакты.). Плюсы: простота, надежность, дешевизна. «-»: нет дистанционной передачи показаний, хрупкость, большая тепловая инерционность.

Биметалические термометры расшир. Принцип действия основан на зависимостити от измеряемой температуры линейных размеров чувствительного элемента. Чувствительный элемент выполнен в виде плоской или спиральной пружины, сост. из спаянных металлических полосок

Температурный коэффициент линейного расширения α (альфа) верхней части пластины значительно больше коэффициента расширения нижней, и за счет этого происходит изгибание пластины с изменением температуры.

Дилатометрические термометры представляют собой закрытую с одного конца металлическую трубку, выполненную из материала с большим коэффициентом температурного расширения α1 (альфа), внутри к-рой находится стержень, изготовленный из материала с меньшим коэффициентом температурного расширения α2.

Вследствие разности коэф-тов теплового расшир. трубки и стержня происх. перемещение стрелки из за изменения т-ры контролир. среды.

Термометры сопротивления (металлические и полупроводниковые).

Принцип действия основан на зависимости электрического сопротивления металлов и полупроводников от изменения температуры

Изменение т-ры с изменением сопротивления связано температурным коэффициентом сопротивления α. α=(1/Rt)*(dRt/dt); Rt-значения сопротивления при определенной температуре. К материалам для термометров сопротивления предъявляются требования обязательные:

Термоэлектрические

Принцип действия основан на зав-ти от температуры термоЭДС, возникающей в термоэлектрической цепи. Термоэлектрическая цепь состоит из двух разнородных проводников, соед. на концах

Манометрические.

Действие манометрических термометров основано на использовании зависимости давления жидкости, газов или паров, помешенных в замкнутый объем, от температуры.

На рис. показана схема манометрического термометра.

Манометрический термометр состоит из: термобалона I; манометрической пружины - 2; соединительной капиллярной трубки 3 и измерительного устройства 4. Термобаллон, капилляр и упругий чувствительный элемент (пружина) образует замкнутый обьем, наполненный заполнителем (газом, жидкостью или паром). Эта система называется манометрической термосистемой используется инертный газ (азот, гелияй, в жидкостных - жидкость (ртуть, ксилол или метиловый спирт) в паровых (конденсационных) - легкоиспаряющаяся при низких температурах жидкость (хлористый метил, хлористый этил и др.) Устройство самопишущих манометрических термометров этого типа изображено на рис..

3. Данные для выбора функционального закона регулирования.

4. Структурные схемы управления и контроля. Их назначение и классификация.

Усложнение современных тех процессов обусловлено необходимостью опр рациональной структуры контроля и управления как отдельными производственными единицами так и всего предприятия в целом. Для решения этой задачи разрабатываются структурные схемы контроля и управления – это один из основных документов проекта, т.к это схема опр не только каналы оперативно технического управления, но и административного управления. В зависимости от ур-ня автоматизации различ след СУ: 1.сист децентрализованного управления все функции осущ оператор. 2.сист централизованного контроля и управления – функции управления остаются за оператором, но применяется централизованный сбор и частичная обработка инф. 3.автоматизированные СУ – функции управления за оператором, однако сист готовит ему полные рекомендации по управлению (режим советчик) 4.Автоматические СУ – все функции управления осущ автоматика, за оператором остается только функция контроля. ПО иерархическому принципу сист делятся на одноуровневые и многоуровневые. На нижнем ур-не управления осущ отдельные операции производственными единицами (аппаратами, агрегатами). На среднем ур-не управление производится несколькими производственными единицами объединенные общей задачей. На верхнем ур-не осущ управление всем процессом и предприятием в целом и не только основными производственными процессами но и вспомогательными процессами. Структурная схема управления и контроля – является основание для разработки основных материалов процесса.

Билет №6

1. Статический режим САУ. Способы устранения статического отклонения.

При статическом режиме все параметры системы и сигналов являются постоянными.

Для снижения статической ошибки увеличивают глубину обратной связи: увеличивают Кос, но это может привести к снижению устойчивости системы и даже к выходу на границу устойчивости.

Для снижения статической ошибки в контур системы, вне участка действия возмущения включают интегрирующее звено, осуществляя переход к астатической системе 1 или 2 порядка

Для снижения статической ошибки также компенсируют возмущения.

2. Методы и технические средства измерения давления.

Методы и технические средства измерения давления

По принципу действия: жидкостные (измеряемое давление уравновешивается гидростатическим давлением столба жидкости), деформационные (измеряемое давление вызывает деформацию упругого чувствительного элемента), электрические (измеряемое давление вызывает изменение электрических параметров преобразователя), грузопоршневые (принцип действия основан на уравновешивании измеряемого давления давлением, создаваемым массой поршня с грузоприёмным устройством и грузами), тензорезисторные (при деформации тензорезистора происходит изменение его электрического сопротивления)

3. Динамический коэффициент статического объекта.

для статических объектов Rд = y1/( Коб DXвх. max); для астатических объектов Rд = y1Тоб /(Коб DXвх. max). DXвх. Max – максимальное возможное значение возмущения, y1 – допустимое динамическое отклонение.

4. Функциональные схемы автоматизации. Их назначение и классификация.

ФСА – это основной документ проекта поскольку она раскрывает основные решения по автоматизации и показывает связи между средствами контроля и управления. ФСА это чертеж на котором с помощью условных обозначений показывается технологическое оборудование, коммуникации, органы управления, ПиСА и СВТ. ФСА является основание для составления заявочных ведомостей и заказных спецификаций. ФСА обязательно согласовывается с заказчиком. При разработки ФСА решаются след вопросы: 1.анализ ТОУ на этом этапе уточняется перечень контролируемых и регулируемых величин, рабочих значений, опр основных возмущ воздействий и главных упр возд. 2.анализ существующих СА. 3.анализ статических и динамических характеристик. 4.опр точек контроля. 5. Опр мест расположения ПП, приборов по месту, на щите.

Билет №7

1. Устойчивость линейных САУ.

Устойчивость – свойство системы возвращаться в исходное состояние после устранения возмущения вызвавшего отклонение системы из этого состояния. Устойчивой называется система, которая имеет затухающий переходной процесс.

Можно дать другое определение: устойчивость это система имеющая затухающий ПП, и наоборот. Метод отпределения устойчивости: 1.распределение корней: способ основан на исследовании процесса как соответствующего решение линейного диф однородного ур-я…….Для определения устойчивости можно не строить ПП, можно руководствоваться следйющ соображ: для того чтобы ПП был затухающим необходимо чтобы все составляющие системы были затухающими, если хотя бы один из сост будет расходящимся то сист будет расходящейся. Определим условия при которых все составляющие решения будут затухающими…..Для того чтобы сист была уст корни характерист ур-я должны находиться в левой полуплоскости, т.е. находиться слева от мнимой оси. Если хотя бы один корень находится в правой полуплоскости то система неустойчива.

2. Составить параметрическую схему технологического процесса и методику экспериментального исследования анализируемого объекта.

Параметрическая схема технологического процесса, операции - схематичное представление процесса, операции в виде звена - "чёрного ящика". На выходе звена формируются показатели качества - “отклики” z(i). На вход звена поступают возмущающие воздействия: неуправляемые, например, характеристики сырья x(), и управляемые - управляющие воздействия y(j). При переработке сырья в пищевой продукт происходит формирование новых свойств продукта. Характеристики этих свойств и следует рассматривать как показатели качества z(i), стабильность которых необходимо обеспечить при комплексном управлении технологическим процессом. В номенклатуру показателей качества пищевых продуктов могут входить: характеристики вкуса и аромата; характеристики кулинарной готовности; показатели бактериальной обсемененности; реологические характеристики (консистенция, вязкость, пластичность, упругость, крошливость и др.);с содержание в продукте отдельных компонентов химсостава (жира, белка, углеводов, воды и др.);дисперсный состав продукта; характеристики массы при выпуске порционной или фасованной продукции; характеристики внешнего вида и формы; - характеристики состояния упаковки, сертификационных и защитных аксессуаров. Анализ этого, далеко не полного, перечня показателей качества пищевого продукта показывает, что выполнение основной задачи управления технологическим процессом производства пищевого продукта возможно только по принципу "регулирования возмущений". Следовательно, необходимо определить основные возмущающие воздействия на показатели качества и способы компенсации влияния отклонений этих возмущений на качество. Разработку системы комплексного управления процессом производства пищевого продукта следует начинать с определения номенклатуры и способа численной оценки всех показателей качества, формируемых в данном технологическом комплексе z(i). Устанавливаются номинальные численные значения znom(i), а также допустимые по технологии отклонения z(i) для каждого показателя. На данном этапе анализируются документы, регламентирующие требования к качеству продукта (используется методика анализа документации). Однако, в отдельных случаях, необходимо применять экспериментальные методы исследования или метод экспертиз. Так, в стандартах и технических условиях на пищевой продукт не всегда приводятся допустимые технологические отклонения показателей качества, либо указываются односторонние отклонения " ... не более ". В таких случаях необходимо установить диапазон варьирования показателя допустимый для данного производства. На втором этапе подготовки технологического процесса к комплексной автоматизации определяются возмущающие воздействия, изменения которых по ходу реализации технологического процесса могут вызвать отклонения показателей качества продукта за пределы допуска z(i).

3. Системы управления при аварийных (запредельных) возмущающих воздействиях.

. Аварийное возмущение характеризуется полным прекращением подачи энергоносителя или продукта или выходом из строя оборудования. Для управления ситуацией в этом случае предусматриваются блокирующие и деблокирующие управляющие воздействия. Блокирующие направлены на прекращение работы объекта или полностью технологической линии, а деблокирующие воздействие предусматривают восстановление работы после снятия аварийного возмущающего воздействия. Предусматриваются также синхронизирующиеся воздействия обеспечивающие взаимодействие технологической линии с объектом который подвержен аварийному возмущ воздействию. Синхронизирующее воздействия бывают: параллельные – которые останавливают работу одновременно всех объектов; последовательные – когда остальные объекты линии продолжают работать, а продукт на выходе поступает в специальные промежуточные емкости или сборники.

4. Выбор комплекса технических средств при разработке функциональных схем.

СУ должна иметь в своем составе контуры контроля тех параметров, их назначение, получение полной объективной инф о состоянии тех процесса. Выбор КТС решается на этапе разработки ФСА. Выбор КТС опр: видом энергии (пневмат/электрич), типом передаваемого сигнала, типом ВП, кол-вом и характером постов управления (опр структурной схемой). Синтез сист контроля сводится к след: 1.в ТЗ приведен перечень контролируемых величин. 2.приведена в ТЗ точность контроля. При синтезе сист уонтроля стремится к достиж экстремума ( min стоимость сист с соотв ограничениями). При это должна быть обеспечена полная и оперативная инф о состоянии объекта. Это может быть достигнуто путем минимизации числа контролируемых величин, дублирование измерений, второстепенная инф не должна присутствовать в сист контроля это удорожает систр и утомляет обслуживающий персонал. При синтезе сист контроля выполняются след операции: 1.разработка полного алгоритма процесса управления и контроля. 2.оптимальное распределение функций между чел-ом – оператором и автоматикой. 3.выбор способа предоставления инф. Измерение тех параметра должно происходить с заданной точностью. Точность измерений зависит от точности датчика, от точность преобразования измеренной величины в искомую, от частоты опроса датчика в случае периодического контроля. В любом случае стоит стремится к исп однородной аппаратуры. Однородная аппаратура дешевая и расширяет возможность резервирования. Синтез сист контроля для пищ производств имеет ряд особенностей: 1. Характеристики среды 2.диапозон измерений 3.расстояние от датчика до ВП. Поэтому рассмотрим след вопросы. 1.характеристика контролируемой среды (темп, давл, плотность, химическая агрессивность) 2.характеристи ОС (темп, давление, плотность, пыльность, наличие электромагнитных полей, взрывопожароопасность). 3.для ЛС. К сист контроля предъявляют след требования: 1.точность кл 0,25-1,5. 2.порог чувствительности не более 0,1% от диапазона измер (min уровень сигнала на который откликается прибор) 3.быстродействие (постоянная времени и время запаздывания не более 16 сек). Надежность (средняя наработка на отказ свыше 5000ч и вероятность безотказной работы). Таким образом при разработки сист контроля необходимо выбрать: 1.ЧЭ 2.ЛС 3.ВП. Выбор ЧЭ опр диапазоном измерения параметра и характеристикой контролируемой среды. Необходимо учитывать что при проведении измерений на ЧЭ может быть оказано негативное воздействие со стороны контролируемой среды. Такое воздействие может носить эрозийный и коррозийный характер. Электромагнитные, ультразвуковые, радиоактивные и др спец устройства должны быть обязательно согласованы с технологами на предмет отсутствия с их стороны негативного воздействия на пищ продукт. Рассказать про выбор диапозона измер. Выбор ЛС опр энергией, типом передаваемого сигнала, расстоянием до измерения и видом ВП. Большинство ВП имеют в своем составе устройства позволяющие передавать значения измеряемой величины на расстояние, т.е сист дистанционной передачи. Такая сист не требуется для устройств измерения темп работающей в комплекте с ТС т.к данные устройства обеспеч необходимую дистанционность передачи. Хотя данные устройства могут иметь в своем составе средства получения унифиц сигнала. По виду энергии сист дистанцион перед делятся на: пневмат и электрич. Сущ силовые устройства передачи и трансформаторные. Выбор ВП опр видом измеряемой величины, характеристикой ОС, метрологическим характеристиками. Делятся приборы по след признакам: 1. По точности: прецизионные (кл 0,25 и выше); средней точности (кл 0,5-1); низкой точности (кл 1,5 и меньше). 2.по динамическим характеристикам (характеризуются скоростью пробега шкалы показателя): высокого быстродействия до 1 сек; среднего 1-10 сек; низкого 10-16 сек. 3.по способу измеряемой величины: аналоговые; цифровые 4.по габаритам: нормальных габаритов; малогабаритные; миниатюрные. 5.по виду шкалы: круглые; прямоугольные; овальные. 6.по исполнению: нормально исполнения (10-35С, 30-80%).; тропического; умеренохолодная; искрозащитная; взрывозащищенные. ВП применяется в СУ когда по их показанием ведется русное управление процессом, а также для эпизодического контроля тех параметра. Удобно объединять на одном показывающем приборе значение нескольких величин при помощи переключателя. Это допустимо в том случае если контролируются однородные величины однотипных параллельно работающих агрегатов. Не допускается объединять на одном показ приборе значение разнородных величин, величин принадлежащих разнотипным аппаратам, а также однотипных величин последовательно расположенных в ТП. Все важнейшие параметры процесса должны контролироваться показывающими и самопишущими приборами. Это позволяет контролировать ход тех процесса оценивать возмущ воздействия, а так же опр зависимости между управл воздействием и качеством продукции. Регулирующие приборы бывают одноточечные и многоточечные. Условия показания прибора не должно накладываться друг на друга. Замена нескольких приборов на один при объединенном на нем показатели нескольких величин позволяет: уменьшить габариты щитов, улучшить технико эконом показатели проекта. Опр эффект дает замена показыв приборов сигнализирующими. Выбор исполн устройств регуляторов. Исполнительные устройства являются одним из основных узлов СУ т.к. они оказывают непосредственное влияние на ТП. Исполнит устр состоят из: основной части: ИМ+РО и вспомогательных эл-ов – концевых выключателей. Конструкция и принцип действия исполн устройств должно быть таким чтобы сигналы от регулятора отрабатывались точно и надежно. Необходимо учитывать что статические и динам характеристики исполн устройств оказывают влияние на характеристики ТП. ИМ: электромагнитные (с защелкой и без защелки); электродвигат (2-х позиционное регулирование, плавное регулирование) К ИМ предъявляются следующие требования: 1.принцип действия и конструкция ИМ должны быть такими чтобы при отключении и внезапном возобновлении подачи энергии РО занял бы положение искл возникновение аварийной ситуации. 2. принцип действия и конструкция ИМ должна соотв характеристикам контролируемой мреды и ОС.

Билет №8

1. Критерий устойчивости Михайлова.

Основан на рассматривании характер полинома замкнутой сист. и составлением определителя. Условие устойчивости. Для того чтобы система была устойчивой необходимо чтобы определитель Р-Г был больше нуля и миноры были положительны. Если хотя бы один из этих миноров отриц то сист. неуст. Если равен нулю то на границе уст. В последствии условия были изменены: необходимо чтобы все а_j>0 и достаточно

2. Разработать алгоритм, информационное обеспечение, математическое обеспечение управлением качеством для одной из технологических операций анализируемого объекта.

Математическое обеспечение (то же, что программное обеспечение, ПО) — комплекс математических программ и алгоритмов, одна из обеспечивающих подсистем. Обычно включает множество программ для решения на ЭВМ конкретных задач, объединяемых главной программой-диспетчером. Программа-диспетчер определяет порядок работы исполнительных программ в зависимости от графика переработки ,информации, запросов. Математическое обеспечение строится таким образом, чтобы в случае необходимости можно было легко менять не только отдельные программы, но и критерии, по которым ведётся управление. Информационное обеспечение – включает в себя таблицу информационного обеспечения, в которой указаны все неуправляемые воздействия(х), управляемые воздействия(y), показатели качества(z), их максимальные, минимальные, номинальные значения; их допустимая погрешность, периодичность получения информации, способ получения инфы.(автоматический, л/б) Информация может передаваться по различным каналам: От объекта От оператора От датчиков, сигнализаторов и тд. Из банка данных Из управляющей системы

3. Установочные и настроечные элементы регулятора.

4. Схемы питания. Назначение и порядок разработки

ПЭС питания является не только проектным документом но по ним также производится эксплуатация СУ. На ПЭС показ: 1.аппаратура включ/отлюч питания. 2.наименование электроприемников 3.соед лини между ИП, щитами питания и сборками питания СА. Для сист автоматизации применяются источники питания ~ 380/220В с глухозаземленной нетралью. Если в схеме присутствуют устройства с отличными параметрами от указанных необходимо исп трансформаторы, выпрямители и блоки питания. Схема питания может быть выполнена однолинейным и многолинейным способом. Сети питания делятся на: 1.птающие сети – от ИП до щитов питания и сборок питания автоматики 2.распределенная сеть от ЩП и сборок питания до ЩА. Распределенная сеть строится по радиальному принципу т.е каждый электроприемник подкл к ИП отдельной линией. Пример структурной схемы питания. 1.ИП 2.ЩП 3.ЩА 4.сборка питания задвижек 5.ЩП 6.ЩА 7.датчики 8.отдельностоящие приборы. Сеть может быть построена по радиальному, магистральному, смешанному. Когда требования по надежности электроснабжения не очень жесткие, а расстояние между щитами питания гораздо меньше чем от них до ИП можно применить магистральный метод. Схемы питания могут быть: 1.двухпроводные Ф+Н 2.двухпроводные Ф+Ф 3.трехпроводные Ф+Ф+Ф 4.четырех проводные 3Ф+Н 4.пятипроводные 3Ф+Н+заземление

Билет №9

1. Критерий устойчивости Рауса-Гурвица.

Основан на рассмотрении характеристического полинома замкнутой системы…. Каждому w соответствует точка на комплексной плоскости. Варьируя w получаем совокупность точек, получая при этом какую-то кривую – кривая годографа Михайлова. Для того чтобы система была устойчивой необходимо чтобы кривая годографа Михайлова начиналась на положительной вещественной полуось и двигалась в направлении против часовой стрелки охватывала бы точку с (начало координат) проходя последовательно n квадратов. n- порядок характер полинома. В противном случае сист явл неуст. Формулировка крит-ий Михайлова можно трансформировать для удобства практич исп след образом. Рассмотрим кривую годографа устойчивой сист. Очевидно имеет последовательность чередования осей.

2. Методы и технические средства измерения показателей качества сырья и готовой продукции пищевых предприятий.

Показатели качества входящие в понятие качества продукта, могут быть: -потребительскими (хар-ки которые интересны потребителю, какой жирности творог мы покупаем?) -технологическими (вид упаковки продукта, предназначение продукта, для длительности хранения) сроки хранения, способ транспортировки. Не явные показатели качества - себестоимость данного вида продукта. При подготовки системы автоматизированного управления качеством продукции, выявляются все показатели качества (номенклатура) Zi и распределяется, какие показатели качества на какой стадии производства продукты формируются. Каждый показатель качества, выявленный при анализе технологического процесса, должен быть определен: 1)по способу численной оценки (показатель качества может измеряться в технологическом процессе непосредственно, температура пельменей при заморозке) 2)лабораторный метод (для получения численной оценки показателя, необходимо отобрать пробу, и численное значение параметра опред. прибором в данной пробе (экспресс метод) или пробу подвергают хим. обработки и по форм. опр. значение) 3)органолептический метод (вкус, проба, эксперт оценивает в баллах) Специальные методы для численной оценки только этого показателя: -реологические хар-ки (упругость, вязкость, пластичность, хрупкость, нож с усилием разрезает батон, хлеб, вязкость зефира). Для каждого показателя должны быть определены: -номинальные значения -дополнительные пределы отклонения от номинала Номинальное значение чаще всего определяется, тех. условиями, ГОСТом на продукт, в некоторых случаях технологической инструкцией. Численное значение опр-ся в единицах измерения данного параметра. Диапазоны отклонений показателя качества от номинала Численные значения отклонений могут определяться ГОСТом или тех. условиями на продукт; это делается в тех случаях когда необходимо защитить интересы потребителя (например содержание влаги в слив. масле коровьем, должно быть не более 16%. Цифры 16% и номинал для этого показателя. В крестьянском коровьем масле влаги не более 25 % (ограничения по верху, большее значение запрещено ГОСТом). Содержание жира в молоке не менее 3.2% (огран. по низу)). В других случаях ограничение на номин. показатель качества может установиться технологической инструкцией данного предприятия (например ограничение содержания влаги в масле сливочном «сверху» до (16 %)); 10% 14% может так, но будут убытки предприятия (ГОСТ не запрещает). 10%, 12%, 14% - устанавливается пределы системой качества (технолог. инструкцией по управлению качеством) самого предприятия. В зависимости от состояния оборудования наличие приборов => пределы устанавливаются (10%, 12% и др.). исходя из данных условий и управление качеством состоит в том, что бы следить за выходом со временем этого показателя за предел выбранный). Пределы варьирования показателя кач-ва (нижний и верхний) при формирование системы управления кач-вом, задаются по ГОСТу или по результатам анализа состояния оборудования технологической культуры предприятия, экономических сооброжений.

3. Типовые переходные процессы регулирования.

Имеется три типа процессов регулирования, один из которых, как правило, удовлетворяет конкретным требованиям регулирования промышленного объекта: 1) апериодический процесс с минимальным временем регулирования; 2) процесс с 20%-м перерегулированием и минимальным временем первого полупериода колебаний; 

3) процесс с минимальным квадратичным интегральным показателем. Апериодический процесс с минимальным временем регулирования характеризуется минимальным регулирующим воздействием и сравнительно большим отклонением y1 (допустимое динамическое отклонение). Такого процесса следует добиваться тогда, когда данное регулирующее воздействие может оказывать влияние на другие параметры процесса. Процесс регулирования с 20%-м перерегулированием характеризуется значительным перерегулированием, однако при этом происходит снижение отклонения y1. Длительность процесса регулирования при этом несколько увеличивается. Процесс регулирования с минимальной вадратичной площадью отклонения регулируемой переменной характеризуется значительным перерегулированием, достигающим 40-50%, при этом время регулирования увеличивается, а y1 достигает минимального значения. Добиваться такого переходного процесса следует тогда, когда по условиям работы объекта управления необходимо иметь минимальное отклонение y1.

4. Характеристика принципиальных электрических и пневматических схем, применяемых в системах автоматизации пищевых производств. Их назначение и классификация.

ПЭС – это проектный документ в котором представлены все эл-ты сит управления и связи между ними. В отличие от ФСА ПЭС дают детальное представление о работе сист. ПЭС является основанием для разработки других документов проекта, т.е монтажных схем щитов и пультов, схем внешних соединений. ПЭС СУ делятся на: 1.схемы управления 2.схемы сигнализации 3.схемы питания Допускается объединять схемы управления и сигнализации. К ПЭС предъявляются след требования: 1.надежность – это св-во схемы выполнять заданные функции сохраняя свои характеристики в заданных пределах при заданных условиях эксплуатации. 2.безопасность обслуживающего персонала и исключ возможности порчи оборудования и продукции при неисправностях в схеме, а также при снятии и послед подачи напряжения на эл-ты схемы(схемы с нулевой защитой) 3.удобство работы персонала связана с min вниманием и труда, а также с обеспечением возможности проведения ремонтных работ при соблюдении тех безопасности. 4.экономичность схемы оценивается не только по стоимости оборудования и по стоимости ЛС.

Билет №10

1. Критерий устойчивости Найквиста.

Позволяет оценить устойчивость замкнутой сист по ее св-ам в разомкнутом состоянии. Каждому w соотв точка на комплексной плоскости. Варьируя w получаем совокупность точек, получая при этом какую-то кривую – кривая гадогрофа Найквиста. 1.система устойчива в разомкнутом состоянии: для того чтобы система в разомкнутом состоянии была устойчива в замкнутом необходимо и достаточно чтобы кривая годографа Найквиста не охватывала бы точку с ординатой (-1; j0), в противном случае система будет неустойчива. Поскольку между АФЧХ, АЧХ и ФЧХ сущ соответствия то можно сформулировать к этим характеристикам. Для того чтобы сист была уст необходимо чтобы ЛАХ разомкнутой сист пересекал ось частот раньше чем фаза достигнет знач . Под запасом устойчивости понимают те добавки к частотным характеристикам в результате которого устойчивая сист выходит на границу уст. Запасом устойчивости по амплитуде нызав та добавка к АЧХ сист на частоте где фаза достигает . Запасом устойчивости по фазе назыв та добавка к ФЧХ сист где точка наход от начала координат на 1. 2.для сист неуст в разомк сост: систем неуст в разомк сост при замыкании будет уст при выполнении условий: кривая годогрофа должна охватывать точку (-1; j0)причем число пересечений отрицательной вещественной полуоси ливее точки в направлении сверху вниз должно быть на к/2 раз больше числа пересечений в обратном направлении, где к – число правых полюсов разомкнутой ситемы.

2. Методы и технические средства измерения уровня.

-По функциональному назначению

1. уровнемеры – непрерывное измерение уровня

2. сигнализаторы уровня – дискретные измерения заданных значений уровня

-По принципу действия

1. линейные уровнемеры

2. механические уровнемеры и сигнализаторы

3. гидростатические уровнемеры

4. электрические уровнемеры и сигнализаторы

5.ультразвуковые и акустические

--Линейные уровнемеры

Принцип действия (ПД) основан на принципе сообщающихся сосудов (указательные стекла бывают проходящего и отраженного света)

--Механические уровнемеры

Поплавковые – ПД основан на зависимости перемещения поплавка при изменении контролируемого уровня, глубина погружения должна быть постоянной + простота, надежность – сложность дистационной передачи

Буйковые ПД основан на законе архимеда.

Буек –тонет, установлен вертикально и частично погружен, при измерении уровня, изменяется и вес поплавка

--Гидростатические ПД основан на измерении гидростатического давления, столба жидкости высотой Р=рgL

измерения Р осуществляется:

1 Манометром подключенным на высоте соответствующей нижнему пределу

2 с помощью дифференциального манометра, подключенного на высоте соотвтествующей нижнему пределу измерений. Позволяют измерить уровни в закрытых резервуарах

-- Электрические уровнемеры и сигнализаторы

Кондуметрический сигнализатор

Емкостной сигнализатор и уровнемер

-- Акустические уровнемеры и сигнализаторы –ПД основан на зависимости времени распространения ультрозвуковых колебаний до границы раздела контролируемая среда –воздух и обратно от уровня

буйковый

поплавковый

линейный

3. Объекты управления с самовыравниванием (статические).

Самовыравнивание - это способность объекта приходить после возмущающего воздействия в равновесное состояние без вмешательства, управляющего или регулируемого устройства. Самовыравнивание характеризуется коэффициентом самовыравнивания. В статических системах управляемая величина в установившемся режиме зависит от величины возмущения. В этой системе необходимо поддерживать уровень воды Н на заданном уровне. При понижении уровня воды, поплавок опускается вниз, и регулирующий орган поднимается вверх, тем самым увеличивая пропускание воды через кран, а следовательно, повышению уровня воды до отметки H. Если вода становится выше отметки Н, то датчик поднимается вверх, заслонка перекрывает поток воды, и уровень воды падает до отметки H. Статическая система характеризуется следующими показателями: Можно построить статическую характеристику – это зависимость выходной величины от входной в установившемся режиме, то есть, когда все переходные процессы в системе завершены. Наличие статической ошибки А. Наличие статической ошибки объясняется тем, что перемещение регулирующего органа возможно только за счет отклонения регулируемой величины. Статическая ошибка связана с коэффициентов усиления. Чем больше коэффициент усиления k, тем меньше статическая ошибка и больше точность А=1/(1+к) Каждому значению регулирующего органа соответствует определенное значение регулируемой величины. Равновесие в статической системе возможно при различных значениях регулируемой величины.

4. Надежность систем управления и контроля. Основные показатели надежности и методика их выбора при проектировании.

Теория надежности это наука об обеспечении и сохр надежности тех средств на этапе проектирования, создания и эксплуатации. Надежность это св-во изделий выполнять заданные функции сохр свои эксплуатационные характеристики в заданных пределах. Надежность охватывает такие св-ва изделий как безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохроняемость. Безотказность это св-во изделий сохр работоспособность в течении некоторой наработки без вынужденных перерывов. Работоспособность это состояние изделий при котором оно способно выполнять заданные фун с параметрами установленными требованиями тех документациями. Наработка это продолжительность работы изделий в часах или циклах. Отказ событие заключ в потери работоспособности. Долговечность – св-во изделий сохр работоспособность до предельного состояния с перерывами необходимыми для проведения тех обслуживания и ремонта. Показатели ресурс измер в моточасах или сроках службы. Срок службы это календарное продолжительность работы изделий вплоть до предельного состояния обусловленного тех документацией или до списания. Ремонтопригодность св-во изделий заключающееся в ее приспособленности к обнаружению и устранению отказов за счет проведения плановых осмотров и ремонтов. Сохраняемость это св-во изделий сохр свои эксплуатационные характеристики в заданных пределах в течении транспортировки и хранении. Элемент в т.н это покупное изделие на которое имеется свой показатель надежности или тех условие. Элемент при отказе не восстанавливается а заменяется на новый. Устройства это совокупность определенным образом связанных между собой элементов предназначенных для управления единицей тех оборудования. Система….Если с точки зрения надежности не имеет значение имеет ли место элемент, устройство или система применяется термин изделие. Существует несколько показателей надежности. Выбор того или иного показателя надежности опр исходя из назначения изделий и последствий его отказа. Отказ это случайное явление которое появляется за счет влияния внешних факторов которые нельзя предсказать за ранее. При этом т.н не может предсказать отказов которые появляются за счет неслучайных явления.

Билет №11

1. Области устойчивости САУ.

В процессе решения задач анализа и синтеза оказывается возможным осуществить варьирование параметров системы, для успешного решения важно знать области варьирования параметра, в пределах которого система устойчива.

Критерий Найквиста: |w(A;B)|=1, φ(A;B)=-π А=f(В) Критерий Михайлова U(A;B)=0 V(A;B)=0 А=f(В) Критерий Рауса-Гурвица а_n(A;B)=0 Δ_n-1(A;B)=0 А=f(В)

2. Оформить таблицу информационного обеспечения и метрологические требования для системы контроля и учета параметров анализируемого технологического процесса.

Наименование информационного канала		Обозначение наименование и единица измерения контролируемого параметра				Кол-во индетичных параметров			Диапазон возможных значений контролиру параметра
									С учетом вспомогательных режимов			рабочий
1		2				3			4			5

Наименование информационного канала

Допустимая погрешность при вводе пораметра

Периодичность вывода информации

Допустимая погрешность при выводе информации

Контролируемые пределы значения параметра

Наименование информационного канала	Характеристика входной информации		Место вывода информации	Способ вывода информации	Форма представления информации
	Способ получения информации	Периодичность получения информации
1	6	7	8	9	10
	Автоматический	Непрерывно	Рабочее место диспетчера	Показание,хранение контроль	Показания на мнемосхеме запись в памяти

3. Объекты управления без самовыравнивания (астатические).

В астатических системах регулируемая величина в установившемся режиме не зависит от величины возмущения. Астатическим называют автоматическое регулирование, когда при различных значениях внешнего воздействия на объект, отклонение регулируемой величины от заданного значения по окончанию переходного процесса становится равным нулю. Все астатические системы являются высокоточными системами, статическая ошибка у которых равна 0, но эти системы склонны к колебаниям. В этой схеме поплавок перемещает ползунок, который пускает двигатель в ту или иную сторону в зависимости от необходимости подъема или опускания заслонки. Двигатель выключается, когда уровень воды Н достигает необходимого значения. Астатическая система характеризуется рядом признаков: Нельзя построить статическую характеристику - это зависимость выходной величины от входной в установившемся режиме, то есть, когда все переходные процессы в системе завершены. Статическая ошибка равна 0. Равновесие в системе возможно только в одном значении регулируемой величины, которое равно заданному (в нашем примере заданной значение уровня воды Н) Значение регулируемой не зависит от положения регулирующего органа.

4. Надежность комплекса технических средств УВК при управлении технологическими процессами. Основные показатели надежности КТС УВК.

Надежность комплекса СВТ при управлении ТП.

Современная ЭВМ это совокупность аппаратных и программных средств. При этом аппаратные средства на ряду с программными обеспечивают управление выч процессом. Для ЭВМ справедливы все характеристики надежности рассмотренные ранее, однако для нее более детальным является понятие отказа. Отказы могут быть: внезапными (мгновенные потери работоспособности), постепенные (накопление во времени количественных изменений некоторго параметра достигающих значение при котором ЭВМ становится не работоспособным). Сбой это кратковременное самоустраняющ нарушений выч процесса в следствии воздействия внешних факторов, после этого ЭВМ работает нормально но необходимо восстановить достоверность инф. (среднее время восстановление инф после сбоя). Надежность СВТ повышается след образом: 1.переход на более надежные эл-ты. 2.применение облегченных режимов эксплуатации. 3. Применение новых тех проц при производстве. 4. Использование САПР. При исп СВТ при производстве необходимо проводить профилактические испытания с целью выявления эл-ов характеристики которых не соответствуют номинальным значениям.Цель этих испыт: 1. Увеличить наработку на отказ между соседними испытаниями. 2.эффективность профилактических испытаний может быть оценена как отношение средней наработки на отказ при профилактики на отказ. ….При этом может быть оценена результативность проведения испытаний. Коэф результативности это отношение кол-ва отказов выявленных при испытании к общему кол-ву отказов выявлен при испытании и во время работы. Велечины эффективности и результативности зависят от объемов проводимых испытаний и от частоты. Однако организация обслуживания СУ требует системного подхода, т.к проведение проф испытаний означают простои тех оборуд.

Билет №12

1. Понятие о качестве переходных процессов. Критерии качества переходных процессов.

Получение оценок параметров возможно без построения переходного процесс на основе косвенных признаков, которые называются критериями качества переходных процессов: частотный, интегральный, корневой. Синтез замкнутой системы даёт информацию о частотных характеристиках разомкнутой системы, этапы синтеза: построение ЛАХ желаемой системы, построение ЛАХ располагаемой системы, определение ЛАХ последовательного корректирующего устройства методом вычитания ЛАХ желаемой минус ЛАХ располагаемой, на основе полученной ЛАХ восстанавливается функция корректирующего устройства и проверяется возможность её практической реализации, правильность расчёта проверяется построением переходного процесса. По интегральному критерию качество переходного процесса оценивается с помощью интегральных функционалов. Первый ИФ служит для описания знакопостоянных переходных процессов, чем он больше, тем более затянутый процесс, чем он меньше, тем лучше переходной процесс; второй ИФ служит для описания знакопеременных переходных процессов, чем он больше, тем хуже процесс; третий позволяет оценить длительность переходного процесса и скорость изменения параметра. По корневому критерию можно оценить качество ПП по отдельным характерным корням характеристического уравнения: длительность ПП можно оценить по времени затухания самой медленно затухающей составляющей; самая медленно затухающая составляющая будет та, которая характеризуется минимальным по модулю значением вещественной части корня

2. Методы и технические средства измерения расхода вещества.

Измерение расхода и количестваДля контроля и управления химическим производством большое значение имеет измерение расхода и количества различных веществ: газов, жидкостей, пульп и суспензий. Расход вещества — это его количество, протекающее через сечение трубопровода в единицу времени. Количество измеряют в единицах объема (м3, см3) или массы (т, кг, г). Соответственно может измеряться объемный (м3/с, м3/ч, см3/с) или массовый (кг/с, кг/ч, г/с) расход. Для измерения расхода веществ применяют расходомеры, основанные на различных принципах действия: расходомеры переменного и постоянного перепада давлений, переменного уровня, электромагнитные, ультразвуковые, вихревые, тепловые и турбинные. Расход сыпучих веществ обычно измеряют различными весоизмерительными устройствами. Расходомеры переменного перепада давлений Действие этих расходомеров основано на возникновении перепада давлений на сужающем устройстве в трубопроводе при движении через него потока жидкости или газа. При изменении расхода Q величина этого перепада давлений ?р также изменяется. Для некоторых сужающих устройств как преобразователей расхода в перепад давлений коэффициент передачи определен экспериментально и его значения сведены в специальные таблицы. Такие сужающие устройства называются стандартными. Расходомеры постоянного перепада давлений Расход жидкости или газа можно измерять и при постоянном перепаде давлений. Для сохранения постоянного перепада давлений при изменении расхода через сужающее устройство необходимо автоматически изменять площадь его проходного сечения. Наиболее простой способ — автоматическое изменение площади проходного сечения в ротаметре. Ротаметр представляет собой вертикальную конусную трубку, в которой находится поплавок. Измеряемый поток Q проходя через ротаметр снизу вверх, создает перепад давлений до и после поплавка. Этот перепад давлений, в свою очередь создает подъемную силу, которая уравновешивает вес поплавка. Расходомеры переменного уровня Из гидравлики известно, что если жидкость свободно вытекает через отверстие в дне бака, то ее расход Q и уровень в баке Н связаны между собой. Следовательно, по уровню в баке можно судить о расходе из него. На этом принципе основано действие расходомеров переменного уровня. Очевидно, что роль первичного преобразователя здесь выполняет сам бак с отверстием в дне. Выходной сигнал такого преобразователя — уровень в баке. Поэтому промежуточным преобразователем измерительной цепи расходомера переменного уровня может служить любой из рассмотренных уровнемеров. Расходомеры переменного уровня обычно используют для измерения расхода агрессивных и загрязненных жидкостей при сливе их в емкости, находящиеся под атмосферным давлением. Электромагнитные расходомеры Действие электромагнитных расходомеров основано на законе электромагнитной индукции, согласно которому в проводнике, движущемся в магнитном поле, будет наводиться э. д. с, пропорциональная скорости движения проводника. В электромагнитных расходомерах роль проводника выполняет электропроводная жидкость, протекающая по трубопроводу 1 и пересекающая магнитное поле 3 электромагнита 2. При этом в жидкости будет наводиться э. д. с. U, пропорциональная скорости ее движения, т. е. расходу жидкости. Ультразвуковые расходомеры Действие этих расходомеров основано на сложении скорости распространения ультразвука в жидкости и скорости самого потока жидкости. Излучатель и приемник ультразвуковых импульсов расходомера располагают на торцах измерительного участка трубопровода. Электронный блок содержит генератор импульсов и измеритель времени прохождения импульсом расстояния между излучателем и приемником. Перед началом эксплуатации расходомер заполняют жидкостью, расход которой будут измерять, и определяют время прохождения импульсом этого расстояния в стоячей среде. При движении потока его скорость будет складываться со скоростью ультразвука, что приведет к уменьшению времени пробега импульса. Это время, преобразуемое в блоке в унифицир

Расходомеры переменного перепада давления(ППД). Принцип действия основан на создание в потоке движущейся среды сужения потока, при этом в месте сужения возникает перепад давления до сужения становится больше чем после, и возникающая разница давления зависит от расхода таким образом измеряя перепад давления можно судить о расходе среды. Таким образом расходомер состоит из сужающ устройства в трубопроводе, измерительного прибора диф манометра и соед (импульсных) трубок соед измерительный прибор с трубопроводом до и после сужения. Диофрагма. Ротаметры. Простейший ротаметр представляется собой стеклянную коническую трубку, установленную на вертикальном участке трубопровода узким концом вниз. Внутри трубки находится поплавок выполненный из стали -для жидкостей, из эбонита – для газа. При изменении расхода происходит вертикальное перемещение поплавка в трубке, и по величине его перемещения судят о величине расхода.

Индукционные расходомеры. Принцип действия основан на явлении возниконовения электрического тока в проводнике, перемещающемся в магнитном поле

3. Экспериментальное определение динамических характеристик статического объекта методом однократного ступенчатого возмущения.

При анализе статических характеристик объекта управления фиксируются численные значения выходных переменных только при установившихся состояниях модели. Статические характеристики для О можно получить, изучая реакцию объекта на изменение каждого из возмущающих и управляющих воздействий. В динамическом режиме управляемая величина непрерывно изменяется во времени. Динамические режимы подразделяются на неустановившейся и установившейся. Неустановившейся динамический режим имеет место сразу после изменения внешних воздействий. Вид переходного процесса зависит от типа воздействий и от динамических свойств системы. Установившейся динамический режим наступает сразу после окончания переходного процесса, когда выходная величина изменяется во времени по тому же закону, что и входная. Установившейся динамический режим не является характерным для АСР. Обычно, на управляемый процесс действуют различные возмущения, отклонеящие управляемый параметр от заданной величины. Процесс установления требуемого значения управляемой величины называется регулированием. Ввиду инерционности звеньев регулирования не может осуществляться мнгновенно.

4. Причины отказов программного обеспечения. Последствия и признаки появления ошибок в программе. Автоматическое восстановление процесса управления УВК.

Существуют следующие причины отказав ПО: 1.ошибки программ 2.некорректная входная инф 3.ошибочные действия оператора 4.неисправнось АС. При разработки сложных программ практически не возможно выявить и устранить все ошибки, в результате в программе остаются так называемые скрытые ошибки, которые могут привести к отказу ПО при опр сочетании исходных данных. Класс ошибок ПО: 1.ошибки программирования мат операций. 2.логические ошибки – это искжение алгоритма решения задачи. 3.ошибки ввода/вывода – неверный формат. 4.ошибки манипулирования данными это неверные входные данные, неверное кол-во данных. 5.ошибки сопряжения это неверное взаимодействие программы с др программами или подпрограммами. Некорректная входная инф это когда входные данные не попадают в диапазон входных значений, также может привести к отказу ПО. Ошибки оператора также могут привести к отказу ПО в тех случаях когда он неправильно трактует сообщение ЭВМ. Неисправность АС также может привести к отказу ПО и даже к его искажения, например после сбоя. Последствиями ошибки программы является ее отказ заключающемся в недопустимом отклонении характеристик ТП от требуемого. Степень серьезности последствий отказа может быть оценена соотношением времени восстановленных процедур и динамическими характеристиками объекта. При отказе ПО могут быть следующие последствия: 1.полное прекращение процесса на длительное неопределенное время. 2.кратковременное нарушение хода процесса. Признаками отказа ПО являются:1.преждевремменное прекращение выполнения программы. 2.зацикливание. 3.недопустимое увеличение времени выполнения программы. 4.полная потеря исходных данных и данных по промежуточным вычислениям. Преждевременное завершение программы как правило сопровождается выдачей аварийного кода. При этом сущ возможность повторного запуска программы. Для ускорения ликвидации ошибки в программе в ней необходимо созать контрольные точки в которых записывается инф о параметрах объекта управления. Таким образом появляется возможность рестарта программы с последней контрольной точки, а не сначала.

К надежности проц управ в пищ пром предъявляются высокие требования это опр высокой стоимостью потерь в случае простоя СУ при ее отказе. Неверное опр управляющих воздействий может привести к порче тех оборудования и продукта. Поэтому в составе УВК необходимо иметь систему контроля правильности его работы. В основу построения такой системы положен принцип избыточности по сравнению с другими устройствами работающ без контроля. 1.временная избыточность предусматривает доп затраты времени на повторное вычисление. 2.аппаратурная избыточность предусматривает исп доп аппаратурных средств (АЛУ) решающих одновременно одну и ту же задачу со сравнением результатов. 3.алгоритмическая избыт предусматривает решение задачи по альтернативным алгоритмам со сравнением результатов. В современных комп доля оборудования охваченная системами контроля сост 70-95% дальнейшее увел степени охвата считается не целесообразной в виду высокой стоимости доп оборудования, поэтому оставшиеся узлы контролируются при помощи диагностических программ исп в период профилактики. В идеале желательно чтобы переход к новой программе выполнялся только при условии проверки правильности предыдущей. Именно по такому принципу построены УВК. Однако это связано с дополнительными затратами времени на выполнение контрольных операций, а следовательно к снижению производительности УВК. Это необходимо учитывать при выборе УВК. Поэтому одна из основных характеристик УВК это время реакции на ошибку. Для сист управления общего назначения данный принцип действия считается не оптимальным в следствии меньшей стоимости простоя и учитывая что ошибки это достаточно редкое явление. Поэтому в таких сист основной процесс и проц контроля ведутся параллельно, при этом будет иметь место некоторое запаздывание. При управлении ТП желательно чтобы часть жестких ошибок классиф как мягкие. Часть жестких ошибок можно перевести в псевдо мягкие благодаря заложенному в архитектуре сист принцип постепенной деградации. Суть принципа состоит в том что при отказе в каком то блоке сист сист выполняет автомат реконфигурацию отключает отказавший блок и продолжает работать с ухудшенными характеристиками до предельного состояния. Классиф ошибки на сбой или отказ выполняется путем многократного повторения операции. Если исход повторения оказался успешным ошибка класиф как сбой. Если не одно из повторений не заканчивается ошибка класиф как отказ и сист вырабатывает сообщение оператору о необходимости его вмешательства. По результатам анализа вырабатываются решения по обходу отказа в сист.

Билет №13

1. Методы построения переходных процессов

Построение переходных процессов в САУ является завершающим этапом проектирования системы. Существуют три группы методов построения переходных процессов: аналитические, графо-аналитические и численные. Аналитические методы построения переходных процессов основаны на решении дифференциального уравнения, описывающего движение системы. Они используются для систем невысокого порядка. Широкое распространение получили приближенные графические и графо-аналитические методы с использованием вещественных частотных характеристик. В настоящее время с появлением ПЭВМ особое значение приобрели численные методы построения переходных процессов, основанные на применении пакетов прикладных программ. В реальных системах возмущающее и в ряде случаев управляющее воздействие являются случайными функциями времени. При проведении инженерных расчетов с целью их упрощения принимают некоторые типовые воздействия в виде единичной ступенчатой функции и единичной импульсной функции. .Переходные характеристики снимаются путем подачи на вход О типового испыт воздействия: 1.единичное ступенчатое воздействие. Такое воздействие очень просто смоделировать на практике. Реакция О на ед ступенчатое воздействие назыв переходной функцией. 2.Единичное импульсное воздействие. Реакция О на ед импульсное воздействие является функцией веса. Если входное воздействие изменить в к раз то соответственно реакция на выходе изменится в к раз. Установим взаимосвязь между этими испыт воздействиями и их реакц. Зная передаточную ф можно получить соот переходные характеристики. Для этого необходимо решить соот данное перед ф диф ур-я для начальных условий ед воздействия или импульса. …….Зная переходные характеристики можно опр реакция системы на взаимодействие произвольного вида. Исходное воздействие можно представить в виде набора ступенек разной высоты и сдвинутой по времени. Результир реакцию объекта на это воздействие можно представить как сумму реакций на отдельные ступеньки с учетом их сдвига по времени. Чем меньше величина сдвига тем выше точность аппроксимации

2. Технические средства автоматизации, работающие без подвода дополнительной энергии.

ТСА, работающие без подвода дополнительной энергии. К ним можно отнести термометры, манометры, поплавковые регуляторы и т.д. Измеряющие температуру -термометры расширения. Принцип действия основан на: в зависимости от темпер-ры изменяется удельный объем в-ва или линейные размеры твердого тела. Жидкостные термометры расширения. Принцип действия основан на тепловом расширении термометрической ж-ти, заключенной в термометр. В зав-ти от конструкции бывают: - палочные - с вложенной шкалой. Стеклянный термометр с вложенной шкалой состоит из стеклянного резервуара с термометрич. ж-тью и приянного к нему капилляра, вдоль кот. располагается шкала. Резервуар, капилляр, шкала помещены в стеклянную оболочку, кот. припаивается к резервуару. Измеряемая температура опр-ся по изменению объема термометричю ж-ти, отсчитываемому по положению уровня ж-ти в капилляре. Термометрич. ж-ти: ртуть, керосин, этиловый спирт, толуол. Измеряющие уровень - поплавковый и буйковый уровнемеры. Принцип действия поплавкового основан на зав-ти перемещения при изменении контролируемого уровня. Причем глубина погружения поплавка должна быть постоянной. Принцип действия буйкового основан на законе Архимеда. Буек – цилиндрический поплавок, кот. изготовлен из материала, плотность кот. больше плотности контролир. среды. Устанавливается вертикально и частично погружен в среду. При изменении уровня пропорционально изменяется вес поплавка, погруженного в ж-ть Измеряющие давление – жидкостные манометры. Рабочая ж-ть: дистиллированная вода, ртуть, масло, этил. спирт (разная ж-ть - разные пределы давления) Манометры: - абсолютного давления. - избыточного давления, - вакуумметрического - диф. манометр.

3. Экспериментальное определение динамических характеристик астатического объекта методом однократного ступенчатого возмущения.

4. Методы обеспечения надежности. Их классификация и краткая характеристика.

Общетехнические методы обеспечения надежности. Назначение и содержание.

Методы обеспечении надежности СУ при проектировании делятся на: 1.общетехнические методы – обеспечение надежности СУ применяются при проектировании любых систем не зависимо от того указаны ли в ТЗ нормы надежности. 2.Специальные методы применяются в случае если в ТЗ заданы нормы надежности но исп ОМ не привело к достижению требуемой надежности сист. ОМ делится на: 1.Схемные. ошибки при проектировании СУ приводит к 30% отказа СУ из этого следует что необходимо обеспечить надежность СУ на этом этапе проектирования. Надежность СУ зависит от кол-во эл-ов. Поэтому в сист должно присутствовать min необходимое кол-во эл-ов. Выбор эл-ов в схеме необходимо производить не только с их тех характеристиками но и по показателям надежности. В процессе работы на эл-ты действуют электрические нагрузки в виде токов, напряжений и т.д. Необходимо чотбы это нагрузки соотв номинальным которые опр тех документацией. Желательно чтобы отношение рабочих нагрузок к номинальным нагрузкам лежали в диапазоне 0,5-0,6. В процессе эксплуатации на эл-ты действуют также климатические и мех воздействия необходимо чтобы они также соотв тех док. Особеные требования предъявляются к ИП. В проектной док должны быть указаны допустимый диапозон питания сист. При проектировании необходимо исп унифицированные схемные решения опробованные предыдущем опытом исп. Конструктивный метод.Конструкция щитов и пультов оказывают большое влияние на надежность сист. Поэтому необходимо обеспечить правильное расположение эл-ов внутри щитов и пультов. Неверное расположение эл-ов может привести к значительному ужесточению режимов их работы, что в первую очередь относится к тепловым нагрузкам. Поэтому эл-ты выделяющие тепло должны быть расположены как можно дальше от важных эл-ов сист или необходимо обеспечить режим охлаждения этих эл-ов. В процессе эксплуатации на эл-ты действуют различные помехи создаваемые электромагнитными полями. Для защиты от этих наводок след применять экранированные провода и кабели, защитные экраны и т.д. Крепление эл-ов внутри щита должны соответствовать инструкциям завода изготовителя. Если в процессе эксплуатации на щит действуют такие факторы как тряска или вибрация, то щит необходимо устанавливать на амортизаторы. При размещении эл-ов внутри щита необходимо обеспечить возможность доступа ко всем эл-ам сист для обеспечения возможности их замены или ремонта, т.е должна быть обеспечена ремонтопригодность проект сист. В проекте неоходимо исп только униф конструкции надежность которых уже проверена предыдущем опытом исп. Эксплуатационные способы. Известно что 53% отказов СУ вызвано ошибками оператора следовательно необходимо создать оператору комфортные условия работы: удобная мебель, оптимальный свет щитов управ, оптимальное расстояние от щитов до оператора, цвет сигнальной арматуры. Для снижения нагрузки на эл-ты сист необходимо обеспечить в щитовом помещении оптимальные значения температуры 19-21 и влажности 30-80. В проекте должны быть приведены рекомендации по составу и кол-ву ЗИПа. ЗИП выбирается исходя из надежности и ответственности узлов системы.

Специальные методы обеспечения надежности.

Общетехнические методы обеспечения надежности при небольших затратах обеспечивают значительное повышение надежности однако это повышение ограничено. Если применение общетехнических методов обеспечения надежности не привело к достижению поставленной цели (норма надежности указанной в ТЗ). Необходимо применить специальные методы обеспечения надежности. С помощью специальных методов можно получить практически любое заданное значение показателя надежности однако это связано с большими доп затратами. Наиболее эффективный спец метод обеспечения надежности это резервирование. Резервирование это введение в состав в системы избыточных элементов которые заменяют основные в случае отказа последних.

Билет №14

1. Использование преобразования Лапласа для исследования динамики систем.

Методика основана использовании прямого и обратного преобразования лапласа

Прямое преобразование Лапласа S-

Оператор действо над функцией S- комплексная переменная S=a+jb

Функцию времени в функцию количественного переменного.

Обратное преобразование Лапласа

Изображение по Лапласу

Х(t)	X(s)
1(t)
	1

Построение переходного процесса. Уравнение динамики системы:

При нулевых начальных условиях: t=0; x=0; y=0.

Если начальные условия не равны нулю

У Искажаем картину довесок, отражающей ненужные начальные

Условия. Избавиться от него можно сменив точку номинального

Рабочего режима, новую систему координат.

Х

Применим обратное преобразование Лапласа

2. Электрические силовые средства автоматизации. Усилители мощности, переключатели, исполнительные механизмы и устройства.