1. Мостовые измерит схемы

При обслуживании металлических кабельных линий наиболее часто пользуются измерительными мостами. Во-первых, они обеспечивают высокую точность в широком диапазоне измеряемых величин. Во-вторых, их применение позволяет организовать измерения таким образом, чтобы компенсировать посторонние влияния, что незаменимо для локализации неисправности. В-третьих, они недороги.

Учитывая сказанное, полезно ознакомиться не только с устройством измерительных мостов, но и с принципами их применения для локализации неисправностей. Впрочем, говоря языком математики, для построения оптимальных схем измерения такие знания необходимы, но недостаточны. Диагностика — это всегда и опыт, и искусство.

Принцип работы мостовой схемы измерения продемонстрировано на Рисунке 1 (RM1a), а способ ее применения на практике — на Рисунке 2 (RM2a). Сопротивление R1 вычисляется исходя из полученного при балансировке моста соотношения R4/R3, в качестве R2 используется резистор с известным значением. Конечно, сказанное дает только самое общее представление об измерительной схеме моста. На самом деле он устроен гораздо сложнее — современные мосты создаются на основе цифровых процессоров. Микропроцессорное ядро позволяет автоматизировать процедуру измерения (в первых моделях оператор должен был пользоваться калькулятором, сегодня же все расчеты выполняются аппаратурой), обеспечить многофункциональность устройства (многие мосты интегрированы с другими измерительными приборами — мультиметрами, рефлектометрами и т. п.), устранить помехи (посторонние постоянные и переменные напряжения почти всегда присутствуют на жилах кабелей), организовать дальнейшую обработку накопленных результатов измерений (хранение, обмен с компьютером, печать протоколов) и др.

Рассмотренный выше мост, используемый для измерения сопротивления, носит имя Уитстона (Wheatstone). Для подключения измеряемых цепей в нем применяются всего две клеммы (B и C). Более сложные схемы реализованы в двух других мостах — Муррея (Murray) и Купфмюллера (Kupfmuller) (RM2в). Здесь измеряемые цепи подключаются с помощью трех клемм (A, B и C). В более сложных схемах Хиборна/Графа (Hilborn/Graf) задействуются четыре клеммы (A, B, B’ и C) (RM3). Смысл увеличения числа точек подключения станет понятен при рассмотрении схем измерения с применением мостов.

Еще один момент. Все упомянутые мостовые схемы используются для измерений при постоянном токе (определяются величины активных сопротивлений, подключенных к клеммам). Кроме того, мостовые схемы Уитстона и Муррея используются для измерений при переменном токе (определяются величины емкостей, подключенных к клеммам). В таких мостах источником напряжения служит генератор синусоидального напряжения.

Теперь остановимся на схемах измерений. С помощью моста Уитстона при постоянном токе измеряют сопротивление витой пары (шлейфа), сопротивление изоляции жил пары, сопротивление изоляции между жилами и экраном (RM3, RM4, RM5).

Значения упомянутых параметров используются для диагностики кабельных линий. Локализация же неисправностей требует определения места повреждения на кабельной линии. При помощи моста постоянного тока несложно вычислить расстояние до места повреждения. Зная сопротивление шлейфа Rшл и погонное сопротивление жил кабеля Rпог, можно воспользоваться формулой: Lпары = Rшл / 2Rпог, и рассчитать длину витой пары.

4. Трубные проводки для производственных помещений. Назначение, классификация, выбор диаметра трубы.

Трубные проводки это совокупность труб соед и присоед устройств, а также опорных конструкций и защитных устройств. Трубные проводки бывают наружные и внутренние. По назначению они делятся на: 1.импульсные – передают импульсы от отборных устройств – ЧЭ. 2.командные – передают сигналы от передающих на приемные эл-ты. 3.Питающие подают газ/жидкость необход для работы автомат устройств (коллектор сжатого воздуха). 4.выбросные и сливные отводят отработавший газ/жидкость от ПиСА. 5.обогревные и охлаждающие подводят теплоноситель и хладогент для обеспечения темпер режимов эл-ов автоматики. 6.продувочные предназначены для продувки импульсных линий при помощи инертных газов. При проектировании проводок вначале опр ее назначение и условия прокладки. Тип проводки выбирается исходя: 1.условий эксплуатации 2.св-ва веществ заполняющих проводки. Во всех случаях необходимо применять металл трубы из углеродистой стали. Иск это сист пневмоавтоматики там применяются пластмассовые трубы и пневмокабели. Пневмокабели характериз кол-ом трубок, диаметром, толщиной стенок. Минимальное кол-во трубок 7. У пневмокабеля имеется оболочка. Недостатки: неширокий темп диапазон, малая мех прочность, большой коэф темп расширения. Трубы из цветных металлов применяются в том случае когда невозможно прменяить другие. Алюмин трубы применяются для прокладки в помещ со средой для которой алюм наиб стоек. Резиновые трубы применяются для измер малых давлений и давления разряжения. Выбор диаметра трубных проводок. Диам импульсных и командных труб выбирается исходя из динам характеристик при передачи сигнала, а также из возможности засорения. Диам выбросных и сливных труб – необходимости расходов. Диам обогревных и охлажд – тепловых расчетов необходимых для работы эл-ов. Диам продувочных труб – необходимости создать при продувке сопротивление превышающее в сотни раз сопротив в импульсной трубе. Трубные проводки могут прокладываться открыто, скрытно. При прокладки металл труб скрытым способом необходимо обеспечить их осмотр без нарушения целостности конструкций. Проводки бывают одиночные и групповые. Одиночные трубы крепятся на кронштейнах, подвесках, на битонных основаниях. Групповая трубная проводка выполняется на сборных конструкциях, а также на тросах. Правила прокладки пневмокабелей текие же что и для эл кабелей. Они могут также прокладываться в коробках. При это пневмат, эл провода прокладываются отдельно.

Билет №21

1. Фазовые портреты нелинейных систем и методы их построения.

Фазовая траектория – совокупность изображающих точек соответствующих различным состояниям системы.

Фазовый портрет системы – совокупность фазовых траекторий, соответствующих различным режимам работы системы.

Для построения фазового портрета можно использовать аналитич.метод, основанный на решении дифференциальных ур-й, описывающего динамику системы.

Для нелинейных систем этот подход не всегда приемлем, т.к. существует проблема решения ур-й. Разработаны приближенные графоаналитические методы.

Метод изоклин.

Для реализации метода ур-е 2-го порядка F(x’’;x’;x)=0 изначально приводится к системе двух ур-й:

Это ур-е показывает связь между переменными. Мы переходим в координаты фазового пр-ва, избавляемся от t(времени).

Приравниваем R(x;y)=C – это ур-е линии на фазовой плоскости зависящей от константы С.

Изменяя семейство линий (С1;C2;C3).

dy/dx = R(x;y) = C = tgα

α = arctgC

tgα – касательная к фазовой траектории.

Полученное семейство линий обладает св-вом: tg угла наклона касательной к фазовой траектории в точке пересечения каждой линии равен C_i

Т.е. tgα= C_i – угол наклона фазовой траектории α_i=arctg C_i

Линии постоянного наклона С1, C2, C3 до C_i называются изоклины.

Методика построения фазовой траектории методом изоклин

1.Задание начальной точки (начального состояния системы) М0

2. Из точки М0 проводим луч с наклоном α₁=arctgC₁ до пересечения с первой изоклиной С1. Точка М1.

3. Затем проводим два луча из т.М1 с наклоном α₁=arctgC_1, α₂=arctgC₂

4. Участок между М1М2 выбираем как биссектрису (α₁ должен = α₂). Чертим М1М2 до пересечения с С2

5. Далее из т.М2 проводим два луча с наклоном α₂ и α₃, α₂=arctgC₂, α₃=arctgC₃

6. Аналогичен п.4 и т.д.

В результате получаем кусочно-линейную аппроксимацию фазовой траектории.

Точность аппроксимации будет выше, чем гуще сеть изоклин.

Если нелинейность ярко выраженная, то используем метод сшивания (предпасовывания) для построения фазовых траекторий.

Диапазон изменения переменных Х разбивается на поддиапазоны I и II соответствующие линейным участкам исходной нелинейной зависимости.

Строим поле изоклин для каждого поддиапазона в соответствии с ур-ем R(x;y)=C

Строим фазовую траекторию от начальной т. До границы I поддиапазона со II. Граничные условия фазовой траектории в конце I поддиапазона – начальные условия для построения фазовой траектории II поддиапазона.

2. Предложите методы, а также средства их реализации для измерения (оценки) показателей качества продукта (полуфабриката), получаемого в анализируемом технологическом процессе.

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 соображений.

3. Одноемкостные и многоемкостные объекты регулирования. Время запаздывания.

Многоемкостные объекты ( так же, как и одноемкостные) могут быть как статическими, так и астатическими, причем если в цепи последовательно включенных звеньев объекта имеется хотя бы одно астатическое звено, то объект в целом является астатическим.

Многоемкостные объекты регулировать намного сложнее; они характеризуются так называемым переходным запаздыванием. 

Объект, состоящий из одной ёмкости и сопротивления, называется одноёмкостным объектом.

Многоёмкостными называются объекты, имеющие не одну, а несколько ёмкостей, отделённых друг от друга сопротивлением, затрудняющим переход вещества или энергии из одной ёмкости в другую.

Аналитически такие объекты описываются дифференциальными уравнениями, порядок которых определяется количеством ёмкостей. Так, уравнение трёхъёмкостного объекта с самовыравниванием и без чистого запаздывания может быть представлено в виде

.

Динамическая характеристика многоёмкостного объекта с запаздыванием. Методы уменьшения запаздывания

а	б

Рисунок 1 – Динамические характеристики многоёмкостных объектов регулирования: а – с самовыравниванием; б – без самовыравнивания.

Здесь:

- переходное запаздывание;

- чистое запаздывание;

- общее время запаздывания;

- постоянная времени объекта;

- скорость разгона интегрирующего звена.

В многоёмкостных объектах обычно имеет место так называемое переходное запаздывание, которое определяется по кривой разгона как время с момента начала изменения регулируемого параметра до пересечения касательной в точке перегиба кривой с осью времени.

4. Задачи, функции и классификация САПР.

Проект по автоматизации должен содержать в себе все новейшие достижения науки и техники. Однако время затрачиваемое на проектирование ограничено. Если процесс проектирования слишком затянут то сам проект может морально устареть. Повышение эффективности проектирования в настоящее время может быть достигнуто при исп мат методов и средств мат техники. Определенный эффект дает замена натурных испытаний моделированием. Было установлено что наиб эффект будет иметь место когда автоматизация отдельных инженерных расчетов переходят к комплексным автоматиз создавая для этого САПР. Развитие САПР происходило на след стадиях: вначале были автоматизированы графические работы, а также инженерные расчеты; создание АРМ проектировщиков в состав которой входили СВТ. Однако это не решило всех проблем. Стало необходимо задача комплексной САПР в состав которой входила бы сист управления проектированием, информационная сист, сист иметационноо моделирования. САПР – это организационно техническая сист включающая в себя ТСА проектирования связанная с подразделениями проектной организации и ведущее автоматизированное проектирование. Основная задача САПР это обеспечить автоматизированное проектирование как на всем этапе так и на отдельных стадиях. Уровень автоматизации САПР это компромисс между потребностями проектировщика и и возможностями разработки САПР. В общем случае этот уровень автоматизации может быть оценен как доля работы выполненных компом в общем трудоемкости работ. Современная САПР должна быть готова к пермоментной (непрерывной) смене объекта проектирования.

САПР создается в след целях: 1.повышение техникоэконом уровня и качества выпускаемой продукции 2.повышение эффективности проектируемых объектов и снижение затрат на их создание и эксплуатацию. 3.повышение качества проектной документации, уменьшение трудоемкости проектирования, сокращение сроков проектирования. Поставленные задачи решаются путем применения ЭВМ, мат моделирования, применение многовариантного анализа, уменьшение доли ручного труда при проектировании. В зависимости от степени формализации решаемых задач САПР делится на: 1.САПР предназначенный для решения полностью формализованных задач – автоматические сист. Они состоят из 3 подсист: 1.1.подсист ввода исходных данных – данные могут вводиться из пультов накопителей, считывающих устройств, сканеров. 1.2.подсист проектирования состоит из проектирующих программ и программ управления проектированием. Обработка инф производится без участия чел-ка. 1.3.подсист вывода инф результаты могут выводиться на экран дисплея, печатающие устройства. Если они не устраивают проектировщика то цикл повторяется. 2.САПР предназначенные для решения задач не поддающ полной формализ. В таких сист обязательно участие чел-ка. Чел-к не только контролирует ход решения задачи, а также принемет решение не поддающиеся количественной оценки направляя тем самым решение задачи к поставленной цели. Режим взаимодействия диалог. 3.САПР предназнач для решения задач не поддающ формализ. Данный САПР предпологает использование эвристических алгоритмов, способность людей мыслить ассациотивно. Такие САПР применяются при проектировании объектов показатели качества которых не имеют кол-ой оценки. В зависимости от назначений САПР делятся на: 1.расчетно оптимизационные САПР предназначены для опр оптимальных параметров объектов проектирования. 2.графоаналитические САПР на экране вычерчиваются вид объекта (схема) затем из библиотеки программ вызыв соотв программный модуль с помощью которого оценивается сформированное изображение. 3.графически предназначены для вычерчивания объекта на экране.

Билет №22

1. Исследование свойств нелинейных систем в фазовом пространстве.

Фаза – сдвиг, состояние.

Фазовое пространство (пространство состояния) – декартовая система координат, где для каждой из координат – какой-либо параметр системы.

В инженерной практике для исследования динамики систем в качестве координат фазового пространства фазового пространства берётся выходной параметр системы и (n-1)-его производная, следовательно состояние системы в любой момент времени характеризуется точкой – изображающей точкой.

Совокупность изображающих точек соответствует различным состояниям системы (динамическому процессу системы) – называется фазовой траекторией.

Совокупность фазовых траекторий, соответствующим различным режимам работы системы называется фазовым портретом системы.

Большое распространение получили метод исследования динамики систем на фазовой плоскости (n=2, порядок системы – 2).

Свойства фазовых траекторий.

1. В верхней полуплоскости фазовые траектории идут слева-направо.

Доказательство: условие нахождения в верхней полуплоскости: y>0.

Следовательно dx/dt>0 и dt всегда >0, отсюда dx>0, чтобы дробь была >0. Следовательно при увеличении t одна точка меньше, а другая больше, следовательно идет увеличение времени, ч.т.д.

2. В нижней полуплоскости фазовые траектории имеют направление справа-налево.

Доказательство: y<0, dx/dt<0, dt всегда >0, отсюда: dx<0, следовательно, если берём два момента времени, то мы имеем убывание времени.

3. Касательные к фазовой траектории в точке пересечения его оси X имеют угол наклона, равный π/2 (90⁰).

Доказательство: y=0 в точке пересечения, следовательно dx/dt=0, dt<>0 (так как время не останавливается) => dx=0

tgα=dy/dx=бесконечности при dx=>0, следовательно α=π/2, ч.т.д.

Вывод:

- устойчивая система.

1. t=0

2. U убывает и становится равным нулю

- неустойчивые системы

Следовательно, для устойчивых систем фазовая траектория стягивается в начало координат. По виду фазовых траекторий можно судить о характере переходного процесса – апериодический или колебательный. Особенность нелинейных систем – рабочий режим – режим автоколебания (утюг, холодильник).

y=dx/dt

Используя фазовый портрет, можно иллюстрировать устойчивость в малом, в большом и в целом.

y=dx/dt

Устойчивый предельный цикл (устойчивый режим автоколебаний) – взят параметр системы вне работы предельного цикла и она снова подходит (сливается) с ним.

Неустойчивый предельный цикл:

2. Дайте обоснование выбору по точности измерительных приборов, используемых в схеме автоматизации.

Погрешность – это разность между измеренным и истинным значениями физической величины.

Формы представления погрешностей: абсолютная погрешность, ∆, в единицах измеряемой величины: ∆=Xизм-Xд; относительная погрешность: δ=∆/Xизм в долях единицы: δ=(∆/Xизм)*100%; относительная приведенная погрешность – γ=∆/X_N; γ=(∆/X_N)*100%, где X_N – нормирующее значение, оно всегда оговаривается.

Погрешности:

- по месту возникновения: методические, инструментальные, дополнительные и субъективные (отсчитывания и параллакса).

- по характеру проявления: систематические и случайные;

- в зависимости от значения измеренной величины: аддитивные и мультипликативные;

- по характеру зависимости от времени: статические и динамические.

Класс точности — обобщенная характеристика прибора, характеризующая допустимые по стандарту значения основных и дополнительных погрешностей, влияющих на точность измерения.

Обозначения класса точности могут иметь вид заглавных букв латинского алфавита, римских цифр и арабских цифр с добавлением условных знаков. Если класс точности обозначается латинскими буквами, то класс точности определяется пределами абсолютной погрешности. Если класс точности обозначается арабскими цифрами без условных знаков, то класс точности определяется пределами приведённой погрешности и в качестве нормирующего значения используется наибольший по модулю из пределов измерений. Если класс точности обозначается арабскими цифрами с галочкой, то класс точности определяется пределами приведённой погрешности, но в качестве нормирующего значения используется длина шкалы. Если класс точности обозначается римскими цифрами, то класс точности определяется пределами относительной погрешности.

+вопросы по вашей функциональной схеме (объяснить связь выбранных приборов и их параметров с требуемыми в системе автоматизации)

3. Методы контроля влажности воздуха (психрометрические, конденсационные, сорбционные).

Психро́метр  — прибор для измерения влажности воздуха и его температуры.

Скорость испарения влаги увеличивается по мере уменьшения относительной влажности воздуха. Испарение влаги, в свою очередь вызывает охлаждение объекта, с которого влага испаряется. Таким образом температура влажного объекта (например термометра, обёрнутого во влажную ткань) даёт информацию об относительной влажности воздуха.

Метод точки росы или конденсационный метод основан на принципе измерения температуры конденсации влаги на охлаждаемой поверхности прибора. Влажный газ пропускают над тщательно отполированной охлаждаемой извне металлической поверхностью - зеркалом. При достижении температуры насыщения водяными парами из газа выделяется влага и на зеркале выпадает роса. По температуре и давлению, при которых выпадает роса, определяют содержание влаги в газе.

Сорбционный метод измерения влажности воздуха, основан на использовании свойства гигроскопических тел, реагировать на изменение влажности воздуха. На этом свойстве основано действие гигрометров. Волосной гигрометр служит для измерения относительной влажности воздуха в %. Действие прибора, основано на свойстве обезжиренного человеческого волоса, изменять длину в зависимости от относительной влажности. Изменение длины волоса передается на стрелку, указывающую относительную влажность на шкале, градуированной от 0 до 100%.

4. Структура, состав, техническое обеспечение и режимы функционирования САПР.

САПР как и любая сист состоит из подсист. Различают объектно ориентированные или проектно технологические сист и объектно независимые или инвариантные подсист. Объектно ориентированные подсист выполняют проектирование деталей, схем, процессов. Инвариантные подсист не зависят от проектир объекта и представляют собой программу управления ввода/вывода инф, передачей данных, управление процессом проектирования. Таким образом подсист делятся на проектирующеи и обслуживающие. Проектирующие осущ проектирование некоторого объекта. Обслуж сист поддерживают работоспособность проектир подсист. Связь между подсист осущ через компоненты САПР, Компоненты САПР это эл-ты обеспеч выполнен в САПР опр функцию. Сущ след виды обеспечения САПР: методическое обеспечение САПР представляет собой данные каким образом следует управлять проектирование данного объекта и по каким алгоритмам. Програмное это тексты программ, рограммы на носителях, документация на математ и ПО. Техническое это совокупность взаимодействующих средств исп при автоматизированном проектировании ЭВМ,печатающих устройств, оргтехники, аппаратура передачи данных. Совокупность этих устройств образуют КТС САПР. Информационное это данные необходимые для выполнения автоматизированного проектирования т.е тех характеристик эл-ов и приборов, типовые проекты, типовые схемные решения, данные о тех проц. Эл-ами организационного обеспечения являются распоряжения, приказы, инструкции. Эл-ами кадрового обеспечения явл персонал обеспеч нормальное функионир САПР.

Тех средства САПР это комплекс взаимосвязанных и взаимодействующих тех средств предназначенных для автоматизир проектирования: устройства ввода/вывода инф, отображ инф, обработки инф, аппаратура передачи данных. К ТССАПР предъявляются след требования: 1.достаточная производительность и достаточный объем памяти ЭВМ. 2.приемлемая стоимость. 3.удобство взаимодействия пользователя с САПР. 4.возможность модернизации КТС. Достаточно сложно увязать между собой два первых требования. Удобство взаимодействия опр оперативностью обмена инф с ЭВМ а также удобством предоставления инф т.е инф должна выводиться в виде текстов, таблиц, графиков, схем. Схемы должны быть готовы к постоянной модернизации и расширению. Для повышения эффективности САПР должна обслуживать как можно больше клиентов. Таким образом устройство пользователей должны группироваться в комплексе управляемых периферийным ЭВМ. При этом центральная ЭВМ должна работать в режиме разделения времени распределяя свои ресурсы по всем пользователям. Таким образом САПР организуется в виде сети. В этой сети присутствуют узлы и абонентские пункты. В первых САПР абонентские пункты представляли собой устройства ввода/вывода и отображения. Узлы это территориально отдаленные от них к периферийным ЭВМ. Современое САПР строится по радиальному принципу. При такой структуре каждый АРМ проектировщика через аппаратуры передачи данных связан с ЭВМ высокой производительности ЦВК – центр выч комплекс но не связан с другими АРМами. Однако такая схема приводит к перегрузке ЦВК. Поэтому в состав АРМ были введены микроЭВМ и связь с ЦВК осущ через эту ЭВМ – предназначенную для решения задач простых или средней сложю Обращение к ЦВК происходило для того чтобы решить сложную задачу или когда нужна была инф из обширной базы ЦВК. В качестве ТССАПР применяются общетехнические средства. Режимы.Пользователь может работать с САПР в 2 основных режимах: 1.пакетный. 2.диалоговый. При пакетном режиме обработка инф производится автоматически без участия чел-ка. Проиктировщику необходимо только загрузить исходные данные в ЭВМ и получить результат. Однако это возможно только в том случае когда можно формально описать все процедуры проектирования. Поэтому наиб часто исп диалоговый режим. В этом случае имеет место выдачи машиной задания получения результатов и анализ полученного результата. В состав АРМ входит микроЭВМ с устройством ввода/вывода и документирования инф. В качестве ввода/вывода применяется клавиатура дисплея, алфавитно графические дисплеи, цифровой кодировки графической инф. С точки зрения эффективности работы САПР наиболее оптимальный режим разделения времени. При получении результатов проектирования проектировщик должен их обдумать во время чего ЦВК простаивает. Поэтому к ЦВК подключается опр кол-во АРМов которые он опрашивает по очереди. При наличии запроса он обслуживает данный АРМ. Если запросы отсутствуют то ЦВК решает некие фоновые задачи в пакетном режиме.

Билет №23

1. Исследование устойчивости нелинейных систем.

2. Комплексные автоматизированные системы управления технологическим процессом (АСУТП). Алгоритмы управления объектом, привязка к реальному времени технологического процесса, структура системы.

АСУТП — комплекс технических и программных средств, предназначенный для автоматизации управления технологическим оборудованием на промышленных предприятиях. Может иметь связь с более глобальной автоматизированной системой управления предприятием (АСУП).

Под АСУТП обычно понимается комплексное решение, обеспечивающее автоматизацию основных технологических операций технологического процессаина производстве в целом или каком-то его участке, выпускающем относительно завершенный продукт.

Термин «автоматизированный» в отличие от термина «автоматический» подчеркивает необходимость участия человека в отдельных операциях, как в целях сохранения контроля над процессом, так и в связи со сложностью или нецелесообразностью автоматизации отдельных операций.

Составными частями АСУТП могут быть отдельные системы автоматического управления (САУ) и автоматизированные устройства, связанные в единый комплекс. Как правило АСУТП имеет единую систему операторского управления технологическим процессом в виде одного или нескольких пультов управления, средства обработки и архивирования информации о ходе процесса, типовые элементы автоматики: датчики, устройства управления, исполнительные устройства. Для информационной связи всех подсистем используются промышленные сети.

 Алгоритм управления - алгоритм, формализующий процесс управления некоторым объектом Отличительные особенности алгоритмов управления, используемых в АСУ ТП:           1) тесная временная связь алгоритма с управляемым процессом;           2) хранение рабочих программ, реализующих алгоритмы управления в основной (оперативной) памяти УВМ для обеспечения доступа к ним в любой произвольный момент времени;           3) превышение удельного веса логических операций в алгоритмах АСУ ТП над удельным весом арифметических операций;           4) разделение алгоритмов АСУ ТП на функциональные части;           5) реализация на УВМ алгоритмов АСУ ТП в режиме разделения времени.

При построении систем управления (x,y,z) необходимо учитывать время с которым та или иная операция необходима по алгоритму управления, измерение или определение параметров должно проводиться до включения в работу таким образом на реальное время.

Для того чтобы рассчитать общее время нужно нанести на циклограмму такой временной отрезок. В циклограмме отмечено в какое время нужно произодить то или иное воздействие. Привязку нужно производить в те моменты в которые необходимо получить значения.

Некоторые опросы датчиков Х производятся параллельно, некотор. Не требуют большого времени. Если же определ-й Х требует большого времени, то это можетповлиять на качество продукцци, тогда заменяют этот метод илипараметр периодической оценки этого показателя.

структура системы

3. Ультразвуковые методы и приборы контроля (расходомеры, уровнемеры).

В акустических, или ультразвуковых, уровнемерах используется явление отражения ультразвуковых колебаний от плоскости раздела контролируемая среда (жидкость) — газ. Эти приборы отличаются по диапазонам измерения, версиями датчика и имеют разные технологические присоединения.

Прибор состоит из электронного блока (ЭБ), пьезоэлектрического излучателя (преобразователя) и вторичного прибора.

Электронный блок состоит из генератора, задающего частоту повторения импульсов, генератора импульсов, посылаемых в измеряемую среду, приемного усилителя и измерителя времени. Электрический импульс, преобразованный в ультразвуковой в излучателе, распространяется в газовой среде, отражается от границы раздела «жидкость — воздух» и возвращается обратно, воздействуя спустя некоторое время на тот же излучатель. Далее преобразуется в электрический сигнал. Оба импульса: и посланный и отраженный, разделенные во времени, поступают на усилитель.

Свойства среды не влияют на точность измерения, полученного ультразвуковым методом, поэтому ультразвуковым уровнемером может измеряться уровень агрессивных, абразивных, вязких и клейких веществ. Однако необходимо помнить, что на скорость распространения ультразвука оказывает влияние температура воздуха в среде его работы. Скорость ультразвука зависит и от состава воздуха и его влажности.

4. Информационное, математическое и программное обеспечение САПР.

Это совокупность информационных процессов сбора и обработки инф выполняемых процессе автоматизированного проектирования. Любой проект состоит из разделов. При этом для проекта по автоматизации исходными данными для выполнения данного раздела являются результаты проектирования предыдущего, т.е все разделы связаны между собой. Задача состоит в том что на любом этапе проектировщик был бы обеспечен проектными данными. Установлено что на поиск необходимой инф затрачивается до 30% всего времени отводимого на проектирование поэтому основная задача информационного обеспечения САПР обеспечить наличие всех необходимых данных предусмотренных процедурами автоматизированного проектирования. Как правило эти данные это исходные данные для проектирования программ. Основа информационного обеспечения САПР это банк данных состоящий из базы данных и СУБД. БД САПР это совокупность данных удовлетворяющих след требованиям: многократное коллективное исп данных хранящихся в БД; данные представленные в БД должны иметь форму установленную для данного БД. СУБД это совокупность программных средств предназначенных для доступа к базе данных, т.е. для извлечения из нее инф, корректировки данных хранящихся в базе данных. Данные хранящиеся в БД делятся на: архив – содержит в себе справочные данные с тех характеристиками эл-ов, типовых алгоритмов, описание деталей, сист, процессов; рабочие массивы – это результаты проектирования на отдельных стадиях которые могут пригодиться при проектировании аналогичных сист. БД делятся на общецелевые и специализированные. Общецелевые предназначены для исп в крупных информационных сист. Специализир применяются для проектов опр вида объектов.

Математическое и программное обеспечение.

Мат обеспечение САПР опр процедуру внутреннего взаимодействия проектировщика и САПР. При автоматизированном проектировании особенности объекта находят отражение в их мат моделях. К мат моделям предъявляются след требования: 1.точность мат модели опр степенью совпадения параметров объекта предсказанных с помощью модели с реальными параметрами проектируемого объекта. 2.экономично опр по затратам машинного времени и кол-ом внутренних параметров. 3.универсальность модели это применимость данной модели к более менее большому кол-ву однотипных объектов. Мат метод это совокупность приемов и действий применяемых при мат моделировании для решения поставленной задачи. Таким образом при мат моделировании имеется модель объекта на которой осущ воздействия при помощи мат методов. При неавтоматизир проектировании проектировщик также имеет дело с моделями это схемы конструкции объекта, чертежи объектов конструкции. Однако в этом случае не требуется формального описания объекта, т.к при проектировании проектировщик пологается на свои знания, интуицию, опыт. При автоматизированном проект когда проектные операции возлогаются на комп формальное описание процесса проектир необходимо. Переход от моделей к программ происходит через алгоритм. Алгоритм это совокупность предписаний и действий которые необходимо применить к исходной инф чтобы получить искомый результат. Все мат обеспечение САПР делится на внешние и внутренние. Внутреннее обеспечение поставляется совместно с ЭВМ. По другому общее ПО. В его состав входит ОП, ППП,ПДП, документация на эти средства обеспечения. ОС управляет тех средствами САПР. ППП предназначен для решения общих научнотехнических задач. ПДП предназначен для выполнения профилактического контроля о состоянии ЭВМ поиска и локализации неисправностей. Внешняя или специальное мат обеспечение разрабатывается пользователем.

Билет №24

1. Понятие абсолютной устойчивости. Критерий абсолютной устойчивости В.М. Попова.

Абсолютная устойчивость – устойчивость нелинейной системы при задании нелинейности некоторым классам.

Чаще всего класс нелинейности задаётся углом, в который вписываются все нелинейные характеристики, принадлежащие данному классу.

- характеристика ТСМ: R_t=R₀(1+αt)+βt²+Q(t-τ)³

Для данного класса систем важно понятие абсолютной устойчивости (задание класса нелинейности).

Если нелинейность вышла из данного угла – устойчивости может не быть.

- все характеристики вписываются в угол α, следовательно данный класс абсолютно устойчив.

Критерий По’пова.

Структурную схему любой нелинейной системы можно привести к следующему виду (будет линейная часть и выделенное нелинейное звено, используем метод структурных преобразований):

Пусть характеристики нелинейного звена вписываются в какой-то угол α (вписываются во все нелинейности данного типа) и он задаёт класс нелинейности.

Данный критерий состоит из двух частей:

1 часть относится к случаю, когда линейная часть системы устойчива.

2 часть относится к случаю, когда линейная часть системы неустойчива.

W_Л(p)|_P=>jw=>W_Л(jw) – функция комплексного переменного.

W_Л(jw)=U(w)+jV(w)=>

На комплексной плоскости строим кривую гадографа частотной характеристики.

Вводим вспомогательную комплексную функцию по правилу: W_Л^*(jw)=U(w)+jwV(w) и строим кривую гадографа для W_Л^*(jw), указываем точку M₁ (-1/k;j₀)

k=tg α

Для того, чтобы данная система была абсолютно устойчива, необходимо, чтобы через точку M₁ можно было провести хотя бы одну прямую не пересекающую кривую W_Л^*(jw)

- не абсолютно устойчива, так как прямая через точку М всеравно пересечёт гадограф.

Введём фиктивные статические звенья (2шт) с коэффициентом передачи k_Ф

Следовательно, баланс сигналов не искажается, так как –k_фу и +k_фу компенсируют друг друга, следовательно, получили эквивалентную систему.

Увеличивая глубину обратной связи (увеличивая k_Ф) => линейная часть системы станет устойчивой

W_ЛФ(p)=(W_Л(p))/(1+k_фW_Л(p))

tgα=φ(y), tgβ=k_Фy

Не выполнение этих условий не означает, что система неустойчива, нужно использовать другие методы для определения абсолютной устойчивости, то есть данный метод не позволяет сделать вывод об абсолютной устойчивости.

2. Информационное и метрологическое обеспечение АСУТП.

Информационное обеспечение АСУ - совокупность реализованных решений по объектам, размещению и формам организации информации, циркулирующей в АСУ при ее функционировании.

Информационное обеспечение включает в себя:

нормативно-справочную информацию, которая заимствуется в справочниках и нормативных документах;классификаторы технико-экономической информации - служат для унификации применяемых в АСУ наименований и обозначений с целью их однозначного определения.;базу данных, которая содержит в систематизированном виде все необходимые для АСУ данные;унифицируемые документы, используемые в АСУ, представляют собой набор форм организационно-распорядительной информации в соответствии со стандартом и форм для внутрисистемного пользования.

Методы анализа информационных потоков:

метод инвентаризации позволяет получить полную информацию, т.е. все показатели и все документы. Трудоемкость метода очень велика. метод типических групп предусматривает регистрацию только представителей однотипных групп документов.

Множество документов, связанных с системой управления, можно разделить на несколько групп:

официальные положения и инструкции, регламентирующие функции подразделений и определяющие сроки и процедуры обработки информации и принятия решений;   входные документы, возникающие вне системы; систематически обновляемые записи в виде картотек или книг; промежуточные документы, получаемые и используемые в процессе обработки информации;выходные документы.

Возможны два вида обмена информации:

• документированный - обмен документами, подготовленными и заполненными людьми либо ЭВМ в виде распечаток;

• недокументированный - непосредственный или телефонный разговор, общение с ЭВМ через клавиатуру и дисплей.

организационная, в которую входят уставы, инструкции, правила, руководство пользователя;распорядительная - постановления, приказы, распоряжения;  справочно-информационная - письма, справки, отчеты, протоколы, справки.

При проектировании диалога человек - ЭВМ предъявляют требования:

   диалог должен проектироваться с учетом возможности работы на ЭВМ пользователей с различной степенью подготовленности;

пользователь может прервать свою работы в любой момент и на любом месте, при этом не следует устанавливать специальные правила и процедуры прерывания или окончания сеанса диалога, без выполнения которых произойдут нарушения в работе системы;

в процессе диалога пользователь может продолжить диалог с нужного места;

  пользователь не обязан заботиться о том, как его общение с диалоговой системой сказывается и может иметь последствия для других работ. В необходимых случаях должны быть обеспечены защита информации от несанкционированного доступа или требования секретности

Для упорядочения и систематизации описания предметов и понятий их подразделяют по группам и признакам. Процесс такого упорядоченного распределения называется классификацией. Учитываемые при этом признаки сходства или различия объектов называют основанием классификации. Различают иерархическую и фасетную системы классификации.

Классификатор - систематизированный свод наименований и обозначений или шифров группировок. Каждому объекту в классификаторе присваивается шифр в соответствии с принятой системой кодирования. Свойства системы кодирования:

полнота, позволяющая охватывать все множество объектов;унифицированность, обеспечивающая единство шифров всех объектов;

  однозначность, сохраняющая уникальность идентификатора, представленного шифра; дешифруемость, позволяющая обрабатывать шифры не зависимо от их семантики, и затем отыскивать соответствующий объект; избыточность и гибкость, дающие возможность расширения изменений в наборе шифров без нарушения структуры классификации.

Существует 4 основные системы кодирования технико-экономической информации, из которых 1 и 2 - классификационные, т.к. основаны на заранее существующей классификации, 3 и 4 - регистрационные (объектам присваиваются номера).

•    последовательная система кодирования соответствует иерархической системе классификации. Шифр каждой нижестоящей группировки образуется путем добавления элементов к шифру вышестоящей. Такая система обладает хорошей информативностью, но шифры имеют большую длину.параллельная система кодирования соответствует фасетной системе классификации. В отличие от последовательной, здесь нет зависимости признака, записанного в одних разрядах шифра от других.порядковая система кодирования - объектам присваиваются последовательные номера.   серийно-порядковая система отличается от порядковой системы тем, что при наличии двух и более классификационных признаков объекты делятся на группы, каждой из которых выделяется серия номеров, присваиваемых аналогично порядковой системе.

Метрологическое обеспечение АСУТП совокупность метрологических средств (эталонов, инструментов поверки) и инструкций по их применению. Или комплекс научных и технических средств, правил и норм для достижения единства и требуемой точности измерений.

Метрологическое обеспечение базируется на четырех основах:

1. Научная – наука об измерениях.

2. Техническая – обеспечивает единообразие средств измерения, когда они

проградуированы в узаконенных единицах и их метрологические свойства

соответствуют нормам.

3. Организационная – метрологические службы, состоящие из государственных

и ведомственных метрологических служб.

4. Нормы и правила – регламентируют в стандартах государственной системы

обеспечение единства измерений.

При метрологическом контроле проверяется:

1. Степень технологической оснащенности производственным измерительным

инструментом и метрологическое соответствие точностным характером

контрольной – измерительной и проверочной аппаратуры приборов,

стендов и допусков на параметры изготавливаемого изделия.

2. Достаточность контролных операций в процессе изготовление изделия и

обеспечение необходимым измерительным инструментом и испытательным

оборудованием.

3. Применение прогрессивных процессов и методов контроля, повышающих

качество и объективность контроля, снижающих на контрольные операции.

Переход к рыночной экономики определил новые условия организации. В

законе определены сферы деятельности, в которые соблюдение

метрологических требований обязательно и на которые распространяются

государственный метрологический надзор:

- Охрана окружающей среды и обеспечение безопасности труда

- Обеспечение обороны страны.

- Испытание и контроль качества продукции в целях определения

соответствия обязательным требованиям.

- Измерения, проводимые по поручению суда и государственных

органов управления РФ.

Задачи метрологического обеспечения.

1. Повысить качество продукции и эффективность производства.

2. Обеспечить взаимозаменяемость и достоверный учет выпускаемой

продукции.

Законодательная метрология является нормативный базой обеспечения

единства измерений.

Технической базой является система воспроизведения единиц физических

величин и передача информации об их размерах всем без исключения средствам

измерения.

Метрологическое обеспечение направленно на достижение единства

измерений.

3. Емкостные первичные преобразователи влажности сыпучих продуктов.

Метод измерения влажности - диэлькометрический (емкостной). Диэлькометрический метод измерений влажности основан на зависимости диэлектрических характеристик материала от его влажности и теплопроводност. Создают переменное электрическое поле с помощью датчика диэлькометрического прибора на контролируемом участке объекта, измеряют диэлектрические характеристики объекта и переводят их в значения влажности и теплопроводности.

Для уточнения результата процедуру измерения рекомендуется повторить трижды и вычислить среднее значение.

Чтобы снизить погрешность, прибор во время измерения нельзя устанавливать вблизи массивных металлических предметов. Наличие в пробе поврежденного зерна и посторонних примесей ухудшает точность измерения. После каждого измерения зерна влажностью более 20% необходимо осушать измерительную камеру мягкой сухой тканью. Точность измерения будет тем выше, чем меньше отличается температура прибора от температуры измеряемого зерна.

4. Задачи проектирования систем автоматизации технологических процессов.

Билет №25

1. Исследование автоколебаний в нелинейных системах с помощью метода гармонической линеаризации.

·     Метод гармонической линеаризации предназначен для представления нелинейной части системы некоторой эквивалентной передаточной функцией, если сигналы в системе могут рассматриваться, как гармонические.

·       Этот метод может быть эффективно использован для исследования периодических колебаний в автоматических системах, в том числе, условий отсутствия этих колебаний, как вредных.

Характерным для метода гармонической линеаризации является рассмотрение одного единственного нелинейного элемента. НЭ можно разделить на статические и динамические. Динамические НЭ описываются нелинейными дифференциальными уравнениями и являются гораздо более сложными. Статические НЭ описывают-ся функцией F(x).

 

Применение метода гармонической линеаризации для исследования нелинейных колебаний - это наиболее распространённое применение данного метода.

 

В замкнутой САУ, состоящей из линейной части с передаточной функцией W(p) и нелинейного элемента, описывающегося функцией F(x),  рассмотрим условия возникновения колебательного незатухающего процесса, его амплитуда, частота, форма и условия возникновения подлежат исследованию.

 

Пусть на входе нелинейного элемента НЭ имеется простое гармоническое колебание и НЭ задан функцией F(x).

                                            НЭ                                 ЛЧ                  

        U^зад= 0    aSin(ωt)                    F(aSin(ωt))                     x(t)

                                           F(x)                               W(p)                   (*)

                       (-)

 

Пройдя через линейную часть, выходной сигнал поступает по цепи ООС на вход системы, которую будем для простоты считать следя-щей с 0 задающим воздействием. Далее, преобразовавшись в не-линейном элементе, сигнал поступает на вход ЛЧ, контур замкнут.

Периодический сигнал aSin(ωt), проходя  через нелинейность, остаётся периодическим с тем же периодом и его можно разложить в ряд Фурье по гармоникам с кратной частотой.                   

F(aSin(ωt))=a₀ + b₁Sin(ωt) + a₁Cos(ωt) + b₂Sin(2ωt) + a₂Cos(2ωt)+…+        (18)

Коэффициенты Фурье вычисляются по известным формулам, заметим лишь, что коэффициенты a_к и  b_к зависят от амплитуды и частоты a b ω гармонического сигналаaSin(ωt)). В конечном итоге, это сохраняет характер нелинейной зависимости.

Если дополнительно предположить, что нелинейность симметрич-на, то есть F(-x)= -F(x), то постоянная составляющая  a₀=0.

Обратимся к частотной характеристике линейной части. Говорят, что справедлива гипотеза фильтра, если выполняется неравенство:

|W(jnω^*)| << |W(jω^*)|,                           (19)

здесь имеется ввиду типичная рабочая частота системы   ω^*.        

Таким образом, предполагаем, что линейная часть обладает фильтрующим свойством.  Поэтому старшие гармоники на выходе НЭ просто не проходят через линейную часть, они в ней подавляются.

 

В этом заключается гармоническая линеаризация - отбрасывание старших гармоник на выходе НЭ, потому что их влияние пренебрежимо мало. При этом учитывается, что в линейной части различные гармоники не взаимодействуют между собой вследствие линейности.

 

Гипотеза фильтра означает, что частотная характеристика линейной части достаточно быстро убывает:

              

Степень выполнения гипотезы фильтра позволяет оценить погрешность самого метода. Обычно считают, что, если вторая и более старшие гармоники составляют Δ% от первой, то и погрешность метода гармонической линеаризации составляет эту же величину Δ%.

После отбрасывания старших гармоник от (18) остаётся следующее выражение:  F(aSin(ωt)) ≈ a q (a,ω)Sin(ωt) + a q'(a,ω)Cos(ωt);

q (a,ω) = a₁/a   и    q' (a,ω) = b₁/a   называются  коэффициентами гармонической линеаризации. Эти коэффициенты описывают изменение амплитуды и фазы первой гармоники сигнала при прохождении через нелинейность. Зависимость коэффициентов гармонической линеаризации от амплитуды и частоты возможно только в нелинейной системе, сохраняет отпечаток нелинейности, не уничтожая её, как при простой линеаризации нелинейности. Именно поэтому возможно использовать метод гармонической линеаризации для расчёта существенно нелинейных колебательных процессов.

Коэффициенты гармонической линеаризации обобщают обычный коэффициент усиления линейного звена. 

2. Выбрать и обосновать перечень параметров для объективной оценки качества работы системы автоматического регулирования анализируемого объекта.

Если исследуемая САР является устойчивой, возникает вопрос о том, насколько качественно происходит регулирование в этой системе и удовлетворяет ли оно технологическим требованиям обьекта управления. На практике качество регулирования определяется визуально по графику переходной характеристики.

Классификация показателей качества состоит из нескольких групп:

• прямые - определяемые непосредственно по переходной характеристике процесса,

• корневые - определяемые по корням характеристического полинома,

• частотные - по частотным характеристикам,

• интегральные - получаемые путем интегрирования функций.

Прямыми показателями качества процесса управления, определяемые непосредственно по переходной характеристике являются:

Установившееся значение выходной величины Yуст, Степень затухания ψ, Время достижения первого максимума tmax, Время регулирования tp, Ошибка регулирования Ест (статистическая или среднеквадратическая составляющие), Перерегулирование у, Динамический коэффициент регулирования Rd, Показатель колебательности М.

Например, переходная характеристика, снятая на объекте управления при отработке ступенчатого воздействия, имеет колебательный вид и представлена на рис.1.

Установившееся значение выходной величины Yуст определяется по переходной характеристике, представленной на рис.1.

Степень затухания ψ определяется по формуле:

где А1 и А3 - соответственно 1-я и 3-я амплитуды переходной характеристики

Время достижения первого максимума tmax определяется по переходной характеристике

Время регулирования tp определяется согласно рис.1 следующим образом: Находится допустимое отклонение Д, например,задано Д = 5%Yуст и строится «зона» толщиной 2 Д (см. рис.1). Время tp соответствует последней точке пересечения Y(t) с данной границей. То есть время, когда колебания регулируемой величины перестают превышать 5 % от установившегося значения. Настройки регулятора необходимо выбирать так, чтобы обеспечить минимально возможное значение общего времени регулирования, либо минимальное значение первой полуволны переходного процесса.

Статическая ошибка регулирования Ест = Ув - Ууст, где Ув - входная величина (см. рис.1). Данная ошибка не должна превышать некоторой наперед заданной величины. У регуляторов с интегральной составляющей ошибки в установившемся состоянии теоретически равны нулю, но практически незначительные ошибки могут существовать из-за наличия зон нечувствительности в элементах системы.

Величина перерегулирования у зависит от вида отрабатываемого сигнала. При отработке ступенчатого воздействия (по сигналу задания) – см. рис.1 величина перерегулирования у определяется по формуле:

где значения величин Ymax и Yуст определяются согласно рис.1.

При отработке возмущающего воздействия, величина перерегулирования у определяется из соотношения:

где значения величин Xm и X1 определяются согласно рис. 2.

Рисунок 2 - График переходного процесса при отработке возмущения

Динамический коэффициент регулирования Rd определяется из формулы:

где значения величин Y1 и Y0 определяются согласно рис. 3.

Рисунок 3 - К понятию динамического коэффициента регулирования

Величина динамического коэффициента Rd характеризует степень воздействия регулятора на процесс, т.е. степень понижения динамического отклонения в системе с регулятором и без него.

Показатель колебательности M характеризует величину максимума модуля частотной передаточной функции замкнутой системы (на частоте резонанса) и, тем самым, характеризует колебательные свойства системы. Показатель колебательности иллюстрируется на рисунке 4.

Рисунок 4 - График модуля частотной передаточной функции замкнутой системы

Условно считается, что значение М=1,5-1,6 является оптимальным для промышленных САР, т.к. в этом случае у обеспечивается в районе от 20% до 40%. При увеличении значения M колебательность в системе возрастает.

В некоторых случаях нормируется полоса пропускания системы щп, которая соответствует уровню усиления в замкнутой системе 0,05. Чем больше полоса пропускания, тем больше быстродействие замкнутой системы. Однако при этом повышается чувствительность системы к шумам в канале измерения и возрастает дисперсия ошибки регулирования.

3. Емкостные первичные преобразователи влажности жидких продуктов.

Емкостной метод контроля влажности продуктов

Более широко применяется  емкостный   метод  измерения  влажности . Он основан на использовании большого различия между значением диэлектрической проницаемости ε сухих материалов (ε = 2 – 10) и ε воды (ε = 81). Примеси, содержащиеся в воде, значительно меньше влияют на ε, чем на проводимость материала. На ε воды в сильной степени сказывается способность материала адсорбировать ее на поверхности твердых частиц, ε адсорбированной воды значительно меньше ε свободной влаги. Например, для вод, адсорбированной на поверхности ткани, ε = 15 –25. Для большинства сухих материалов ε незначительно меняется с температурой (температурный коэффициент сухих материалов, порядка 10^-2% на 1 ºС); ε влажных материалов  изменяется с температурой в более широких пределах. Практически зависимость ε от температуры приводит к введению незначительной поправки от 0,04 до 0,10% на 1 ºС в диапазоне от 0 ºС до +40 ºС.от 0 ºС до +40 ºС.

На величину ε влажных, рыхлых материалов влияют их структура, степень уплотнения и количество воздуха в них. Однако эти факторы влияют на ε меньше, чем на электропроводность. Для снижения влияния степени уплотнения материала на результат измерения принимаются меры, обеспечивающие неизменность его плотности. Выбор рабочей частоты  емкостных   влагомеров определяется свойствами контролируемого материала и зависит от величины потери энергии в материале и требуемой степени снижения влияния электропроводности на результат измерения. Обычно применяется частота от 500 кГц и ниже до 20 МГц. Более низкие частоты выбирают в тех случаях, когда электропроводность материала мала (например, для кварцевого песка) или имеется четкая зависимость ее от  влажности  (например, для зерна). Измерение  влажности  этим  методом  сводится к измерению емкости одним из общепринятых способов. При изменениях емкости в пределах от 10 до 100 pF пользуются измерительными схемами, основанными на явлении резонанса, сравнении частот двух генераторов ( метод  биений и деления сигналов), измерении  емкостного  (полного) сопротивления переменному току, и мостовыми схемами. Для повышения точности определения  влажности  целесообразно пользоваться  методами  измерения емкости, не чувствительными к изменению величины активного сопротивления, например, измерением комплексного сопротивления с помощью моста на двух различных частотах с последующим вычислением величины C; измерением емкости с помощью мостов с уравновешиванием двумя параметрами.

4. Задачи и организация службы эксплуатации приборов и средств автоматизации (службы КИПиА).

Основная задача при эксплуатации ПиСА эт непрерывное наблюдение за их работой и создания нормальных эксплуатационных условий. Для этого в службе КИПиА создается участок эксплуатации состоящих из сменных бригад. В состав бригады входят слесари КИПиА и старший дежурный для руководства бригады. Смена КИПиА входит в состав тех цеха и поэтому имеет двойную подчиненность: административно – технически он подчиняется начальнику службы КИПиА а оперативно начальнику технологического цеха. Все работы делятся на плановые и внеплановые. Плановые работы выполняются в соответствии с графиком ППР, а внеплановые связаны с оперативной заменой или ремонтом отказавших ПиСА. Графиком ППР предусмотрены следующие работы: текущее обслуживание; технический осмотр; ремонт. Тек обслуж предусматривает ежесменное или ежедневное выполнение работ: наружный осмотр и очистка приборов, проверка правильности установки диаграммной бумаги; проверка параметров питания; проверка приборов переключения; проверка работы автоматических регуляторов. При замене бумаги на счетчике необходимо проставлять дату замены и показания интегратора. Проверка правильности работы регуляторов может выполняться используя ручной режим управления, а также путем сравнения изменения контролируемой величины с изменением других величин связанных с контролируемой.Технический осмотр выполняется 1-2 раза в месяц и представляет собой осмотр снаружи и изнутри, очистку контактов, смазку подвижных частей, измерение сопротив изоляции и т.д. Например технический осмотр ТС, регулятора прямого действия производится раз в 3 месяца,; манометров, счетчиков раз в пол года; масса измерительных приборов и приборов контроля состава в-ва раз в 10 суток. Если темп в цехе длительное время превышает 30 периодичность уменьшается в 2 раза в пыльных помещениях в трое. Системы и СВТ. Обслуживание СВТ это комплекс технических предприятий направленных на обеспечение надежности СВТ. Обслуживание может быть индивидуальным и централизованным. При индивидуальном обслуживании осущ сменой службой КИПиА в состав которой входят программисты и электроники. При централизованном выполняется спец организацией по договору. Работы делятся на плановые и внеплановые. Плановые производятся в соотв с графиком ППР. График опр объем и последовательность проведения профилактических работ. Включая в себя осмотр, чистку устройств, погон диагностических тестов, а также профилактические испытания при изменении напряжении питания на 10% относительно номинального. Также выполняются опр действия в соответствии с инструкцией по эксплуатации. На время проведения испытаний персонал обеспечивают соотв сервисным инструментом, контрольными приборами, ЗИПом и т.д.