- •1. Значение автоматического управления для развития химической промышленности на современном этапе
- •2. Краткий очерк истории развития систем автоматического управления
- •3. Особенности управления химико-технологическим процессом
- •4. Технико-экономический эффект управления. Роль управления в обеспечении безопасности химического производства и охраны окружающей среды
- •1. Понятие асутп.
- •2. Структура и функции асутп.
- •Классы микропроцессорных комплексов
- •1. Основные термины и определения
- •1. Иерархия управления. Назначение систем управления химическим предприятием и химико-технологическим процессом
- •2. Принципы управления
- •2.1. Управление по задающему воздействию
- •2.3. Управление по возмущающему воздействию
- •2.4. Управление по отклонению
- •2.5. Комбинированное управление
- •3. Классификация систем управления
- •3.1. По характеру изменения задающего воздействия
- •3.2. По числу контуров
- •3.3. По числу управляемых величин
- •3.4. По характеру управляющих воздействий
- •3.5. По виду зависимости установившейся ошибки от внешнего воздействия
- •3.6. По энергетическим признакам
- •3.7. По математическому описанию
- •4. Функциональная структура сар
- •1. Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации
- •2. Основные термины и определения метрологии
- •2.1. Физические величины
- •2.2. Единицы физических величин
- •2.3. Измерения физических величин
- •2.4. Средства измерительной техники
- •2.5. Принципы, методы и методики измерений
- •2.6. Условия измерений
- •2.7. Результаты измерений физических величин
- •2.8. Погрешности измерений
- •4. Измерительные преобразователи
- •4.1. Структура измерительного преобразователя
- •4.3. Промежуточные преобразователи
- •4.3.3. Пьезоэлектрические преобразователи
- •4.3.4. Индуктивные преобразователи
- •4.3.5. Преобразователи электрических сигналов
- •4.4.3. Электропневматический преобразователь
- •4.4.4. Токовый унифицированный преобразователь
- •4.4.5. Пневматический унифицированный преобразователь
- •4.5. Аналоговые и цифровые преобразователи
- •6. Измерение давления
- •6.1. Жидкостные манометры
- •6.2. Деформационные преобразователи давления
- •7. Измерение температуры
- •7.1. Общие сведения об измерении температуры
- •7.2. Измерение температуры контактным методом
- •7.2.1. Термометры расширения
- •7.2.2. Манометрические термометры
- •7.2.3. Термоэлектрические преобразователи
- •7.2.5. Пьезоэлектрические термопреобразователи
- •7.3. Измерение температуры бесконтактным методом
- •7.3.2. Яркостные пирометры
- •7.3.3. Пирометры спектрального отношения
- •7.3.4. Пирометры полного излучения
- •8. Измерение расхода
- •8.1. Расходомеры переменного перепада давления
- •8.1.1. Измерение расхода по перепаду давлений на сужающем устройстве
- •8.1.2. Измерение расхода с помощью напорных трубок
- •8.2. Расходомеры постоянного перепада давления
- •8.3. Объемные расходомеры и счетчики
- •8.3.1. Счетчики с овальными шестернями
- •8.3.2. Ротационные счетчики
- •8.3.3. Скоростные счетчики
- •8.4. Измерение расхода на основе тепловых явлений
- •8.4.2. Термоконвективные расходомеры
- •8.4.3. Термоанемометры
- •8.5. Электромагнитные расходомеры
- •8.6. Вихревые расходомеры
- •8.7. Ультразвуковые расходомеры
- •8.8. Кориолисовы расходомеры
- •9. Измерение уровня жидкости и сыпучих тел
- •9.1. Механические уровнемеры
- •9.2. Гидростатические и пьезометрические уровнемеры
- •9.3. Кондуктометрические уровнемеры
- •9.4. Емкостные уровнемеры
- •9.5. Фотоэлектрические уровнемеры
- •9.6. Ультразвуковые уровнемеры
- •9.7. Измерение уровня с помощью радиоактивных изотопов
- •9.8. Акустические уровнемеры
- •10. Измерение состава и физико-химических свойств веществ
- •10.1. Физические газоанализаторы
- •10.1.2. Термохимические газоанализаторы
- •10.2. Измерение концентрации растворов
- •10.2.3. Денсиметрические анализаторы
- •10.2.4. Ультразвуковые анализаторы
- •10.3. Химические газовые сенсоры
- •1. Объекты управления и их основные свойства
- •1.1. Классификация объектов управления
- •1.1.1. Одномерные и многомерные объекты
- •1.1.2. Односвязные и многосвязные объекты
- •1.1.3. Линейные и нелинейные объекты
- •1.1.4. Объекты с сосредоточенными и распределенными параметрами
- •1.2. Свойства объектов управления
- •1.2.1. Емкость
- •1.2.2. Самовыравнивание
- •1.2.3. Запаздывание Транспортное запаздывание
- •2. Задачи синтеза регуляторов
- •3. Основные законы регулирования
- •3.1. Пропорциональный закон регулирования
- •3.2. Интегральный закон регулирования
- •3.3. Пропорционально-интегральный закон регулирования
- •3.4. Пропорционально-дифференциальный закон регулирования
- •3.5. Пропорционально-интегрально-дифференциальный закон регулирования
- •3.6. Позиционные регуляторы
- •3.6.1. Двухпозиционные регуляторы
- •3.6.2. Трехпозиционные регуляторы
- •1.1. Регулирование основных технологических параметров
- •1.1.1. Регулирование расхода
- •1.1.2. Регулирование устройств для перемещения жидкостей и газов
- •1.1.3. Регулирование уровня
- •1.2. Регулирование типовых тепловых процессов
- •3. Технические средства систем автоматического управления
- •3.1. Основные разновидности управляющих устройств, применяемых в системах управления хтп
- •3.2. Автоматические регуляторы прямого и непрямого действия
- •3.2.1. Регуляторы прямого действия
- •3.2.2. Регуляторы непрямого действия
- •3.4. Исполнительные устройства
- •3.4.3. Пьезокерамические исполнительные устройства
3. Технические средства систем автоматического управления
Технические средства САУ обычно разделяют на четыре группы в зависимости от выполняемых ими функций:
устройства получения информации о состоянии объекта управления (датчики, нормирующие преобразователи, устройства формирования алфавитно-цифровой информации);
устройства приема, преобразования и передачи информации (коммутаторы, преобразователи сигналов и кодов, шифраторы и дешифраторы, согласующие устройства);
• устройства обработки информации, формирования команд управления и представления информации операторам (анализаторы сигналов, логические устройства, устройства памяти, регуляторы, за-датчики, управляющие вычислительные устройства);
• устройства использования командной информации для воздействияна объект управления (регулирующие органы, исполнительные механизмы, усилители мощности и вспомогательные устройства к ним).
В основе построения технических средств автоматизации лежат принципы агрегатизации и унификации, предусматривающие выполнение различных устройств по единым информационным, конструктивным и эксплуатационным требованиям. Реализация этих принципов привела к разработке и организации серийного производства агрегатных комплексов средств автоматизации. Конкретные технические решения на основе принципов агрегатизации и унификации зависят от уровня развития средств автоматизации. Эволюция средств, в частности элементной базы, влечет за собой изменение этих решений.
3.1. Основные разновидности управляющих устройств, применяемых в системах управления хтп
Классификацию управляющих устройств (регуляторов) выполняют по различным признакам.
1. По виду регулируемой величины: регуляторы температуры, расхода, давления, уровня, концентрации, рН и т. д.
Замечание
Созданы регуляторы универсального типа, предназначенные для регулирования различных технологических параметров. В этих устройствах специфические особенности имеют первичный измерительный преобразователь, измеряющий значение регулируемого параметра, и нормирующий преобразователь, преобразующий измеренное значение регулируемого параметра в эквивалентное значение унифицированного электрического или пневматического сигнала.
По характеру перемещения регулирующего органа (РО) регуляторы делят на регуляторы непрерывного и дискретного действия. В регуляторах непрерывного действия РО при непрерывном изменении регулируемой величины перемещается непрерывно. РО регуляторов дискретного действия перемещается только при достижении изменяющейся регулируемой величиной определенных заданных значений.
По источнику энергии для перестановки регулирующего органа различают регуляторы прямого и непрямого действия. Регуляторы прямого действия работают без использования постороннего источника энергии, отбирая энергию, необходимую для функционирования системы регулирования, у объекта регулирования. В автоматических регуляторах непрямого действия необходимая для работы системы регулирования энергия подводится извне. В зависимости от вида используемой энергии регуляторы непрямого действия подразделяются на электрические, пневматические, гидравлические и комбинированные (электропневматические, электрогидравлические и т. д.). Выбор регулятора по виду используемой энергии определяется характером объекта регулирования и особенностями автоматической системы.
4. По закону регулирования (по виду математической зависимости между выходной и входной величинами регулятора) регуляторыделятся на линейные и нелинейные. Регуляторы с линейными законами регулирования в свою очередь подразделяются на:
интегральные (И-регуляторы);
пропорциональные (П-регуляторы);
пропорционально-интегральные (ПИ-регуляторы);
пропорционально-дифференциальные (ПД-регуляторы);
пропорционально-интегрально-дифференциальные (ПИД-ре-гуляторы).
Типовые линейные законы регулирования подробно разобраны ранее в разд. 4.3.
Примером регуляторов с нелинейным законом регулирования могут служить позиционные регуляторы и, в частности, двух- и трех-позиционные регуляторы.
5. По конструктивным признакам управляющие устройства разделяют на приборные и блочно-модульные.
Приборные управляющие устройства (приборные регуляторы) предназначены для щитового монтажа. Надежны и просты в эксплуатации, служат для построения сравнительно несложных систем контроля и регулирования.
В большинстве случаев идея агрегатирования пронизывает построение управляющих устройств — от элементной базы до сложных многофункциональных устройств регулирования. Различают три уровня агрегатирования: элементный, модульный и блочный. Элементный принцип предполагает использование формализованных методов построения схем, реализующих заданный алгоритм, что намного упрощает проектирование новых технических средств. Элементы унифицированы, возможно многократное применение одного и того же элемента в одной схеме управляющего устройства и использование его в схемах самых различных управляющих устройств. Каждый элемент выполняет вполне определенную функцию, имеет заданные технические характеристики и при включении в схемы управляющих устройств не требует дополнительной отладки. Модульный принцип предполагает построение устройств из ряда элементов для выполнения самостоятельных функций. Блочный принцип предполагает построение устройств из ряда однотипных модулей. На основе блочно-модульного принципа конструируют управляющие устройства, предназначенные для построения сложных аналогово-дис-кретных систем контроля и регулирования с числом параметров до нескольких сотен.