47.48.49.50.51.52.53.54) Измерение плотности жидкостей. Плотномеры. Измерение вязкости жидкостей. Вискозиметры. Измерение влажности газов. Психрометрический метод. Метод «точки росы».

Измерение плотности жидкостей. Плотномеры.

Плотность вещества является одним из основных параметров, характеризующих свойства, а в ряде случаев и состав техноло­гической продукции. Плотностью называется масса вещества, заключенная в единице объема ρ кг/м³:

ρ = m/V, (10)

где m - масса вещества, кг;

V - объем вещества, м³.

По принципу действия плотномеры делятся на весовые, по­плавковые, гидростатические и радиоизотопные.

Весовые плотномеры основаны на прямом методе измерения плотности, т. е. на взвешивании постоянного объема жидкости или газа. Их выполняют в виде чувствительного элемента - горизонтальной U - образной трубки, к которой через гибкие ру­кава (резиновые трубки, сильфоны и др.) подводится контроли­руемая жидкость. В случае измене­ния плотности жидкости изменяется масса чувствительного эле­мента, трубка отклоняется, при этом ее перемещение через пневматический или электрический силовой преобразователь передается на вторичный прибор.

В поплавковых плотномерах используется зависимость вы­талкивающей архимедовой силы, действующей на поплавок, от плотности жидкости или газа. Поплавковые плотномеры могут быть с плавающим и с полностью погруженным поплавком. В первых, называемых ареометрами постоянной массы, мерой измеряемой плотности жидкости служит глубина погружения поплавка определенных формы и массы. Во вторых, ареомет­рах постоянного объема, глубина погружения поплавка остает­ся постоянной, а изменяется выталкивающая сила, действующая на поплавок и пропорциональная измеряемой плотности.

Гидростатические плотномеры основаны на измерении дав­ления столба жидкости постоянной высоты:

, (11)

Если Н = const и g известно, то давление зависит только от плотности жидкости.

В гидростатических пьезометрических плотномерах через жидкость непрерывно продувается инертный газ (воздух), дав­ление которого пропорционально давлению столба жидкости.

Пьезометрический плотномер ПМ включает датчик погру­женного или проточного типов, мембранный дифманометр с пневматической передачей и вторичный прибор ПВ4.2Э.

Радиоизотопные плотномеры основаны на принципе ослаб­ления интенсивности гамма-излучения в зависимости от плотно­сти контролируемой среды, которую оно пересекает. Радиоизо­топные плотномеры позволяют непрерывно измерять плотность агрессивных жидкостей, суспензий, пульп бесконтактным мето­дом, однако они требуют индивидуальной градуировки и повер­ки по месту установки.

Измерение вязкости жидкостей. Вискозиметры.

Вязкостью называется свойство жидкости и газов, характеризующее их сопротивляемость деформации сдвига. Для жидкостей характерна динамическая вязкость - величина, равная отношению силы внутреннего трения, действующей на поверхно­сти слоя жидкости при градиенте скорости, равном единице, к площади этого слоя. По уравнению Ньютона динамическая вязкость определяется соотношением

, (12)

где μ - динамическая вязкость или просто вязкость, Па·с;

F - сила сдвига, H;

S - площадь поверхности слоя, м²;

dv/dn - градиент скорости движения по толщине слоя или скорость сдвига, с^-1;

v - скорость течения одного слоя относительно другого, м/с;

п - расстояние между слоями жидкости, м.

Кинематическая вязкость - это отношение динамической вязкости к плотности жидкости:

v = μ/ρ, (13)

где v - кинематическая вязкость, м²/с;

ρ - плотность, кг/м³

Для измерения вязкости применяют следующие методы: ис­течения, падающего тела, крутящего момента, вибрационный, ультразвуковой.

Измерение вязкости по методу истечения состоит в том, что измеряют время, за которое жидкость определенного объема вытечет из емкости через калиброванное отверстие, или изме­ряют перепад давлений на входе и выходе из капиллярной трубки, через которую протекает контролируемая среда.

По методу падающего тела (обычно металлического шари­ка) отсчитывают время, в течение которого шарик, опущенный в контролируемую среду, пройдет определенный участок пути в этой среде.

Метод крутящего момента используют в ротационных виско­зиметрах, в которых измеряется крутящий момент или момент сопротивления, передаваемый анализируемой жидкостью чув­ствительному элементу прибора и являющийся функцией вязкости жидкости. Наибольшее распространение получили рота­ционные вискозиметры с коаксиальными цилиндрами, вращаю­щимися телами и вращающимися параллельными дисками, по­груженными в анализируемую жидкость.

Момент M, с которым жидкость действует на внешний цилиндр, определяется равенством:

(14)

где ω - угловая скорость, с^-1;

R и r - радиусы цилиндров, м.

При вибрационном методе вязкость оценивают по измене­нию амплитуды вынужденных колебаний тела, погруженного в контролируемую среду, в зависимости от вязкости этой среды.

Ультразвуковой метод измерения вязкости основан на том, что в вязкой среде амплитуда свободных колебаний тела постоянно уменьшается, и тем быстрее, чем больше внутреннее сопротивление среды. Измеряя степень затухания колебаний, можно судить о вязкости жидкости.

Измерение влажности газов. Психометрический метод. Метод «точки росы».

Содержание влаги в газе характеризуется абсолютной или от­носительной влажностью. Под абсолютной влажностью газа γ_п подразумевают массу водяного пара, содержащуюся в 1 м³ га­зовой смеси.

Единицами абсолютной влажности являются кг/м³ или г/м³.

Относительной влажностью газа или степенью его на­сыщения называют отношение массы водяного пара, содержа­щегося в 1 м³ газовой смеси γ_п, к максимально возможной мас­се водяного пара в 1 м³ той же газовой смеси при тех же усло­виях (температуре и давлении). Максимально возможным со­держанием пара в 1 м³ газовой смеси является масса 1 м³ на­сыщенного пара γ_н, при данной температуре и соответствующем давлении.

Следовательно, относительная влажность (в %)

(15)

Для определения влажности газов используются следующие методы: 1) психрометрический, 2) метод точки росы и 3) электрический.

Психрометрический метод основан на зависимо­сти скорости испарения влаги в окружающую среду от влаж­ности этой среды. Интенсивность (скорость) испарения тем больше, чем суше газ, и наоборот.

Методом точки росы опреде­ляют температуру, до которой необходимо охладить (при по­стоянном давлении) ненасыщенный газ, чтобы довести его до состояния насыщения. Зная температуру точки росы, по таб­лицам насыщенного водяного пара определяют влажность газа.

Электрический метод основан на зависимости электрических параметров гигроскопических материалов от влажности газа.

Автоматические психрометры работают на основе наиболее распространенного психрометрического метода.

Например, влагомер психрометрический автоматический АПВ-201 пред­назначен для непрерывного контроля относительной влажности парогазовой смеси в технологических объектах. Принцип действия влагомера основан на психометрическом методе измерения относительной влажности.

ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ И ТЕХНИКИ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ. ОБРАТНЫЕ СВЯЗИ. ЗАМКНУТЫЕ И РАЗОМКНУТЫЕ САУ. КОМБИНИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ. РЕГУЛИРОВАНИЕ ПО ОТКЛОНЕНИЮ И ПО ВОЗМУЩЕНИЮ. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СТРУКТУРА ЗАМКНУТОЙ САР.

Система автоматического управления

Под управлением технологическим процессом понимается совокупность операций, необходимых для осуществления таких це­лей, как пуск и остановка технологического процесса, поддержание какого-либо параметра процесса на заданном уровне, изменение па­раметра по заданной программе и т. п.

Установку, машину, агрегат, в котором протекает исследуемый технологический процесс, называют объектом управления. Управление может быть ручным или автоматическим. В первом случае операции управления осуществляет человек, а во вто­ром — управляющее устройство. Сочетание объекта управления и управляющего устройства образует систему автоматического управления (САУ).

Рисунок 25 – К понятию системы ав­томатического управления

На работу системы автоматического управления влияют различ­ные воздействия. Будем называть их входными воздействия­ми, входными величинами или просто входами (х_вх) (рисунок 25).

Параметры процесса, которые в той или иной степени характери­зуют его качество и изменяются под действием входных величин, будем называть выходными величинами или просто выхо­дами (х_вых). Входные воздействия, которые нарушают заданный закон изменения выходных величин, будем называть возмущаю­щими воздействиями или просто возмущениями. Возму­щения можно подразделить на два вида: нагрузку (Н) и помехи (П). Изменение нагрузки обычно обусловлено технологическим про­цессом, а помехи вызываются изменениями внешних условий (на­пример, температуры окружающей среды) или свойств отдельных элементов системы.

Воздействие управляющего устройства на объект управления на­зывается управляющим воздействием (У). Оно также от­носится к входным воздействиям.

Система управления технологическим объектом — это совокупность оперативного технологического персонала и комплекса технических средств автоматизации управления, связанных общей задачей управления.

Оперативный технический персонал (начальник установки, старший оператор, оператор, аппаратчик) с помощью комплекса автоматических устройств, в том числе и средств вычисли­тельной техники, получает информацию о состоянии ТОУ (вход­ах и выходных потоках, режимных параметрах, различного рода возмущениях) и воздействует на них таким образом, чтобы достигалась цель функционирования ТОУ (рисунок 26).

Сначала при управлении технологическими объектами персо­нал использовал только органы чувств. Операция контроля за технологическим режимом, обработка полученной информации и выработка управляющих воздействий на ТОУ основывались исключительно на правильности восприятия, интуиции и опыте человека. Естественно, что при этом человек делал многочислен­ные ошибки. Поэтому первой автоматизированной функцией уп­равления был контроль (рисунок 27).

Рисунок 26 – Схема управления технологическим объектом

Автоматические устройства контроля (контрольно-измери­тельные приборы) обеспечивают быстрые и точные измерения технологических параметров: температуры, давления, расхода, уровня и, что очень важно, параметров качества продукции. В состав устройств контроля может быть включен регистрирующий прибор, записывающий динамику изменения технологи­ческих параметров. Диаграмма регистрирующего прибора слу­жит документом, позволяющим в дальнейшем восстановить ход событий.

При автоматизированном контроле функции человека сво­дятся к определению отклонения параметра от заданного зна­чения, выработке решения по изменению технологического ре­жима и реализации этого решения на ТОУ изменением положе­ния регулирующих органов на технологических магистралях.

Следующим этапом при автоматизации управления было использование сумматора, позволяющего рассчитывать откло­нение параметра от заданного значения. Результат расчета ре­ализовался в устройствах сигнализации, регулирования и за­щиты.

Устройства сигнализации предназначены для автоматичес­кого оповещения персонала об отклонении параметров за допу­стимые пределы путем подачи световых или звуковых сигналов. Для световой сигнализации используют электрические лампы, для звуковой — звонки, сирены, гудки. Как правило, звуковой сигнал служит лишь для оповещения оператора о факте появ­ления события, а световой точно указывает на его место и ха­рактер.

Рисунок 27 – Автоматические устройст­ва контроля (а), сигнализации (б), регулирования (в):

1 — датчик: 2 — регистрирующий при­бор; 3 — показывающий прибор;

4 — оператор; 5 — регулирующий орган: 6 — сигнализатор; 7 —сумматор;

8 — задатчик; 9 — блок определения регу­лирующего воздействия;

10 — регуля­тор; сплошные линии — автоматические воздействия;

штрихпунктирные линии — воздействие осуществляется вручную

Различают следующие виды сигнализации: предупредитель­ную, аварийную и сигнализацию положения.

Предупредительная сигнализация предназначена для опове­щения персонала об отклонениях параметров за пределы, опре­деляемые нормальным технологическим режимом; аварийная предназначена для оповещения персонала о недопустимых значениях параметров или об аварийном отключении одного из аппаратов технологической схемы; сигнализация положения объ­екта управления предназначена для оповещения персонала о состоянии механизмов и машин (включены или выключены), а также положении запорных органов (открыты или закрыты) в данный момент времени.

Устройства регулирования (регуляторы) предназначены для поддержания текущего значения параметра равным заданному. Текущее значение регуляторы получают от устройств контро­ля, а заданное — от оперативного технологического персонала с помощью задатчиков или других автоматических устройств.

В зависимости от того, как формируется заданное значение, различают следующие типы регуляторов: стабилизирующие (за­данное значение постоянно во времени); программные (задан­ное значение изменяется во времени по заранее заданной зависимости); следящие (заданное значение соответствует текущему значению какого-либо другого параметра, т. е. произвольно из­меняется во времени); экстремальные (заданное значение соот­ветствует экстремальному значению параметра для данных производственных условий).

Регуляторы поддерживают параметры на значениях, соот­ветствующих нормальному технологическому режиму. Оператор корректирует их работу путем изменения задания или коэффи­циентов настройки только в случае невыполнения цели функци­онирования ТОУ, возникновения критических ситуаций или пе­рехода на другой вид продукции (т. е. изменения технологиче­ского режима).

Устройства защиты предназначены для предотвращения ава­рий, пожаров, взрывов, выхода из строя оборудования. При срабатывании аварийной сигнализации они воздействуют на процесс (открывая и закрывая технологические магистрали, включая и отключая электродвигатели механизмов и машин) таким образом, чтобы ликвидировать критическое состояние объекта управления с наименьшими потерями (например, при появлении вибрации ротора центрифуги вследствие нарушения равномерности осадка устройство защиты осуществляет оста­новку).

Устройства программно-логического управления. Операции пуска, останова, перевода установки периодического действия с одной рабочей операции на другую в современных установках возлагаются на автоматические устройства программно-логичес­кого управления, которые по заранее заданной временной программе включают и выключают различные механизмы, машины и аппараты.

Сигналом к включению такого устройства может служить наступление того или иного события в ТОУ: окончание какой-либо рабочей операции, «выбег» параметра за допустимый диа­пазон и т. п. Так, по срабатыванию датчика загрузки центрифу­ги периодического действия устройство программно-логического управления отключает входную магистраль и по жесткой вре­менной программе начинает операции подсушки и промывки суспензии.

Для управления технологическим объектом необходим комплекс технических средств, позволяющий автоматизировать функции контроля, сигнализации, регулирования, защиты и программно-логического управления. Он может быть представ­лен совокупностью приборов, регуляторов, сигнализаторов, раз­личных блоков и т. д. Такое — аппаратурное — решение задачи заложено в ныне действующих системах управления. Намного более эффективна программная реализация всех перечисленных выше функций на ЭВМ, т. е. внедрение АСУ технологическими процессами. Программная реализация обеспечивает гибкость системы, глубину автоматизации функции, возмож­ность легкой перенастройки отдельных блоков.

Обратные связи

При построении системы автоматического управления широко применяют обратные связи. Такие связи можно обнаружить везде, где проявляется свойство «саморегулирования» в природе. Без обратной связи само существование живых организмов было бы невозможным.

В технических системах автоматического управле­ния обратная связь осуществляется путем подачи выходной величи­ны на вход, что позволяет при изменениях выгодной величины вно­сить необходимые коррективы на входе.

Обратную связь называют внешней, если она соединяет выход системы с ее входом, и внутренней или местной, если она соединяет выход одного или группы элементов системы с их вхо­дом.

Если подача выходной величины элемента системы на его вход усиливает действие входной величины на выходную, то такая обрат­ная связь называется положительной.

Обратная связь называется отрицательной, если подача вы­ходной величины элемента системы на его вход ослабляет действие входной величины на выходную.

По характеру передачи воздействий обратные связи делятся на жесткие и гибкие. Жесткая связь действует как в установившем­ся, так и в переходном режиме, гибкая действует только в пере­ходном режиме, а в установившемся режиме ее действие прекраща­ется.

Разомкнутые и замкнутые САУ

Системы автоматического управления делятся на разомкнутые и замкнутые.

Разомкнутыми называются такие системы автоматического управления, в которых отсутствует внешняя обратная связь и, сле­довательно, отсутствует контроль результата управления. Их можно подразделить на системы с жесткой программой и системы управ­ления по возмущению.

В разомкнутой САУ с жесткой программой (рисунок 28 а) на управляющее устройство подается жесткое задание З. Управляющее устройство оказывает воздействие У на объект управления в соот­ветствии с этим заданием. Под действием некоторого возмущения х_вх (например, изменение нагрузки) могут возникнуть отклонения выходной величины х_вых объекта от задания. Однако эти отклоне­ния в разомкнутой САУ с жесткой программой не контролируются и не влияют на работу управляющего устройства.

К таким системам относятся, например, системы автоматического пуска и остановки насосов, вентиляторов, компрессоров и т. п.

Рисунок 28 – Разомкнутые системы автоматического управления (САУ)

В разомкнутой САУ по возмущению (рисунок 28 б) управляющее воздействие У формируется в зависимости от величины возмущаю­щего воздействия х_вх. Такую систему можно использовать только в том случае, когда известны и контролируются все возмущающие воз­действия, а также известны свойства объекта управления. При на­личии неконтролируемых возмущений (помех) САУ по возмущению оказывается не в состоянии исправить возникающие при этом ошиб­ки управления, так как она не контролирует изменение выходной величины х_вых.

Замкнутыми называют системы автоматического управления, в которых имеется обратная связь, обеспечивающая контроль вы­ходной величины (рисунок 29 а).

Рисунок 29 – Замкнутая по отклонению (а) и комбинированная (б)

При этом управляющее устройство формирует управляющее воз­действие У в зависимости от отклонения выходной величины х_вых от задания 3. Такие системы называются замкнутыми САУ по откло­нению или системами автоматического регулирования.

Способ управления характеризует алгоритмы формирования управляющих воздей­ствий по достижению цели управления. По этому признаку си­стемы делятся на замкнутые, разомкнутые и комбинированные.

В замкнутых системах управления воздействия формируются в зависимости от отклонения текущего значения КУ от задан­ного. Одним управляющим воздействием компенсируются все возмущения. Однако замкнутые системы не препятствуют про­никновению в ТОУ возмущающих воздействий, а только реагируют на их последствия — изменения КУ. В связи с этим в случае сложных ТОУ, подверженных многочисленным возмущениям, замкнутые СУ не могут обеспечить высокого качества управления.

Разомкнутые СУ формируют управляющие воздействия в за­висимости от возмущений. Устанавливаются, например, регуляторы, стабилизирующие входные параметры процесса, тем самым ликвидируются возмущения по этим каналам. При этом, несмотря на то, что СУ содержит замкнутые контуры регулиро­вания, она остается разомкнутой, так как значения КУ не используются для формирования управляющих воздействий.

Достоинства разомкнутых систем в том, что возмущающие воздействия ликвидируются до поступления в ТОУ. В результате КУ равен заданному значению. Однако ликвидировать все возмущения, как правило, практически невозможно, поэтому использование таких систем чаще всего не дает большого эф­фекта.

Комбинированные системы

Иногда для повышения точности систем автоматического управ­ления применяют комбинированные системы, сочетающие принципы управления по отклонению и по возмущению (рисунок 29 б).

При этом управляющее устройство формирует управляющее воз­действие У в зависимости от нагрузки х_вх (Н) и корректирует его при отклонении выходной величины х_вых под действием неконтроли­руемых возмущений.

В комбинированных системах используют принцип формирования управляющих воздействий и разомкнутых, и замкнутых систем. В основу комбинированной системы положена замкну­тая система, а для улучшения качества управления часть воз­мущений ликвидируется дополнительными регуляторами. Част­ным случаем таких систем являются многоконтурные САР, в которых формирование управляющих воздействий осуществля­ется от нескольких параметров: главной регулируемой величи­ны (КУ) и одной или нескольких вспомогательных, характери­зующих возмущения.

Комбинированные системы наиболее распространены в хи­мической промышленности; их используют для управления хи­мическими, массообменными и теплообменными процессами.

Принцип действия системы автоматического регулирования

Рассмотрим принцип действия системы автома­тического регулирования на примере системы поддержания постоян­ного давления в сепараторе (рисунок 30). На вход сепаратора посту­пает газожидкостная смесь в количестве Q_см, которая разделяется на жидкую часть, отбираемую снизу в количестве Q_ж, и газовую, ухо­дящую сверху сепаратора в количестве Q_г. В состоянии равновесия при определенном давлении р в сепараторе расходы уравновешены, т. е. Q_см = Q_г + Q_ж. Основным параметром, определяющим характер технологического процесса в сепараторе, является давление р. При изменении расходов потоков на входе или выходе сепаратора дав­ление в нем будет изменяться.

Рисунок 30 – К принципу действия системы автоматического регулирования. Регулирование: а — ручное; б — автоматическое

Пусть задача заключается в том, чтобы поддерживать давление в сепараторе на определенном значении. Установим на сепараторе измерительный прибор 1 (манометр) с целью контроля давления и орган управления 2 расходом (задвижку) на газовой линии (рисунок 30, а). Тогда, в случае уменьшения или увеличения давления, можно, наблюдая за показаниями манометра и изменяя проходное сечение органа управления, восстанавливать желаемое значение дав­ления в сепараторе. Получим систему регулирования давления. Однако, так как наблюдение за давлением и изменение проходного сечения органа управления проводится человеком, такое регулирова­ние называется ручным.

Для получения системы автоматического регулирования функции человека должны быть переданы автоматическому устройст­ву, называемому в этом случае автоматическим регулятором или про­сто регулятором.

Приведем основные понятия и определения, используемые при изучении систем регулирования.

Параметр, который необходимо регулировать в ходе технологи­ческого процесса, называется регулируемым. Значение регули­руемого параметра в любой момент времени называется текущим, а то его значение, которое не­обходимо поддерживать в про­цессе, — заданным. Раз­ность между текущим и задан­ным значением регулируемого параметра называется рассогласованием или откло­нением.

Основные элементы регуля­тора — чувствительный элемент, который реагирует на изменение регулируемого параметра, элемент срав­нения, который сравнивает текущее значение регулируемого пара­метра с заданным, устанавливаемым с помощью специального устрой­ства, и регулирующий орган, который оказывает непосред­ственное воздействие на процесс.

В нашем примере система автоматического регулирования будет действовать следующим образом. В случае появления возмущающего воздействия, например при увеличении расхода потока смеси на входе (Q_cm), давление в сепараторе (регулируемый параметр) по­высится. Автоматический регулятор, сравнивая воздействия на мем­брану 1 (элемент сравнения) со стороны давления газа (текущее значение) и со стороны пружины 2 (заданное значение), будет осу­ществлять регулирующее воздействие, увеличивая проходное сечение регулирующего органа 3 и тем самым, уменьшая рассогласование. В этой системе мембрана 1 выполняет также функцию чувствитель­ного элемента.

Рисунок 31 – Функциональная схема системы регулирования давления

При изучении системы автоматического регулирования принято представлять реально существующие системы в виде так называе­мых функциональных схем.

Функциональной схемой САР называется такая, в ко­торой каждому функциональному элементу реальной системы соот­ветствует определенное изображение.

Функциональная схема САР давления в сепараторе показана на рисунке 31. Выходной величиной системы (х_вых) является основной регулируемый параметр — давление в сепараторе. Параметры, которые могут вызвать отклонение регулируемого параметра от заданного значения, показаны как входные.

Основные элементы системы - объект регулирования ОР, чувствительный элемент ЧЭ, измеряющий текущее значение регулируемого параметра, элемент сравнения ЭС, сравнивающий текущее значение регулируемого параметра с его заданным значением З, и регулирующий орган РО, осуществляющий регулирующее воздействие.

Регулирование по отклонению и по возмущению

Задача по поддержанию регулирующего органа на заданном значении может быть решена по-разному, в зависимости от принципа построения САР. Их два: регулирование по отклонению и регулирование по возмущению; рассмотрим эти виды на примере регулирования теплообменного аппарата, из которого нагретый продукт должен выходить с заданной температурой.

При регулировании по отклонению регулятор поддерживает темпера­туру, изменяя расход теплоносителя, например, водяного пара. Изменения температуры продукта на выходе могут быть вызваны разными причинами: непостоянством его температуры на входе в теплообменник и расхода, колебаниями температуры и давления греющего пара в под­водящей магистрали. Действие этих и других возможных возмущений можно скомпенсировать одним регулирующим воздействием, в данном случае изменением подачи пара. В этом проявляется основное достоинство регулирования по отклонению. Недостатком этого принципа является невозможность предупредить отклонение регулирующего органа, так как

Рисунок 32 – Регулирование по возмущению

Рисунок 33 – Каскадно-связанное регулирование:

1 — регулятор температуры; 2 — регулятор давления

только при его появлении регулятор вступает в работу. Если учесть, что при наличии запаздывания регулятор получит сигнал об отклонении параметра не сразу, а после регулирующего воздействия пройдет еще такое же время, пока регулятор воспримет его результат, то это отклонение может ока­заться недопустимо большим.

Регулирование по возмущению строится на подавлении возмущений до их проникновения в САР — в этом основное достоинство принципа. При его использовании предварительно изучают влияние различных фак­торов на регулирующий орган. Например, для рассматриваемого теплообменника сильным возмущением являются колебания давления греющего пара, поэтому его целесообразно стабилизировать (рисунок 32). Быстродействие контура регу­лирования давления позволит устранить это возмущение сразу же при его появлении. Однако в этом случае температура нагретого продукта может отклониться от заданной под влиянием других возмущений, напри­мер при изменении его температуры на входе. Попытка устранить действие всех возмущений привела бы к необходимости создания нескольких САР на одном объекте регулирования. К тому же не на все возмущения можно воздействовать. Например, в данном случае нельзя стабилизировать рас­ход продукта, так как он полностью определяется режимом работы по­следующих аппаратов, в которые данный продукт поступает.

Достоинства обоих принципов хорошо сочетаются при их объединении. Регулирование в этом случае называется каскадно-связанным, а САР — многоконтурной. На примере того же теплообменника рассмотрим работу двухконтурной САР (рисунок 33). Регулятор температуры 1 называется главным (или корректирующим). При отклонении температуры от задан­ного значения он выработает регулирующее воздействие, которое поступит в качестве сигнала задания регулятору давления 2 (он называется вспо­могательным или стабилизирующим). Таким образом, в данной САР фактически осуществляется регулирование давления греющего пара с кор­рекцией по температуре продукта на выходе теплообменника. Контур регулирования давления является быстродействующим по сравнению с контуром регулирования температуры. Быстрая реакция регулятора давления в сочетании с корректирующим воздействием регулятора темпе­ратуры обеспечивает хорошее качество регулирования.