Міністерство освіти і науки, молоді і спорту України

Одеський національний політехнічний університет

Інститут енергетики і комп’ютерно-інтегрованих систем управління

Кафедра автоматизації теплоенергетичних процесів

Бабіч В.Ф.

КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ

з дисципліни

«Технічні засоби автоматизації»

для бакалаврів напрямку 6.0925 −

«Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології»

2011

Конспект лекцій з дисципліни «Технічні засоби автоматизації» для бакалаврів напрямку 6.0925 / Укл. В.Ф.Бабіч – Одеса: ОНПУ, 2011. – 135 с.

Укладач: В.Ф.Бабіч, канд. техн. наук, доц.

ЗМІСТ

ВСТУП 5

1 Функціональна схема АСУТП 5

2 Структурна схема Автоматичного регулятора 6

3 Технічна структура автоматичного регулятора 8

4 Класифікація промислових автоматичних регуляторів 15

5 Універсальні регулятори загальнопромислового призначення 20

5.1 Вимоги до УРЗП 20

5.2. Розробники та виробники промислових регуляторів 20

6 Загальні принципи побудови регуляторів з лінійними типовими законами регулювання 22

6.1 Реалізація лінійних законів регулювання в автоматичних регуляторах методом послідовної корекції 23

а) з ВМ пропорційної дії (швидкості). 23

б) з ВМ постійної швидкості 24

6.2 Метод паралельної корекції при формуванні типових законів регулювання 25

6.3 Реалізація П-закону регулювання АР з ВМ постійної швидкості 26

а) з охопленням ВМ постійної швидкості зворотним зв’язком 26

б) без охоплення ВМ постійної швидкості зворотним зв’язком 30

6.4 Реалізація ПІ-закону регулювання АР з ВМ постійної швидкості 32

а) з охопленням ВМ постійної швидкості зворотним зв’язком 32

б) без охопленням ВМ постійної швидкості зворотним зв’язком 36

6.5 Реалізація лінійного ПІД-закону регулювання 38

а) з охопленням зворотнім зв’язком ВМ постійної швидкості: 38

б) без охоплення зворотнім зв’язком ВМ постійної швидкості 42

6.6 Реалізація ПІД-закону регулювання з неколивальною баластною ланкою 46

7 Промислові автоматичні регулятори з нелінійними елементами 48

7.1 Типові нелінійні ланки в промислових АР 48

7.2 Структурні схеми нелінійних АР, виконаних за методом граничної системи 50

8 Основні режими роботи промислового автоматичного регулятора з ВМ постійної швидкості 52

8.1 Пульсуючий режим 52

8.2 Режим постійної швидкості переміщення РО 55

8.3 Сумісний режим 56

8.4 режим одноразового вмикання ВМ на половину періоду 56

9 Електричні засоби автоматичного регулювання 58

9.1 Особливості і області використання електричних засобів автоматичного регулювання 58

9.2 Загальні відомості про історію розвитку електричних систем ТЗА 59

59

9.3 Функціональна схема електричних систем ТЗА 60

10 Електрична уніфікована система приладів автоматичного регулювання «Каскад» 61

10.1 Склад системи «Каскад» 62

10.2 Принципи побудови приладів системи «Каскад» 63

10.3 Операційні підсилювачі системи «Каскад» 66

10.4 Модулі гальванічного розділення МП-04 67

10.5 Захист струмових ланцюгів від розриву 68

10.6 Допоміжні пристрої 69

10.6.1 Потенціометричний задатчик ЗУ11 69

10.6.2 струмовий задатчик ЗУ05 69

10.6.3 Програмний задатчик ЗУ55 70

10.7 Блоки управління 70

10.7.1 Блок управління релейного регулятора БУ21 70

10.7.2 Блок управління аналогового регулятора БУ12 71

10.8 Вимірюючий блок И04 72

10.9 Алгебраїчний блок А04 74

10.10 Регулюючі блоки системи «Каскад» 76

10.10.1 блок регулюючий релейний Р21 76

10.10.2 Регулюючий блок з аналоговим вихідним сигналом Р12 79

10.11 Приклад технічної реалізації системи автоматичного регулювання потужності енергоблоку. 81

84

11 Електрична уніфікована система приладів автоматичного регулювання «Каскад-2» 85

11.1 Склад апаратури системи «Каскад-2» 85

а) регулюючі прилади 85

б) Перетворювачі сигналів 85

11.2 Регулюючий блок Р27 86

11.2.1 Вимірюючий модуль И001 86

11.2.2 Регулюючий модуль Р027 89

11.3 Регулюючий блок Р17 з аналоговим вихідним сигналом 92

11.3.1 Вимірюючий модуль ИТ002 92

11.3.2 Регулюючий модуль Р017 94

11.3.3 Блок динамічних перетворень Д05 97

12 УНІФІКОВАНИЙ КОМПЛЕКС ТЕХНІЧНИХ ЗАСОБІВ У СХЕМАХ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ЗАХИСТІВ 101

12.1 Загальні вимоги до технологічних захистів 101

12.2 Інформаційна частина технологічного захисту 102

12.3 Керувальна частина технологічного захисту 104

13 ОСНОВНІ ФУНКЦІОНАЛЬНІ БЛОКИ УНІФІКОВАНОГО КОМПЛЕКСУ ТЕХНІЧНИХ ЗАСОБІВ 107

13.1. Аналого-дискретний перетворювач АДП 108

13.2 Блок контролю та формування команди БФК 112

13.3 Блок логічний часу БЛВ 115

13.4 Блок фіксації спрацювання БФС 116

13.5 Блок реле вихідних БРВ 117

13.6 Блок гальванічного розділення ланцюгів БГР 118

13.7 Блок реле проміжний БРП 119

13.8 Блок гальванічного розділення з струмовими виходами БГР-Т 120

13.9 Блок приймання команд БПК 121

13.10 Блок логічних перемикань БЛП 123

14 ТИПОВІ ЕЛЕКТРИЧНІ СХЕМИ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ЗАХИСТУ 125

14.1 Умовні позначення блоків УКТС 125

14.2 Приклад проектування електричної схеми захисту 128

14.3 Схеми управління виконавчим механізмом 129

14.4 Схеми самобалансування і вмикання регуляторів до роботи 130

14.5 Контроль справності регуляторів 131

14.6 Схема управління запірною арматурою 132

література 136

ВСТУП

Сучасні енергоблоки теплових та атомних електростанцій, промислові виробництва неможливо експлуатувати без досконалих систем автоматичного регулювання: технологічних параметрів. Для реалізації будь-якої АСР необхідно використовувати наступні технічні засоби автоматизації (ТЗА): 1) контролю, 2) автоматичного регулювання, 3) сигналізації, 4) блокування, 5) пристроїв диспетчерського управління, 6) обчислювальної техніки, 7) промислового телебачення.

Ці сім компонентів звичайно об’єднуються під назвою АСУТП. Таким чином, якість і надійність роботи АСУТП цілком залежить від якості і надійності роботи ТЗА і програмного забезпечення (ПЗ) обчислювальної техніки.