- •Введение: а) История развития и современное состояние автоматики
- •Введение б) Классификация автоматических систем
- •1.1 Функции и характеристики элементов автоматических устройств
- •1.2 Датчики, основные показатели и характеристики
- •1.2.1 Датчики температуры
- •1.2.1 А) Термометры сопротивления (тс)
- •1.2.1 Б) Полупроводниковые термосопротивления (термисторы)
- •1.2.1. В) Термопары
- •1.2.2 Датчики давления
- •1.2.2 А) Пружинные датчики давления
- •1.2.2 Б) Основные сведения о выборе, установке и эксплуатации приборов давления(пд)
- •1.2.3 Датчики уровня жидкости
- •1.2.3 А) Поплавковые уровнемеры
- •1.2.3 Б) Гидростатические уровнемеры
- •1.2.3 В) Электрические уровнемеры
- •1.2.3. Г) Радиоизотопные уровнемеры
- •1.2.3 Д) Акустические уровнемеры «Эхо-5»
- •1.2.4 Датчики расхода жидкостей и газов
- •1.2.4 Б) Расходомеры постоянного перепада давления
- •1.2.4 В) Расходомеры индукционные
- •1.2.5 Датчики для автоматического анализа состава материала
- •1.2.5.1 Измерение концентрации веществ
- •1.2.5.1 А) Электрокондуктометрический метод анализа
- •1.2.5.1 Б) Низкочастотный безконтактный концентратомер
- •1.2.5.2 Плотномеры для жидкостей
- •1.2.5.2 А) Весовые плотномеры
- •1.2.5.2 Б) Поплавковые плотномеры
- •1.2.5.2 В) Гидростатические плотномеры
- •1.2.5.2 Г) Радиоизотопные плотномеры
- •1.2.6. Влагомеры для газов и твердых тел.
- •1.2.6 А) Психометрический метод измерения влажности газов
- •1.2.6 Б) Метод точки росы
- •1.2.6 В) Кондуктометрический метод измерения влажности твердых тел
- •1.2.6 Г) Метод диэлетрической проницаемости
- •2 Системы автоматического регулирования
- •2.1 Основные понятия и определения
- •2.2 Классификация систем автоматического регулирования
- •2.3 Объекты регулирования
- •2.3.1 Одноемкостные статические объекты
- •2.3.2 Одноемкостные астатические объекты
- •2.3.3 Объекты чистого запаздывания
- •2.3.4 Сложные регулируемые объекты
- •2.4 Автоматические регуляторы
- •2.4.1. Классификация автоматических регуляторов.
- •2.4.2 Регуляторы прерывистого действия (релейные, позиционные)
- •2.4.3. Регуляторы непрерывного действия
- •2.4.3 А) Статические регуляторы
- •2.4.3 Б) Астатические регуляторы (интегральные)
- •2.4.3 В) Изодромные регуляторы (пи-регул-ры)
- •2.4.3 Г) пд - регуляторы, пид - регуляторы
- •2.4.4 Основные показатели качества регулирования. Выбор типа автоматического регулятора
- •2.4.4 А) Параметры качества в регулирования для статических и астатических объектов
- •2.4.4.Б) Выбор типа регуляторов непрерывного действия для статических и астатических объектов
- •2.4.4 Г) Выбор релейного (позиционного) регулятора статических объектов
- •2.5 Исполнительные механизмы
- •2.5.1 Электромагнитные исполнительные механизмы
- •2.5.2Электродвигательные исполнительные механизмы
- •2.5.3 Пневматические исполнительные механизмы
- •3 Основы теории автоматического регулирования
- •3.1 Способы математического описания аср
- •3.1.1Дифференциальные уравнения (обыкновенные)
- •3.1.2 Передаточные функции
- •3.2 Управления типовых звеньев аср
- •3.2.1 Назначение и классификация типовых звеньев
- •3.2.2 Безинерционное звено (усилителительное)
- •3.2.3 Инерционное звено
- •3.2.4 Интегрирующее звено
- •3.2.5 Дифференцирующие звенья
- •3.2.6 Колебательное затухающее звено, апериодическое звено 2-го порядка
- •3.2.7 Звено чистого запаздывания
- •3.3 Передаточные функции аср
- •3.3.1 Последовательное соединение звеньев
- •3.3.2 Параллельное соединение звеньев
- •3.3.3 Соединение звеньев по принципу обратной связи
- •3.4 Анализ точности аср
- •3.5 Устойчивость аср
- •4 Технические средства автоматизации
- •4.1 Выбор системы приборов автоматизации
- •4.2. Пневматическая система приборов «Старт»
- •4.5 Микропроцессорные контроллеры (мпк)
- •5 Автоматизация типовых химико-технологических процессов
- •5.1 Проектирование функциональных систем автоматизации
- •5.2 Типовые объекты и типовые схемы автоматизации
- •5.2.1 Аср гидродинамических процессов
- •5.2.2 Аср тепловых процессов
- •5.2.3 Аср массообменных процессов
- •5.2.4 Аср процесса газовой абсорбции.
- •5.2.5 Аср процесса ректификации
- •5.2.6 Аср реакторных процессов
- •6.Автоматизированные системы управления технологическими процессами
2.2 Классификация систем автоматического регулирования
1. По виду
воздействующего воздействия
:
Стабилизирующая, в которой
=constПрограммные АСР, где
изменяется по заданной временной
программе
=
Следящие АСР, где величина
изменяется в соответствии с изменением
какой либо др. величинойОптимизирующая АСР, где величина
вырабатывается на оптимальном уровне
и поддерживается на этом уровне с одним
регулятором.
2. По принципу действия:
АСР по отклонению
АСР по возмущению.

АСР по отклонению:
Данная схема АСР
относится к АСР по отклонению, т.к.
регулирующее воздействие вырабатывает
регулировку тогда когда возникает
отклонение
регулируемого параметра от заданного
значения. Недостаток этой АСР: при
действии на объект регулируемое
возмущение воздействий
.
появляется не сразу, а с некоторым
запаздыванием зависящий от инерционных
свойств объекта, т.е процесс регулирования
можно выразить следующим графиком:

Регулируемая
величина имеет колебательную характеристику
относительно заданной(
).
Достоинство АСР:
Идет компенсация
всех возможных возмущений воздействий
действующих на объект, так как их
суммарное воздействие проявляется
изменения
.
АСР по возмущению.
В этих АСР компенсируется только одно
возмущающее воздействие, которое
появляется на выходе объекта регулирования
и этот процесс препятствует появлению
.
Достоинство: сравнительная быстрота воздействия на объект регулирования что вызывает улучшение качества процесса регулирования.
Недостатки: если
на объект действует много возмущений,
то
будет иметь значительное отклонение,
поэтому в наиболее ответственных случаях
применяют комбинированные АСР, которые
реализуются по возмущению и отклонению.
2.3 Объекты регулирования
Свойства объекта
регулирования определяет система АСР,
поэтому для выбора типа регулятора его
настроек необходимо знать динамические
характеристики объектов регулирования.
Динамической характеристикой ОР –
зависимость выходной величины ОР (
)
выраженная аналитически или графически
от времени при изменении входных величин
и действующих на ОР (
,
)
при отключенном регуляторе.
ОР может быть часть какого-либо аппарата или аппарат. Один объект может быть объектом нескольких АСР. Несмотря на многообразие аппаратов как ОР по динамическим характеристикам они близки и их классифицируют по динамическим характеристикам на виды: одноемкостные статические объекты, одноемкостные астатические объекты, двухъемкостные статические объекты, двухъемкостные астатические объекты.
2.3.1 Одноемкостные статические объекты
Емкость – способность объекта запасать материальную и тепловую энергию.
Статическими
называются объекты регулирования, у
которых каждому значению
соответствует в установившемся режиме
определенное значение регулируемой
величины
,
при отключенном регуляторе. Изменение
регулируемой величины влияет на величину
воздействия (
,
)
которая вызывает изменение, т.е. данные
объекты обладают свойством самовыравнивания.
Н
а
притоке жидкости установлена задвижка
З1
в положении m1,
величина
потока на входе Q1.
На стоке установлена задвижка З2
в положении m2,
величина
потока на входе Q2.
В установившемся режиме Q1=Q2
Увеличение закрытия З1
до значения m1‘>m1,
тогда Q1’>
Q1,
при этом увеличится уровень в резервуаре
и увеличивается гидростатический
уровень в нем, величина Q2’>
Q2
и уровень Н’1=соnst,
но Н’1>H.
Изменение уровня описывается уравнением:
;
;
;
;
;
;для получения
уравнения в общем виде необходимо все
величины записать в относительных
единицах.
,
,
,
получаем
,учитывая что
,характеристика
т.к.З1
линейна
![]()
,
,
,
,окончательный вид
![]()
