- •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
4 Технические средства автоматизации
4.1 Выбор системы приборов автоматизации
Выбор системы приборов для автоматического контроля установки и аппарата определяется назначением аппарата, условиями его работы и условиями окружающей среды, т.е. категорией помещения по пожаро- и взрывоопасности.
Эти факторы влияют на выбор типов приборов, размерность шкалы, точность измерений, а также функций выполняющих приборами (измерение, регулирование сигналов).
Все применяемые системы приборов автоматизации входят в государств. систему приборов (ГСП). Согласно данной системе все приборы подразделяются на 4 класса:
приборы у которых не используются электрические энергии с пневматическим, гидравлическим механизмом.
приборы, у которых используются электроэнергия напряжением не выше 1,5 В и токе нагрузки не более 40мА
электрические приборы во взрывобезопасном использовании
приборы в нормальном использовании с напряжением 220В.
В химической технологии различные производства относятся к разным категориям взрыво- и пожароопасности. В этих условиях целесообразно применять приборы класса 1и3. В системе приборов с пневматическими устройствами относится система приборов «Старт»
4.2. Пневматическая система приборов «Старт»
Они формируют различные законы. В данную систему входят типы регуляторов: 1) Релейные (ПР 1.5)
2) Пропорциональные (ПР2.5)
3) ПИ регуляторы (ПР 3.31)
4) ПИ со встроенным задатчиком (ПР 3.32)
5)ПИ регуляторы соотношениях 2-х параметров (ПР 3.33)
6) ПИ регуляторы с коррекцией по третьему параметру (ПР 3.34)
7) ПИД регуляторы (ПР 3.35)
Вторичные приборы системы Старт
Они позволяют выполнять измерения, регистрацию, сигнализацию нескольких параметров. Они имеют шкалу от 0 - 100%, или в единицах измерения величин в классе стандартных шкал:
ПВ 1.2 для измерения 1-ого параметра
ПВ 4.2.Э для измерения и регистрации
ПВ 2.3 для измерения регистрации и сигнализации 1-ого
ПВ 4.3. Э, ПВ 4.3. П пневматический привод для протягивания диаграммы для записи значений параметров (Э)- 2-х параметров измеряют и регистрируют.
ПВ 4.4 Э, ПВ 4.4. П для 3-х параметров
РПВ-6 для периодического измерения регистрации 4-х 6-и,12 параметров
ПВ-10. 1-Э, ПВ-10.1.П работает в комплексе с регуляторами в системах АСР. ОН имеет 3 измерительных устройства, осуществляет показания и запись 3-х параметров:
- текущее
- заданное значение регулируемых величин
- величину регулируемого воздействия.
Имеется станционное управление, состоящее из кнопочного переключателя режима рабаты АСР (ручной, автоматический, программный)-5 кнопок. Также имеют ручной задатчик, задающий заданное значение регулируемой величины.
4.5 Микропроцессорные контроллеры (мпк)
В настоящее время в системах автоматизации широко применяются микропроцессорные контролеры. Среди них наибольшее распространение получили типы: 1) МПК «Ломиконт» моделей Л-110, Л-112, Л-120, Л-122, Л-ТМ (логическийМПК), две из этих моделей являются дублирующими Л-112, Л-122. 2) МПК «Siemens» и др.
МПК «Ломиконт» предназначены для выполнения функций: осуществление преобразования входной дискретной и импульсных сигналов в цифровую форму; вырабатывают выходные аналоговые дискретные и импульсные сигналы; выполняют операции логического управления; выполняют преобразование аналоговых сигналов (масштабирование, фильтрация); осуществляют ПИД - регулирование; позволяют вводить технологическую информацию о параметрах управляемого процесса на пульт контролера, на дисплей. Задачи по автоматизации различных процессов программируются на языке микрон с использованием стандартных алгоритмов, которые находятся в библиотеке алгоритма в количестве 64. В результате составляется программа пользователя. Данные контролеры применяются в условиях, когда необходимо выполнить функции управления и необходимо выполнить регулирование многими технологическими параметрами. МПК легко адаптировать к изменению логики и динамики управления различных объектов путем составления дополнительных программ. В Л-ТМ есть транслятор с языка Микрон на Assembla, который более универсален.
Технические данные МПК «Ломиконт»: число дискретных входов-512, число аналоговых входов-128, число импульсных входов-8, число выходных дискретных сигналов-256, аналоговых-64, импульсных выходных сигналов-24. Составляющие части «Ломиконт»:Микропроцессорный вычислитель (ПРЦ-5, ЩЗУ-4.4, ПЗУ-2), устройство памяти, устройство управления которое формирует интерфейсный канал по которому соединяется с пультом управления , устройство питания и переключения(БП-15,24, БПР-2, БС), блок устройства связи с внешними терминалами (МУС-2, МИП), устройство сопряжения связи с обратным управлением. На функциональных схемах Лом. Изображают в виде прямоугольника с указанием типа, модели и разделенного на ряд строк, в каждой из них указывается тип модуля преобразования информации, в конкретных системах контроля и регулирования технологическими параметрами.
Микропроцессорный контроллер «Сосна»
Данные приборы применяют для измерения и регулирования температуры, давления, расхода и др.физические величины значения которых могут преобразоваться в унифицированные сигналы 0-5 мА, 4-20 мА.Все данные приборы имеют встроенный интерфейс RS 232/RS485 предназначенный для связи по цифровому каналу с персональным компьютером.
Применяют следующие типы данных приборов:
1.Одноканальный показывающий ИР типа «Сосна» 002/003
2.Одноканальный показывающий прибор ИР «Сосна -004»
3.Одноканальные измерители регуляторы типа ИР «Сосна – 004»
4.Универсальные регуляторы ИР «Сосна» 003М
Он имеет универсальный измерительный код, что позволяет подключать без дополнительного преобразования следующие первичные преобразователи:
1.Термопреобразователь сопротивления
2.Термоэлектрический преобразователь
3.Измерительный преобразователь с выходным сигналом 0-20мА,4-20мА.
Все регуляторы типа «Сосна» реализуются следующие законы регулирования:
Двухпозиционное регулирование
ПД - регулирование (с самонастройкой)
ПИД - регулирование
Закон выбирается самим пользователем. Потребляемая мощность не более 10 Вт, эксплуатируется при +5- +40оС и влажности при Т=30ос н.б. 95%. Приборы имеют специальное программное обеспечение “SOSNA” .Измерители и регуляторы «Сосна»-002 и 003 004 выпускаются в многоканальном варианте (до 4 каналов)