Добавил:
Без скрытых скриптов, криптомайнинга, вирусов и прочего, - чистая литература. 你好,所有那些谁花时间翻译中国 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Z826 Балюбаш ВА Управление техническими системами

.pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
13.09.2020
Размер:
1.15 Mб
Скачать

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕХАНИКИ И ОПТИКИ

ИНСТИТУТ ХОЛОДА И БИОТЕХНОЛОГИЙ

В.А. Балюбаш, С.Е. Алёшичев, В.В. Назарова

УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКИМИ СИСТЕМАМИ

Учебно-методическое пособие

Санкт-Петербург

2012

УДК 681.5

Балюбаш В.А., Алёшичев С.Е., Назарова В.В. Управление техническими системами: Учеб.-метод. пособие. СПб.: НИУ ИТМО;

ИХиБТ, 2012. 26 с.

Приведен список основных вопросов, составленный в соответствии с рабочей программой дисциплины «Управление техническими системами», и методические указания по выполнению контрольной работы. Пособие предназначено для студентов специальности 260600 и бакалавров направления 150400 заочной формы обучения.

Рецензент: доктор техн. наук, проф. В.В. Орлов

Рекомендовано к печати редакционно-издательским советом Института холода и биотехнологий

В 2009 году Университет стал победителем многоэтапного конкурса, в результате которого определены 12 ведущих университетов России, которым присвоена категория «Национальный исследовательский университет». Министерством образования и науки Российской Федерации была утверждена программа его развития на 2009–2018 годы. В 2011 году Университет получил наименование «Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики».

Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, 2012

Балюбаш В.А., Алѐшичев С.Е., Назарова В.В., 2012

ОСНОВНЫЕ ПРОГРАММНЫЕ ВОПРОСЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКИМИ СИСТЕМАМИ»

I. Введение

1.Основные представления о методах и средствах управления. Автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП).

2.Функциональные блок-схемы автоматического контроля, регулирования и управления.

II. Первичные преобразователи (ПП)

1.ПП температуры (термометры сопротивления, термопары, термометрические, биметаллические).

2.ПП давления (деформационные, тензорезисторные).

3.ПП расхода (переменного и постоянного перепада, объемные, индукционные, ультразвуковые).

4.ПП уровня (поплавковые, емкостные, кондуктометрические).

5.ПП вязкости (вибрационные, ротационные).

6.ПП кислотности (рН-метры).

7.ПП влажности пищевых продуктов и воздуха.

III. Управляющие устройства (согласующие преобразователи)

1.Структурные схемы типовых вторичных преобразователей.

2.Уравновешенные и неуравновешенные мосты.

3.Структурная схема микроконтроллера.

4.Подключение термометров сопротивления по двух- и трехпроводным схемам.

IV. Исполнительные механизмы (ИМ)

1.ИМ с электромагнитным приводом.

2.ИМ с электродвигательным приводом.

3.ИМ с пневматическим приводом.

3

V.Объекты управления, законы регулирования

1.Порядок проектирования системы автоматического регули-

рования.

2.Возмущающие воздействия (виды, знак, характер).

3.Свойства объектов регулирования.

4.Принципы регулирования.

5.Понятие о статических и динамических характеристиках

объектов.

6.Динамические свойства объектов регулирования (аналитическое представление).

7.Классификация объектов регулирования в зависимости от коэффициентов самовыравнивания.

8.Понятие о временных характеристиках объектов регулиро-

вания.

9.Методика экспериментального определения динамических характеристик объектов (по кривой разгона).

10.Показатели качества регулирования.

11.Типы регуляторов (по закону регулирования).

12.Данные, необходимые для выбора закона регулирования.

13.Характеристика типовых переходных процессов регулиро-

вания.

14.Параметры настройки регулятора.

VI. Автоматизированные системы управления технологическими процессами

1.Функциональная структура АСУТП.

2.Реализация АСУТП в информационном режиме "Советчика".

3.Реализация АСУТП в режиме супервизорного управления.

4.Реализация АСУТП в режиме прямого цифрового управления.

5.Информационное, алгоритмическое и программное обеспечение АСУТП.

6.Технические решения АСУТП для типовых процессов. Автоматизированное рабочее место оператора-технолога.

7.Принципы и порядок разработки функциональных схем автоматизации.

4

VII. Информационные технологии

всфере производства пищевых продуктов

1.Формирование информации и ее обработка.

2.Моделирование технологических систем, операций, процессов.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

Для контроля проработанного теоретического материала в соответствии с приведѐнными программными вопросами дисциплины студентом должна быть выполнена одна контрольная работа.

Она выполняется в отдельной тетради, страницы которой должны быть пронумерованы. На обложке указываются курс, фамилия, номер зачетной книжки (шифр), вариант задания. Ниже приведены пять вариантов контрольной работы, которые выбирают по приведенной ниже таблице.

Номер варианта

1

2

3

4

5

 

 

 

 

 

 

Последняя цифра

1

3

5

7

9

номера зачетной

 

 

 

 

 

книжки

2

4

6

8

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответы на вопросы должны быть краткими и однозначными. Номер вопроса и его содержание должны быть приведены.

5

ВАРИАНТЫ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

Вариант № 1

1.1.Приведите структурную схему локальной системы автоматического контроля и укажите функциональное назначение ее блоков.

1.2.Приведите структурную схему локальной системы автоматического регулирования и укажите функциональное назначение блоков.

1.3.Функции автоматизированной системы управления технологическими процессами (АСУТП).

Технические средства автоматизации

1.4.Укажите входные и выходные параметры полупроводникового термометра сопротивления и приведите в прямоугольной системе координат характер этой зависимости.

1.5.Поясните принцип работы тензорезисторного первичного преобразователя давления.

1.6.Укажите входные и выходные параметры емкостного первичного преобразователя влажности и приведите в прямоугольной системе координат характер этой зависимости.

1.7.Поясните принцип работы электромагнитного (индукционного) расходомера.

1.8.Поясните назначение цифро-аналогового преобразователя

(ЦАП).

1.9.Приведите структурную схему микропроцессорного программируемого контроллера с указанием назначения его блоков.

1.10.Поясните понятие «стандартные градуировки термометров сопротивления» на примере имеющейся градуировки – «10М».

1.11.Поясните принцип работы вибрационного вискозиметра.

1.12.При каких условиях необходимо трехпроводное подключение термометра сопротивления к измерительному преобразователю (микроконтроллеру)?

1.13.Поясните назначение исполнительных механизмов в структурах автоматического или операторного управления.

1.14.Приведите блок-схему системы автоматического регулирования управления по отклонению (принцип Ползунова).

6

Свойства объектов управления

1.15.Приведите вид внутреннего возмущающего воздействия, характерного для теплообменного аппарата.

1.16.Приведите наиболее определяющий выходной параметр (регулируемый параметр) для аппарата тепловой обработки продукта.

1.17.Сформулируйте свойство объекта регулирования – самовыравнивание.

1.18.Приведите в прямоугольной системе координат характер

(вид) зависимости динамической (переходной) характеристики Хвых = f(τ) для объекта с самовыравниванием (статического объекта).

1.19.Укажите функциональную зависимость в объекте, которая обусловливает его самовыравнивание.

1.20.Укажите на кривой разгона объекта динамический параметр – постоянную времени объекта ТП (рис. 1).

Законы и принципы регулирования

1.21.Приведите определение (поясните сущность) регуляторов прямого и косвенного действия.

1.22.Укажите, какой из приведенных на рис. 2 переходных процессов регулирования характерен для системы с пропорциональным (статическим) регулятором.

7

1.23. Укажите, какой принцип регулирования температуры продукта на выходе из теплообменника применен в структуре управления на рис. 3.

Исполнительный

механизм

Регулирующий

орган

Управляющее

устройство (микроконтроллер)

Первичный преобра- зователь (датчик)

Объект

управления

t, oC (теплообменник)

Первичный

преобразователь (датчик)

Управляющее

устройство (микроконтроллер)

Исполнительный

механизм

Q продукта

Регулирующий

орган

Рис. 3

8

1.24. При каких особенностях отдельных операций, формирующих технологический процесс, возможно применение программного автоматического управления?

Вариант № 2

2.1.Приведите структурную схему локальной системы автоматического контроля и укажите функциональное назначение ее блоков.

2.2.Назовите задачи автоматизированной системы управления технологическими процессами (АСУТП).

2.3.Приведите структуру АСУТП на базе локальных систем (работающей без программно-технического комплекса) с указанием назначения ее блоков.

2.4.Укажите входные и выходные параметры термоэлектрического первичного преобразователя температуры (термопары).

2.5.Опишите принципы потенциометрического метода изме-

рения рН.

2.6.Укажите, наличие какого электрического параметра жидкости позволяет измерять ее расход электромагнитным (индукционным) расходомером.

2.7.Укажите входные и выходные параметры кондуктометрического первичного преобразователя влажности.

2.8.Поясните назначение аналого-цифрового преобразователя

(АЦП).

2.9.Приведите структурную схему многопроцессорного программируемого контроллера с указанием назначения его блоков.

2.10.Поясните принцип работы исполнительных механизмов с электродвигательным приводом.

2.11.Поясните понятие «стандартные градуировки термометров сопротивления» на примере имеющейся градуировки – «10П».

2.12.Поясните принцип работы автоматической системы контроля наличия пламени.

2.13.При каких условиях необходимо трехпроводное подключение термометра сопротивления к измерительному преобразователю (микроконтроллеру)?

2.14.Приведите блок-схему комбинированного принципа регулирования.

9

Свойства объектов управления

2.15.Укажите вид внутреннего возмущающего воздействия, характерного для технологического аппарата (оборудования) для измельчения овощей.

2.16.Укажите определяющий выходной параметр (регулируемый параметр) технологического процесса сушки.

2.17.Сформулируйте свойство объекта регулирования — самовыравнивание.

2.18.Укажите, какая из приведенных на рис. 4 динамических (переходных) характеристик объектов характерна для объекта с самовыравниванием (статистического объекта).

2.19.Приведите пример внешних возмущающих воздействий на объект управления, например, теплообменный аппарат.

2.20.Укажите на кривой разгона объекта (рис. 5) динамический параметр объекта – время запаздывания τзап.

Законы и принципы регулирования

2.21.Сформулируйте определение закона регулирования и приведите формулу зависимости для интегрального (астатического) регулятора.

2.22.Сформулируйте понятие (определение) двухпозиционного закона регулирования и укажите основные показатели качества его переходного процесса регулирования.

2.23.Укажите, какой принцип регулирования температуры продукта на выходе из теплообменника применим в структуре управления на рис. 6.

10

Соседние файлы в предмете Теплофизика и теоретические основы тепло-хладотехники