Конструкции ро:

Односедельный РО

Для управления заслонками и шиберами используют поршневые пневматические ИМ, которые имеют достаточно большой ход штока (максимально до 400 мм). Кроме того, поршневые ИМ выпускаются со встроенным позиционером, поэтому в их ходовой характеристике полностью отсутствует гистерезис.

Диафрагмовый РО

При увеличении управляющего сигнала шток перемещается вниз и уменьшает щель для прохода регулируемой среды. В данной конструкции отсутствует сальник, что существенно снижает гистерезис.

Шланговые РО

Расходная характеристика РО представляет собой зависимость величины расхода среды проходящий через клапан от степени его открытия.

Наиболее благоприятной для АСР является линейная расходная характеристика, однако получить такую характеристику затруднительно, т.к. требуется сложная конструкция золотника.

Автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП)

АСУТП – человеко-машинная система управления, предназначенная для выработки и реализации управляющих воздействий на объект управления в соответствии с принятым критерием управления, путем сбора и переработки информации с помощью средств вычислительной техники.

Совокупность совместно функционирующих АСУ ТП и технологического объекта управления называется автоматизированным технологическим комплексом (АТК)

Структурная схема атк

Т

исполнительные устройства

ТОУ

чувствительный элемент и ПП

ОУ – технологический объект управления (котел).

Исполнительные устройства включают исполнительные механизмы и регулировочные органы

Чувствительные элементы и первичные преобразователи воспринимают изменение технологических параметров, а преобразователи измерительные преобразовывают их в стандартные сигналы.

Для самых важных измеряемых параметров предусматривают установку на счетах вторичных измерительных приборов.

УСО – устройство связи с объектом управления. УСО на входе в УВМ включает АЦП, ДЦП, УСО на выходе УВМ включает ЦАП, ЦДП, ЦИП.

УСОП – устройство связи с оперативным персоналом. Включает дисплей (монитор), пульты управления, сигнализирующее табло и принтеры.

ОП – оперативный персонал.

В случае необходимости оперативный персонал ОП с помощью станции ручного управления может переходить с автоматического на ручное управление. Если управляющий сигнал электрический аналоговый (0÷5мА, 4÷20мА), а ИМ пневматический, то используется электропневматический преобразователь.

Если используются электрические ИМ, то управление ими осуществляется через магнитные пускатели, которые на схеме обозначены как усилители.

АСУП – автоматизированная система управления предприятием.

Основные схемы управления асутп

АСУТП выполняет следующие функции:

1) информационная;

2) управляющая;

3) вспомогательная.

Информационная подсистема асутп

Все информационные функции выполняет информационная подсистема. Она предназначена для представления ОП достоверной, разносторонней и подробной информации о настоящем, будущем и прошлом ТОУ.

Настоящее – информация, получаемая в данный момент времени, через каждые 5÷10мин информация печатается на принтере.

I. Информационная подсистема выполняет функции:

1) сбор и первичная обработка информации – эта функция состоит из ряда операций. Одной из важных является:

а) опрос измерительных устройств с заданной частотой. Частота опроса устанавливается от 0,5 сек. до нескольких секунд. При каждом опросе обновляется измерительная информация, которая сохраняется в памяти ЭВМ до следующего опроса.

б) операция фильтрации, при которой отбрасывают явно неистинные значения параметров.

в) операция усреднения параметров за заданные промежутки времени (час, смена, сутки)

г) корректировка измеренных значений параметров с учетом измеренных значений влияющих факторов.

Так, например, при измерении расхода пара и газа, необходимо непрерывно вводить коррекцию на изменение давления и температуры измеряемой среды.

д) операция интегрирования обычно мгновенных расходов с целью определения количества вещества, прошедшего за определенный промежуток времени.

е) расчет количества продуктов в емкостях и резервуарах, бункерах по измеренным значениям уровня, или путем взвешивания.

2) расчет показания качества продуктов.

Показатели качества продуктов являются основными параметрами, по которым следует осуществить управление процессом. Отдельные показатели качества контролируют автоматическими анализаторами, однако они бывают очень громоздкими и ненадежными в работе. Поэтому контроль показаний качества осуществляется обычно по математической модели, которая представляет собой зависимость:

С = f (x₁; x₂; x₃;…;x_k)

с – показатель качества (допустимая концентрация);

х₁, х₂,…, х_k – технологические параметры, от которых зависит этот показатель качества.

Линейная модель имеет вид:

с = b₀ + b₁x₁ + b₂x₂ + … + b_kx_k

b₀; b₁; b_k – коэффициенты уравнения регрессии.

Параллельно может осуществиться химический анализ в лаборатории этого показателя качества. По полученным значениям корректируют математическую модель.

3) расчет технико-экономических показателей (ТЭП).

К ТЭП относятся величины, которые характеризуют работу объектов управления за определенный промежуток времени. Это могут быть выработка основных продуктов, расходы сырья, топлива, электроэнергии, производительность аппаратов, технологическая себестоимость единиц продукции.

ТЭП необходимы и для оперативного управления технологического объекта, и для учета и отчетности. Как правило, их рассчитывают за смену, за сутки, за декаду, за месяц.

К этой функции может относиться решение задач материального и теплового баланса.

4) контроль состояния технологического объекта управления (ТОУ).

Основной функцией является обнаружение отклонений текущих значений параметров за технологические и аварийные диапазоны.

Нахождение параметра в рамках технологического диапазона гарантирует введение нормального технологического процесса. Любой выбег за пределы технологического режима сопровождается световой и звуковой сигнализацией. При достижении аварийного диапазона обычно автоматически срабатывает защита, т.е. аппарат отключается или останавливается процесс.

5) контроль состояния оборудования, учет его времени работы, определение сроков ремонта.

К числу такого оборудования относится: насосы, компрессоры, вентиляторы, реакторы и т.д. По ремонту оборудования составляется график ремонтов с указанием их даты. Осуществляется учет времени работы, с начала месяца и за год.

II. Управляющая подсистема – предназначена для выработки и реализации управляющих воздействий. Выполняет следующие функции:

1) регулирование отдельных технологических параметров. Такое регулирование осуществляется автоматическими регуляторами, которые реализуют обычно ПИ, ПИД закон регулирования. В отдельных случаях осуществляется непосредственное цифровое управление, которое осуществляет управляемая вычислительная машина (УВМ). К числу УВМ относится РЕМИКОНТ, ЛОМИКОНТ, УНИКОНТ.

2) программно-логическое управление. УВМ выдает команды на открытие или закрытие трубопроводов, включение или выключение аппаратов, насосов, компрессоров, и т.д.

3) оптимальное управление. В эту функцию входит поиск и выдача оптимальных управляющих воздействий, обеспечивающих ведение технологического процесса на наилучшем режиме. Для обеспечения оптимального управления требуется иметь мат. модель ТОУ.

На основе этой модели состоится поиск оптимума и выдачи управляющих воздействий. Мат. модели могут быть детерминированными или стохастическими (вероятностными).

Детерминирование базируется на известных физико-химических закономерностях, они используются в достаточно широком диапазоне изменения переменных параметров.

Стохастические более просты и представляют собой полиномы 1-й иногда 2-й степени. Однако их использование пригодно для тех аппаратов, на которых ставится эксперимент для их получения. Чаще используются детерминирующе-стохастические модели.