- •«Северный (Арктический) федеральный университет имени м.В. Ломоносова»
- •2014 Оглавление Введение………………………………………………….2
- •§ 1 Основные понятия об управлении, автоматизации управления и регулировании. Системы автоматического управления (сау) и системы автоматического регулирования (сар). Задачи автоматизации
- •1.2 Классификация сар
- •По виду задающего воздействия g(t) замкнутые сар делятся на:
- •§2 Математический аппарат исследования линейных систем автоматического регулирования
- •§ 3 Передаточные функции линейных звеньев
- •§ 4. Алгебра передаточных функций (пф). Основные соединения линейных звеньев.
- •§5. Алгебра пф . Многоконтурная линейная одномерная сау
- •§ 6. Передаточные функции линейных систем.
- •§7 Временные характеристики линейных звеньев
- •§8 Частотные характеристики линейных систем
- •§9 Типовые звенья линейных систем и их динамические характеристики
- •§9.1 Позиционные звенья
- •5. Консервативное звено
- •§9.2 Интегрирующие звенья
- •2. Инерционное интегрирующее звено
- •3. Изодромное звено
- •§ 9.3 Дифференцирующие звенья
- •1. Идеальное дифференцирующее звено
- •2. Инерционное дифференцирующее звено
- •§ 9.4 Звено запаздывания
- •§10. Типовые объекты регулирования и их свойства.
- •10.1. Одноёмкостный объект с самовыравниванием
- •§ 10.2 Одноемкостный объект без самовыравнивания.
- •§10.3 Многоемкостные объекты с самовыравниванием
- •§10.4 Многоемкостные объекты без самовыравнивания.
- •§10.5 Объекты регулирования с запаздыванием
- •§11. Законы регулирования и регуляторы
- •§ 11.1 Пропорциональный регулятор
- •§11.2 Интегральный регулятор
- •§ 11.3 Пи-регулятор
- •§11.4 Пропорционально-дифференциальный (пд-регулятор)
- •§ 11.5 Пропорционально-интегрально-дифференциальный (пид) регулятор
- •Раздел 4. Автоматизированные системы контроля технологических параметров
- •Глава 8. Государственная система приборов
- •8.1 Принципы построения и классификация
- •8.2 Блочно-модульный принцип построения средств гсп
- •8.3. Конструктивные особенности средств измерений
- •Глава 9. Обзор си технологических параметров
- •9.1. Обзор си температуры
- •9.2. Обзор си давления
- •9.3. Обзор си расхода
- •9.4 Обзор си уровня
- •9.5. Аналитические измерения
- •Глава 10. Расчёт основных погрешностей измерительных цепей
- •10.1. Класс точности си
- •10.2. Расчёт погрешностей измерительных цепей
9.4 Обзор си уровня
Технические средства для измерения уровня называются уровнемерами и подразделяются на: сигнализаторы (реле) уровня, контролирующие заданные или предельные значения; аналоговые (непрерывные) уровнемеры, контролирующие текущее значение уровня.
По пределам измерения уровнемеры подразделяются на широкопредельные, т.е. измеряющие абсолютный уровень жидкости или сыпучего вещества в резервуаре, и узкопредельные, измеряющие отклонение уровня от номинального значения.
Шкалы широкопредельных уровнемеров начинаются с нулевого значения и выбираются из следующего нормального ряда: 250, 400, 630, 800, 1000, 1600, 2000, 2500, …, 63000 мм.
Шкалы узкопредельных уровнемеров имеют пределы ± 200, ± 315, ± 500 мм и нулевую отметку в середине, соответствующую номинальному значению уровня.
По принципу действия уровнемеры подразделяются на:
визуальные (указательные стёкла, лоты, рейки и т.д.);
механические, т.е. использующие силу Архимеда (поплавковые и буйковые);
гидростатические и пьезометрические;
специальные (ёмкостные, ультразвуковые, микроволновые, радиоизотопные и др.)
весовые (тензометрические и др.).
По месту монтажа уровнемеры также подразделяются на местные приборы (измерители уровня) и преобразователи уровня.
124
К местным приборам относятся визуальные, поплавковые с отсчётным устройством, гидростатические с показывающим манометром и др. они не потребляют внешней энергии и не используются в автоматизированных системах контроля и регулирования.
Преобразователи уровня соответственно можно разделить на две основные группы: реле уровня с дискретной электроконтактной системой и преобразователи с аналоговым выходным сигналом (обычно унифицированным).
При выборе СИ уровня руководствуются физико-химическими свойствами измеряемой среды и рабочими параметрами среды (температуроой, давлением, значением уровня и др.)
Для измерения уровня измельчённых древесных материалов, вязких жидкостей, порошкообразных веществ применяют косвенные методы по насыпной массе или плотности среды.
Для измерения уровня невязких технологических жидкостей (в том числе и агрессивных) широко используются буйковые и гидростатические преобразователи уровня.
При измерении уровня суспензий используются уровнемеры с пьезометрической трубкой, в которую подаётся газ (воздух) с постоянным расходом.
К бесконтактным уровнемерам относятся ультразвуковые и микроволновые.
9.5. Аналитические измерения
В основе работы средств аналитических измерений лежат три группы методов: физические, физико-химические и химические.
Физические методы основаны на измерении физических величин, присущих данному веществу, либо по своему значению отличающих данное вещество от подобных. Это, например, плотность, тепло- и электропроводность, магнитная восприимчивость и др.
Физико-химические методы основаны на химических превращениях анализируемого вещества и измерении физических величин, сопровождающих эти превращения. Это, например, изменение оптической плотности, вязкости, теплоты сгорания и др.
125
Химические методы основаны на химических превращениях анализируемого вещества и измерении количества продуктов этих превращений.
Для средств автоматизированного анализа в основном используются физические методы и частично физико-химические.
В зависимости от агрегатного состояния анализируемого вещества анализаторы подразделяются на средства анализа твёрдых веществ, жидкостей и газов.
Анализ твёрдых веществ в производственной практике обычно сводится к определению физических свойств и в отдельных случаях к определению физико-химических свойств (например, при анализе твёрдого топлива). Число физических показателей может быть достаточно обширным.
Анализ технологических жидкостей чаще всего сводится к определению физических и физико-химических показателей: плотности, вязкости, концентрации растворённых веществ, теплоты сгорания и др.
Одной из самых распространенных задач аналитического контроля является определение концентрации (относительного или абсолютного содержания компонента в данном количестве жидкости). При этом анализируемая смесь считается бинарной (вещество плюс растворитель) или приводится к «псевдобинарной», так как физические методы анализа неизбирательны и не позволяют определить, какие компоненты и в каких количествах содержатся в данной жидкости.
В некоторых случаях определяется концентрация вещества, не растворённого в жидкости, а образующего суспензию.
Анализ газов подразделяется на качественный и количественный, но также может производиться и определение физических свойств ( например, влажности). В производственных условиях количественный анализ используется чаще, так как его легче автоматизировать, а качественный состав газовых смесей обычно известен.
Все средства автоматического анализа можно разделить на две основные группы:
- анализаторы непрерывного действия, работающие в потоке анализируемого вещества;
126
- анализаторы циклического действия, работающие с пробами анализируемого вещества, которые берутся с определённой цикличностью.
Аналитические средства измерений, как и все прочие СИ, предназначенные для автоматических технических измерений, состоят из ПИП и ВП, имеющего функции показания, регистрации и задаваемой оператором предельной сигнализации. В некоторых случаях между ПИП и ВП может находиться промежуточный преобразователь для нормализации сигнала измерительной информации. В этом случае на ВП поступает аналоговый или цифровой унифицированный сигнал.
127