2 Измерительные схемы автоматического контроля

В основном выходная величина у датчиков является электриче­ской. Однако её не всегда можно измерить непосредственно прибором (сопротивление, ёмкость). Поэтому её преобразовывают в другой вид электрической величины удобный для измерения.

Существуют следующие схемы, осуществляющие такое преоб­разование:

• мостовая;

• компенсационная измерительные схемы.

Мостовая измерительная схема

Принцип: измеряемая величина преобразуется датчиком в изме­нение активного или реактивного сопротивления.

Компенсационная измеритель­ная схема

Принцип: уравновешивание (компенсация) неизвестной ЭДС дат­чика известным падением напряжения на тарированном сопротивле­нии.

1. Контроль для установки рабочего тока

б) Непосредственно измерение.

Мостовые и компенсационные схемы измерений очень широко применяются в САУ в связи с их высокой точностью

Вторичные приборы

К ним относятся устройства воспринимающие сигнал от датчика и преобразующие его в перемещение указателя относительно шкалы. Они могут также осуществлять запись (регистрацию) контролируемой величины на специальной диаграммной бумаге, а также сигнализацию при достижении параметра или максимального значения.

3 Особенности управления химико-технологическими процессами процессами

Основными особенностями управления ХТП являются:

1. сложность и высокая скорость протекания процессов;

2. особые свойства перерабатываемых веществ:

• агрессивность и токсичность;

• взрыво- и пожароопасность;

• высокие (или низкие) температуры; высокие (сверхвысокие) давления или глубокий вакуум;

3. высокая чувствительность ряда процессов к нарушениям тех­нологического режима и т. д.

4. не все технологические переменные доступны непосредствен­ному и непрерывному измерению. Такому измерению трудно подда­ются показатели состава и качества перерабатываемого сырья и полу­чаемого продукта. Даже в случае прямого и непрерывного измерения, например расходов материальных потоков, как следует из сведения материальных балансов, на крупных химических предприятиях поте­ри исходного сырья и веществ, конечных продуктов достигают 2,0...2,5 %.

5. для ХТП процессов, осуществляемых в крупнотоннажных про­изводствах, характерно запаздывание, поэтому переменные, выбран­ные для управления, при изменении условий проведения процесса не могут изменяться мгновенно.

6. невозможность прямых и непрерывных измерений переменных процесса, отсутствие мгновенной реакции переменных процесса на возмущающие воздействия усложняют систему управления ХТП.

Необходимо также помнить, что управление будет более эффек­тивным, если выбранная управляемая переменная чувствительна к ус­ловиям проведения ХТП. Тогда даже небольшие отклонения текущих значений управляемой переменной от заданного вызовут к действию систему управления

Кроме того, все время необходимо учитывать степень воздейст­вия химических производств на окружающую среду, поэтому системы управления должны обеспечить безопасность химических произ­водств.

Исходя из изложенных особенностей ХТП, основными функция­ми, выполняемыми устройствами автоматического управления в хи­мической технологии являются:

1. Диагностика оборудования, измерение и контроль технологи­ческих параметров n определение причин возникновения аварийных ситуаций.

2. Сигнализация (световая и звуковая) при отклонении технологи­ческих параметров от заданных режимов и аварийном состоянии обо­рудования.

3. Логическое управление блокировками и защитой; аварийное отключение (переключение) технологического оборудования.

4. Управление (регулирование) технологическими переменными.

Билет №2

1. Локальные САУ: классификация

1. по характеру изменения задающего воздействия у_зад (по алго­ритму функционирования).

а) системы стабилизации - предназначены для поддержания с заданной точностью (стабилизации) управляемой переменной у. За­дающее воздействие у_задпостоянно (стабильно).

б) системы программного управления — предназначены для регу­лирования управляемой переменной у задающим воздействием у_зад по заданной программе во времени.

в) следящие системы - предназначены для изменения управляе­мой переменной у в соответствии с заранее неизвестной функцией времени, определяемой задающим воздействием у_зад.

2. по принципу управления - т.е. на основании какой информации формируется управляющее воздействие (переменная) u(t).

а) управление по отклонению (замкнутые системы).

Управляющее воздействие u(t) формируется на базе информации об отклонении управляемой величины у от заданного значения у_зад.

u(t)=j\yUt)-y(t)] =ЛА(0]

Характерный признак: обратная связь. Достоинство: высокая точ­ность.

б) управление по возмущению (разомкнутые системы).

Управляющее воздействие u(t) формируется в зависимости от ре­зультатов непосредственного измерения возмущающей переменной fit), действующей на ОУ. Могут строиться как системы программного управления.

Характерный признак: нет обратной связи.

Достоинство: высокое быстродействие.

Недостаток: не все возмущения можно измерить.

в) комбинированное управление = по отклонению + по возмуще-

Достоинство: имеют высокое быстродействие и точность, а неуч­тённые возмущения компенсируются (ослабляются) за счёт обратной связи.

3. по числу контуров управления

а) одноконтурные (пример САУ по отклонению).

б) многоконтурные\ комбинированные и каскадные. 6i) комбинированные. Пример: если ОУ подвержен действию су­щественных контролируемых возмущений.

Система содержит вспомогательное регулирующее устройство - динамический компенсатор, который формирует корректирующий импульс по наиболее сильному возмущению. Это позволяет сущест­венно снизить динамическую ошибку регулирования.

Возможны два варианта включения динамического компенсатора: • его выход подсоединяется на вход ОУ.

• его выход подсоединяется к входу регулятора.

б₂) каскадные системы управления используются для ОУ обла­дающих большой инерционностью по каналу регулирования, если можно выбрать менее инерционную по отношению к наиболее опас­ным возмущениям промежуточную переменную (координату). В этом случае САУ включает два регулятора:

• основной (внешний) - служит для стабилизации основной выходной переменной у.

• вспомогательный (внутренний) - служит для регулирования вспомогательной (промежуточной) переменной.

Особенности:

а) заданием для вспомогательного регулятора служит входной сигнал основного регулятора.

б) вспомогательный контур обладает более высоким быстродей­ствием, что повышает качество работы САУ, особенно при компенса­ции возмущений, поступающих по каналу регулирования.

4. по числу управляемых переменных

а) одномерные, т.е. один вход и один выход.

б) многомерные. К ним относятся САУ имеющие ОУ с несколь­кими входами и выходами взаимно связанными между собой (много­связные объекты).