2. Назначение, устройство и принцип действия логометров

Логометры применяют для измерения температуры в комплекте с термопреобразователями сопротивлений. При наличии дополнительных устройств они могут осуществлять измерение, запись, регулирование и сигнализацию температуры. Применение логометров наиболее целесообразно при измерении низких минусовых (от -200 °С) и невысоких плюсовых температур (до +500 °С), так как в данном случае они обладают большой надежностью по сравнению с милливольтметрами.

Измерительная схема логометра состоит из двух параллельных цепей (плеч) , питаемых от источника постоянного тока 3.

Действие прибора основано на измерении отношения токов, проходящих в двух параллельных цепях, питаемых от постороннего источника тока, в каждую из которых включено по одной рамке. Таким образом, ток от источника питания, разветвляясь, проходит по двум цепям: через сопротивление R и обмотку одной рамки, через термопреобразователь сопротивления и обмотку другой рамки. Значение этих токов обратно пропорционально сопротивлениям плеч логометра. Токи /j и /г, проходящие по соответствующим рамкам, создают вращающие моменты Ml и Мг, действующие на рамки в противоположных направлениях. При равенстве сопротивлений в плечах, токи в них будут равны, а сле довательно, вращающие моменты Mi и Мг тоже равны и подвижная система находится в равновесии. Для проверки исправности логометров и правильности подгонки сопротивлений соединительных проводов, приборы снабжают контрольным сопротивлением. При включении в измерительную схему прибора контрольного сопротивления вместо датчика, стрелка логометра при правильно подогнанном сопротивлении соединительных проводов должна установиться против контрольной красной отметки на шкале прибора.

11. Автоматика — отрасль науки и техники, охватывающая теорию и практику автоматического управления, а также принципы построения автоматических систем и образующих их технических средств.

Объект управления — система, в которой происходит подлежащий управлению процесс. Взаимодействие с ОУ происходит через входы (которые являются причинами появления процессов в ОУ) и выходы (которые являются процессами - следствиями)

Управление — процесс на входе объекта управления, обеспечивающий такое протекание процесов на выходе объекта управления, которое обеспечивают достижение заданной цели управления.

Цель — желаемое поведение процессов на выходе объекта управлениия.

Объекты:

• управляемые

• неуправляемые

Система автоматического управления (САУ) включает в себя объект управления и устройство управления.

Устройство управления — совокупность устройств, с помощью которых осуществляется управление входами объекта управления.

Регулирование — частный случай управления, цель которого заключается в поддержании на заданном уровне одного или нескольких выходов объекта управления.

Регулятор — преобразует ошибку регулирования ε(t) в управляющее воздействие, поступающее на объект управления.

Задающее воздействие g(t) — определяет требуемый закон регулирования выходной величины.

Ошибка регулирования ε(t) = g(t) — y(t), разность между требуемым значением регулируемой величины и текущим её значением. Если ε(t) отлична от нуля, то этот сигнал поступает на вход регулятора, который формирует такое регулирующее воздействие, чтобы в итоге с течением времени ε(t) = 0.

Возмущающее воздействие f(t) — процесс на входе объекта управления, являющийся помехой управлению.

Системы автоматического управления:

• разомкнутые

• замкнутые

Рис. 1.2. Основные принципы управления

УУ - управляющее устройство; ОУ - объект управления;

И - измеритель возмущения; К - корректирующее устройство.

12. Автоматической системой регулирования (АСР) называется совокупность объекта регулирования и регулятора, взаимодействующих между собой (В.Л.Петров). Технологическая установка, в которой необходимо осуществить регулирование того или иного параметра, называется объектом регулирования. Регулирование автоматическое - разновидность автоматического управления: автоматическое поддержание постоянства или изменение по требуемому закону некоторой физической величины, характеризующей управляемый процесс (БЭС). Регулятор автоматический – устройство (или комплекс устройств) в системе автоматического регулирования, которое вырабатывает воздействие на объект в соответствии с требуемым законом регулирования (БЭС, 2000 г)

Рис. 1 Структурная схема АСР

y_т – текущее значение регулируемой величины; u_з – заданное значение регулируемой величины; z_в – возмущающее воздействие; x_р – регулирующее воздействие; x_р=y_т-u_з

Для объектов управления (регулирования) различают величины входные x_р, z_в и выходные y_т. Под входными величинами объектов химической технологии понимают изменение расхода вещества, его состава, количество подаваемого тепла и т.п. К выходным величинам относятся температура вещества, его уровень в аппарате, давление, концентрация, влажность и др.

13. Манометрический термометр (рис. 1) состоит из термобаллона 1,

к апиллярной трубки 2 и манометра 3. Термобаллон 1 погружается в среду с измеряемой температурой. При изменении температуры изменяется давление рабочего вещества. По капилляру это давление передаётся на трубчатую манометрическую пружину, от которой через передаточный механизм приводится в действие стрелка или перо прибора.

Рис.1. Манометрический термометр

В зависимости от вида рабочего (термометрического) вещества, заполняющего термосистему, манометрические термометры делятся на газовые, жидкостные и конденсационные. В газовых манометрических термометрах в качестве рабочего вещества используется обычно азот. Приделы измерения от -200 до 600°C. Шкала приборов равномерная. Длина капиллярной трубки составляет 1,6 – 40 м. В жидкостных манометрических термометрах термосистема заполнена силиконовыми жидкостями. Вследствие возможности возникновения дополнительной температурной погрешности длина капилляра этих термометров меньше, чем газовых и составляет 0,6 – 10 м. Приделы измерения от -50 до 300° С. В конденсационных манометрических термометрах рабочим веществом являются низкокипящие органические жидкости (ацетон, оррион, хлористый метил и др.). Термобаллон конденсационных термометров на 2/3 заполнен рабочей жидкостью, над которой находится образующийся из неё насыщенный пар. Длина капилляра достигает 25 м. Предел измерения от -25 до 300° С. Конденсационные термометры имеют неравномерную (сжатую в начале) шкалу, что обусловлено нелинейной зависимостью давления насыщенного пара от его температуры.

Достоинствами манометрических термометров всех видов являются взрыво - и пожаробезопастность, простота конструкции и обслуживания, возможность дистанционного измерения и автоматической записи температуры. К их недостаткам относятся невысокая точность измерения, большие размеры термобалона (длина до 500 мм, диаметр до 20 мм), значительная инерционность.

14. Многоконтурные системы образуются из нескольких взаимозависимых замкнутых контуров регулирования. Многоконтурные системы, а также системы с неустойчивыми звеньями могут оказаться в разомкнутом состоянии неустойчивыми. Многоконтурная система в отличие от многомерной имеет одну выходную координату, хотя дополнительные координаты также подвергаются измерению и с помощью дополнительных обратных связей образуют контуры ( фиг. Остаточные изменения магнитных свойств сплавов после воздействия.| Влияние нейтронного облучения на харак. Многоконтурные системы ( рис. 8.15, и, к) используются для построения магнитных логических и переключающих элементов. Пластинки с большим количеством отверстий ( рис. 8.15, л) из феррита с ППГ используются для замены отдельных тороидальных магнитопроводов при создании магнитных запоминающих устройств. С целью устранения трансформаторной связи между обмотками применяются магнитопроводы по рис. 8.15, м-о. Многоконтурная система приводится к эквивалентной одноконтурной выявлением наличия параллельных передаточных функций. Коррекция логарифмической амплитудной характеристики внутренней обратной связью. Многоконтурные системы ( см. также стрелки) или назад, но так, чтобы точка съема § 3 - 18, в частности, табл. 3 - 2, § 4 - 24 и § 4 - 25 не прошла суммирующую точку. Многоконтурные системы, составленные из неминимально-фазовых звеньев. Многоконтурные системы связанного регулирования в свою очередь могут быть распределены на ряд подгрупп. Многоконтурные системы связанного регулирования, в свою очередь, распределяют на подгруппы. Если технологический процесс характеризуется лишь одной главной и одной или несколькими вспомогательными ( промежуточными) регулируемыми величинами и управляется одним регулятором главной величины и взаимосвязанным с ним одним или несколькими вспомогательными регуляторами, то такую многоконтурную систему называют системой каскадно-связанного регулирования. Многоконтурные системы связанного регулирования процесса обработки будут являться самонастраивающимися системами регулирования процесса обработки, при создании которых необходимо рассматривать не только геометрическую сторону процесса, но и физические параметры режима обработки. Многоконтурными системами называются системы авторегулирования, в которых для улучшения качества переходного процесса два или более регулирующих приборов включаются последовательно или параллельно. Многоконтурной системой автоматического регулирования называется такая, в которой имеется более одной замкнутой цепи воздействия. Система состоит из регулируемого объекта и одного или нескольких автоматических регуляторов. Существуют многоконтурные системы, в которых регулируется более чем два параметра, например паровые котлы.

Каскадные схемы регулирования. Среди многоконтурных систем наиболее распространены каскадные АСР и АСР с промежуточным исчезающим импульсом; настройка этих систем может быть определена расчетными методами.

15. Исполнительный механизм (ИМ) представляет собой приводную часть исполнительного устройства.  Исполнительные механизмы делятся на электрические, пневматические и гидравлические.  Все электрические ИМ, в свою очередь, можно разделить на две группы:

• электромагнитные

• электрические (с электродвигателями).

Регулирующий орган (РО) представляет собой звено исполнительного устройства, предназначенное для изменения каких-либо параметров (например, расхода жидкости) при регулировании режима работы объекта.  Наибольшее распространение получили дроссельные регулирующие органы — клапаны и заслонки.  При двухпозиционном регулировании (открыто-закрыто) затвор регулирующего органа быстро перемещается в одно из крайних положений.  В этом случае регулирование параметра рабочей среды осуществляется за счет соотношения между промежутками времени, когда регулирующий орган закрыт или открыт.  При непрерывном регулировании пропускная способность регулирующего органа определяется степенью его открытия.  Регулирующие органы характеризуются многими параметрами, основными из которых являются: максимально допустимое давление на входе в РО, минимальный расход среды, перепад давления на РО, расход через полностью открытый клапан. Подбор РО осуществляется по перечисленным параметрам. 

16. В регуляторах прямого действия усилие для перемещения регулирующего органа развивается самой измерительной системой (т.е. чувствительным элементом) при отклонении регулируемой величины от заданного значения. Они имеют определенные преимущества по сравнению с регуляторами непрямого действия: автономны, не имеют искрообразающих элементов, надежны, просты в изготовлении, монтаже, ремонте, не требуют высококвалифицированного обслуживания и особых наблюдений за их работой, но имеют и существенные недостатки: усилие, развиваемое чувствительным элементом, ограничено и недостаточно для перемещения крупных регулирующих органов; обратная реакция на чувствительный элемент понижает его чувствительность; не позволяет осуществлять дистанционное управление регулирующими органами, также не могут формировать сложные законы регулирования. Все эти недостатки регуляторов прямого действия ограничивают их применение и они используются только для автоматического регулирования невысокой температуры и давления газов и жидкостей, уровня жидкостей, соотношения расходов газов, расхода сыпучих материалов.

Эти регуляторы осуществляют только два закона регулирования: пропорциональный и интегральный.