серии прямоугольных импульсов, когда изменяя соотношение продолжительности импульса к периоду, добиваются соответствующей степени открытия клапан;
«ступенек», когда каждая такая ступенька представляет собой импульс определенного уровня, направленный либо на увеличение, либо на уменьшение степени открытия клапана;
аналогового сигнала, воздействие которого уравновешивается компенсационным механизмом, который при ослаблении сигнала прикрывает, а при усилении сигнала приоткрывает регулирующий орган.
ИМПУЛЬСНЫЕ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ
Импульсный исполнительный механизм представляет собой агрегат непосредственного воздействия, в котором отсутствуют регулирующие органы (клапаны и заслонки).
Примером может служить прибор, используемый в приточных вентиляционных установках.
Он включает на полную мощность или выключает нагревательные батареи. Соотношение между временем включения и выключения регулируется в соответствии с потребностью в тепле.
24.2 Функциональные схемы изображают на формате А1, основную надпись выполняют по стандартам ЕСКД и СТП. Над основной надписью по её ширине располагают таблицу непредусмотренных стандартами условных обозначений.Заполнение таблицы рекомендуется проводить в следующем порядке:1. Условные обозначения трубопроводов.2. Условные обозначения приборов и средств автоматизации, которые не представляется возможным построить по действующим стандартам.3. Сокращения, применяемые для условных обозначений отдельных блоков или устройств в агрегированных комплексов, вычислительных машин и т.п.4. Буквенные обозначения.
Функциональная схема автоматизации является основным техническим документом, определяющим функциональную структуру и объём автоматизации технологических установок. К составлению функциональной схемы приступают после подробного изучения ОУ. При составлении функциональных схем разрабатываются следующие вопросы:1. Получение первичной информации о состоянии ТП и оборудования.2. Непосредственное воздействие на ТП для управления им.3. Стабилизация технологических параметров процесса и состояния технологического оборудования.4. Контроль и регистрация технологических параметров состояния оборудования.Эти вопросы решают на основании анализа работы технологического оборудования, выявленных законов и критериев управления объекта, а также требований, предъявляемых к точности стабилизации, контроля и регистрации технологических параметров, а также к качеству регулирования и надёжности.В процессе разработки функциональных схем осуществляют:1. Выбор методов измерения технологических параметров.2. Выбор основных ТСА.3. Определение приводов ИМ, РО, технологического оборудования.4. Размещение средств автоматизации на щитах, пультах, шкафах, технологическом оборудовании и трубопроводах и определение способов представления информации о состоянии ТП и оборудования.Функциональную схемы выполняют в виде чертежа, на котором схематически изображают технологическое оборудование, коммуникации, органы управления и ТСА с указанием связей между ними.
24.3 Абсолютное давление
Абсолютное давление - это отношение силы, действующей на бесконечно малую поверхность к площади этой поверхности:Р=dF/dS,где dF – сила, действующая на бесконечно малую поверхность, dS – бесконечно малая площадь поверхности.
В системе СИ абсолютное давление выражается в [Н/м2] или [Па]. Атмосферное давление
Атмосферное давление - это абсолютное давление, создаваемое атмосферой. Величину атмосферного давление определяют с помощью барометров, поэтому второе название ему – барометрическое. Избыточное давление
Избыточное давление - это разница между абсолютным и атмосферным (барометрическим) давлением при условии, что абсолютное давление больше атмосферного: Pизб=p-Pатм,где pизб – избыточное давление; p – абсолютное давление; pатм – атмосферное давление.
Величину избыточного давления измеряют при помощи манометров. В практике теплотехнических измерений наиболее часто используют понятия давления: абсолютного рабс, избыточного ризб и вакуумметрического рв, различие которых состоит в их отношении к атмосферному (барометрическому) давлению ратм. Абсолютное давление, под которым подразумевают суммарное давление, воздействующее на вещество, определяется суммой атмосферного (барометрического) и избыточного давлений:Рабс = Ратм +РизбСоответственно избыточное давление представляет собой разность между абсолютным и атмосферным:Ризб = Рабс – Ратм.
25.1. Выпускаются регулирующие органы средних расходов следующих видов: заслоночные регулирующие органы, клапаны регулирующие двухседельные, клапаны регулирующие односедельные, клапаны регулирующие трехходовые, клапаны регулирующие шланговые, клапаны регулирующие диафрагмовые, клапаны регулирующие шаровые. Выбор нужного регулирующего органа производится в процессе выполнения расчета, т.е. из ряда серийно изготавливаемых регулирующих органов выбирается конкретный типоразмер, имеющий необходимый диаметр условного (присоединительного) прохода, нужную пропускную способность и пропускную характеристику. Пригодность принимаемого регулирующего органа по другим характеристикам (рабочему давлению и температуре, материалу деталей, соприкасающихся с протекающей средой и т.п.) должна выявляться по каталогам и другим действующим информационным материалам и правилам. Большое разнообразие используемых в народном хозяйстве жидкостей, паров и газов с различными свойствами и параметрами обусловило множество видов, конструкций и исполнений регулирующих органов, применяемых в промышленности. Всякий регулирующий дроссельный орган состоит из двух основных частей: неподвижного корпуса и перемещаемого относительно корпуса затвора. Пропускная способность регулирующего органа зависит от положения затвора в корпусе.До роду движения затвора различает регулирующие органы с вращательным движением затвора (заслоночные регулирующие органы, краны и т.д.) и поступательным (односедельные и двухседельные регулирующие органы). По виду потребляемой исполнительными механизмами регулирующих органов энергии различают регулирующие органы с гидравлическими, пневматическими и электрическими исполнительными механизмами.Выбор регулирующих органов должен производиться исходя из свойств технологических сред, их температуры и давления, в соответствия с указаниями заводов-изготовителей по каталогам и другим информационным материалам
25.2 Электрический привод является одним из распространенных, благодаря его экономичности, постоянной готовности к работе (что особенно в условиях работы при низких температурах), простоте и удобству управления, отсутствия необходимости доставки и хранения топлива. Электропривод допускает индивидуальный привод каждого механизма машины, реверсирование хода, дистанционное управление. На ряду, с этим электроприводу присущи и некоторые недостатки, в частности, необходимость подводки электрического кабеля к машине, что ограничивает ее маневренность.
Область применения электропривода - механизмы вентиляторов, насосов, подъемно-транспортных средств, приводы главного движения и вспомогательных механизмов металлорежущих и деревообрабатывающих станков и других общепромышленных механизмов с диапазоном регулирования скорости до 50:1.
25.3?
26.1?
26.2 Нарушения равновесных режимов в АСР происходят под влиянием различных факторов, например, управляющего воздействия, направленного к регулятору от задатчика, или возмущающего воздействия приложенного к объекту регулирования. Системы регулирования ведут себя по отношению к этим воздействиям существенно различным образом. В то время как управляющее воздействие определяет величину и направление изменения регулируемого параметра, возмущающее воздействие не должно существенно влиять на изменение регулируемых параметров
Виды переходных процессов в АСР при единичных ступенчатых воздействиях и (Рис. 1.6)
Для устойчивых АСР переходные процессы сходящиеся, т.е. стремится к заданному значению или возвращается к прежнему. В неустойчивых АСР переходные процессы расходящиеся: регулируемый параметр отклоняется от своего заданного значения на большую величину с возрастающей скоростью
. Переходные процессы в АСР: а) неустойчивых, б) находящихся на границе устойчивости.
АСР может находится на границе устойчивости, когда регулируемый параметр не принимает заданного значения и его отклонения имеет постоянную амплитуду отклонения от заданного значения (Рис. 1.7,б). При том или ином воздействии требуемые и действительные значения регулируемой величины могут отличаться друг от друга. Разность между заданным и действительным значением регулируемой величины называется ошибкой регулирования.
Отклонением регулируемой величины называется разность между значением регулируемой величины в данный момент времени и некоторым фиксированным ее значением, принятым за начало отсчета. Различают динамическую ошибку и отклонение в переходных процессах и ошибку и отклонение в равновесных режимах - статическая ошибка, отклонение.
26.3?
27.1 Приборы и средства автоматизации, а также обозначения измеряемых величин и функциональных признаков приборов на функциональной схеме показывают условными обозначениями по ГОСТ 21.404-85. Графические условные обозначения электроаппаратуры, применяемой на функциональных схемах, а именно: звонков, сирен, гудков, сигнальных ламп, табло и электродвигателей следует изображать по соответствующим стандартам ЕСКД.При использовании в проектах приборов и средств автоматизации, имеющихся у заказчика или поставляемых комплектно с технологическим оборудованием, их показывают на схеме без отличия от приборов и средств автоматизации, заказываемых по данному проекту. О том, что данные приборы не подлежали заказу по проекту автоматизации, дают соответствующие указания на функциональной схеме и в других документах проекта.
Приборы и средства автоматизации, встроенные в технологическое оборудование и коммуникации или механически связанные с ними изображают на функциональной схеме в непосредственной близости к технологическому оборудованию. К таким средствам относятся:
- термометры расширений;
- термометры сопротивления;
- термоэлектрические преобразователи;
- датчики пирометров и др.Сужающие устройства, ротаметры, газовые и жидкостные счётчики, датчики индукционных расходомеров, регулирующие и запорные органы изображаются в разрывах трубопровода.Приборы и средства автоматизации, расположенные на щитах, пультах и шкафах показывают в прямоугольниках, изображающих щиты, пульты, шкафы. С помощью прямоугольников изображают также агрегированные комплексы, машины централизованного контроля, УВМ, микропроцессорные контроллеры, персональные ЭВМ и т.п.Прямоугольники располагают в нижней части поля схемы в одном или нескольких горизонтальных рядах в такой последовательности, при которой достигается максимальная простота и ясность схемы.В каждом прямоугольнике с левой стороны указывают соответствующее наименование.При расположении изображения щита только на одном листе прямоугольник щита справа замыкается линией. При необходимости изображения щита на нескольких листах прямоугольник щита замыкается линией только на последнем листе, а на предыдущих остаётся открытым и в этом месте делается соответствующая надпись.Приборы и средства автоматизации, которые расположены вне щитов, пультов и конструктивно не связаны непосредственно с технологическим оборудованием и коммуникациями, условно изображают в прямоугольнике – «приборы местные». Этот прямоугольник располагают над прямоугольником щитов.Если применяются агрегированные комплексы, микропроцессорные контроллеры, УВМ, допускается кроме наименования всего комплекса приводить сокращённые наименования или типы отдельных его блоков. При этом прямоугольник, изображающий комплекс, делят горизонтальными линиями на части, число которых соответствует количеству блоков.Условные наименования или тип блоков наносят с левой стороны прямоугольника, рядом с наименованием всего комплекса.Точки входов и выходов сигнала на прямоугольниках соответствующих блоков показывают окружностями диаметром 1,5-2 мм.Для удобства пользования схемой и подсчёта количества используемых каналов разрешается около кружка указывать количество и условные обозначения используемых каналов.Принятые обозначения блоков и каналов должны быть обязательно расшифрованы на схеме.
27.2 Универсальное реле типа П1Р.1 предназначено для реализации в УСЭППА разнообразных логических функций. Конструктивно пневмореле (рис. 1) состоит из шайб, разделенных мембранами 1, которые связанны по оси общим штоком 2. Торцы штока являются заслонками сопел 3, расположенных в центре крышек корпуса. Обе пары сопло-заслонка выполняют функции пневматических контактов, причем когда один контакт замкнут, другой – разомкнут.
Мембранный блок реле при отсутствии командных сигналов находится в неопределенном положении. Определенность выходного сигнала пневмореле при нулевом командном сигнале достигается введением в одну из его глухих камер (Б или В) постоянного давления – подпора. Если под воздействием подпора питающее сопло должно быть закрыто, то устанавливается большой подпор Рп = (0,7 – 0,8)Рпит = 0,09 МПа, в противном случае малым подпором Рп = (0,3 – 0,4)Рпит = 0,04 МПа.для преобразования линейного перемещения в давление сжатого воздуха применяют дроссель типа «сопло-заслонка» в сочетании с постоянным дросселем. Постоянный дроссель R1 с переменным дросселем R2 образует делитель давления. Давление питания Р1 подводится к постоянному дросселю, а выходным сигналом делителя является промежуточное давление Р2. Это давление зависит от изменяемого сопротивления дросселя R2 и следовательно от перемещения заслонки.
27.3. Основные элементы систем автоматического регулирования.
Система автоматического регулирования представляет собой комплекс, состоящий из регулируемого объекта и регулятора. По характеру используемых элементов и функциям, которые они выполняют, системы автоматической стабилизации, следящие системы и системы программного регулирования принципиальных различий не имеют. В соответствии с принципом действия системы автоматического регулирования можно выделить основные элементы, как правило, присутствующие во всех системах.Во всех трёх группах систем управляющее воздействие сравнивается с регулируемой величиной. Для выполнения операции сравнения применяются устройства, называемые элементами сравнения. Управляющее воздействие и регулируемая величина, поступающие на два входа элемента сравнения, должны быть предварительно преобразованы и приведены к сигналам одного вида энергии и размерности. Эти операции выполняются измерительным элементом со стороны управляющего воздействия.
В большинстве случаев непосредственное использование выходного сигнала элемента сравнения для приведения в действие регулирующего органа объекта не представляется возможным. Поэтому возникает необходимость в предварительном усилении сигнала, как по величине, так и по мощности. Кроме того, часто необходимо осуществить и преобразование сигнала, связанное с формой представления воздействия, и перевод его из одного вида энергии в другой. Эти функции обычно выполняются тем или иным усилителем. Таким образом, в системах автоматического регулирования в числе основных устройств в большинстве случаев применяют усилительный элемент. В практике могут встретиться случаи, когда применение усилителей не обязательно. При этом регулятор непосредственно действует на регулирующий орган и называется регулятор прямого действия. Автоматическая система с регулятором прямого действия называется системой прямого регулирования. При наличии усилителей регулирующее устройство называется регулятором непрямого действия. Автоматическая система с регулятором непрямого действия называется системой непрямого регулирования.Приведение в действие регулирующего органа объекта обычно осуществляется с помощью исполнительного элемента.
В системе автоматического регулирования, составленной из объекта регулирования, элемента сравнения, усилителя и исполнительного элемента, динамические процессы могут протекать недостаточно качественно, по тем или иным причинам процесс регулирования может оказаться вообще неустойчивым. Для того чтобы система автоматического регулирования обладала устойчивым процессом и удовлетворяла требуемым условиям качества процесса регулирования, применяют корректирующие устройства.Таким образом, система автоматического регулирования состоит из объекта регулирования и регулятора. Регулятор включает в себя такие основные элементы, как элемент сравнения, усилитель, исполнительный элемент и корректирующие устройства. Обычно системы автоматического регулирования представляют в виде структурных схем. Эта структурная схема может представлять все три группы систем, то есть системы автоматической стабилизации, следящие системы и системы программного регулирования. Принципиальной разницы между этими системами по применению и назначению элементов нет. Есть некоторое различие в задающем элементе. Так, например, задающий элемент в системе автоматической стабилизации вырабатывает управляющее воздействие постоянной величины, которое называется уставкой регулятора и с которой сравнивается регулируемая величина при работе системы. При работе схемы в режиме следящей системы задающий элемент должен обеспечить измерение управляющего сигнала, поступающего на следящую систему извне.
28.1. Основные принципы и правила построения схем автоматизацииСхема автоматизации является документом, определяющим структуру и характер автоматизации технологического объекта и оснащение его устройствами контроля и управления.При выполнении схем автоматизации принята система построения буквенных обозначений контролируемых величин и функциональных признаков средств контроля и управления.На схеме автоматизации условными изображениями показывают входящие в состав технологического объекта (процесса) оборудование и коммуникации, устройства контроля и управления, условные линии связи между технологическим оборудованием и устройствами контроля и управления.При наличии однотипных объектов, не связанных между собой и оснащаемых одинаковыми приборами и средствами автоматизации, схему автоматизации выполняют для одного из них, при этом на чертеже дают пояснение, например: «Схема составлена для агрегата 1; для агрегатов 2-6 схемы аналогичны», с указанием особенностей в позиционных обозначениях (маркировке) и в перечне приборов и средств автоматизации, приведенном на схеме. Например: «В перечне указана аппаратура для шести агрегатов. Маркировка приборов и средств автоматизации для агрегатов 2-6 аналогична приведенной для агрегата 1 с изменением цифрового индекса соответственно номеру агрегата».
28.2. -?
28.3.
В промышленности применяется огромное разнообразие первичных датчиков физических величин, каждый из которых имеет свой выходной сигнал. Чтобы избежать такого же разнообразия вторичных измерительных и регулирующих приборов, датчики оснащаются нормирующими преобразователями. Задача нормирующих преобразователей состоит в том, чтобы преобразовать различные сигналы первичных преобразователей (термопар, термопреобразователей сопротивления, влажности, давления, веса, рН и проч.) в унифицированные сигналы постоянного тока или напряжения. В целом унифицированные сигналы применяются для связи не только датчиков, но и любых других устройств промышленной автоматики. Среди стандартных сигналов наиболее удобным и популярным является токовый сигнал 4-20 мА. Причины этого в следующем.Сигналы первичных преобразователей, как правило, очень малы. Например, сигналы термопар обычно меньше 50 мВ. В промышленных условиях сильные электромагнитные помехи могут создавать паразитные сигналы, в сотни и тысячи раз превышающие полезные. Сильные токовые сигналы уровня 4-20 мА работают в низкоомных цепях, которые меньше подвержены такому влиянию. Для передачи токовых сигналов можно использовать соединительные провода, более дешевые по сравнению, например, с компенсационными. Требования к величине их сопротивления также могут быть снижены. При работе с токовым сигналом 4-20 мА легко обнаружить обрыв линии связи – ток будет равен нулю (т.е. выходить за пределы диапазона).Обрыв в цепи с сигналом 0 5 мА обнаружить нельзя, так как ток, равный нулю, считается допустимым. Для обнаружения обрыва в цепях с унифицированными сигналами напряжения (0 1В или 0 10В) приходится применять специальные схемотехнические решения, на пример, «подтяжку» более высоким напряжением через
высокоомный резистор.Поясним сказанное. Нормирующий преобразователь, который формирует токовый сигнал 4 20 мА, является так называемым генератором тока – источником стабильного тока с очень большим выходным сопротивлением: r>>Rш, Rпр, где r – дифференциальное выходное сопротивления нормирующего преобразователя, Rш, Rпр – соответственно сопротивления шунта в измерительном приборе и соединительных проводов. Ввиду разнообразия КИП (как первичных так и вторичных датчиков) с целью унификации (взаимозаменяемости приборов) в метрологии принята система унифицированных сигналов.
29.1. -?
29.2.-?
29.3. -?
30.1-?
30.2-?
30.3. Различают два вида сигнализации: звуковую и световую. Преду́предительная сигнализа́ция - сигнализация, предназначенная для предупреждения об опасности или начале действия, при котором люди могут оказаться в опасной зоне. Продолжительность действия сигнала должна позволить лицу, находящемуся в опасной зоне, покинуть её или предотвратить действие опасности. Обычно сигналы подаются автоматически. В качестве датчиков используются различные измерительные устройства реагирующие на параметры технологических процессов и производственной среды. Звуковая сигнализация. Виды сигналов:
речевые сигналы(односложные предложения)
неречевые сигналы(звонок, сирены и т.д.)Требования к сигналам:
должны быть слышны на фоне шума или других звуковых сигналов;
сигналы должны быть отличимы от других звуковых сигналов;
сигналы должны привлекать внимание без ущерба для других чувствительных и важных рабочих функций. Световая сигнализация
Используется для информирования об условиях труда: нормальный(штатный) режим работы, нерабочее положение, аварийная ситуация. Световые сигнальные элементы можно использовать для передачи команд или информации. Характеристика сигналов:
яркость,цвет,частота мигания.
Требования к сигналам:
световой элемент должен быть в 2 раза ярче окружающего фона;
следует избегать совместного применения цветов, которые легко спутать;
сигнальные элементы следует располагать в затемнённых местах или защищать специальными козырьками;
рекомендуется использовать в качестве сигнала мигающий свет.
С назначением сигналов должны ознакомиться все работники. Таблицы сигналов вывешиваются на рабочих местах или работающем механизме. Каждый неправильно отданный или непонятный сигнал должен восприниматься как сигнал "стоп".
Дата добавления: 2015-08-29; просмотров: 20 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |