Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Соединение звеньев по принципу обратной связи



Схема замкнутого АСР приведена на рис.3

W1(P)  
Х(Р) Х1 У(Р)

           
   
 
   
 

 


Хос(Р) W(P)

+1

W1(P) м.б. последовательное соединение различных звеньев, параллельное и т.д.В любом замкнутом АСР сигнал с ее выхода по каналу обратной связи поступает на ее вход. Если по направлению данный сигнал обр. связи Хос(Р) совпадает с основным Х(Р), то такая связь называется положительной.В этом случае результирующий сигнал системы Х1(Р) равен сумме данных сигналов, т.е Х1(Р)= Х(Р)+ Хос(Р). Положит. обратн. связи применяются только в качестве внутренних обратн.связей, охватывающих только Если сигнал обратной связи Хос(Р) направлен противоположно основному сигналу Х(Р) то такая обратная связь называется отрицательной.(рис.4)

Суммарный сигнал Х1(Р) равен разности основного сигнала Х(Р) и Хос(Р)

Х1(Р)= Х(Р)- Хос(Р).

       
   
 
 



3.4 Анализ точности АСР.При определении точности АСР находят значение стат ошибки работы АСР (Δу).Пример: определим стат погрешность АСР, состоящей из последовательно – соединенных звеньев (безинерционного, инерционного, колеб – затух), охваченных отриц обр – ной связью:

Получим придаточн ф-цию дан-го АСР: W(р)= ,

Преобразуем: W(р)= , Рассмотрим стат режим, приняв р=0 (оператор): W(р)=у установ-ся ≥ , Введем обозначения: к0=к1*к2*к3 – общ коэффициент усиления АСР, у установ-ся=к0/1+к0=1 – , В данном случае принимаем задан значение вых величины у=1, у задан =1. Стат-кая погрешность Δу определ-ся:

Δу=у задан – установ-ся, Δу=1/1+к0 – стат ошибка работы АСР. Ее можно ум-ть, увеличив…

 

3.5 Устойчивость АСР.Ч\бы АСРнормально работала она д\быть устойчивая. Устойчивость АСР – способность возвращаться к установившемуся положению (уст значение регулируемой величины после прекращения действия возмущения которое вывело её из данного установившегося положения). Для оценки устойчивости работы АСР применяют1) Алгебраический критерий Гурвиц и Раус.2)Частотные критерии Найквиста и Михайлова.Критерий Гурвица –основан на анализе неравенств состоящих из коэффициентов уравнения АСР. Характеристическое уравнение n-порядка Оценка устойчивости АСР n-порядка по критерию Гурвица производится:составляется из коэфф. характеристического уравнения Таблица Гурвица – по главной диагонали выписываются ; строка таблицы с нечетным и чётными индексами чередуются; число элементов каждой строки = n, недостающие коэффициенты заполняются нулями; отчеркивая строки и столбцы получ. n определителей Гурвица. АСР n-порядка является устойчивой если все ( ) . Устойчивость АСР оценивается по 2-м условиям 1)-Необходимо полжительно всех коэф. характеристического уравнения 2)-Достаточным является выполнение неравенств для определённого порядка АСР



 

Условия получения положительного определителя Гурвица: АСР 2-го порядка 1. Достаточное условие устойчивости АСР является положительность коэффициентов характеристического уравнения. АСР 3-го n=3 достаточное условие . АСР 4-го n=4 достаточное условие

7.Автоматизированные системы управления технологическими процессами.Состав АСУ выбирается таким образом, чтобы система соответствовала общим требованиям, установленным ГОСТ, и отдельным требованиям, содержащимся в техническом задании на ее создание. В состав любой АСУ входят компоненты: оперативный персонал, информационное, организационное, программное и техническое оснащение. Разработка программного оснащения проводится на основании математического оснащения. Процесс функционирования АСУ является процессом целенаправленного преобразования входной информации в выходящую. Преобразование проводится компонентами оперативным персоналом и техническим оснащением. Они собирают входную информацию от объекта и др. источников, обрабатывают и анализируют ее, потом принимают решение по управлению и реализуют их, формируя управляющее воздействие на объект. Для функционирования персонала и комплекса технических средств в соответствии с принятыми и критериями их обеспечивают правилами и инструкциями. Для персонала это документы, для КТС– численной ЭВМ–программное обеспечение. Оперативный персонал АСУ состоит из технологов- операторов, которые осуществляют контроль и управление объектом и эксплуатационного персонала. Организационное оснащение АСУ представляет собой совокупность документов, в них входят технологические инструкции и регламенты, которые определяют проведение процесса, инструкции по эксплуатации системы.Техническое оснащение АСУ это комплекс технических средств, в его состав входят средства получения, преобразования, передачи и отображения информации, управляющие, вычислительные и исполняющие приборы.



5 Проектирование функциональных систем автоматизации.Проектирование функциональных схем автоматического контроля и управления.Функциональные схемы являются основным техническим документом, который определяет функционально-блочную структуру отдельных узлов автоматического контроля управления и регулирования технологического процесса и оснощение объекта управления приборами и средствами автоматизации. Функциональные схемы исполняются в виде чертежа, на каком схематически условными знаками показывают: технологическое оснащение, коммуникации, органы управления и средства автоматизации с указанием связей между отдельными функциональными блоками и элементами автоматики. Вспомогательные инструменты, такие как редукторы и фильтры для воздуха, и монтажные элементы, на функциональных схемах не показывают.На технологических трубопроводах показывают ту регулировочную и запорную арматуру, какая непосредственно участвует в контроли и управления процессам.Приборы, средства автоматизации, электрические инструменты и элементы вычислительной техники на функциональных схемах автоматизации показываются в соответствия с ГОСТ*) 21.404.-85, который предусматривает систему построения графических и буквенных условных описаний по функциональному предзнаменованиям.1 Первичный измерительный преобразователь (чувствительный элемент): прибор, по месту: на технологическом аппарате, стене, колонне, подносе, металлоконструкции. 2 Прибор, который устанавливаются на щите, пульте .Исполнительный механизм, который открывает регулировочный орган при прекращении подачи энергии или управляющего.

 


Основное значение

Температура T,Давление, разрежение P, Расход F

Уровень L, Склад смеси, концентрация вещества* Q

Плотность D, Влажность M, Вязкость V

Любая электрическая величина* E, Размер, положение, передвижение G, Ручное воздействие H, Время, временная программа K, Несколько величин*

Уточняющее значение величин:

разность, перепад D, d

соотношения, участь, дробь. F, f


Функциональные связи между технологическим оснащением и установленными на нем первичными преобразователями, а также со средствами автоматизации, какие установленный на щитах и пультах показывают на схемах тонкими сплошными линиями. Линии связи подобает наносить на чертежи по кратчайшему расстоянию

6., 6.1 Типовые объекты и типовые схемы автоматизации ХТП.Все ХТП можно отнести в одну из групп типовых процессов:1.Механические2.Гидродинамические3.тепловые4.Массообменные

5.реакторные 6.Термодинамические. В основе каждой из групп лежат физико-химические закономерности, что предопределяет их св-ва как объектов управления. Благодаря этому возможна разработка типовых схем автоматизации объектов на основе детального изучения их св-в, однако одного технологического признака недостаточно для типизации, т.к. одинаковые процессы могут иметь различные аппаратурное оформление (сушка-кип. слой и барабанная). При разработке систем автоматизации сложных комплексов как отделения, цеха следует их делить на простые (типовые) объекты, для каждой из которых можно разработать типовую схему автоматизации.Схема автоматизации большинства типовых объектов представляют собой одноконтурные АСР число которых зависит от сложности объекта, кроме того применяют сложные АСР например двухконтурные (каскадные) и комбинированные АСР. Наибольшее применение получили АСР следующих типовых процессов: 1.АСР гидродинамических процессов.В них входят АСР расхода жидких, газообразных, сыпучих материалов, АСР давления и уровня. 2.АСР тепловых процессов: АСР теплообменных аппаратов и АСР выпарных аппаратов. 3.АСР массообменных процессов:АСР абсорбции, ректификации, сушки и других процессов.

 

6.2 АСР гидрродинамических процессов. Вних входит АСР расхода жидких, газообразных, сыпучих, АСР уровня. 1)АСР расхода жидких, газообразных. Гл.задача подержание заданной производительности путем стабилизации материальных потоков. В данном АСР регулируемым является участок трубы.Объект соответствует безинерционному звену и выбор типа регулятора определяется заданными параметрами качества объекта.

2)АСР расхода сыпучих материалов. В этой АСР регулятор воздействует на механизм который перемещает регулирующий орган. По динамическим свойствам соответствует звену частичного запаздывания

 

 

3)Расход компонентов в определённом соотношении. 1-основной поток стабилизируется системами регулирования, 2-оегулируется в определённом соотношении.

 
 

 


4) АСР давления. Осн.задача регулирование изменением расхода газа на входе в аппарат. 5) АСР уровня жидкости. Требования различны в зависимости в основном или в вспомогательном аппарате необходимо регулировать уровень. Основной –ур. в выпорном аппарате т.к от него зависит тепловой режим. Вспомогательный буферная ёмкость. Регулируют насосами переменной производительности и регул.клапанами или с помощью емкасных датчиков

 

6.3 АСР тепловых процессов.АСР теплообменных аппаратов.Наиболее применяемые здесь теплообменные процессы, передача тепла в котором осуществляется или путем смешивание холодного или нагретого патоков, или путем теплообмена через стенку в соответствующих аппаратах(теплообменниках). Как объект регулирования теплообменные аппараты обладают высокой инерционностью запаздывания, а также датчики температуры обладающие ей же больше, чем соответствующие датчики расхода, давления, уровня.Из теплообменных аппаратов наиболее используются кожухотрубчатые теплообменники типа труба трубе, изменение температуры в них осуществляется за счет передачи тепла через стенку от более к менее нагретым. Основным способам регулирования температуры в них является способ обеспечение заданной температуры рабочего раствора( втор. потока) на выходе теплообменника путем изменения расхода потока( перв. потока).Во многих производствах также надо регулировать температуру различных раекторах, смесителях, мешалках, и различные теплообменники: змеевиковые, тепловые рубашки.

АСР выпарных аппаратов. Выпаривание состоит из испарения части растворителя и увеличения концентрации упариваемого раствора. Выпарная установка состоит из следующих элементов: теплообменника, где исходный раствор подогревается до температуры кипения; сам выпарной аппарат; барометрический канденсатор. Задача: стабилизировать материальные и тепловые потоки и получение упаренного раствора заданной концентрации. Материальный баланс по упаренному раствору поддерживается за счет сохранения равенства между количеством растворенного вещества, поступившего с исходным раствором, и его количеством с выводимым раствором- с помощью АСР уровня.( поз.1), где регулятор воздействует на величину входного потока упаренного раствора. Заданная концентрация упаренного раствора на выходе выпарного аппарата(2) обеспечивается АСР концентрации(поз.2). При этом регулятор изменяет величину отходящего потока из аппарата, следовательно, изменяет время пребывания раствора в аппарате и, следовательно, его концентрацию. Стабилизация теплового потока реализуется с помощъю АСР давления пара, поступающего в теплообменник 1 и выпарную камеру самого аппарата с помощью АСР давления. Для стабилизации процесса выпаривания нужно также регулировать давление паров фракции в выпарном аппарате, что получает АСР давления 3, в котором регулятор воздействует на расход воды, поступающего в барометрический конденсатор.

 

6.4 АСР массообменныхпроцессов.В химической технологии для разделения веществ широко используются массообменные процессы: абсорбцию, экстракцию ректификацию, адсорбцию и сушку.В процессе массообмена учавствуют минимум три вещества: распределяющее вещество, составляющее первую фазу; распределяюее вещество, составляющее вторую фазу; распределяемое в-во, переходящее из одной фазы в другую. Основное уравнение массопередачи:dM=kdF∆

dM- определяет количество в-ва, переходящего из одной фазы в другую ч/з поверхность dF при движущей силе процесаа ∆ и коэффициенте массопередачи k. ∆=с-сравн. Большинство массообм процессов проводят в аппаратах колонного типа. Для повышения качества переходных процессов в системах автоматизации массообменных установок широко использ-ся комбинированные АСР, использующие дополнительные сигналы из промежуточных точек аппаратов. Наибольшие сложности при регулировании массообменных процессов чаще всего возникают из-за отсутствия автоматичиских приборов для непрерывного контроля состава получаемых продуктов. В этих случаях регулирование состава ведут по косвенным параметрам- tкип смеси ее плотности.При этом возникают сложности, связанные с компенсацией влияния возмущающих факторов на взаимосвязь м/д косвенным параметром и составом.

6.4.1 АСР процесса газовой абсорбции.Сущность процесса заключается в поглощении газовой смеси(компонентов в ней) с помощью специального абсорбента. Цель процесса: а) утилизация абсорбируемой части газового потокаб) очистка газовой смеси от какого-либо компонента.в) для ее достижения надо получить рабочий раствор на выходе из абсорбера заданной концентрации.Цель управления: достичь заданной степени очистки смеси от определенного компонента, который характеризуется дополнительной остаточной концентрацией данного компонента в газовой смеси на выходе из абсорбера.Условия протекания процесса в абсорберах насадочного и тарельчатого типов зависит от температуры, давления и от соотношения газовой смеси и абсорбента.Задача управления: поддержание заданного значения давления и температуры в абсорбере и его материального баланса по поглощенному компоненту газовой смеси. Данная задача решается в следующей схеме АСР газового абсорбера.Температура в данном абсорбере стабилизируется за счет стабилизации тепмературы абсорбента на входе в данный абсорбер.Основой АСР является АСР концентрации рабочего раствора на выходе из абсорбера 2. Данный АСР изменяет концентрацию рабочего раствора на выходе жидкости из абсорбера, а регулятором оказывает регулирующие воздействие на изменение количества абсорбента, поступающего в данный абсорбер.

Для поддержания материального баланса абсорбера по рабочему раствору используется АСР уравнения рабочего раствора(1), где регулируется изменение расхода рабочего раствора из абсорбера. Для стабилизации давления газа среды в абсорбере используется АСР давления(3), где регулируется изменение расхода газовой смеси на выходе из абсорбера. Для решения задачи б) датчик концентрации устанавливается на выходе газового потока из абсорбера, а регулятор будет воздействовать также на расход подаваемого абсорбента.

 

6.4.2 АСР процесса ректификации.Основная задача процесса рекцификации заключается в разделении низкокипящего компонента-дистиллята и высококипящего компонента-кубового остатка. Основные параметры: состав, расход, температура питательной смеси, давление в калоне и др. Основными регулируемыми воздействиями являются расход флегмы в колонне и теплоперенос в кипятильнике.Типовая ректификационная установка состоит из емкости исходной смеси (1), теплообменника (2), ректификационной колонны(3), выносной кипятильник(4), конденсатор(5), емкость(6).

Стабилизация расхода исходной смеси регулируется АСР расхода(1). Температура исходной смеси стабилизируется АСР температуры(2), где регулируется изменение расхода пара, поступающего в теплообменник. Давление в верхней части колонны стабилизируется с помощью АСР(3), регулятор изменения расхода воды, поступающего из дефлегматора (5). Для обеспечения материального баланса флегмоемкости используется АСР уровня жидкости. Для стабилизации низа колонны используется АСР расхода пара(5). Также надо регулировать уровень остатка колонны- используется АСР уровня(7).

 

6.5 Регулирование химических реакторов.Работа системы автоматического регулирования реактора в значительной меры зависит от того, насколько удачно спроектированный реактор. Часто продуктивность технологической установки определяется продуктивностью реактора, который находиться с начала технологической линии. Обычно реактор застрахованный от быстрых и случайных изменений нагрузки, но это не упрощает требований к систем регулирования параметров реакторов.Принципы управления реакторами.Большинство химических реакторов должныработать при неизменной нагрузке, чтобы избежать переходных процессов.Для регулирования химических реакторов необходимо использование систем регулирования какие хорошо работают. Скорость изменения концентрации С вещество в большинства случаев можно описать уравнением (1)Записав уравнение (1) в форме (2)и проинтегрируем его имеем , (3)где С - концентрация вещества в момент t; С0 - концентрация вещества на начале реакций, k - константа реакции.Относительное преобразование вещество в целевой продукт обозначим через у. Тогда

(4)В неразрывном реакторе идеального вытеснения смесь течет без обратного перемешвания в направления течения. Главным факторам в реакторы этого типа -время опаздывания. Это время в течение которого смесь проходить через объем реактора V с расходом течения F. Он равный V/F. Концентрация на выходе с реактора идеального вытеснения равные (5)Зависимость степени преобразования веществ от расхода (6)

В реакторе идеального смешивания скорость преобразования веществ равная (7)Решение этого уравнения (8) Между степенью преобразования вещества и иногда его нахождения в реакторе существует следующая зависимость

(9) Константа скорости реакции увеличивается со изменением температуры ,(10) где - постоянные величины для каждой реакции; R - универсальная газовая константа, T - абсолютная температура. Реакторы неразрывного действия работают с постоянной скоростью подачи исходных материалов и отвода целевого продукту, а также при неразрывном отводе тепла. Когда система автоматического управления хорошо спроектировано, тогда эти параметры меняются незначительно. Это относиться и к составу реакционной смеси и ее температуры. В процессе работы реактора активность катализатора обычно снижается, а также уменьшается коэффициент теплоотдачи. Система автоматического управления реактора должна поддерживать задаваемые условия выполнения процесса. Реакторы можно разделить на: 1) однопроходные (без рэцыркуляцыі); 2) с рэцыркуляцыяй веществ.

Введение:а)История развития и современное состояние автоматики. б) Классификация автоматических систем.

1Элементы АУ 1.1 Функции и характеристики элементов АУ

1.2 Датчики, основные показатели и характеристики.


1.2.а Датчики температуры.1.2.бТермометры сопротивления (ТС). 1.2.вТермопары. 1.2.гМанометрические термометры

1.2.2.аДатчики давления. Пружинные датчики давления. 1.2.2 б)Осн.сведения о выборе датчиков давления(дд).

1.2.3. Датчики уровня жидкости А)Поплавковые уровнемеры б)Гидростатические уровнемеры В)Электрические уровнемеры.

г)Радиоизотопный уровнемер. Д)Акустические уровнемеры «Эхо-5».

1.2.4Датчики расхода жидкостей и газов. А)Расходомеры переменного перепада давления. б)Расходомеры постоянного перепада давления. в)Расходомеры индукционные.

1.2.5. Влагомеры для газов и твердых тел. А)Психометрический метод измерения влажности твердых телБ)Метод точки росыВ)Кондуктометрический метод измерения влажности твердых тел Г)Метод диэлетрической проницаемости.


Просмотров 488

Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2020 год. Все права принадлежат их авторам!