Automatisering av varme- og gassforsyning og ventilasjon. Sammendrag: Automatisering av varme- og gassforsyning og ventilasjonsprosesser

Størrelse: px

Begynn å vise fra siden:

Avskrift

1 Utdanningsdepartementet i Republikken Hviterussland utdanningsinstitusjon “Polotsk State University» TEKNISK VERKTØY FOR AUTOMATISERING OG DATAUTSTYR I DVT SYSTEMS UTDANNINGS- OG METODOLOGISK KOMPLEKS for studenter av spesialiteten «Varme- og gassforsyning, ventilasjon og luftvern» Sammenstilling og generell redigering av N.V. Chepikova Novopolotsk 2005

2 UDC (075,8) BBK 34,9 i 73 T 38 ANMELDERE: A.S. VERSHININ, Ph.D. tech. Sciences, elektronikkingeniør ved JSC Naftan; A.P. GOLUBEV, Art. Foreleser, Institutt for teknisk kybernetikk Anbefalt for publisering av metodologisk kommisjon ved Fakultet for radioteknikk T 38 Tekniske automatiseringsmidler og datateknologi i DVT-systemer: Lærebok-metode. kompleks for studenter spesial / Komp. og generelt utg. N.V. Chepikova. Novopolotsk: Utdanningsinstitusjon "PSU", s. ISBN X-kompatibel læreplan disiplin "Tekniske midler for automatisering og datateknologi i DVT-systemer" for spesialisering av spesialiteten "Varme- og gassforsyning, ventilasjon og luftvern". Hensikten med automatiske kontrollsystemer vurderes; prinsipper for drift og design av instrumentering, automatiske regulatorer og kontrollenheter, mye brukt i automatisering av varme- og gassforsyningssystemer, ventilasjon og klimaanlegg, vannforsyning og sanitæranlegg. Emnene for kurset som studeres, deres volum i timer med forelesninger og praktiske klasser blir gitt, det teoretiske og praktiske grunnlaget for de tekniske automatiseringsmidlene og datateknologien som brukes i automatiseringsordningene til DVT-systemer er skissert. Oppgaver for praktiske klasser, anbefalinger for organisering av vurderingskontroll for å studere disiplinen, og spørsmål for testing presenteres. Beregnet for lærere og studenter ved universiteter i denne spesialiteten. Kan brukes av studenter som spesialiserer seg på spesialiteten "Vannforsyning, sanitær og beskyttelse av vannressurser." UDC (075.8) BBK 34.9 i 73 ISBBN X UO "PSU", 2005 Chepikova N.V., comp., 2005

3 INNHOLD MÅL OG MÅL FOR DISSIPLINEN, DENS PLASS I UTDANNINGSPROSESSEN... 5 METODOLOGISKE INSTRUKSJONER FOR STUDIE AV DISIPLINEN... 8 OPPLÆRINGSKURSENS STRUKTUR Modul Modul Modul Module Module Module OF TRAINING FUNCTION. SYSTEM A AUTOMATISK STYRING Måling av teknologiske prosessparametere. Prinsipper og målemetoder Målefeil. Typer og grupper av feil Kapittel 2. MÅLEINSTRUMENTER OG SENSORER Klassifisering av måleutstyr og sensorer Oppgitt system for industrielle instrumenter. Standardisering og ensretting av automasjonsutstyr Fastsettelse av enhetsfeil Kapittel 3. METODER OG MÅLEMÅLER AV GRUNNLEGGENDE PARAMETRE I DVT-SYSTEMER Kontaktmetode for temperaturmåling Temperaturmåling ved termoelektrisk metode Berøringsfri metode for temperaturmåling Metoder og midler for å måle trykk Beregning av væske -mekaniske trykkmålere Metoder og midler for å måle fuktighet Metoder og midler for måling av strømning og mengde av et stoff Måle strømning ved hjelp av hastighetstrykkstrømningsmålere Metoder og midler for å bestemme sammensetningen og Fysiske og kjemiske egenskaper stoffer Metoder og midler for nivåmåling Måling av nivået av ikke-aggressiv væske i en åpen tank ved hjelp av differensialtrykkmålere Kapittel 4. MELLOMSYSTEMER ENHETER Forsterker-omformer enheter

4 4.2. Tilsynsorganer Beregning av tilsynsorganet for regulering av vannføring Aktuatorer Automatiske regulatorer Valg av regulatorer basert på beregninger Kapittel 5. METODER FOR INFORMASJONSOVERFØRING I SYSTEMER Klassifisering og formål med telemekaniske systemer Telemeter-, telekontroll- og telesignalsystemer Symbolsk grafisk betegnelse av instrumenter og automasjonsutstyr Prinsipper for konstruksjon av kontrollcomputerkomplekser Formål og generelle egenskaper for industrielle kontrollere Regler for plassering av enheter og automatiseringsutstyr Vedlegg LITTERATUR

5 MÅL OG MÅL FOR DISIPLINEN, DENS PLASS I UTDANNINGSPROSESSEN 1. MÅL OG MÅL FOR DISIPLINEN 1.1. Formålet med å undervise i disiplinen Hovedformålet med å undervise i faget "Tekniske midler for automasjon og datateknologi i DVT-systemer" er at studentene skal tilegne seg et kunnskapskompleks om tekniske midler for automatisering og datateknologi brukt i varme- og gassforsyning og ventilasjon. systemer. Mål med å studere disiplinen Hovedmålene for disiplinen: studentene studerer formålet og utformingen av teknisk automatisering og datautstyr; tilegnelse av studenter av ferdigheter i valg og beregning av teknisk automasjonsutstyr som brukes til å bygge prosesskontrollsystemer, automatiserte kontrollsystemer for teknologiske prosesser for varme- og gassforsyning og ventilasjon. For å oppnå det fastsatte målet og løse de tildelte problemene som et resultat av å studere disiplinen "Tekniske midler for automatisering og datateknologi i DVT-systemer," må studenten: ha en ide om: de grunnleggende prinsippene og oppgavene for automatisert prosesskontroll i DVT systemer; om klassifisering av automasjonsundersystemer; om prinsippene for å konstruere funksjonelle kretser for automatisk kontroll; vite: prinsippet om drift, design, egenskaper ved grunnleggende teknisk automatiseringsutstyr, inkludert mikroprosessorteknologi; metoder, prinsipper, midler for å overvåke hovedparametrene for teknologiske prosesser i DVT-systemer; grunnleggende designløsninger for automasjonssystemer. 5

6 kunne bruke: en metodikk for å analysere innledende data ved utvikling av en utvidet teknisk spesifikasjon for design av automasjonskretser for DVT-systemer; moderne fremskritt i valg av automatiseringsverktøy; dokumenter om samsvar med standardiseringskrav og metrologisk støtte for teknisk automatiseringsutstyr; datastøttede designpakker for valg og beregning av tekniske midler; egne metoder for å velge tekniske midler fra helheten av eksisterende i forhold til en spesifikk oppgave; har erfaring med arbeid med måleinstrumenter Fagplass i pedagogisk prosess Emnet er en fordypningsdisiplin i utdanning av bygningsingeniør innen spesialiteten «Varme- og gassforsyning, ventilasjon og luftvern» og en del av faget «Automatisk styring av prosesser i varmtvannsforsyningsanlegg». Kunnskapen oppnådd som et resultat av å studere denne disiplinen er nødvendig ved gjennomføring av automatiseringsdelen i diplomprosjektet. Liste over disipliner som kreves for at studentene skal studere denne disiplinen: høyere matematikk (differensial- og integralregning, lineære og ikke-lineære differensialligninger). fysikk (hydraulikk, mekanikk); elektroteknikk og elektrisk utstyr; datateknologi og informasjonsvitenskap; 2. INNHOLD I FAGNET Faget «Tekniske midler for automatisering og datateknologi i DVT-systemer», i henhold til pensum i spesialiteten, leses i 5. studieår, i høstsemesteret (18 akademiske uker) og omfatter: 36 timer forelesninger (2 timer i uken); 18 timer praktisk opplæring (ni 2-timers praktiske timer). Den siste formen for kunnskapskontroll for dette kurset er en prøve. 6

7 ARBEIDSPROGRAM Navn på seksjoner og emner på forelesninger Antall timer 1. Formål og hovedfunksjoner til det automatiske styringssystemet 2 2. Måleinstrumenter og sensorer 4 3. Metoder og midler for måling av grunnleggende parametere i DVT-systemer Mellomliggende enheter systemer 8 5. Metoder for overføring av informasjon i systemer 8 PRAKTISKE UNDERVISNINGER I DISSIPLINEN Navn på arbeid Antall timer 1. Bestemmelse av feil- og nøyaktighetsklasse for enheten 2 2. Temperaturmåling med termoelektrisk metode 2 3. Beregning av fluidmekanisk trykkmålere 2 4. Flowmåling ved hjelp av høyhastighets strømningsmålere trykk 2 5. Nivåmåling ved bruk av differansetrykkmålere 2 6. Beregning og valg av reguleringsorgan 2 7. Valg av type automatisk regulator 2 8. Symbolsk grafisk betegnelse av instrumenter og automasjonsutstyr på funksjonsskjemaer 2 9. Regler for posisjonsbetegnelse for instrumenter og automasjonsutstyr på funksjonsdiagrammer diagram 2 7

8 METODOLOGISKE INSTRUKSJONER FOR STUDIE AV FAGNET For å studere disiplinen "Tekniske midler for automasjon og datateknologi i DVT-systemer", foreslås et modulært system. Alt stoff er delt inn i fem tematiske moduler til bruk i forelesninger og praksistimer, og hver modul inneholder et visst antall pedagogiske elementer (TE). Hver UE er designet for 2 akademiske timer med forelesninger. De pedagogiske elementene som inneholder praktiske øvelser i faget er tilrettelagt for 2 klasseromstimer. Alle UEer inneholder en læringsguide, bestående av et omfattende mål som viser kravene til ferdigheter, kunnskaper og evner som studentene må mestre i prosessen med å studere denne UE. På slutten av hver modul er det en kontroll-UE, som er et sett med spørsmål, oppgaver og øvelser som må gjennomføres etter å ha studert modulen. Hvis studenten er trygg på at han har tilstrekkelig kunnskap, ferdigheter og evner, er det nødvendig å gjennomgå den planlagte formen for kontroll. Dersom avgangsprøven ikke lykkes, vil studenten bli pålagt å studere modulen på nytt i sin helhet. KUNNSKAPSKONTROLLSYSTEM For å evaluere studentenes arbeid i dette emnet, foreslås et rangeringssystem for overvåking av fremdrift. Dette systemet er kumulativt og innebærer summering av poeng gitt for alle typer læringsaktiviteter i løpet av kurset. Det endelige beløpet akkumulert av studenten i løpet av kurset er individuell studentvurdering (ISR). Reglene for tildeling av poeng er nærmere omtalt i de relevante avsnittene av innholdet. FOREDRINGSDEL AV KURSET Formålet med forelesningene er å beherske hoveddelen av det teoretiske stoffet for kurset. Mellomkontroll av mestring av den teoretiske delen av emnet gjennomføres i form av prøver, to ganger i løpet av semesteret, i sertifiseringsuker. Testen består av spørsmål om materialet som dekkes. Et riktig svar på et spørsmål er verdt 5 vurderingspoeng. Datoen for prøvene annonseres på forhånd. 8

9 PRAKTIKK Formålet med workshopen er å mestre beregningene av måleinstrumenter og automasjonsutstyr, slik at man kan etablere den fysiske betydningen av målemetoder i forhold til spesifikke forhold. Resultatet av hver leksjon er verdt 10 vurderingspoeng. SERTIFISERING (mellomliggende fremdriftskontroll) For positiv sertifisering må studentens individuelle vurdering for alt akademisk arbeid på sertifiseringstidspunktet være minst 2/3 av gjennomsnittlig IRS i gruppen. TEST (endelig fremdriftskontroll) Prøven er en skriftlig prøve, som tar 45 minutter å gjennomføre. Testen består av 18 spørsmål med selektive svar som kreves for å få kreditt. For å bli tatt opp til prøven må du oppnå minst 70 karakterpoeng for workshopen. Prøven avholdes i løpet av prøveuken. Tid og sted for prøven kunngjøres på forhånd. Prøven utføres på et spesielt skjema utstedt av læreren. Bruk av notater er forbudt. Studenter som har en individuell kumulativ vurdering ved semesterslutt som er 50 prosent eller mer høyere enn gjennomsnittet i gruppen, får automatisk kreditt. 9

10 OPPLÆRINGSKURSETS STRUKTUR Modulær sammensetning av kurset «Tekniske midler for automatisering og datateknologi i DVT-systemer» M-1 M-2 M-3 M-4 M-5 M-R M-K M-1 Formål og hovedfunksjoner til automatikken kontrollsystem (SAC). M-2 Måleinstrumenter og sensorer. M-3 Metoder og midler for å måle grunnleggende parametere i DVT-systemer. M-4 Mellomliggende enheter av systemer. M-5 Metoder for overføring av informasjon i systemer. M-R Generalisering av faget. M-K helg endelig kontroll. SPØRSMÅL STUDERT I FORELSNINGSKLASSER (VED MODULER) Modul 1. FORMÅL OG GRUNNLEGGENDE FUNKSJONER FOR DET AUTOMATISKE STYRINGSSYSTEMET Hovedparametere for teknologiske prosesser i DVT-systemer. Måleparametere for teknologiske prosesser i DVT-systemer (målekonsept). Automatisk styring av media i DVT-systemer. Formål og hovedfunksjoner til det automatiske kontrollsystemet (ACS). Prinsipper og målemetoder. Nøyaktighet av målinger. Målefeil. Typer og grupper av feil. Modul 2. MÅLEINSTRUMENTER OG SENSORER Klassifisering av måleutstyr og sensorer. Måleverktøy. Primær transduser (konsept og definisjon av sensor). Statisk og dynamiske egenskaper sensorer Statens system for industrielle enheter. Sekundære SAC-enheter. 10

11 Modul 3. METODER OG VERKTØY FOR MÅLING AV GRUNNLEGGENDE PARAMETRE I DVT-SYSTEMER Væskeekspansjonstermometre. Ekspansjonstermometre faste stoffer. Manometriske termometre. Termoelektriske termometre. Motstandstermometre. Optiske strålingspyrometre. Stråling stråling pyrometre. Væske, klokke, fjær, membran, belg trykkmålere. Strekkmålere. Psykrometrisk målemetode. Driftsprinsippet til et psykrometer. Duggpunktmetoden. Elektrolytisk målemetode. Elektrolytiske fuktighetssensorer. Driftsprinsippet og utformingen av disse sensorene. Variable differansetrykk flowmålere. Typer innsnevringsanordninger. Strømningsmålere for konstant differensialtrykk. Design, operasjonsprinsipp. Ultrasonisk strømningsmålingsmetode. Mengde tellere. Vortex strømningsmålere. Elektromagnetiske strømningsmålere. Elektriske metoder for gassanalyse. Elektrisk gassanalysator. Konduktometrisk målemetode. Driftsprinsipp for en konduktometrisk gassanalysator. Termisk, magnetisk målemetode. Termomagnetisk oksygenmåler. Kjemisk gassanalysator. Flytende, hydrostatiske, elektriske, akustiske nivåmålere. Modul 4. MELLOMUTSETNINGER AV SYSTEMER Forsterkere. Sammenligning av hydrauliske, pneumatiske, elektriske forsterkere. Stafett. Flertrinns forsterkning. Hydrauliske, elektriske, pneumatiske aktuatorer. Kjennetegn på distribusjonsorganer. Hovedtyper av distribusjonsorganer. Regulerende enheter. Klassifisering av automatiske regulatorer. Grunnleggende egenskaper til regulatorer. Velge type regulator. Valg av optimale verdier for regulatorparametere. Modul 5. METODER FOR INFORMASJONSOVERFØRING I SYSTEMER Klassifisering og formål med telemekaniske systemer. Telekontrollsystemer, telesignalering, telemåling. elleve

12 Prinsipper for konstruksjon av kontrolldatasystemer. Funksjoner ved UVK-drift i systemer. Formål og generelle egenskaper for industrielle kontrollere. Modul R. GENERALISERING AV DISIPLINEN Oppsummer den mest essensielle kunnskapen om disiplinen, uttrykk den i form av en kort oppsummering. For å gjøre dette, svar på følgende spørsmål: 1. Hva er hovedfunksjonene til det automatiske kontrollsystemet? 2. Liste hovedkravene til teknisk automasjonsutstyr. 3. Hva er prinsippet, målemetoden? 4. Hvordan bestemmes nøyaktighetsklassen til en enhet? 5. Hvordan klassifiseres instrumenter og automasjonsutstyr? 6. Hva er en "sensor"? 7. Liste de viktigste statiske og dynamiske egenskapene til sensorer. 8. Hva er SHG? Gjør rede for formål og forutsetninger for etablering av SHG. 9. Hva er hensikten med sekundære enheter i et automatisk kontrollsystem? 10. List opp metodene og virkemidlene for å måle temperatur, trykk, fuktighet, flyt, nivå, sammensetning og fysiske og kjemiske egenskaper til et stoff. 11. Nevn hovedformålet med forsterkere i ATS. 12. Hva er flertrinnsforsterkning? 13. Hva er formålet med et reguleringsorgan? 14. Nevn hovedkarakteristikkene til RO. 15. Hvilke typer aktuatorer kjenner du? 16. Liste de grunnleggende kravene til aktuatorer. 17. Nevn hovedkarakteristikkene til servomotorer. 18. Hvordan klassifiseres elektriske motorer? 19. Hva er en regulator? 20. Etter hvilke kriterier klassifiseres regulatorer? 21. Hvilke grunnleggende egenskaper ved regulatorer kjenner du til? 22. List opp funksjonene som utføres av telemekaniske enheter som brukes i DVT-systemer. 12

13 23. Hvorfor brukes telemetri i DVT-systemer? 24. Hva tillater fjernkontroll? 25. Hva brukes telealarm til? 26. Hva er UVK? 27. Nevn forskjellene mellom UVK og stormaskin. 28. Hvorfor er det nødvendig å bruke industrielle kontrollere? 29. Navn moderne tendenser bygningsindustrikontrollere. 30. Liste de grunnleggende funksjonene til en industriell kontroller. Modul K. OUTPUT FINAL CONTROL Så du har studert disiplinen "Tekniske midler for automatisering og datateknologi i DVT-systemer." Etter å ha studert denne disiplinen, bør du: ha en forståelse av de grunnleggende prinsippene og oppgavene for automatisert prosesskontroll i DVT-systemer; kjenne til metoder og midler for å måle hovedparametrene for teknologiske prosesser i DVT-systemer; kjenne prinsippet om drift, design, egenskaper til grunnleggende teknisk automatiseringsutstyr, inkludert mikroprosessorteknologi; kunne bruke moderne prestasjoner ved valg av teknisk automatiseringsutstyr, dokumenter om samsvar med standardiseringskrav og metrologisk støtte for teknisk automatiseringsutstyr; egne metoder for å velge tekniske midler fra helheten av eksisterende i forhold til en spesifikk oppgave. På slutten av å studere disiplinen "Tekniske midler for automatisering og datateknologi i DVT-systemer" må du bestå testen. 1. 3

14 Modul 1. Formål og hovedfunksjoner til det automatiske kontrollsystemet UE-1 UE-K UE-1 Formål og hovedfunksjoner til det automatiske kontrollsystemet. Målefeil. Typer og grupper av feil. UE-K Utgangskontroll etter modul. Modul 1. Formål og hovedfunksjoner til det automatiske kontrollsystemet Opplæringshåndbok UE-1. Formål og hovedfunksjoner til SAC. Prinsipper og målemetoder. Typer og grupper av feil Læringsmål UE-1 Studenten skal: ha en ide om de grunnleggende parameterne for teknologiske prosesser i DVT-systemer; kjenne til: - formålet og hovedfunksjonene til det automatiske kontrollsystemet, - prinsippene og metodene for målinger, - definisjoner av målenøyaktighet og feil, - hovedtypene og gruppene av feil, - konseptene for enhetens nøyaktighetsklasse, verifisering og justering av enheten; mestre metodikken for å beregne feil og bestemme nøyaktighetsklassen til enheten; kunne velge en enhet ved hjelp av referanselitteratur. For å mestre UE-1-materialet, bør du studere s. undervisningsmateriell UMC. UE-K. Utgangskontroll etter modul Etter å ha studert denne modulen, må du teste kunnskapen din ved å svare på spørsmål og fullføre testoppgaver: 1. Nevn hovedparametrene for teknologiske prosesser i DVT-systemer. 2. Hva er hovedfunksjonene til det automatiske kontrollsystemet? 3. Liste hovedkravene til teknisk automasjonsutstyr. 4. Hva menes med «måling»? 5. Hva er målene? 6. Hva er prinsippet, målemetoden? 7. Definer nøyaktighet og målefeil. 8. Hvilke typer feil kjenner du til? 9. Hvordan bestemmes nøyaktighetsklassen til en enhet? 10. Hva kalles verifisering av enheten? 11. Hvorfor er instrumenter kalibrert og justert? 14

15 Testoppgave: 1. Måleapparatet tilhører nøyaktighetsklasse 2.5. Hvilken feil kjennetegner denne klassen: a) systematisk; b) tilfeldig; grov? 2. Hvilke typer feil bør inkludere feilen som oppstår når motstanden til forbindelseslinjer til elektriske termometre endres på grunn av svingninger i atmosfærisk lufttemperatur: a) systematisk, grunnleggende; b) systematisk, tillegg; c) tilfeldig, grunnleggende; d) tilfeldig, tillegg? 3. Hvilken målemetode bør betraktes som nivåmåling ved bruk av et vannmålende glassrør (kommuniserende kar): a) direkte vurdering; b) null? 4. Er justeringen av måleinstrumenter inkludert i komplekset av verifikasjonsoperasjoner: a) inkludert; b) slår seg ikke på? 15

16 Modul 2. Måleinstrumenter og sensorer UE-1 UE-2 UE-3 UE-K UE-1 Klassifisering av måleutstyr og sensorer. UE-2 statlig instrumenteringssystem. Sekundære SAC-enheter. UE-3 Praktisk leksjon 1. UE-K Utgangskontroll etter modul. Modul 2. Måleinstrumenter og sensorer Opplæringsmanual UE-1. Klassifisering av måleutstyr og sensorer Læringsmål UE-1 Studenten skal: ha en ide om: - formålet med instrumenter og automasjonsutstyr, - klassifiseringen av måleinstrumenter; kjenne til: - begrepet "måleanordning", - definisjonen av "primær måletransduser", "mellommåletransduser", "sendetransduser", - begrepet "sensitivt element", - klassifisering av sensorer, - grunnleggende statisk og dynamiske egenskaper til sensorer; mestre metodikken for å beregne de statiske og dynamiske egenskapene til sensoren; kunne velge sensorer i henhold til deres egenskaper. For å lykkes med å mestre UE-1-materialet, bør du studere avsnitt 2.1 i undervisningsmaterialet til undervisningsmateriellet. UE-2. Statens instrumenteringssystem. Sekundære instrumenter SAC Læringsmål UE-2 Studenten skal: ha en idé om: - standardisering og ensretting av instrumenter, - forutsetningene for å lage en GSP, - formålet med sekundære instrumenter i et automatisk kontrollsystem; vite: - formålet med GSP, - klassifisering av enheter etter type informasjonsbærer, - klassifisering av enheter etter funksjonsgrunnlag, 16

17 - klassifisering av sekundære enheter, - design og prinsipp for drift av direkte konverteringsenheter og balanseringsenheter; beherske metodikken for å velge sekundære instrumenter avhengig av målemetoden; kunne arbeide med referanselitteratur. For å lykkes med å mestre UE-2-materialet, bør du studere s. 2.2 utdanningsmateriell for utdanningskomplekset. UE-3. Praktisk leksjon 1 For å fullføre dette arbeidet, må du gjøre deg kjent med punkt 2.3 i undervisningsmateriellet til læremateriellet (fastsette instrumentfeil). UE-K Utgangskontroll etter modul Etter å ha studert denne modulen, må du teste kunnskapen din ved å svare på spørsmål og fullføre testoppgaver: 1. Hvordan skiller en måleenhet seg fra andre måletransdusere? 2. Hva er hensikten med mellomomformere? 3. Hvordan klassifiseres instrumenter og automasjonsutstyr? 4. Definer "primær transduser" - dette er 5. Fortsett "det følsomme elementet er 6. List de viktigste statiske og dynamiske egenskapene til sensorer. 7. Hva er driftskravene til sensorer? 8. Hva er SHG? Gjør rede for formål og forutsetninger for etablering av SHG. 9. Hva er de beregnet på? forskjellige typer enhetlige signaler? 10. Hva er hensikten med sekundære enheter i et automatisk kontrollsystem? 11. Hvordan klassifiseres sekundære enheter? 12. Hva brukes automatiske broer til i DVT-systemer? 17

18 Modul 3. Metoder og midler for måling av grunnleggende parametere i systemer UE 1 UE 2 UE 3 UE 4 UE 5 UE 6 UE 7 UE 8 UE 9 UE 10 UE 11 UE K UE-1 Kontaktmetode for temperaturmåling. UE-2 Praktisk leksjon 2. UE-3 Berøringsfri metode for temperaturmåling. UE-4 Metoder og midler for å måle trykk. UE-5 Praktisk leksjon 3. UE-6 Metoder og midler for måling av fuktighet i gasser (luft). UE-7 Metoder og midler for måling av strømning og mengde. UE-8 Praktisk leksjon 4. UE-9 Metoder og midler for å bestemme sammensetningen og fysisk-kjemiske egenskaper til et stoff. UE-10 Metoder og midler for nivåmåling. UE-11 Praktisk leksjon 5. UE-K Styring etter modul. Modul 3. Metoder og verktøy for måling av grunnleggende parametere i DVT-systemer Opplæringsmanual UE-1. Kontaktmetode for temperaturmåling Utdanningsmål UE-1 Studenten skal: ha en ide om: - de grunnleggende metodene for temperaturmåling, - egenskapene til kontakttemperaturmålere; kjenne til: - de viktigste tekniske egenskapene, strukturen og utformingen av sensorer med mekaniske utgangsverdier, - de viktigste tekniske egenskapene, enheten og utformingen av sensorer med elektriske utgangsverdier, - måleområdet til disse sensorene, koblingskretser, - feil i temperaturmålinger med kontaktsensorer; ha ferdigheter til å beregne temperaturmålinger ved hjelp av den termoelektriske metoden; kunne velge temperatursensorer fra kataloger og referansebøker. For å lykkes med å mestre UE-1-materialet, bør du studere klausul 3.1 i undervisningsmaterialet til UMK (kontaktmetode for temperaturmåling). 18

19 UE-2. Praktisk leksjon 2 For å fullføre dette arbeidet, må du gjøre deg kjent med punkt 3.2 i undervisningsmateriellet til læremidlene (temperaturmåling med termoelektrisk metode). UE-3. Berøringsfri metode for temperaturmåling Utdanningsmål UE-3 Studenten skal: ha en ide om: - de viktigste metodene for å måle temperatur ved bruk av den berøringsfrie metoden, - egenskapene til berøringsfrie temperaturmålere; kjenne til: - grunnleggende tekniske egenskaper, design av pyrometre, - måleområde, - feil i temperaturmålinger ved bruk av pyrometre, metoder for å redusere dem; kunne bruke kunnskap til å velge pyrometre avhengig av deres egenskaper fra kataloger og oppslagsverk. For å lykkes med å mestre UE-3-materialet, bør du studere klausul 3.3 i undervisningsmaterialet til UMK (ikke-kontaktmetode for å måle temperatur). UE-4. Metoder og midler for å måle trykk (vakuum) Læringsmål UE-4 Studenten skal: ha en ide om: - metoder for å måle trykk, - enheter for trykkmåling; vite: - klassifisering av enheter for måling av trykk avhengig av målt verdi, - klassifisering av enheter for måling av trykk avhengig av driftsprinsippet, - design, operasjonsprinsipp, måleområde for trykksensorer, - fordeler og ulemper med disse enhetene; mastermetoder for å velge trykksensorer fra et sett med eksisterende i forhold til en spesifikk oppgave; kunne bruke moderne fremskritt ved valg av trykksensorer i automatiseringsopplegg av DVT-systemer. For å lykkes med å mestre materialet UE-4, bør du studere klausul 3.4 i undervisningsmaterialet UMK (metoder og midler for å måle trykk) UE-5. Praktisk leksjon 3 For å fullføre dette arbeidet må du sette deg inn i punkt 3.5 i undervisningsmateriellet til læremateriellet (beregning av væskemekaniske trykkmålere). UE-6. Metoder og midler for måling av luftfuktighet i gasser Utdanningsmål UE-6 Studenten skal: ha en ide om: - fuktighet som fysisk parameter, - relativ, absolutt fuktighet, - entalpi, - duggpunktstemperatur; 19

20 kjenner til: - psykrometriske, elektrolytiske metoder for måling av fuktighet, - duggpunktmetode, - prinsipp for drift og design av sensorer som brukes til å måle fuktighet, måleområde, - fordeler og ulemper med fuktighetssensorer; kunne bruke moderne fremskritt ved valg av fuktighetssensorer i automatiseringsopplegg for DVT-systemer; egne metoder for å velge fuktighetssensorer fra et sett av eksisterende, i forhold til en spesifikk oppgave. For å lykkes med å mestre UE-6-materialet, bør du studere klausul 3.6 i undervisningsmaterialet til UMK (metoder og midler for å måle fuktighet). UE-7. Metoder og midler for måling av strømning Utdanningsmål UE-7 Studenten skal: ha en ide om: - metoder for måling av strømning, - om strømningsenheter, - om grupper av strømningsmålere; kjenne til: - typer restriksjonsanordninger, - design, driftsprinsipp, måleområde for variabel trykkdifferansestrømningsmålere, konstantdifferansetrykkstrømningsmålere, ultralydstrømningsmålere, varmemålere, - design og driftsprinsipp for mengdemålere, - målefeil av disse enheter; kunne bruke moderne fremskritt ved valg av strømningsmålere i automatiseringsopplegg av DVT-systemer; egne metoder for å velge restriksjonsenheter og strømningsmålere fra et sett av eksisterende, i forhold til en spesifikk oppgave. For å lykkes med å mestre UE-7-materialet, bør du studere klausul 3.7 i undervisningsmateriellet til undervisningsmateriellet (metoder og midler for å måle flyt og mengde). UE-8. Praktisk leksjon 4 For å fullføre dette arbeidet må du gjøre deg kjent med punkt 3.8 i undervisningsmateriellet til læremateriellet (måling av strømning ved hjelp av hastighetstrykkstrømmålere). UE-9. Metoder og midler for å bestemme sammensetningen og fysiske og kjemiske egenskaper til et stoff. Utdanningsmål UE-9 Studenten skal: ha forståelse for de fysiske og kjemiske metodene for gassanalyse; vite: - typer elektriske målemetoder, - hva driften av elektriske, konduktometriske, kulometriske gassanalysatorer er basert på, - termisk målemetode, - magnetisk målemetode, - driftsprinsippet til instrumenter basert på disse målemetodene, - operasjonsmetoden prinsippet om kjemiske gassanalysatorer; kunne bruke moderne fremskritt ved valg av instrumenter for å bestemme sammensetningen og fysiske og kjemiske egenskaper til et stoff; 20

21 egne metoder for å velge disse enhetene fra totalen av eksisterende i forhold til en spesifikk oppgave. For å lykkes med å mestre UE-9-materialet, bør du studere klausul 3.9 i utdanningsmaterialet til utdanningskomplekset (metoder og midler for å bestemme sammensetningen og fysiske og kjemiske egenskaper til et stoff). UE-10. Metoder og midler for å måle nivå Læringsmål UE-10 Studenten skal: ha en ide om hva som bestemmer valg av metode for overvåking av væskenivået; kjenne til: - metoder for nivåmåling, - væskenivåmålingsskjemaer, - design og prinsipp for drift av nivåmålere, nivåbrytere, - måleområde, - målefeil; kunne bruke moderne fremskritt ved valg av nivåmålere og nivåbrytere i automasjonsopplegg for DVT-systemer; egne metoder for å velge disse enhetene fra totalen av eksisterende i forhold til en spesifikk oppgave. For å lykkes med å mestre UE-10-materialet, bør du studere utdanningsmaterialet til utdanningskomplekset (metoder og verktøy for å måle nivå). UE-11. Praktisk leksjon 5 For å fullføre dette arbeidet, må du gjøre deg kjent med undervisningsmateriellet til undervisningsmateriellet (måle nivået til en ikke-aggressiv væske i en åpen tank ved hjelp av differensialtrykkmålere). UE-K Utgangskontroll etter modul Etter å ha studert denne modulen, må du teste kunnskapen din ved å svare på spørsmål eller fullføre oppgaver. Spørsmål til forkontroll for UE-1: 1. Hvordan er ekspansjonstermometre utformet? 2. Hva brukes motstandstermometre og termistorer til? 3. Forklar metoden for å måle temperatur ved hjelp av et termoelement. 4. Når brukes glasstermometre i metallrammer? 5. Hva er kalibreringskarakteristikken til et termoelektrisk termometer? 6. Hvilke sekundære enheter brukes ved måling av temperatur med motstandstermometre? 7. Hvordan skiller rammen til type A glasstermometre seg fra type B? 8. Hvorfor i væsketermometre må termopæren være plassert på samme nivå som målefjæren? Testoppgaver til UE-1: 1. I hvilke manometriske termometre er termosylinderen fylt med lavtkokende væske og dens damp: a) i gass; b) i kondensering; c) i væske? 2. Hvilken av følgende enheter kan ikke måle temperatur minus 80 ºС: a) væsketermometre, b) manometriske termometre, c) motstandstermometre? 21

22 3. Hvilken av følgende enheter kan ikke måle en temperatur på 800 ºС: a) termoelektriske termometre, b) motstandstermometre? 4. Hvilke termoelementer (hvilken kalibrering) er mest korrekt å bruke for å måle temperatur 900 ºС: a) PP-1 kalibrering; b) CA-kalibrering; c) HC-avslutninger? 5. Hvilke termoelementer (hvilken kalibrering) kan brukes til å måle temperatur 1200 ºС: a) PP-1 kalibrering; b) CA-kalibrering; c) HC-avslutninger? 6. I hvilke tilfeller kan termokraft oppstå i et termoelement: a) med to identiske (homogene) termoelektroder og forskjellige temperaturer på arbeids- og frie ender? b) med to forskjellige termoelektroder og samme temperatur på arbeids- og frie ender? c) med to forskjellige termoelektroder og forskjellige temperaturer på arbeids- og frie ender? 7. Hvilke motstandstermometre er mest rasjonelle å bruke for å måle temperatur minus 25 ºС: a) kobber, b) platina, c) halvleder? Spørsmål til foreløpig kontroll for UE-3: 1. Hvilken kroppstemperatur måler optiske pyrometre? 2. Hvilken metode for å måle temperatur er grunnlaget for driften av et pyrometer? 3. Hvilken av følgende bølgelengder oppfattes ved temperaturmåling med optiske pyrometre: a) 0,55 µm, b) 0,65 µm; c) 0,75 mikron? 4. Hvilken temperatur viser fotoelektriske pyrometre: a) lysstyrke, b) stråling, c) reell? 5. Hvordan kalibreres strålingspyrometre? Spørsmål til forkontroll for UE-4: 1. Hva er overskudd, vakuum og absolutt trykk? 2. Er det mulig å måle trykk med en differansetrykkmåler? under press? 3. Hvordan konverteres det målte trykket i fjær- og membrantrykkmåleinstrumenter? 4. Hvorfor retter manometerfjæren seg under trykk? 5. Hva er en membrantetning? 6. Hva er forskjellen mellom en enkeltrørs trykkmåler og et U-rør? 7. Hva er de viktigste feilkildene ved måling med U-rørsmanometer? 8. Hva er en strain gauge? 9. Hva er driftsprinsippet til Sapphire-sensoren? 10. Hva er det følsomme elementet til denne sensoren? Spørsmål for foreløpig kontroll for UE-6 1. Definer "fuktighet". 2. Fortsett setningen "Luftfuktighet er estimert." 3. List opp metodene for måling av luftfuktighet. 4. Hvor brukes den hygroskopiske målemetoden? 22

23 5. Hva er duggpunktmetoden? 6. Hva er ulempene med sensorer basert på denne metoden? 7. Forklar betydningen av "elektrolytisk metode" for måling av luftfuktighet. 8. Nevn hovedulempen med varmesensorer. Spørsmål for foreløpig kontroll for UE-7 1. Fortsett setningen "Forbruket av stoffet er." 2. Hva kalles enhetene for å måle flyten av et stoff? For å måle mengden av et stoff? 3. List opp gruppene med strømningsmålere. 4. Hvilke typer innsnevringsanordninger kjenner du til? 5. Hvorfor flyter flottøren i et glassrotameter? 6. Hva er forskjellen mellom fullt trykk og høy hastighet? 7. Hvordan skiller trykkfallet over en restriksjonsanordning seg fra trykktap? 8. Hvordan måles trykkforskjellen i en ringformet differensialtrykkmåler? 9. List opp fordelene og ulempene med ultralydstrømningsmålere. 10. Hva er driftsprinsippet til elektromagnetiske strømningsmålere basert på? 11. Hvordan er mengdetellere delt inn i henhold til driftsprinsippet? Spørsmål til forkontroll for UE-9 1. Nevn de fysiske og kjemiske metodene for gassanalyse? 2. Hva er den elektriske målemetoden? 3. Hva er driftsprinsippet til konduktometriske og kulometriske gassanalysatorer basert på? 4. Fortsett setningen "Den termiske målemetoden er basert på...". 5. I hvilke tilfeller brukes den magnetiske målemetoden? 6. Hva er driftsprinsippet til kjemiske gassanalysatorer? 7. Hvorfor utføres kvalitetskontroll av forbrenningen ved bruk av oksygen? 8. Hva er driftsprinsippet til termomagnetiske oksygenmålere? 9. Hvordan skiller automatiske gassanalysatorer seg fra bærbare og hvilke fordeler og ulemper har de? Spørsmål til forkontroll for UE Hva avgjør valg av nivåmålemetode? 2. Hvordan klassifiseres nivåmåleapparater? 3. Hvorfor brukes en differensialtrykkmåler i nivåmålingsskjemaer? 4. Vil det påvirke overtrykk i tanken på avlesningene til flottørnivåmåleren? Kapasitiv nivåmåler? 5. Hvilke egenskaper ved den målte væsken påvirker måleresultatet til en hydrostatisk nivåmåler? 6. Hva er forskjellene mellom nivåmålere og nivåbrytere? 7. Hvordan fungerer en nivåmåler? 8. Hvorfor endres kapasitansen mellom elektrodene avhengig av nivået? 9. Hvor er kilden og mottakeren til ultralydbølger ved måling av nivå? 10. Hvorfor trengs en utjevningsbeholder ved måling av nivåer med differensialtrykkmålere? 23

24 Modul 4. Mellomliggende enheter av systemene UE-1 UE-2 UE-3 UE-4 UE-5 UE-6 UE-K UE-1 Forsterker-omformer enheter. UE-2 Reguleringsmyndigheter. UE-3 Praktisk leksjon 6. UE-4 Aktiveringsmekanismer. UE-5 Automatiske regulatorer. UE-6 Praktisk leksjon 7. UE-K Styring etter modul. Modul 4. Mellomliggende enheter av systemer Opplæringshåndbok UE-1. Forsterker-omformer enheter Utdanningsmål UE-1 Studenten skal: ha en ide om formålet med forsterkeren i det automatiske kontrollsystemet; vite: - klassifisering av forsterkere, - krav til forsterkere, - typer hydrauliske, pneumatiske, elektriske forsterkere, - relékontrollenheter, - driftsprinsipp for elektroniske forsterkere, - behovet for å bruke flertrinnsforsterkning; mastermetoder for å velge forsterkere og releer fra et sett med eksisterende i forhold til en spesifikk oppgave; kunne bruke moderne fremskritt ved valg av forsterkere i automasjonskretser; For å lykkes med å mestre UE-1-materialet, bør du studere klausul 4.1 i undervisningsmaterialet UMK (amplifier-converter devices). UE-2. Reguleringsorganer Læringsmål UE-2 Studenten skal: ha forståelse for distribusjonsorganenes rolle; kjenne til: - hovedtypene reguleringsorganer, - kjennetegn ved reguleringsorganer, - formålet med reguleringsanordninger; eie metodikken for å beregne regulatoriske myndigheter; kunne bruke referanselitteratur og beregninger ved valg av tilsynsorganer. For å lykkes med å mestre materialet til UE-2, bør du studere klausul 4.2 i utdanningsmaterialet til EMC (reguleringsorganer). 24

25 UE-3. Praktisk leksjon 6 For å fullføre dette arbeidet må du sette deg inn i pkt. 4.3 i undervisningsmateriellet til undervisningsmateriellet (Beregning av tilsynsorgan for regulering av vannføring). UE-4. Aktiveringsmekanismer Læringsmål UE-4 Studenten skal: ha en ide om rollen til aktiveringsmekanismer; kjenne til: - prinsippet for klassifisering av servomotorer, - hovedkarakteristikkene til servomotorer, - strukturelle diagrammer av elektriske servomotorer, - formålet med hydrauliske, pneumatiske aktuatorer, - klassifisering av elektriske motorer, - krav til aktuatorer; egne metoder for å velge aktuatorer fra et sett av eksisterende i forhold til en spesifikk oppgave; kunne bruke referanselitteratur ved valg av aktuatorer. For å lykkes med å mestre materialet UE-4, bør du studere klausul 4.4 i undervisningsmaterialet UMK (aktuatorer) UE-5. Automatiske regulatorer Læringsmål UE-5 Studenten skal: ha en ide om hensikten med automatiske regulatorer i den teknologiske prosessen; vite: - strukturen til en automatisk regulator, - klassifiseringen av automatiske regulatorer, - hovedegenskapene til regulatorer, - funksjonene til diskontinuerlige og kontinuerlig handling, - valg av optimale verdier for regulatorparametere, - kriterier for valg av regulator etter type handling; egne metoder for å velge en regulator basert på veiledende informasjon om objektet; kunne bruke referanselitteratur ved valg av automatisk regulator. For å lykkes med å mestre materialet UE-5, bør du studere klausul 4.5 i undervisningsmaterialet UMK (Automatiske kontrollere). UE-6. Praktisk leksjon 7 For å fullføre dette arbeidet må du sette deg inn i punkt 4.6 i undervisningsmateriellet til læremidlene (Valg av regulator basert på beregninger ved bruk av gitt kontrollskjema). UE-K. Utgangskontroll for modulen Etter å ha studert denne modulen, må du teste kunnskapene dine ved å svare på spørsmål eller utføre oppgaver. Spørsmål til forkontroll for UE-1 1. Hva er hovedformålet med forsterkere i ACS? 2. Hvordan forsterkere er klassifisert, sammenlign dem. 25

26 3. Hva er kravene til forsterkere? 4. Hva kalles forsterkerens følsomhet? 5. Hvor brukes pneumatiske boostere? 6. Hva er hydrauliske boostere av spoletype? 7. Hva kalles operasjonsforsterkere? 8. Når brukes elektroniske forsterkere? 9. Hva er flertrinnsforsterkning? 10. Hvor brukes flertrinnsforsterkning? Spørsmål til foreløpig kontroll for UE-2 1. Hva er formålet med tilsynsorganet? 2. Hva bestemmer de funksjonelle og designmessige egenskapene til reguleringsorganer? 3. Hvilke reguleringsorganer kalles strupeorganer, hva representerer de? 4. Nevn hovedkarakteristikkene til RO. 5. Hva uttrykker designkarakteristikken til RO? 6. Under hvilke forhold er strømningen karakteristisk for RO konstruert? 7. List opp ulempene med enkeltseters ventiler. 8. Nevn betingelsene for installasjon av RO. Spørsmål til forkontroll for UE-4 1. Hvilke typer aktuatorer kjenner du til? 2. Liste de grunnleggende kravene til aktuatorer. 3. Nevn hovedkarakteristikkene til servomotorer. 4. Hvordan klassifiseres elektriske motorer? 5. Hva brukes elektromagnetiske stasjoner til? Spørsmål til foreløpig kontroll for UE-5 1. Etter hvilke kriterier klassifiseres regulatorer? 2. Definer "en automatisk regulator består av." 3. Liste intermitterende regulatorer. 4. Hvilke regulatorer er klassifisert som kontinuerlige regulatorer? 5. Hvordan skilles regulatorer ut avhengig av hvilken type ekstern energi som brukes? 6. Hvilke grunnleggende egenskaper ved regulatorer kjenner du til? 7. Hvorfor brukes en forsterker i regulatorer? 26

27 Modul 5. Metoder for overføring av informasjon i systemer UE-1 UE-2 UE-3 UE-4 UE-5 UE-6 UE-K UE-1 Klassifisering og formål med telemekanikksystemer. UE-2 Telekontroll, telesignalering, telemålingssystemer. UE-3 Praktisk leksjon 8. UE-4 Prinsipper for konstruksjon av UVK. UE-5 Formål og generelle egenskaper for kontrollere. UE-6 Praktisk leksjon 9. UE-K Utgangskontroll etter modul. Modul 5. Metoder for overføring av informasjon i systemer Opplæringshåndbok UE-1. Klassifisering og formål med telemekaniske systemer Læringsmål UE-1 Studenten skal: ha forståelse for metodene for overføring av informasjon; kjenne til: - klassifisering og formål med telemekaniske systemer, - telemekanikks oppgaver, - grunnleggende konsepter for informasjonskonvertering, - funksjoner til telemekaniske enheter som brukes i systemer, - begreper "kanal", "signal", "støyimmunitet", "modulering" ; kunne bruke tilegnet kunnskap i praksis. For å lykkes med å mestre UE-1-materialet, bør du studere klausul 5.1 i utdanningsmaterialet til utdanningskomplekset (klassifisering og formål med telemekanikksystemer). UE-2. Telestyring, telesignalering, fjernmålingssystemer Læringsmål UE-2 Studenten skal: ha forståelse for telemålings-, fjernkontroll- og fjernmålingssystemer; kjenne til: - formålet med telemålingssystemer, - kort- og langdistanse telemålingsordninger, - formålet med telekontroll- og telesignalsystemer, - klassifiseringen av telekontrollenheter, - formålet med distributører i telekontrollsystemer; kunne bruke tilegnet kunnskap i praksis. For å lykkes med å mestre UE-2-materialet, bør du studere klausul 5.2 i utdanningsmaterialet til utdanningskomplekset (fjernkontroll, telemåling og telealarmsystemer). 27

28 UE-3. Praktisk leksjon 8 For å fullføre dette arbeidet må du gjøre deg kjent med punkt 5.3 i undervisningsmateriellet til undervisningsmateriellet (symbolsk grafisk betegnelse på enheter og automatiseringsutstyr). UE-4. Prinsipper for konstruksjon av datasystemer Utdanningsmål UE-4 Studenten skal: ha en ide om datamaskiners rolle i teknologisk prosesskontroll; vite: - forutsetningene for å lage UVK, - funksjonene til UVK i prosesskontroll, - forskjellen mellom UVK og stormaskin, - blokkdiagram inkludering av UVK i en lukket sløyfe av den teknologiske prosessen; kunne bruke referanselitteratur om mikroprosessorteknologi. For å lykkes med å mestre UE-4-materialet, bør du studere klausul 5.4 i utdanningsmaterialet til utdanningskomplekset (prinsippene for å konstruere utdanningskomplekset). UE-5. Formål og generelle kjennetegn ved industrielle kontrollere Læringsmål UE-5 Studenten skal: ha en ide om behovet for å bruke kontrollere i et prosesskontrollsystem; kjenne til: - funksjoner og formål med industrielle kontrollere, - moderne trender innen konstruksjon av industrielle kontrollere, - maskinvare til industrielle kontrollere; kunne bruke referanselitteratur om industrielle kontrollere. For å lykkes med å mestre UE-5-materialet, bør du studere klausul 5.5 i utdanningsmaterialet til CMD (formål og generelle egenskaper for industrielle kontrollere). UE-6. Praktisk leksjon 9 For å fullføre dette arbeidet, må du gjøre deg kjent med punkt 5.6 i undervisningsmateriellet i opplæringsmanualen (regler for posisjonsbetegnelse for enheter og tekniske automatiseringsmidler). UE-K. Utgangskontroll etter modul Etter å ha studert denne modulen, må du teste kunnskapene dine ved å svare på spørsmålene: Spørsmål til forkontroll for UE-1 1. Hva er rollen til telemekaniske systemer i kontrollsystemet? 2. List opp funksjonene som utføres av telemekaniske enheter som brukes i DVT-systemer. 3. Liste hovedoppgavene til telemekanikk. 4. Hvorfor brukes telemetri i DVT-systemer? 5. Hva tillater fjernkontroll? 6. Hva brukes telealarm til? 7. Definer følgende begreper: Kommunikasjonskanal Signal Støyimmunitet 28

29 Pulsmodulasjonsspørsmål for foreløpig kontroll for UE-2 1. Hva brukes kort- og langdistanse telemetrisystemer til? 2. Forklar driftsprinsippet for langdistanse-telemetrikretsen. 3. Hva er forskjellen mellom fjernkontrollsystemer og fjern- og lokale kontrollsystemer? 4. Hva er selektivitet? 5. Hvordan klassifiseres telekontrollenheter? 6. Hva brukes distributører til? 7. Hva brukes som distributører? Spørsmål til foreløpig kontroll for UE-4 1. I forbindelse med hva oppsto ideen om å bruke en datamaskin med et prosesskontrollsystem? 2. Hva er UVK? 3. Nevn forskjellene mellom UVK og stormaskin. 4. Gjennom hvilke enheter samhandler UVK med det ytre miljøet? 5. Hva er ADC-er og DAC-er for? 6. Hvilke funksjoner utfører en diskret signalinngangsenhet? 7. Navngi funksjonen til en diskret signalutgangsenhet. 8. Hvorfor er det nødvendig med et avbruddssystem? 9. Hva er reglene for bruk av datamaskin? Spørsmål til forkontroll for UE-5 1. Hvorfor er det nødvendig å bruke PC? 2. Nevn dagens trender innen PC-konstruksjon. 3. Liste de grunnleggende funksjonene til en PC. 4. Hva er PC-maskinvare? 5. Hva gir PC-minne? 6. Hva implementerer PC-kommunikasjonsverktøy? 7. Hvilken funksjon utfører I/O-enheter? 8. Hvilken funksjon utfører PC-skjermene? 29

30 OPPLÆRINGSMATERIALER KAPITTEL 1. FORMÅL OG GRUNNLEGGENDE FUNKSJONER TIL DET AUTOMATISKE KONTROLLSYSTEMET 1.1. Måling av teknologiske prosessparametere. Prinsipper og målemetoder For kvalitetsstyring av enhver teknologisk prosess er det nødvendig å kontrollere flere karakteristiske størrelser, kalt prosessparametere. I varme- og gassforsynings- og mer hovedparametrene temperatur, varmestrømmer, fuktighet, trykk, strømning, væskenivå og noen andre. Som et resultat av kontroll er det nødvendig å fastslå om den faktiske tilstanden (eiendommen) til kontrollobjektet tilfredsstiller de spesifiserte teknologiske kravene. Overvåking av systemparametere utføres ved hjelp av målekontrollverktøy. Enkle og noen ganger svært komplekse prosesser i automatiserte systemer begynner med måleprosessen, og resultatet av videre transformasjon i påfølgende elementer av systemet avhenger av nøyaktigheten som startverdien måles med. Essensen av måling er å skaffe kvantitativ informasjon om parametere ved å sammenligne gjeldende verdi av en teknologisk parameter med en viss verdi tatt som en enhet. Resultatet av målingen er en ide om de kvalitative egenskapene til de kontrollerte objektene. I direkte målinger er verdien X og resultatet av målingen Y funnet direkte fra eksperimentelle data og uttrykt i de samme enhetene, Χ = Υ. For eksempel temperaturverdien målt med et glasstermometer. Ved indirekte målinger er ønsket mengde Υ funksjonelt relatert til verdiene av mengder målt med direkte metoder: Υ = f (x1, x2,... x n). For eksempel måling av strømmen av væske eller gass ved trykkfallet over en restriksjonsinnretning. Måleprinsippet forstås som settet av fysiske fenomener som målingene er basert på. Måleinstrumenter måler, måleinstrumenter, enheter og omformere. tretti

31 Målemetode er et sett med prinsipper og måleinstrumenter. Det er tre hovedmålemetoder: direkte vurdering, sammenligning med et mål (kompenserende) og null. I den direkte vurderingsmetoden bestemmes verdien av den målte mengden direkte fra avlesningsanordningen til enheten, for eksempel et glasstermometer, fjærtrykkmåler osv. I det andre tilfellet, kompensasjonsmetoden, sammenlignes den målte mengden med et mål, for eksempel emk til et termoelement med kjent emk for et normalt element. Effekten av nullmetoden er å balansere den målte mengden med den kjente mengden. Den brukes i bromålingskretser. Avhengig av avstanden mellom målestedet og indikatorenheten, kan målinger være lokale eller lokale, fjern- og fjernmålinger. Overvåking av systemparametere utføres ved hjelp av ulike måleenheter. Disse inkluderer måleinstrumenter og måletransdusere. Et måleinstrument designet for å generere et signal med måleinformasjon i en form som er tilgjengelig for direkte persepsjon av en observatør, kalles en måleenhet. En måleenhet som produserer et signal i en form som er praktisk for overføring, videre konvertering, prosessering og (eller) lagring, men som ikke lar observatøren utføre direkte persepsjon, kalles en måletransduser. Settet med enheter ved hjelp av hvilke automatiske kontrolloperasjoner utføres kalles et automatisk kontrollsystem (ACS). Hovedfunksjonene til SAC er: oppfatning av kontrollerte parametere ved hjelp av sensorer, implementering av spesifiserte krav til det kontrollerte objektet, sammenligning av parametere med standarder, dannelse av vurderinger om tilstanden til det kontrollerte objektet (basert på analysen av denne sammenligningen), utstedelse av kontrollresultater. Før bruken av automatiske kontrollenheter og digitale datamaskiner (DC-er), var hovedforbrukeren av måleinformasjon eksperimentatoren, avsenderen. I moderne ACS går måleinformasjon fra instrumenter direkte til automatiske kontrollenheter. Under disse forholdene bruker vi hovedsakelig 31

Utvidelser, trykkmåler termometre. Termoelektriske omformere, grunnleggende teori om termoelementer. Termoelektriske materialer. Standard termoelektriske omformere. Temperaturkorreksjon

1. Generell informasjon om måling. Grunnleggende måleligning. 2. Klassifisering av målinger i henhold til metoden for å oppnå resultatet (direkte, indirekte, kumulativ og felles). 3. Målemetoder (direkte

INNHOLD FORORD... 9 DEL 1. TEORETISK GRUNNLAG FOR KONSTRUKSJON AV AUTOMATISKE PROSESSKONTROLLSYSTEMER... 10 1. Konsept for et kontrollsystem... 10 2. Historisk bakgrunn

Forelesning 4 Enheter for å få informasjon om prosessens tilstand Enheter fra denne gruppen av GSP-tekniske midler er utformet for å samle inn og konvertere informasjon uten å endre innholdet om den kontrollerte

1. Forklarende merknad 1.1. Krav til studenter For å lykkes med å mestre disiplinen, må en student kjenne til de grunnleggende begrepene og metodene for matematisk analyse, lineær algebra, teorien om differensial

HVITERUSSISK STATENS ENERGIBESKYTTELSE "BELENERGO" MINSK STATE ENERGY COLLEGE Godkjent av direktøren for MGEC L.N Gerasimovich 2012 TERMISKE ENGINEERINGSMÅLINGER Metodologiske instruksjoner

Ingeniørhåndbok om instrumentering og automatisering INNHOLD KAPITTEL I. FRA MÅLINGENS HISTORIE... 5 1.1.Metrologi... 5 1.1.1. Metrologi som vitenskapen om målinger... 5 Målemetoder...

1. BESKRIVELSE AV DET FAGLIG FAGNET Navn på studiepoengsindikatorer fulltidsutdanning ECTS 3 Utvidet gruppe, opplæringsområde (profil, masterprogram), spesialiteter, program

Arbeidsprogram F SO PSU 7.18.2/06 Ministry of Education and Science of the Republic of Kasakhstan Pavlodar State University oppkalt etter. S. Toraigyrova Institutt for termisk kraftteknikk ARBEIDSPROGRAM for disiplinen

Sammendrag til arbeidsprogrammet "Midler og kontroller" opplæringsområde: 220700.62 "Automasjon av teknologiske prosesser og produksjon" profil "Automasjon av teknologiske prosesser og produksjon

M. V. KULAKOV Teknologiske målinger og instrumenter for kjemisk produksjon 3. utgave, revidert og utvidet “Godkjent av departementet for høyere og videregående skoler spesialopplæring USSR som

Olympiadeoppgave «Line of Knowledge: Measuring Instruments» Instruksjoner for gjennomføring av oppgaven: I. Les nøye instruksjonene til avsnitt II. Les spørsmål III nøye. Alternativ for riktig svar (kun

UDDANNELSES- OG VITENSKAPSMINISTERIET I DEN RUSSISKE FØDERASJONEN Føderale statsbudsjettmessige utdanningsinstitusjon for høyere utdanning yrkesopplæring"Tyumen State Oil and Gas University"

Institutt for utdanning og vitenskap i Tambov-regionen Tambov regionale statsbudsjettmessige utdanningsinstitusjon for videregående yrkesutdanning "Kotovsky Industrial College" Arbeider

UDDANNELSESDEPARTEMENTET OG NAUKERF Statens utdanningsinstitusjon for høyere profesjonsutdanning "TYUMEN STATE OIL AND GAS UNIVERSITY" NOYABRSKY INSTITUTE OF OIL AND GAS

Federal State Budgetary Education Institute of Higher Professional Education "Lipetsk State teknisk universitet» Metallurgisk institutt GODKJENT Direktør Chuprov

«GODKJENT» dekan ved TEF Kuznetsov G.V. 2009 METROLOGI, STANDARDISERING OG SERTIFISERING Arbeidsprogram for retning 140400 Teknisk fysikk spesialitet 140404 - Nukleær kraftstasjoner Og

Federal Agency for Education St. Petersburg State University of Low Temperature and Food Technologies Institutt for automasjon og automatisering METROLOGI, STANDARDISERING OG SERTIFISERING

UDDANNELSES- OG VITENSKAPSMINISTERIET I MURMANSK-REGIONEN STATEN AUTONOM EDUCATIONAL INSTITUTION OF THE MURMANSK REGION FOR VIRKSOMHETSUDDANNELSE "MONCHEGORSK POLYTECHNIC COLLEGE"

R 50.2.026-2002 UDC 681.125 088:006.354 T80 ANBEFALINGER OM METROLOGI Oppgi system for å sikre ensartet målinger TERMISKE OVERSIKTERE MOTSTAND OG ELEKTROMAGNETISKE FLØTMÅRE I KOMMERSIELLE ENHETER

1 2 3 Syning av RPD for utførelse i neste studieår Jeg godkjenner: Prorektor for SD 2015. Arbeidsprogrammet ble revidert, diskutert og godkjent for implementering studieåret 2015-2016 på møte

5. semester 1. Elektroniske apparater. Grunnleggende definisjoner, formål, konstruksjonsprinsipper. 2. Tilbakemelding i elektroniske enheter. 3. Elektronisk forsterker. Definisjon, klassifisering, strukturell

FUNKSJONSDIAGRAMMER OVER AUTOMATISK STYRING OG TEKNOLOGISK STYRING Forelesning 3 Vedlegg. Automatisering av kjemiske teknologiske prosesser Spesifikasjon og metrologiske egenskaper av enheter og midler

Forelesning 3 MÅLEINSTRUMENTER OG DERES FEIL 3.1 Typer måleinstrumenter Et måleinstrument (MI) er et teknisk instrument beregnet for målinger, med standardiserte metrologiske egenskaper,

STATSSTANDARD FOR UNIONEN AV USSR System for designdokumentasjon for konstruksjon AUTOMATISERING AV TEKNOLOGISKE PROSESSER Konvensjonelle betegnelser for enheter og automasjonsutstyr i diagrammer Oppløsning

Redigert av A. S. Klyuev. Sette opp måleinstrumenter og prosesskontrollsystemer: En referanseguide Anmelder G. A. Gelman Redaktør A. X. Dubrovsky 2. utgave, revidert og utvidet

UDDANNELSES- OG VITENSKAPSMINISTERIET I DEN RUSSISKE FØDERASJON Føderale statsbudsjettmessige utdanningsinstitusjon for høyere profesjonsutdanning “Mordovian State University oppkalt etter.

UDDANNELSES- OG VITENSKAPSMINISTERIET I DEN RUSSISKE FØDERASJONEN Federal State Autonome Educational Institution høyere utdanning"NATIONAL FORSKNING TOMSK POLYTECHNIC UNIVERSITY"

UTDANNINGSAVDELING OG VITENSKAP AV TAMBOV-REGIONEN TAMBOV REGIONAL STATSBUDSJETT UTDANNINGSINSTITUSJON FOR VIRKSOMHETSUDDANNELSE KOTOVSKY INDUSTRITEKNISK SKOLE ARBEID

1. Liste over planlagte læringsutbytte for disiplinen (modulen) korrelert med de planlagte resultatene av mestring av utdanningsprogrammet 1.1 Liste over planlagte læringsutbytte for disiplinen

Mål laboratoriearbeid- studie av design og driftsprinsipp for måletransdusere Statens system enheter (GSP), samt få praktisk erfaring med å utføre metrologisk

Abstrakt til arbeidsprogrammet for faget "Metrologi, standardisering og sertifisering i infokommunikasjon" Arbeidsprogrammet er beregnet på undervisning i faget "Metrologi, standardisering og sertifisering"

STATENS STANDARD FOR UNION AV SSR SYSTEM FOR DESIGN DOKUMENTASJON FOR KONSTRUKSJON AUTOMATISERING AV TEKNOLOGISKE PROSESSER DESIGNASJONER KONVENSJONELE ENHETER OG AUTOMATISERINGSMIDLER I DIAGRAMENE GOST 21.404-85

GOST 21.404-85 UDC 65.015.13.011.56:69:006.354 Gruppe Ж01 INTERSTATE STANDARD System for designdokumentasjon for konstruksjon AUTOMATISERING AV TEKNOLOGISKE PROSESSER Symboler for konvensjonelle enheter

1 Spørsmål 1. Gi en graf over kalibreringsegenskapene til termoelementet. Skriv ned uttrykket E.M.S. termoelementer i en slik form at det for enhver t 2 er mulig å bruke.

Forelesning 5 MÅLEINSTRUMENT OG FEIL 5.1 Typer måleinstrumenter Et måleinstrument (MI) er et teknisk instrument beregnet for målinger, med standardiserte metrologiske egenskaper,

1. Mål og mål for å mestre disiplinprogrammet Formålet med å mestre disiplinprogrammet: «Elektriske apparater i automatiske styringssystemer» er å utvikle studentenes selvstendige

UTDANNINGSDEPARTEMENT AV BYEN MOSKVA Statlig budsjettfaglig utdanningsinstitusjon i byen Moskva "FOOD COLLEGE 33" ARBEIDSPROGRAM FOR AKADEMISK DISIPLINE OP.05 "Automasjon

2 1. Mål og mål for faget Målet med faget er at studentene skal tilegne seg kunnskap om prinsipper for drift, grunnleggende parametere, design av sensorer, måletransdusere basert på dem og sensorer av div.

1. KLASSIFISERING AV MÅLEGANGERER 1.1. Grunnleggende begreper og definisjoner En måletransformasjon er en refleksjon av størrelsen til en fysisk mengde med størrelsen til en annen fysisk mengde

Forelesning 4. 2.4. Kanaler for overføring av teknologisk informasjon. 2.5. Forsterkende konverteringselementer Overføring av teknologisk informasjon over en avstand kan utføres forskjellige måter: 1.

1. Mål for å mestre disiplinen Studie av fagets begreper, definisjoner og begreper, design og driftsprinsipp for automasjonsaktuatorer i systemer med både maskinvare- og programvarestyring.

Billett 1 1. Sammensetning av automasjonssystemer. Funksjonsdiagram automatiske kontrollsystemer (ACS). 2. Potensiometriske sensorer. Formål driftsprinsipp, design, egenskaper 3. Magnetisk

Dette systemet er et sett med tiltak som sikrer implementeringen av den etablerte prosedyren for å utføre utenlandsk økonomisk aktivitet i forhold til produkter, tjenester og teknologier med dobbelt bruk.

Instrumenter for måling av væskenivå er delt inn i: visuelle; hydrostatisk; flyter og bøyer; elektrisk; akustisk (ultralyd); radioisotopnivåmålere. Visuelle nivåmålere

DEN RUSSISKE FØDERASJONS HELSEDEPARTEMENT VOLGOGRAD STATE MEDICINISK UNIVERSITET AVDELING FOR BIOTEKNISKE SYSTEMER OG TEKNOLOGI TESTOPPGAVER I METROLOGI UTDANNINGS- OG METODOLOGISK HÅNDBOK

TRANSPORTDEPARTEMENTET FOR DEN RUSSISKE FØDERASJONEN FEDERAL STATE BUDGETARY EDUCATIONAL EDUCATIONAL EDUCATION INSTITUTION OF HIGH EDUCATION "RUSSIAN UNIVERSITY OF TRANSPORT (MIIT)" AVTALT AV: Graduate Department

Fiskerikomiteen Kamchatka State Technical University Fakultet for navigasjon Institutt for E&EOS GODKJENT av dekan 00 ARBEIDSPROGRAM I disiplinen "Management" tekniske systemer»

Innhold Innledning... 5 1. Gjennomgang av metoder og midler for måling av like- og vekselspenning... 7 1.1 Gjennomgang av metoder for måling av like- og vekselspenning... 7 1.1.1. Direkte metode

UDDANNELSES- OG VITENSKAPSMINISTERIET FOR RF Statens utdanningsinstitusjon for høyere profesjonsutdanning "TYUMEN STATE OIL AND GAS UNIVERSITY" NOYABRSKY INSTITUTE OF OIL AND

Forelesning 5 Automatiske regulatorer i kontrollsystemer og deres konfigurasjon Automatiske regulatorer med standard kontrollalgoritmer: relé, proporsjonal (P), proporsjonal-integral (PI),

UDC 621.6 PETROLEUMSPRODUKTER REGNSKAPSSYSTEMER VED OLJEFASILITETER Danilova E.S., Popova T.A., vitenskapelig veileder, Ph.D. tech. Sciences Nadeikin I.V. Sibirsk Federal University Institutt for olje og gass er fortsatt aktiv

Godkjent etter ordre fra Water Supply Concessions LLC datert 14. mai 2018 168 p/p PRISLISTE 4 for tjenester levert av Water Supply Concessions LLC Navn på måleinstrumenter Kostnad inkludert moms, rub. 1 2 3

1 UDDANNINGS- OG VITENSKAPSMINISTERIET I DEN RUSSISKE FØDERASJON Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "UFA STATE AVIATION TECHNICAL UNIVERSITY"

Institutt for utdanning av Yamalo-Nenets Autonome Okrug GBOU SPO Yamalo-Nenets Autonome Okrug "MMK" Arbeidsprogram for den akademiske disiplinen P.00 Profesjonssyklus GODKJENT av: Stedfortreder. Direktør for UMR E.Yu. Zakharova 0 JOBBER

På 12 ark, ark 2. 4 Pipe-stempel testenheter (25 1775) m 3 /h PG ± 0,05% 5 Tellere, strømningsmålere, væskestrømsomformere, massestrømsmålere. (0,1 143360) m 3 /t (simulering

Produksjon: Trykk, temperatur, nivå, flowsensorer, varmemålere, opptakere, strømforsyninger, gnistbeskyttelsesbarrierer, måleteknisk utstyr, treningsstativer, trådløse sensorer Om selskapet.

Teknologiske parametere, objekter for automatiske kontrollsystemer. Konsepter for sensor og transduser. Forskyvningstransdusere. Differensial- og brokretser for tilkobling av sensorer. Sensorer av fysiske mengder - temperatur, trykk, mekaniske krefter Overvåking av miljønivåer. Klassifisering og diagrammer av nivåmålere. Metoder for å overvåke forbruk av flytende medier. Variabelt nivå og variabelt trykkfallsmålere. Rotametre. Elektromagnetiske strømningsmålere. Gjennomføring av strømningsmålere og anvendelsesområde.Metoder for å kontrollere tettheten av suspensjoner. Manometer, vekt og radioisotoptetthetsmålere. Kontroll av viskositet og sammensetning av suspensjoner. Automatiske granulometre, analysatorer. Fuktighetsmålere for anrikningsprodukter.

7.1 Generelle egenskaper ved kontrollsystemer. Sensorer og svingere

Automatisk kontroll er basert på kontinuerlig og nøyaktig måling av input og output teknologiske parametere for anrikningsprosessen.

Det er nødvendig å skille mellom de viktigste produksjonsparametrene til en prosess (eller en spesifikk maskin), som karakteriserer det endelige målet for prosessen, for eksempel kvalitative og kvantitative indikatorer for bearbeidede produkter, og mellomliggende (indirekte) teknologiske parametere som bestemmer betingelser for prosess og driftsmåter for utstyr. For eksempel, for prosessen med kullanrikning i en pilkemaskin, kan hovedutgangsparametrene være utbytte og askeinnhold i produktene som produseres. Samtidig påvirkes disse indikatorene av en rekke mellomliggende faktorer, for eksempel høyden og løsheten til sengen i jiggingsmaskinen.

I tillegg er det en rekke parametere som karakteriserer den tekniske tilstanden til prosessutstyr. For eksempel temperaturen på lagrene til teknologiske mekanismer; parametere for sentralisert væskesmøring av lagre; tilstanden til omlastingsenheter og elementer i strømningstransportsystemer; tilstedeværelse av materiale på transportbåndet; tilstedeværelsen av metallgjenstander på transportbåndet, nivåer av materiale og masse i beholdere; varighet av drift og nedetid for teknologiske mekanismer, etc.

Spesielt vanskelig er den automatiske operasjonelle kontrollen av teknologiske parametere som bestemmer egenskapene til råvarer og anrikningsprodukter, slik som askeinnhold, materialsammensetning av malm, graden av åpning av mineralkorn, den granulometriske og fraksjonerte sammensetningen av materialer, graden av oksidasjon av overflaten av korn osv. Disse indikatorene er enten kontrollert med utilstrekkelig nøyaktighet eller ikke kontrollert i det hele tatt.

Et stort antall fysiske og kjemiske mengder som bestemmer modusene for råvareprosesser, kontrolleres med tilstrekkelig nøyaktighet. Disse inkluderer tettheten og ionesammensetningen til massen, volumetriske og massestrømningshastigheter av prosessstrømmer, reagenser, drivstoff, luft; produktnivåer i maskiner og apparater, omgivelsestemperatur, trykk og vakuum i apparater, produktfuktighet, etc.

Derfor krever mangfoldet av teknologiske parametere og deres betydning for styring av anrikningsprosesser utvikling av pålitelige kontrollsystemer, der operasjonell måling av fysiske og kjemiske mengder er basert på en rekke prinsipper.

Det skal bemerkes at påliteligheten til parameterkontrollsystemer hovedsakelig bestemmer ytelsen til automatiske prosesskontrollsystemer.

Automatiske kontrollsystemer fungerer som hovedkilden til informasjon i produksjonsstyring, inkludert i automatiserte kontrollsystemer og prosesskontrollsystemer.

Sensorer og svingere

Hovedelementet i automatiske kontrollsystemer, som bestemmer påliteligheten og ytelsen til hele systemet, er sensoren, som er i direkte kontakt med det kontrollerte miljøet.

En sensor er et automatisk element som konverterer en overvåket parameter til et signal som er egnet for å legge den inn i et overvåkings- eller kontrollsystem.

Et typisk automatisk kontrollsystem inkluderer vanligvis en primær måletransduser (sensor), en sekundær transduser, en informasjons(signal) overføringslinje og en registreringsenhet (fig. 7.1). Ofte har et kontrollsystem bare et sensitivt element, en transduser, en informasjonsoverføringslinje og en sekundær (opptaks)enhet.

Sensoren inneholder som regel et følsomt element som oppfatter verdien av den målte parameteren, og i noen tilfeller konverterer den til et signal som er praktisk for fjernoverføring til en opptaksenhet, og om nødvendig til et kontrollsystem.

Et eksempel på et føleelement vil være membranen til en differensialtrykkmåler som måler trykkforskjellen over et objekt. Bevegelsen av membranen, forårsaket av kraften fra trykkforskjellen, konverteres ved hjelp av et ekstra element (transduser) til et elektrisk signal, som enkelt overføres til opptakeren.

Et annet eksempel på en sensor er et termoelement, hvor funksjonene til et sensorelement og en transduser kombineres, siden et elektrisk signal proporsjonalt med den målte temperaturen vises i de kalde endene av termoelementet.

Flere detaljer om sensorer for spesifikke parametere vil bli beskrevet nedenfor.

Omformere er klassifisert i homogene og heterogene. De førstnevnte har inngangs- og utgangsmengder som er identiske i fysisk natur. For eksempel forsterkere, transformatorer, likerettere - konverter elektriske mengder til elektriske mengder med andre parametere.

Blant de heterogene består den største gruppen av omformere av ikke-elektriske mengder til elektriske (termoelementer, termistorer, strekkmålere, piezoelektriske elementer, etc.).

Basert på typen utgangsverdi er disse omformerne delt inn i to grupper: generatorer, som har en aktiv elektrisk verdi ved utgangen - EMF, og parametriske - med en passiv utgangsverdi i form av R, L eller C.

Forskyvningstransdusere. De mest utbredte er parametriske transdusere av mekanisk forskyvning. Disse inkluderer R (motstand), L (induktive) og C (kapasitive) omformere. Disse elementene endrer utgangsverdien i forhold til inngangsbevegelsen: elektrisk motstand R, induktans L og kapasitans C (fig. 7.2).

Den induktive omformeren kan lages i form av en spole med en kran fra midtpunktet og et stempel (kjerne) som beveger seg innvendig.

De aktuelle omformerne er vanligvis koblet til styresystemer ved hjelp av brokretser. En forskyvningstransduser er koblet til en av broarmene (fig. 7.3 a). Deretter vil utgangsspenningen (U ut), fjernet fra toppen av A-B-broen, endres når arbeidselementet til omformeren beveger seg og kan estimeres ved uttrykket:

Broforsyningsspenningen (U-forsyning) kan være direkte (ved Z i =R i) eller vekselstrøm (ved Z i =1/(Cω) eller Z i =Lω) med frekvensen ω.

Termistorer, strain gauge og fotomotstander kan kobles til en brokrets med R-elementer, dvs. omformere hvis utgangssignal er en endring i aktiv motstand R.

En mye brukt induktiv omformer er vanligvis koblet til en AC-brokrets dannet av en transformator (fig. 7.3 b). Utgangsspenningen i dette tilfellet er allokert til motstanden R, inkludert i diagonalen til broen.

En spesiell gruppe består av mye brukte induksjonsomformere - differensialtransformator og ferrodynamisk (fig. 7.4). Dette er generatoromformere.

Utgangssignalet (U ut) til disse omformerne genereres i form av vekselstrømspenning, noe som eliminerer behovet for å bruke brokretser og ekstra omformere.

Differensialprinsippet for å generere utgangssignalet i en transformatoromformer (fig. 6.4 a) er basert på bruk av to sekundærviklinger koblet overfor hverandre. Her er utgangssignalet vektorforskjellen i spenninger som oppstår i sekundærviklingene når forsyningsspenningen U påføres, mens utgangsspenningen bærer to informasjon: den absolutte verdien av spenningen er mengden av bevegelsen til stempelet, og fasen er bevegelsesretningen:

Ū ut = Ū 1 – Ū 2 = kХ inn,

hvor k er proporsjonalitetskoeffisienten;

X inn – inngangssignal (stempelbevegelse).

Differensialprinsippet for å generere utgangssignalet dobler følsomheten til omformeren, siden når stempelet beveger seg, for eksempel oppover, øker spenningen i den øvre viklingen (Ū 1) på grunn av en økning i transformasjonsforholdet, og spenningen i den nedre viklingen (Ū 2) reduseres med samme mengde.

Dier mye brukt i kontroll- og reguleringssystemer på grunn av deres pålitelighet og enkelhet. De er plassert i primære og sekundære instrumenter for måling av trykk, flow, nivåer osv.

Mer komplekse er ferrodynamiske omformere (PF) av vinkelforskyvninger (fig. 7.4 b og 7.5).

Her, i luftgapet til den magnetiske kretsen (1), er det plassert en sylindrisk kjerne (2) med en vikling i form av en ramme. Kjernen er installert med kjerner og kan roteres gjennom en liten vinkel α inn innenfor ± 20 o. En vekselspenning på 12–60 V tilføres eksitasjonsviklingen til omformeren (w 1), noe som resulterer i en magnetisk fluks som krysser området til rammen (5). En strøm induseres i viklingen, hvis spenning (Ū ut) under andre forhold like forhold er proporsjonal med rotasjonsvinkelen til rammen (α in), og fasen til spenningen endres når rammen roteres i en eller annen retning fra nøytral posisjon (parallell med den magnetiske fluksen).

De statiske egenskapene til PF-omformere er vist i fig. 7.6.

Karakteristikk 1 har en omformer uten forspenningsvikling slått på (W cm). Hvis null verdi Utgangssignalet skal ikke oppnås i midten, men i en av rammens ekstreme posisjoner skal forspenningsviklingen kobles i serie med rammen.

I dette tilfellet er utgangssignalet summen av spenningene tatt fra rammen og forspenningsviklingen, som tilsvarer en karakteristikk på 2 eller 2 ", hvis du endrer tilkoblingen av forspenningsviklingen til motfase.

En viktig egenskap til en ferrodynamisk omformer er evnen til å endre helningen til karakteristikken. Dette oppnås ved å endre størrelsen på luftgapet (δ) mellom de faste (3) og bevegelige (4) stemplene til den magnetiske kretsen, skru eller skru av sistnevnte.

De vurderte egenskapene til PF-omformere brukes i konstruksjonen av relativt komplekse kontrollsystemer med implementering av enkle beregningsoperasjoner.

Generelle industrielle sensorer av fysiske mengder.

Effektiviteten av anrikningsprosesser avhenger i stor grad av teknologiske moduser, som igjen bestemmes av verdiene til parameterne som påvirker disse prosessene. Variasjonen av anrikningsprosesser bestemmer et stort antall teknologiske parametere som krever deres kontroll. For å kontrollere noen fysiske mengder er det nok å ha en standard sensor med en sekundær enhet (for eksempel et termoelement - automatisk potensiometer), mens andre krever ekstra enheter og omformere (tetthetsmålere, strømningsmålere, askemålere, etc.).

Blant det store antallet industrielle sensorer kan vi fremheve sensorer som er mye brukt i ulike bransjer industri som uavhengige informasjonskilder og som komponenter i mer komplekse sensorer.

I denne underseksjonen vil vi vurdere de enkleste generelle industrielle sensorene av fysiske mengder.

Temperatursensorer. Overvåking av de termiske driftsforholdene til kjeler, tørkeenheter og noen friksjonsenheter til maskiner lar oss få viktig informasjon som er nødvendig for å kontrollere driften av disse objektene.

Manometriske termometre. Denne enheten inkluderer et følsomt element (termisk pære) og en indikeringsenhet, koblet sammen med et kapillærrør og fylt med et arbeidsstoff. Driftsprinsippet er basert på å endre trykket til arbeidsstoffet i et lukket termometersystem avhengig av temperaturen.

Avhengig av aggregeringstilstanden til arbeidsstoffet, skilles manometriske termometre ut flytende (kvikksølv, xylen, alkoholer), gass (nitrogen, helium) og damp (mettet damp av en lavtkokende væske).

Trykket til arbeidsstoffet er fiksert av et manometrisk element - en rørformet fjær som vikler seg av når trykket i et lukket system øker.

Avhengig av type arbeidsstoff på termometeret er temperaturmåleområdet fra – 50 o til +1300 o C. Enhetene kan utstyres med signalkontakter og en opptaksenhet.

Termistorer (termisk motstand). Driftsprinsippet er basert på egenskapene til metaller eller halvledere ( termistorer) endre sin elektriske motstand med endringer i temperaturen. Denne avhengigheten for termistorer har formen:

Hvor R 0 – ledermotstand ved T 0 =293 0 K;

α T – temperaturkoeffisient for motstand

Følsomme metallelementer er laget i form av trådspoler eller spiraler, hovedsakelig av to metaller - kobber (for lave temperaturer - opptil 180 o C) og platina (fra -250 o til 1300 o C), plassert i et metallbeskyttelseshus .

For å registrere den kontrollerte temperaturen, er termistoren, som en primær sensor, koblet til en automatisk AC-bro (sekundær enhet), dette problemet vil bli diskutert nedenfor.

I dynamiske termer kan termistorer representeres som en førsteordens aperiodisk kobling med en overføringsfunksjon W(p)=k/(Tp+1), hvis sensorens tidskonstant ( T) er betydelig mindre enn tidskonstanten til reguleringsobjektet (kontroll), er det tillatt å akseptere dette elementet som en proporsjonal kobling.

Termoelementer. For å måle temperaturer i store områder og over 1000 o C, brukes vanligvis termoelektriske termometre (termoelementer).

Prinsippet for drift av termoelementer er basert på effekten av utseendet til likestrøm-emf ved de frie (kalde) endene av to forskjellige loddede ledere (varmt kryss), forutsatt at temperaturen på de kalde endene er forskjellig fra temperaturen på krysset . Størrelsen på EMF er proporsjonal med forskjellen mellom disse temperaturene, og størrelsen og området for målte temperaturer avhenger av materialet til elektrodene. Elektroder med porselensperler trukket på dem er plassert i beskyttende beslag.

Termoelementene er koblet til opptaksenheten ved hjelp av spesielle termoelektrodeledninger. Et millivoltmeter med en viss kalibrering eller en automatisk likestrømsbro (potensiometer) kan brukes som opptaksenhet.

Ved beregning av kontrollsystemer kan termoelementer representeres, som termistorer, som en førsteordens aperiodisk eller proporsjonal kobling.

Industrien produserer ulike typer termoelementer (tabell 7.1).

Tabell 7.1 Karakteristikk ved termoelementer

Trykksensorer. Trykk- (vakuum) og differansetrykksensorer er mye brukt i gruve- og prosessindustrien, både som generelle industrielle sensorer og som bestanddeler mer komplekse systemer for overvåking av parametere som massedensitet, mediestrøm, nivå av flytende medier, suspensjonsviskositet, etc.

Instrumenter for måling av overtrykk kalles trykkmålere eller trykkmålere, for måling av vakuumtrykk (under atmosfærisk, vakuum) - med vakuummålere eller trekkmålere, for samtidig måling av over- og vakuumtrykk - med trykk- og vakuummålere eller trekk- og trykkmålere.

De mest utbredte er sensorer av fjærtype (strekk) med elastisk følsomme elementer i form av en manometrisk fjær (fig. 7.7 a), en fleksibel membran (fig. 7.7 b) og en fleksibel belg.

.

For å overføre avlesninger til en registreringsenhet, kan trykkmålere ha en innebygd forskyvningstransduser. Figuren viser induksjonstransformator-omformere (2), hvis stempler er koblet til følsomme elementer (1 og 2).

Innretninger for å måle forskjellen mellom to trykk (differensial) kalles differensialtrykkmålere eller differensialtrykkmålere (fig. 7.8). Her virker trykk på det følsomme elementet fra to sider. Disse enhetene har to innløpsbeslag for å levere høyere (+P) og lavere (-P) trykk.

Differensialtrykkmålere kan deles inn i to hovedgrupper: væske og fjær. I henhold til typen følsomt element er de vanligste blant fjærelementer membran (fig. 7.8a), belg (fig. 7.8 b), og blant flytende - klokke (fig. 7.8 c).

Membranblokken (fig. 7.8 a) er vanligvis fylt med destillert vann.

Klokkedifferansetrykkmålere, der det følsomme elementet er en klokke delvis nedsenket i transformatorolje, er de mest følsomme. De brukes til å måle små trykkforskjeller i området 0 – 400 Pa, for eksempel for å kontrollere vakuum i ovnene til tørke- og kjeleanlegg

Differansetrykkmålerne som vurderes er skalaløse den kontrollerte parameteren registreres av sekundære enheter som mottar et elektrisk signal fra de tilsvarende forskyvningstransduserne.

Mekaniske kraftsensorer. Disse sensorene inkluderer sensorer som inneholder et elastisk element og en forskyvningstransduser, strekkmålere, piezoelektriske og en rekke andre (fig. 7.9).

Driftsprinsippet til disse sensorene er tydelig fra figuren. Merk at en sensor med et elastisk element kan fungere med en sekundær enhet - en vekselstrømkompensator, en strekkmåler - med en vekselstrømbro og en piezometrisk - med en likestrømsbro. Dette problemet vil bli diskutert mer detaljert i de påfølgende avsnittene.

En strekkmålersensor er et underlag som det limes flere vindinger med tynn tråd (spesiell legering) eller metallfolie på som vist i fig. 7,9b. Sensoren er limt til det følsomme elementet som oppfatter belastningen F, med langaksen til sensoren orientert langs aksjonslinjen til den kontrollerte kraften. Dette elementet kan være en hvilken som helst struktur som er under påvirkning av kraft F og opererer innenfor grensene for elastisk deformasjon. Strekkmåleren utsettes også for den samme deformasjonen, mens sensorlederen forlenges eller trekker seg sammen langs den lange aksen til installasjonen. Sistnevnte fører til en endring i dens ohmske motstand i henhold til formelen R=ρl/S kjent fra elektroteknikken.

La oss her legge til at sensorene som vurderes kan brukes til å overvåke ytelsen til båndtransportører (fig. 7.10 a), måling av massen til kjøretøy (biler, jernbanevogner, fig. 7.10 b), massen av materiale i beholdere osv. .

Vurdering av transportørens ytelse er basert på veiing av en bestemt del av beltet lastet med materiale med konstant hastighet. Den vertikale bevegelsen til veieplattformen (2), installert på elastiske forbindelser, forårsaket av massen av materiale på båndet, overføres til stempelet til i(ITC), som genererer informasjon til den sekundære enheten (U) ute).

For å veie jernbanevogner og lastede vogner hviler veieplattformen (4) på ​​strekkmålerblokker (5), som er metallstøtter med limte strekkmålersensorer, som opplever elastisk deformasjon avhengig av massen til gjenstanden som veies.

VARME OG GASS TILFØRING

OG VENTILASJON

Novosibirsk 2008

DEN RUSSISKE FØDERASJONS FØDERALE UTDANNINGSBYRÅ

NOVOSIBIRSK STAT

ARKITEKTUR- OG KONSTRUKSJONSUVERSITET (SIBSTRIN)

PÅ. Popov

SYSTEM AUTOMATISERING

VARME OG GASS TILFØRING

OG VENTILASJON

Opplæringen

Novosibirsk 2008

PÅ. Popov

Automatisering av varme- og gassforsyning og ventilasjonsanlegg

Opplæringen. – Novosibirsk: NGASU (Sibstrin), 2008.

Opplæringsmanualen undersøker prinsippene for utvikling av automatiseringsordninger og eksisterende tekniske løsninger for automatisering av spesifikke varme- og gassforsynings- og varmeforbrukssystemer, kjeleanlegg, ventilasjonssystemer og mikroklimaanlegg.

Manualen er beregnet på studenter som studerer i spesialitet 270109 i retning "Konstruksjon".

Anmeldere:

- I OG. Kostin, doktor i tekniske vitenskaper, professor ved instituttet

varme- og gassforsyning og ventilasjon

NGASU (Sibstrin)

– D.V. Zedgenizov, Ph.D., seniorforsker laboratorier

mine aerodynamikk IGD SB RAS

© Popov N.A. 2008

Introduksjon................................................. .......................................
1. Grunnleggende om design av automatiserte systemer varme- og gassforsyning og ventilasjon………………………
1.1.Designstadier og sammensetning av systemprosjektet automatisering av den teknologiske prosessen.........................
1.2. Opprinnelige data for design.........................
1.3. Funksjonsdiagrammets formål og innhold........
2. Automatisering av varmeforsyningssystemer...................................
2.1. Mål og prinsipper for automatisering ................................................... ......
2.2. Automatisering av make-up enheter av termiske kraftverk ...................................
2.3. Automatisering av fjernvarmeavluftere………
2.4. Automatisering av hoved- og toppvarmere...
2.5. Automatisering av pumpestasjoner ................................................... ...
3. Automatisering av varmeforbrukssystemer...................................
3.1. Generelle bemerkninger………………......................................
3.2. Automatisering av sentralvarme...........................................................................
3.3. Automatisk kontroll av hydrauliske moduser og beskyttelse av varmeforbrukssystemer………………..
4. Automatisering av kjeleanlegg…………………………
4.1. Grunnleggende prinsipper for fyrromsautomatisering………
4.2. Automatisering av dampkjeler…………………………
4.3. Automatisering av varmtvannskjeler…………………………
5. Automatisering av ventilasjonsanlegg…………………
5.1. Automatisering av forsyningskamre……………………….
5.2. Automatisering av aspirasjonssystemer………………………
5.3. Automatisering av avtrekksventilasjonssystemer....
5.4. Automatisering av luft-termiske gardiner………………
6. Automatisering av klimaanlegg...
6.1. Grunnleggende bestemmelser ………………………………………….
6.2. Automatisering av sentral VCS………………………
7. Automatisering av gassforsyningssystemer……………………….
7.1. Bygassnettverk og deres driftsformer………….
7.2. Automatisering av gassdistribusjonssystem………………………………………………
7.3. Automatisering av hydraulisk frakturering…………………………………………………
7.4. Automatisering av gassbrukende installasjoner………….
Bibliografi…………………………………………….

Automatisering av varme- og gassforsyning og ventilasjonsprosesser

1. Mikroklimasystemer som automasjonsobjekter

Opprettholdelse av de spesifiserte mikroklimaparametrene i bygninger og strukturer sikres av et kompleks av tekniske systemer for varme- og gassforsyning og mikroklimakondisjonering. Dette komplekset produserer termisk energi, transporterer varmt vann, damp og gass gjennom varme- og gassnettverk til bygninger og bruker disse energiressursene til produksjon og økonomiske behov, samt for å opprettholde de spesifiserte mikroklimaparameterne i dem.

Varme- og gassforsynings- og minkluderer eksterne sentraliserte varmeforsynings- og gassforsyningssystemer, så vel som interne (plassert inne i bygningen) tekniske systemer for å gi mikroklima, økonomiske behov og produksjonsbehov.

Det sentraliserte varmeforsyningssystemet inkluderer varmegeneratorer (CHP, kjelehus) og varmenettverk gjennom hvilke varme leveres til forbrukere (varme, ventilasjon, klimaanlegg og varmtvannsforsyningssystemer).

Det sentraliserte gassforsyningssystemet inkluderer høy-, middels- og lavtrykksgassnettverk, gassdistribusjonsstasjoner (GDS), gasskontrollpunkter (GRP) og installasjoner (GRU). Den er designet for å levere gass til varmegenererende installasjoner, samt boliger, offentlige og industribygg.

M(MCS) er et sett med midler som tjener til å opprettholde de spesifiserte mikroklimaparametrene i bygningenes lokaler. SCM inkluderer varme (HS), ventilasjon (SV), klimaanlegg (AAC) systemer.

Tilførselsmodusen for varme og gass er forskjellig for forskjellige forbrukere. Dermed avhenger varmeforbruket til oppvarming hovedsakelig av parametrene til det ytre klimaet, og varmeforbruket til varmtvannsforsyningen bestemmes av vannforbruket, som varierer gjennom dagen og ukedagene. Varmeforbruk for ventilasjon og klimaanlegg avhenger både av driftsmodusen til forbrukerne og parametrene til uteluften. Gassforbruket varierer etter måned i året, ukedag og time på dagen.

Pålitelig og økonomisk forsyning av varme og gass til ulike kategorier av forbrukere oppnås ved å bruke flere stadier av kontroll og regulering. Sentralisert styring av varmeforsyningen utføres ved et termisk kraftverk eller i et fyrhus. Den kan imidlertid ikke gi de nødvendige hydrauliske og termiske forholdene for mange varmeforbrukere. Derfor brukes mellomtrinn for å opprettholde temperaturen og trykket til kjølevæsken ved sentralvarmepunkter (CHS).

Driften av gassforsyningssystemer styres ved å opprettholde konstant trykk i enkelte deler av nettverket, uavhengig av gassforbruk. Det nødvendige trykket i nettverket sikres ved gassreduksjon i gassdistribusjonssystemet, hydraulisk fraktureringsenhet og gassdistribusjonsenhet. I tillegg har GDS og GRP enheter for å stenge gasstilførselen ved en uakseptabel økning eller reduksjon i trykket i nettverket.

Varme-, ventilasjons- og luftkondisjoneringssystemer utfører regulatoriske påvirkninger på mikroklimaet for å bringe dets interne parametere i samsvar med standardiserte verdier. Opprettholdelse av den indre lufttemperaturen innenfor spesifiserte grenser under oppvarmingsperioden sikres av varmesystemet og oppnås ved å endre mengden varme som overføres til rommet av varmeanordninger. Ventilasjonssystemer er designet for å opprettholde akseptable verdier av mikroklimaparametere i et rom basert på komfortable eller teknologiske krav til inneluftparametere. Regulering av driften av ventilasjonssystemer utføres ved å endre strømningshastighetene for tilførsels- og avtrekksluft. Klimaanlegg sikrer vedlikehold av optimale mikroklimaparametere i rommet basert på komfort eller teknologiske krav.

Varmtvannsforsyningssystemer (HSS) gir forbrukerne varmt vann til husholdnings- og økonomiske behov. Oppgaven med å kontrollere vannforsyningssystemet er å opprettholde forbrukerens angitte vanntemperatur under dets variable forbruk.

2. Automatisert systemkobling

Ethvert automatisk kontroll- og reguleringssystem består av individuelle elementer som utfører uavhengige funksjoner. Dermed kan elementene i et automatisert system deles inn etter deres funksjonelle formål.

I hvert element utføres transformasjonen av eventuelle fysiske størrelser som karakteriserer flyten av reguleringsprosessen. Det minste antallet slike mengder for et element er to. En av disse størrelsene er inngangen, og den andre er utgangen. Transformasjonen av en mengde til en annen som skjer i de fleste grunnstoffer har bare én retning. For eksempel, i en sentrifugalregulator, vil endring av akselhastigheten føre til at clutchen beveger seg, men å flytte clutchen med en ekstern kraft vil ikke forårsake en endring i akselhastigheten. Slike elementer i systemet, som har én frihetsgrad, kalles elementære dynamiske lenker.

Kontrollobjektet kan betraktes som en av lenkene. Et diagram som gjenspeiler sammensetningen av koblingene og arten av forbindelsen mellom dem kalles et strukturdiagram.

Forholdet mellom utgangs- og inngangsmengdene til en elementær dynamisk kobling under betingelser for dens likevekt kalles en statisk karakteristikk. Den dynamiske (i tid) transformasjonen av mengder i en kobling bestemmes av den tilsvarende ligningen (vanligvis differensial), så vel som av settet med dynamiske egenskaper til koblingen.

Linkene som inngår i et bestemt automatisk kontroll- og reguleringssystem kan ha ulike driftsprinsipper, ulike utforminger osv. Klassifiseringen av lenker er basert på arten av forholdet mellom inngangs- og utgangsmengder i den transiente prosessen, som bestemmes av rekkefølgen til differensialligningen som beskriver den dynamiske transformasjonen av signalet i koblingen. Med denne klassifiseringen reduseres hele den konstruktive variasjonen av lenker til et lite antall hovedtyper. La oss se på hovedtypene lenker.

Den forsterkende (treghetsfrie, ideelle, proporsjonale, kapasitive) koblingen er preget av øyeblikkelig signaloverføring fra inngang til utgang. I dette tilfellet endres ikke utgangsverdien over tid, og den dynamiske ligningen faller sammen med den statiske karakteristikken og har formen

Her er x, y henholdsvis inngangs- og utgangsmengdene; k - overføringskoeffisient.

Eksempler på forsterkende ledd inkluderer en spak, en mekanisk girkasse, et potensiometer og en transformator.

Den etterslepende koblingen er karakterisert ved at utgangsverdien gjentar inngangsverdien, men med en forsinkelse Lt.

y(t) = x(t-Am).

Her er det gjeldende klokkeslett.

Et eksempel på en hengende kobling er en transportanordning eller rørledning.

Den aperiodiske (treghet, statisk, kapasitiv, relaksasjon) koblingen konverterer inngangsmengden i samsvar med ligningen

Her er G en konstant koeffisient som karakteriserer tregheten til lenken.

Eksempler: rom, luftvarmer, gasstank, termoelement, etc.

Den oscillerende (to-kondensator) koblingen konverterer inngangssignalet til et oscillerende signal. Den dynamiske ligningen til den oscillerende lenken har formen:

Her er Ti, Tg konstante koeffisienter.

Eksempler: flytedifferensialtrykkmåler, membranpneumatisk ventil, etc.

Den integrerende (astatiske, nøytrale) koblingen konverterer inngangssignalet i samsvar med ligningen

Et eksempel på en integrerende kobling er en elektrisk krets med induktans eller kapasitans.

Den differensierende (puls) linken genererer et signal ved utgangen som er proporsjonal med endringshastigheten til inngangsverdien. Den dynamiske ligningen til lenken har formen:

Eksempler: turteller, demper i mekaniske girkasser. Den generaliserte ligningen for enhver kobling, kontrollobjekt eller automatisert system som helhet kan representeres som:

hvor a, b er konstante koeffisienter.

3. Forbigående prosesser i automatiske kontrollsystemer. Dynamiske egenskaper ved lenker

Prosessen med overgang av et system eller reguleringsobjekt fra en likevektstilstand til en annen kalles en overgangsprosess. Den forbigående prosessen er beskrevet av en funksjon som kan oppnås ved å løse den dynamiske ligningen. Arten og varigheten av overgangsprosessen bestemmes av strukturen til systemet, de dynamiske egenskapene til koblingene og typen forstyrrende påvirkning.

Ytre forstyrrelser kan være forskjellige, men når man analyserer et system eller dets elementer, er de begrenset til typiske former for påvirkninger: en enkelt trinnvis (hopplignende) endring i tid av en inngangsmengde eller dens periodiske endring i henhold til en harmonisk lov.

De dynamiske egenskapene til en kobling eller et system bestemmer dens respons på slike typiske former for påvirkning. Disse inkluderer overgang, amplitude-frekvens, fase-frekvens, amplitude-fase-karakteristikk. De karakteriserer de dynamiske egenskapene til en kobling eller et automatisert system som helhet.

Den forbigående responsen er responsen til en kobling eller et system på en enkelttrinnseffekt. Frekvenskarakteristikker reflekterer responsen til en kobling eller et system på harmoniske oscillasjoner av en inngangsmengde. Amplitude-frekvensrespons (AFC) er avhengigheten av forholdet mellom amplitudene til utgangs- og inngangssignalene på oscillasjonsfrekvensen. Avhengigheten av faseforskyvningen av oscillasjoner til utgangs- og inngangssignalene på frekvens kalles fasefrekvenskarakteristikk (PFC). Ved å kombinere begge nevnte karakteristikker på én graf får vi en kompleks frekvensrespons, som også kalles amplitude-faseresponsen (APC).

Den transiente responsen bestemmes ved å løse den tilsvarende dynamiske ligningen eller eksperimentelt kan frekvenskarakteristikker også finnes fra erfaring eller oppnås ved å analysere den dynamiske ligningen ved bruk av operasjonelle kalkuleringsmetoder.

Integrert Laplace-transformasjon

For å forenkle og tydeliggjøre analysen av den dynamiske ligningen til en kobling eller et automatisert system som helhet, er den operasjonelle metoden mye brukt i teorien om automatisk kontroll. Denne metoden, basert på den integrerte Laplace-transformasjonen, består i å studere ikke selve funksjonen (original), men noen av dens modifikasjoner (bilde).

Laplace-transformasjonen, som bestemmer forholdet mellom den opprinnelige ff(t) og bildet Ffs), har formen:

der s er en kompleks størrelse (s= i er en tenkt enhet.

Essensen av operasjonsmetoden er at den opprinnelige differensialligningen som inneholder den opprinnelige f(t) reduseres ved å bruke Laplace-transformasjonen til en algebraisk ligning med hensyn til bildet F(s), og verdien s betraktes som et visst tall. Den resulterende algebraiske ligningen løses med hensyn til funksjonen F(s), og deretter gjøres den omvendte overgangen fra bildet F(s) til originalen/(t), som er den ønskede.

Prosedyren for å gå fra originalen til bildet (direkte Laplace-transformasjon) er representert med symbolet £[Dt)|, og prosedyren for å gå fra bildet til originalen (invers Laplace-transformasjon) er representert med symbolet L-" \F(s)].

Fra uttrykk (2.1) kan hovedegenskapene til Laplace-transformen identifiseres.

2. Bildet av produktet av en funksjon med en konstant koeffisient er lik produktet av denne koeffisienten ved bildet av funksjonen

1. Bildet av summen av flere funksjoner er lik summen av bildene av disse funksjonene

3. Bildet av konstanten bestemmes av uttrykket

6. Bildet av funksjonsintegralet bestemmes av avhengigheten

Hvis funksjonen /(t) og dens deriverte opp til i-1 rekkefølgen inkludert i det første øyeblikket (t^O) har nullverdier, vil uttrykket (2.8) ha formen:

For å lette praktisk bruk av operasjonsmetoden i tekniske problemer, basert på uttrykk (2.1), oppnås ferdige relasjoner for bilder av ulike funksjoner. Bilder av noen av de mest brukte funksjonene er vist i tabellen. 2.1.

Tabell 2.1

Bilder av noen funksjoner

De vurderte egenskapene til Laplace-transformasjonen og de tilgjengelige formlene for å koble sammen originaler og bilder gjør det mulig å raskt finne originalen ved å bruke bildet av en funksjon eller omvendt.

Analyse av differensialligningen til lenkedynamikk ved bruk av operasjonsmetoden. Overføringsfunksjon

Ved å bruke Laplace-integraltransformasjonen på differensialligningen (1.7) under null startbetingelser (når den ønskede funksjonen og alle dens deriverte forsvinner ved r = 0), får vi

Her er F(s), X($) bilder av henholdsvis funksjonene y og jc. Ligning (2.11) kan representeres som

Her er kompleksene A(s), B(s), fV(s) definert av uttrykkene

Dermed har den dynamiske ligningen i bilder en form som ligner på ifølge (boome med den statiske egenskapen til lenken (1.1)

Funksjonen W(er) inkludert i uttrykk (2.12), (2.16) representerer forholdet mellom utgangssignalbildet og inngangssignalbildet og kalles overføringsfunksjonen.

Overføringsfunksjonen fV(s) i den dynamiske ligningen er analog med overføringskoeffisienten k i den statiske karakteristikken.

Overføringsfunksjonene til typiske lenker og noen kontrollobjekter er gitt i tabell. 2.2.

Overføringsfunksjonen til et lenkesystem avhenger av kombinasjonsmetoden.

Overføringsfunksjonen til seriekoblede lenker er lik produktet av overføringsfunksjonene til disse koblingene

Her er lenkenummeret; i er antall lenker.

Overfør funksjoner til typiske lenker og noen kontrollobjekter

Overføringsfunksjonen til parallellkoblede lenker er lik den algebraiske summen av overføringsfunksjonene til disse koblingene

Overføringsfunksjonen til tilbakemeldingskretsen er gitt av

hvor fV\(s) er overføringsfunksjonen til foroverkjeden; fV^s) - tilbakemeldingsoverføringsfunksjon; "+"-tegnet tilsvarer negativ tilbakemelding, og tegnet til positiv tilbakemelding.

Løsning av den dynamiske ligningen. Beregning av forbigående respons

Fra uttrykk (2.16) som tar hensyn til (2.13) - (2.15), følger det at ved å bruke den integrale Laplace-transformen på den lineære differensialdynamiske ligningen med null startbetingelser, kan vi få avhengigheten for å skildre ønsket funksjon i formen

hvor P(s), Q(s) er noen polynomer med hensyn til variabelen s.

Ved å bruke den inverse Laplace-transformen til funksjonen Y(er), får vi en løsning på den opprinnelige dynamiske ligningen

hvor si er den første roten av polynomet Q(s); q - antall røtter; Q\s) er den deriverte av funksjonen Q(s) i forhold til variabelen s.

Med (2.22) i betraktning, tar løsningen av den dynamiske ligningen formen

hvor S er en numerisk koeffisient.

Løsning (2.23) kan spesielt brukes til å beregne transientresponsen. For å gjøre dette må du beskrive en enkeltstegsendring i inngangsmengden med en omtrentlig analytisk funksjon og bruke denne funksjonen til å danne polynomene P(s) og Q(s). For å tilnærme en enkeltstegsendring i en inngangsverdi, kan funksjonen brukes

Så hvis uttrykket for overføringsfunksjonen er kjent, er det ikke vanskelig å bruke avhengighet (2.25) å danne polynomene P(s) og Q(s). For eksempel, for en aperiodisk kobling, hvis overføringsfunksjon i samsvar med tabellen. 2.2 bestemmes av relasjonen

polynomene P(s) og Q(s) har formen

Tredjegradspolynomet (2.28) har 3 røtter: s/=0; S2=-S; s 3 =-

Den deriverte Q"(s) av funksjonen Q(s) har formen

og dens verdier, erstattet med uttrykk (2.23), bestemmes av relasjonene

Ved å ta hensyn til (2.27), (2.30), vil uttrykk (2.23) for å beregne den forbigående responsen ha formen

Løsningen til en dynamisk ligning oppnås på lignende måte for en vilkårlig endring i inngangsverdien. I dette tilfellet, i stedet for funksjon (2.24), velges en annen funksjon som beskriver endringen i inngangsmengden.

frekvensegenskaper

Hvis overføringsfunksjonen til en kobling, et objekt eller et system er kjent, kan deres frekvenskarakteristikker finnes ved å erstatte variabelen s i denne funksjonen med produktet w, hvor i er den imaginære enheten og er den sirkulære frekvensen. Funksjonen til den komplekse variabelen fV(ico) oppnådd som et resultat av denne erstatningen kan representeres i trigonometriske eller eksponentielle former

Her er A(co) forholdet mellom amplitudene til utgangs- og inngangssignalene; ср^СО) - faseskift mellom utgangs- og inngangssignalene.

Avhengigheten av den relative amplituden A(co) av frekvensen co er amplitude-frekvensresponsen (AFC), og avhengigheten av faseforskyvningen ap(co) av frekvensen co er fasefrekvensresponsen (PFC).

På det komplekse planet kan funksjonen W(ico) representeres som den geometriske summen av de reelle R(co) og imaginære I(co) delene.

Avhengighet (2.34) bestemmer den komplekse frekvenskarakteristikken, som kalles amplitude-fasekarakteristikken (APC).

Det er en unik sammenheng mellom funksjonene A(a>), (p^co), R(a>), 1(a>)

Vi vil vurdere å oppnå frekvensresponsen, faseresponsen og frekvensresponsen ved å bruke eksemplet på en oscillerende kobling med en overføringsfunksjon bestemt av relasjonen

Ved å multiplisere telleren og nevneren for uttrykk (2.38) med verdien (l-T^aP-iTito), frigjør vi oss fra irrasjonalitet i nevneren

Fra betingelsen om identitet til uttrykk (2.34), (2.39) får vi relasjoner for mengdene R(a>) og 1(a>)

Videre analyse utføres ved bruk av uttrykk (2.34) - (2.36).

Tabell 2.3

Grafer over transiente prosesser og amplitude-fasekarakteristikker for typiske lenker

Eksempler på grafer over transiente prosesser og amplitude-fasekarakteristikk for ulike lenker er gitt i tabell. 2.3.

Dynamisk ligning for et oppvarmet rom

Den dynamiske ligningen gjenspeiler avhengigheten av den indre lufttemperaturen av regulatoriske og kontrollpåvirkninger, så vel som av tid.

Tatt i betraktning rommet som et objekt med klumpede parametere og vurderer temperaturen til den indre luftkonstanten gjennom hele volumet, får vi ligningen for varmebalansen til luft i rommet i formen:

hvor p er lufttettheten i rommet; с р - spesifikk isobarisk varmekapasitet til luft; U - indre lufttemperatur; V er volumet til rommet; g - tid; Q c - varmestrøm overført til rommet av varmesystemet; Q„ om - varmestrøm på grunn av varmetap gjennom de omsluttende konstruksjonene.

Varmestrøm Q c for instrumentvarmesystemer bestemmes av relasjonen

og for luftvarme-, ventilasjons- og luftkondisjoneringssystemer

Her er varmeoverføringskoeffisienten og oppvarmingsområdet til oppvarmingen

kroppsenheter tilsvarende; til gjennomsnittlig kjølevæsketemperatur; G - masseluftstrøm i luftvarme-, ventilasjons- eller luftkondisjoneringssystemet; t np - tilluftstemperatur.

Varmestrøm Opot uttrykkes ved avhengighet

hvor k, F - henholdsvis varmeoverføringskoeffisient og arealet av omsluttende strukturer; U er utelufttemperaturen.

Regulering av den indre lufttemperaturen og ved bruk av instrumenterte varmesystemer kan utføres ved å endre temperaturen på kjølevæsken og eller dens strømningshastighet, som varmeoverføringskoeffisienten kp avhenger av. I luftvarmeanlegg utføres reguleringen ved å endre tilluftstemperaturen t np eller dens strømningshastighet G.

Avhengig av varmesystemet og reguleringsmetoden endres også typen dynamisk ligning. Så for luftsystemet

oppvarming ved regulering av temperaturen t e ved å endre tilluftsmengden eller dens temperatur t„ P, tar den dynamiske ligningen til det oppvarmede rommet formen

For instrumentvarmesystemer, når temperaturen reguleres ved å endre temperaturen på kjølevæsken, har den dynamiske ligningen til det oppvarmede rommet formen

Den dynamiske ligningen har en mer kompleks form ved bruk av instrumentvarmesystemer med temperaturkontroll og på grunn av endringer i kjølevæskestrømmen. For å oppnå det, er det nødvendig å vite forholdet mellom denne strømningshastigheten og varmeoverføringskoeffisienten k„. Effekten av kjølevæskestrømmen på varmeoverføringskoeffisienten avhenger av typen kjølevæske (vann eller damp), utformingen og materialet til varmeinnretninger, tykkelsen på veggene og intensiteten av varmeoverføringen til luften rundt.

Dynamisk ligning for et ventilert rom

Den dynamiske ligningen karakteriserer endringen i konsentrasjonen av skadelige stoffer i et rom over tid avhengig av luftutvekslingsegenskapene.

La i første øyeblikk konsentrasjonen av skadelige stoffer i rommet være lik c." På dette tidspunktet begynner en kilde til frigjøring av skadelige stoffer med intensiteten til Tiltak å fungere i rommet og det generelle ventilasjonssystemet er slått på. Vi vil anta at den volumetriske produktiviteten til tilførsels- og avtrekksventilasjonssystemene er den samme og lik L. Vi vil akseptere antakelsen om at skadelige stoffer fordeles jevnt over hele rommet, og deres konsentrasjon på alle punktene er den samme og lik c. La oss betegne konsentrasjonen av skadelige stoffer i tilluften som c„, og under hensyntagen til de aksepterte forutsetningene vil vi lage en ligning for deres balanse i rommet

Fra ligning (3.7) får vi den dynamiske ligningen til det ventilerte rommet

Her er den kontrollerte parameteren konsentrasjonen c, og selve reguleringen utføres ved å endre ytelsen til ventilasjonssystemet L.

Dynamisk ligning for en blandende varmeveksler

Diagrammet av blandevarmeveksleren sammen med kretsen for automatisk kontroll av kjølevæsketemperaturen er vist i fig. 3.1. *

Kaldt vann med massestrøm G\ og tørr mettet damp med massestrøm Gi tilføres inngangen til blandevarmeveksleren. Ved utløpet av varmeveksleren oppnås en blanding av oppvarmet vann og kondensat. Det automatiske kontrollsystemet sørger for at temperaturen på blandingen holdes på et gitt nivå. Føler 2 registrerer endringen i temperaturen til blandingen ved utløpet av varmeveksleren og virker på belg 3. Belg 3, gjennom spakgir 4, beveger jetrøret 5, som styrer den hydrauliske servomotoren 6. Servomotor 6 beveger ventilen lukker 7, som regulerer dampstrømmen Gi.

La oss få en dynamisk ligning for blandevarmeveksleren, som karakteriserer endringen i temperaturen til blandingen over tid. For å gjøre dette, la oss lage en varmebalanseligning

Her er G CM blandingsstrømningshastigheten ved varmevekslerens utløp; c er den spesifikke varmekapasiteten til vann; M er massen av væske i varmeveksleren; g - skjult

smeltende fordampningsvarme; t er temperaturen til blandingen; og - temperatur på kaldt vann ved innløpet til varmeveksleren.

Forutsatt at den kontrollerte parameteren er temperaturen til blandingen t, og reguleringen utføres ved å endre dampstrømmen Gi, fra ligning (3.9) får vi den dynamiske ligningen

På lignende måte kan den dynamiske ligningen til hele det automatiske temperaturkontrollsystemet i en blandevarmeveksler oppnås. I en slik ligning er den kontrollerte parameteren også temperaturen til blandingen t, men inngangsparameteren vil ikke være dampstrømmen Gi, men bevegelsen h til ventillukkeren.

Dynamisk ligning for automatisk gasstrykkregulator

Diagrammet av den automatiske trykkregulatoren er vist i fig. 3.2. Regulatoren sørger for opprettholdelse av et gitt trykk Pa i en gasstank eller en hvilken som helst annen gjenstand.

Når trykket i gasstanken er lik den gitte verdien 0, balanseres trykkkraften F på membran 1 ved motvirkning av fjær 2, mens ventilstammen forblir ubevegelig. Hvis trykket øker av en eller annen grunn, vil ventilstammen senkes, ventilen åpnes, frigjør overflødig gass inn i ledningen, og trykket p 0 vil bli gjenopprettet.

Hvis regulatoren er installert på et objekt med et annet trykk p" eller i samme bensintank, er det nødvendig å endre innstillingen til et annet trykk p 0 "(eller p 0"), så justeres regulatoren til et annet trykk bruk av klemmutter 3. Ved justering til høyere trykk flyttes klemmutteren opp. I dette tilfellet vil membranen, under påvirkning av ytterligere fjærkraft, også bevege seg oppover og ventilen lukkes. Redusering av ventilkapasiteten vil føre til trykkøkning. Ved justering til lavere trykk flyttes klemmutteren ned. I dette tilfellet vil det etableres et nytt regime med lavere trykk.

La oss få en dynamisk ligning for regulatoren, som karakteriserer endringen i bevegelsestid ved ventilstammen avhengig av endringen i trykket p. For å gjøre dette, vurder likevektstilstanden til de bevegelige delene av regulatoren

Her er Fn den elastiske kraften til fjæren; F u - treghetskraften til bevegelige deler; F m - friksjonskraften til bevegelige deler på stasjonære.

Størrelsene som inngår i ligning (3.11) bestemmes av uttrykkene