Автоматизация технологических процессов

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

" САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИИ И ДИЗАЙНА"

Кафедра Автоматизации производственных процессов Контрольная работа

«Автоматизация технологических процессов»

Санкт-Петербург

Задача 1. Начертить и описать работу двух схем, обеспечивающих контроль и регулирование температуры жидкости или газа В автоматических системах измерение температуры осуществляется на основе измерения физических свойств тел, функционально связанных с температурой последних. Приборы для измерения температуры по принципу действия могут быть разделены на следующие группы А. Термометры для измерения температуры контактных методом:

1. Термометры расширения, измеряющие температуру по тепловому расширению жидкости.

2. Манометрические термометры, использующие зависимость между температурой и давлением газа или насыщенных паров жидкости, а также между температурой и объемом жидкости.

3. Термоэлектрические термометры, действие которых основано на измерении термоэлектродвижущей силы, развиваемой термопарой из двух различных проводников.

4. Термометры сопротивления, использующие изменение электрического сопротивления вещества.

Б. Пирометры для измерения температуры бесконтактных методом:

1. Яркостные пирометры, измеряющие яркость нагретого тела в данной длине волны.

2. Радиационные пирометры для измерения температуры по тепловому действию лучеиспускания накаленного тела во всем спектре длин волн.

Электронные датчики-реле представляют собой бесшкальные приборы с электрическим контактным устройством на выходе, применяемые в автоматических и автоматизированных системах управления технологическим процессами для контроля, сигнализации, управления и позиционного регулирования.

Датчики-реле температуры электрические предназначены для контроля, управления и регулирования температуры твердых, жидких и газообразных сред путем включения и выключения электрической цепи при изменении температуры выше или ниже заданного значения.

Датчик-реле температуры ТР-1−02Х предназначен для поддержания заданного значения температуры жидкости и газов. Погруженные в контролируемую среду термобаллон 1, капилляр 2 и пространство между сильфоном 4 и корпусом 3 представляют собой замкнутую термосистему, заполненную насыщенными парами фреона-12. Усиление сильфона уравновешено силами упругой деформации пружины сжатия 13. Если температура среды, окружающей термобаллон, равна или ниже температуры, установленной на шкале 8 установки температуры, то контакты прибора разомкнуты. При повышении контролируемой температуры сильфон сжимается, перемещается шток 5 и вокруг оси 6 по часовой стрелке поворачиваются рычаги 12. При достижении концом горизонтального рычага упора в окне рычага 14 в работу включается пружина 15 настройки зоны нечувствительности и движение механизма прекращается. При повышении температуры на величину, превышающую установленное значение зоны нечувствительности, осуществляется резкий переброс контактной группы 7 в положение «замкнуто». Размыкание контактов происходит при понижении температуры среды на величину зоны нечувствительности.

Задача 2. Определить поведение объекта регулирования (зависимость технологического параметра от времени) при действии на объект заданного возмущения (в некоторый момент времени t0 возмущение изменяется скачком от 0 до 0 и затем остается на уровне 0)

автоматизация технологический процесс Поведение объекта регулирования в отклонениях от номинального режима, характеризуемого отсутствием возмущения, описывается дифференциальным уравнением

где х — отклонение технологического параметра, вызываемое действием возмущения.

Построить график х (t) по 10 — 12 точкам, приняв t0 = 0 и изменяя t от 0 до 3 Т.

Указать потребную наименьшую частоту (или наибольший интервал t) подключений контролирующего прибора к рассматриваемому объекту регулирования при следующих условиях.

Один контролирующий прибор поочередно обслуживает несколько однотипных объектов регулирования, одним из которых является рассматриваемый объект. Момент появления возмущения = 0 заранее неизвестен. Если контролирующий прибор подключается к объекту раньше, чем отклонение контролируемого параметра х превысит заданное значение х0, то система регулирования успеет своевременно принять меры для устранения этого отклонения прежде, чем оно превысит допустимый с точки зрения технологии уровень. Инерционностью контролирующего прибора пренебрегаем.

Решение приведенного выше уравнения объекта регулирования в рассматриваемом случае имеет вид

; при t t0, x = 0.

При и подставив параметры, решение можно переписать в виде

; при t 0, x = 0.

Построим график х (t) на интервале изменяя t от 0 до 24.

Таблица 1 Значения функции

Рисунок 1 — Переходной процесс Из графика определим наибольший интервал подключений контролирующего прибора к рассматриваемому объекту регулирования при следующих условиях: контролируемый параметр превысит заданное значение. Это значение =17 сек.

Найдем это значение аналитически, подставив в вышеприведенное решение x0 вместо x

сек

Список литературы

Кошарский, А. Б. Автоматические приборы, регуляторы и вычислительные системы / А. Б. Кошарский. — М.: Машиностроение, 1976. — 485 с.