Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Контрольная работа - Технические средства автоматизации - файл 1.doc


Контрольная работа - Технические средства автоматизации
скачать (2816 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc2816kb.24.11.2011 09:31скачать


1.doc

Контрольная работа №1

Вариант №5
Вопрос №6

Реле выключающее
Выключающее реле (рис.1) предназначено для отключе­ния или переключения (коммутирования) входных сигналов при подаче на него командного дискретного сигнала Рк (0—1). Реле состоит из трех камер А, Б и В, которые разделены дву­мя мембранами, соединенными в блок штоком, двух сопл и пружины. Жесткие центры мембран выполняют роль заслонок по отношению к соплам и вместе с ними образуют два пневмо­контакта сопло-заслонка: один (сопло С1)—нормально откры­тый, второй (сопло С2)—нормально закрытый. Входные сигналы Р1 и Р2 подводят к соплам С1 и С2, командный сигнал Рк — в камеру А, выходной сигнал Рвых отводится из камеры Б. Камера В сообщена с атмосферой.

Выключающее реле относится к элементам дискретного дей­ствия. При Рк = 0 блок мембран под действием пружины в ка­мере Б опустится вниз, сопло С2 закрывается, сопло С1 откры­вается, и сигнал P1 проходит на выход реле. При Рк=1 на блок мембран со стороны камеры А действует усилие, превышающее силу натяжения пружины, блок мембран поднимается вверх, сопло С, закрывается, сопло С2 открывается, и на выход реле проходит сигнал Р2. В регуляторах реле при подаче на него давления Рк запирает выходной сигнал регулятора, а при сбро­се Рк— сообщает выход регулятора с исполнительным устройст­вом.


Рисунок 1-Выключающее реле

Вопрос №14

Компаратор типа КАМП
Компаратор типа КАМП предназначен для сравнения двух непрерывных пневмати­ческих сигналов и формирования на выходе дискретных пневматических сигналов 0 или 1.

Компаратор состоит из двух секций, ме­таллических и резинотканевых прокладок, двух мембран из полиэтилентерефталатной (лавсановой) пленки 2, 5 (рис.2), пневмоконтакта «сопло — заслонка» 7, клапана, вы­полненного в виде двух сопл 1, 10, и распо­ложенного между ними резинового диска 12.

Секции, прокладки и мембраны образуют четыре камеры (А — Г). Давление пита­ния подается через канал 3 в сопло 1, выходной сигнал отводится через канал 11. Два сравниваемых сигнала подаются через каналы 4, 6 в камеры А и Б.



Рисунок 2 - Принципиальная схема компара­тора типа КАМП

Если давление в камере А меньше давления в камере Б, мембрана 5 открывает сопло пневмоконтакта 7 и давление в камере В по­вышается. Под действием этого давления мембрана 2 перемещается в сторону камеры Г, вследствие чего диск 12, передвигаясь под действием штока 9, перекрывает сопло пита­ния 1; выходной канал 11 через камеру Г со­единяется с атмосферой, и на выходе компа­ратора формируется сигнал 0.

Если давление в камере А превышает давление в камере Б, мембрана 5 закрывает сопло и сжатый воздух из камеры В через пневмосопротивление 8 сбрасывается в ат­мосферу. Под действием давления питания диск 12, перемещаясь вверх, открывает сопло 1, закрывает сопло 10, и на выходе компара­тора формируется сигнал 1.

Вопрос №27

Описание регулирующего пневматического устройства ПР3.27
Устройство регулирующее пневматиче­ское малогабаритное ПР3.27М, встраивающееся в электронный самопишущий прибор КС-4, предназначается для стабилизации тех­нологического процесса, по закону ПИД-ре-гулирования.

Регулятор выполнен на элементном принципе. Кроме узла сильфона с узлом на­стройки пределов пропорциональности и специальной емкости регулятор состоит из следующих элементов УСЭППА (рис.3) двух регулируемых пневмосопротивлений (18 и 20), нерегулируемого пневмосопротивления 13, усилителя мощности 12, фильтра 14 и двух выключающих реле (15 и 17).

Элементы устанавливаются на плате из органического стекла с коммуникационными каналами, связывающими элементы в еди­ную схему.

Узел сильфонов 5 и 7, узел настройки пределов пропорциональности и плата с эле­ментами собраны в общем корпусе, изгото­вленном из алюминиевого сплава. В корпусе смонтирован кронштейн с тремя отверстия­ми для крепления регулятора к шасси прибо­ра КС-4.

Конструктивно регулятор скомпонован так, чтобы он удобно устанавливался в кор­пусе прибора КС-4.

Сигнал рассогласования от измеритель­ной части прибора КС-4 в виде механического перемещения передается через тягу входному рычагу регулятора.

Особенностью конструкции сильфонного узла является отсутствие опор скольже­ния, которые заменены упругими опорами, обеспечивающими безлюфтовую передачу движения с минимальным трением. Трение скольжения есть только в узле заслонки 10, которая опирается на отводящий штифт 9.

Для получения расчетного значения хода сильфонов и корректировки регулятора предусмотрена пружина с винтом корректо­ра 2.

Для регулировки положения подвижного сильфона предусмотрены два винта, с по­мощью которых изменяется длина тяги 6.

Действие регулятора основано на прин­ципе компенсации перемещения, Перемеще­ние заслонки относительно сопла, вызванное рассогласованием между параметром и зада­нием компенсируется действием отрицатель­ной и положительной обратных связей. Пропорциональная и дифференциальная соста­вляющие вводятся воздействием на отрица­тельную обратную связь, астатическая — на положительную обратную связь. Степень воздействия пропорциональной составляю­щей надраивается путем изменения плеча рычага заслонки, астатической и дифферен­циальной составляющие - соответствующи­ми регулируемыми сопротивлениями.

Регулятор реализует функцию



На регулятор от прибора КС-4 через тя­гу 8 подается перемещение, пропорциональ­ное рассогласованию между параметром и заданием (рис.3),

Тяга с помощью рычажной системы перемещает штифт 9, а вместе с ним и за­слонку (направление движения штифта зави­сит от знака рассогласования). Перемещение заслонки 10 вызывает изменение сигнала в линии сопла 11.

Если, например, параметр изменился и стал больше задания, то штифт 9 подводит заслонку к соплу. При этом увеличивается сигнал в линии сопла и на выходе усилителя 12. Сигнал с выхода усилителя поступает че­рез апериодическое звено узла постоянной времени предварения (регулируемое пневмосопротиление 20 и пневмоемкость 21) в сильфон 5 отрицательной обратной связи. Tяга 6, идущая от сильфонов обратной свя­зи, передвигает штифт 9 в направлении, не­обходимом для возвращения заслонки в ис­ходное положение. Сигнал на выходе регуля­тора возрастает на величину, пропорцио­нальную сигналу paccoгласования (разность параметра и задания) и установленному коэффициенту передачи (кп=1/δ, где δ - пре­дел пропорциональности).

Одновременно сигнал из линии отрица­тельной обратной связи поступает через реле 17 на инерционное звено изодрома (пневмосопротивление 18 и пневмоемкость 19), которое соединено с сильфоном положительной обратной связи 7. Давление в сильфонном узле и на выходе регулятора будет увеличи­ваться до тех пор, пока на входе регулятора есть сигнал рассогласования (из-за неравно­мерности, присущей системам пропорцио­нальною регулирования), т. е, пока параметр не станет равным заданию (в пределах ос­новной погрешности регулятора) При этом прекращается изменение выходного сигнала регулятора.

Корректирующее действие изодрома происходит со скоростью, определяемой рас­согласованием и степенью открытия пневмосопротивления 18.

Когда пневмосопротивление 18 открыто, значение постоянной времени изодрома Тиз минимальное, при закрытом пневмосопротивлении постоянная времени изодрома стре­мится к бесконечности (практически оно при­ближается к 100 мин).

Рейдирующее воздействие по скорости изменения параметра (действие предварения) осуществляется введением в линию сильфона отрицательной обратной связи пневмосопротивления 20.

Настройка различных значений предела пропорциональности осуществляется путем изменения степени воздействия на узел «со­пло - заслонка» одних и тех же значений входного перемещения и перемещения от сильфонов обратных связей. Узел «сопло — заслонка» закреплен на оси, которая повора­чивается вручную при помощи диска с указа­телем, перемещающимся по шкале 16 пре­дела пропорциональности. При горизонталь­ном положении заслонки относительно вход­ного рычага получается минимальный коэф­фициент усиления (наибольший предел пропорциональности), так как при перемещении входного рычага почти не изменяется зазор между заслонкой 10 и соплом 11 и, следовательно, компенсация от воздействия на за­слонку входного рычага рычагом сильфонов обратной связи происходит при незначитель­ном перемещении рычага сильфонов.

Если заслонка расположена перпендикулярно входному рычагу, незначительное перемещение входного рычага требует для компенсации большого перемещения рычага сильфонов обратной связи, т. е. большого изменения выходного сигнала регулятора. Такое положение заслонки соответствует на­ибольшему коэффициенту передачи (нижне­му граничному значению диапазона настрой­ки предела пропорциональности).

Для перехода с ручного управления на автоматическое регулирование и для отклю­чения регулятора от системы рeгулирования служат выключающие реле, выполняющие роль клапанов 15 и 17. Они включены таким образом, что при подаче в штуцер 3 команд­ного пневматического сигнала (давление пи­тания) на отключение регулятора пневмосопротивление узла предварения 20 шунтирует­ся клапаном 17, звено изодрома отключается от линии 1 – 1, а выходная ливня регулятора соединяется через клапан 15 и штуцер 1 с емкостью 19 изодрома и с сильфоном 7 по­ложительной обратной связи. В этом случае выход регулятора при ручном управлении исполнительным механизмом равен давле­нию на исполнительном механизме, что обес­печивает «безударный» переход с ручного управления на автоматическое.

Дополнительный выход 1—1 предназна­чен для контроля выходного давления регу­лятора при автоматическом регулировании. Выход 1—1 подключается к контрольному манометру панели управления. К входу 4 подводится давление питания Fпит=140 кПа.

Для гашения автоколебаний, возникаю­щих в линии выхода регулятора при боль­ших коэффициентах передачи (предел пропорциональности 5—10%) и наличии предва­рения, пневмосопротивление предварения шунтируется специальной пневмоемкостью 21 с сильфоном, внутренняя и внешняя полости которого соответственно соединены с входной и выходной линиями пневмосопротивления предварения. Наличие такой пневмоемкости, шунтирующей предварение, в линии отрицательной обратной связи по­зволяет в момент поступления возмущения на входе соответственно изменять без за­паздывания в сильфоне отрицательной обратной связи стабилизирующее давление, минуя пневмосопротивление предварения.


Рисунок 3 – Принципиальная схема регулятора ПР3.27М

Вопрос №32

Реализация системы каскадно – связанного регулирования

Ректификационные ко­лонны являются объектами управления с большими запаздыва­ниями, поэтому возмущения успевают существенно изменить режим всей колонны прежде, чем изменится состав целевых продуктов и начнется их компенсация основными регуляторами схемы. Улучшения качества управления процессом можно до­биться введением дополнительных контуров регулирования.

Каскадно-связанное регулирование почти всегда применяют при регулировании состава конечных продуктов, что объясняется невысокой надежностью анализаторов состава. В качестве вспомогательного параметра при регулировании состава в верх­ней части колонны (или на контрольной тарелке) используют расход флегмы (рис.4,а). Если регулируют состав дистилля­та, то вспомогательным параметром лучше брать температуру на контрольной тарелке. Можно использовать и трехконтурную систему (рис.4,6), в которой первым вспомогательным контуром будет контур регулирования температуры, а вторым – регулирования расхода.

При регулировании состава кубового остатка вспомогательными параметрами могут быть расход теплоносителя (либо его давление, если в качестве теплоносителя используют пар), или температура в нижней части колонны, или же оба параметра.

Когда расход исходной смеси определяется предыдущим технологическим процессом и сильно изменяется во времени, большой эффект могут дать регуляторы соотношения расходов исходной смеси и флегмы (или исходной смеси и теплоносителя, подаваемого в кипятильник) с коррекцией по составу дистиллята (или остатка). Если же сильным изменениям подвержен и состав исходной смеси, то целесообразно установить вычислительное устройство (ВУ), которое по текущим значениям параметров исходной смеси и с учетом состава целевых продуктов будет рассчитывать значения расходов флегмы и теплоносителя и корректировать работу соответствующих регуляторов (рис.5).

Находит применение и способ автоматического изменения точки ввода исходной смеси в колонну. Для этого устанавливают специальное устройство, которое в зависимости от состава переключает линию подачи питания на соответствующие тарелки.

Во всех приведенных выше схемах вследствие недостаточной, надежности анализаторов состава целесообразно вводить огра­ничения на корректирующий сигнал по составу, что устраняет нежелательные последствия, возможные при выходе анализатора из строя.

При регулировании температуры в верхней и нижней частях колонны в качестве вспомогательных параметров обычно берут расходы соответственно флегмы и теплоносителя, подаваемого в кипятильник; при регулировании давления — расход хладоносителя, подаваемого в дефлегматор.


Рисунок 4 – Схема двухконтурной (а) и трёхконтурной (б) систем регулирования состава дистиллята:

1 – колонна; 2 – дефлегматор



Рисунок 5 – Схема регулирования соотношения расходов с коррекцией по составу целевых продуктов

Особенности выполнения систем каскадно-связанного регулирования на аппаратуре комплекса "Центр," следует рассматривать, совместно с ме­тодикой выполнения таких систем на аппаратуре комплекса "Старт".

Один из наиболее характерных примеров выполнения системы данно­го класса представлен на рис.6. Аппаратура рассматриваемой САР работает в четырех режимах: ручное дистанционное управление ИУ; автоматическая стабилизация промежуточной регулируемой величины φ1; автоматическая стабилизация глав­ной регулируемой величины φ2 при работе САР по одноконтурной струк­туре (без участия вспомогательного регулятора ВР); автоматическая ста­билизация главной регулируемой величины φ2 при работе САР по структу­ре каскадно-связанного регулирования (когда выход главного регулятора ГР используется в качестве задания вспомогательного регулятора ВР) .

Функционирование аппаратуры в первом режиме обеспечивается тем, что переключатели и ЗГ находятся в положении Р, а кран-переключатель КП (или вентили 3В1и ЗВ2) -- в положении К; во втором режи­ме - тем, что переключатель ЗВ находится в положении А, переключатель ЗГ — в положении Р, а кран-переключатель КП - в положении К; в третьем режиме - тем, что переключатель занимает любое положение (для определенности примем, что он находится в положении А), переклю­чатель ЗГ - положение А (К), а кран-переключатель КП - положение О; в четвертом режиме - тем, что переключатель находится в положении А, переключатель ЗГ - в положении А( К), а кран-переключатель КП в положении К.

В составе рассматриваемой САР предусмотрена установка блока ограничения уровня корректирующего сигнала БОУКС, в линии выход­ного сигнала корректирующего регулятора.

В рассматриваемой САР вспомогательный и главный регуляторы выполнены по сосредоточенной структуре. При необходимости один из них (обычно вспомогательный) или оба могут иметь рассредоточенную структуру.



Список используемой литературы:

  1. Лапшенков Г.И., Полоцкий Л.М. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности. Технические средства и лабораторные работы. Изд. 3- е, перераб. и доп. – М.: Химия, 1988, 288 с.: ил.

  2. Наладка средств автоматизации и автоматических систем регулирования: Справочное пособие /Под ред. Клюева С.А. – М.: Энергоатомиздат, 1989г.

  3. Голубятников В.А., Шувалов В.В. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности. – М.: Химия, 1972. – 247с.


17 мая 2007 г.






Скачать файл (2816 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации