Автоматика и автоматизация. Основы измерительной техники. Основные методы измерения. Терминология, классификация, принцип действия и общие свойства АСР. Методы и средства, технические измерения температуры, страница 2


Характер взаимосвязи между изменением регулируемого параметра и перемещение регулирующего органа называется законом автоматического регулирования.

По характеру закона регулирования АСР бывают:

1 – Статические (пропорциональные)

У=к*х

k= коэф. Пропорциональности

У= параметр

X= изменяющееся

2 – Астатические (интегральные)

y=k∫Xdt

dy=kXdt

dy/dx=kx – скорость перемещения регулируемого органа

И – регулятор.

3 – Изодромные (пропорционально-интегральные)

ПИ-регуляторы

4 – Система с предварением ПИД – пропор-интегр-дифферен рег.

 На выбор типа регулятора влияют требования, предъявляемые к качеству процесса регулирования и свойства объекта регулирования.

К числу основных свойств объекта регулирования относятся:

1 Ёмкость – это количество вещества или энергии в объекте при параметре равном заданному.

2 Чувствительность объекта – это количество вещества или энергии в который необходимо ввести или вывести из объекта, чтобы параметр изменился на единицу.

3 Самовыравнивание – способность объекта после нанесения возмущающего воздействия  (на него) самопроизвольно (без участия регулятора) приходить в новое равновесное состояние за счет изменения параметра.


Степень самовыравнивания

Степень самовыравнивания – это уменьшение относительной величины возмущающего воздействия на единицу параметра в процессе самовыравнивания.

                   


 - относительная величина возмущающего действия.

4 Запаздывание – это время между моментом нанесения возмущающего воздействия на объект и ответная реакция объекта по изменению параметра.

Различают 2 вида запаздывания: емкостное и транспортное.

Емкостное обуславливается наличием в объекте сопротивлений прохождению вещества или энергии. Транспортное обуславливается наличием в объекте передаточных каналов.

Рисунок на следущем листе!

Гибкая ОС действует на входе как статическая, а на выходе как астатическая.


1 – Объект регулирования  (Р- давление)

2 – Датчик (сильфон)

3 – Пружина задатчика

4 – Гидравлический струйный усилитель

5 – Исполнительный механизм

6 – Регулирующий орган

7 – Элемент гибкой ОС

8 – Цилиндр

9 – Поршень

10 – Пружина

11 – Дроссель (вентиль)

12 – Рычаг обратной связи


Если кран закрыт, то работает как статический и наоборот как  астатический. При закрытом дросселе как статический. Полностью  закрыт кран, то астатический режим.

При полностью закрытом дросселе система ведет себя как статическая, то есть как система с жесткой ОС. При полностью открытом дросселе жидкость может спокойно перетекать из одной полости цилиндра в другую не вызывая перемещения поршня, то есть система ведет себя как астатическая (без обратной связи в структуре регулятора). При промежуточном положении дросселя вначале переходного процесса жидкость не успевает быстро перетечь с 1-ой полости цилиндра изодромного устройства в другую, при этом перемещается поршень, срабатывает отрицательная ОС. Струйная трубка устанавливается в среднее положение. Исполнительный механизм останавливается раньше чем параметр придет к заданному значению. По мере перетекания рабочей жидкости, поршень под действием растянувшейся или сжавшейся пружины перемещается к среднему положению.

Понижается сигнал ОС, что приводит к дополнительному включению исполнительного механизма в ту же сторону. Равновесие в системе может быть только при среднем положении струйной трубки и поршня, то есть при параметре равном заданному. Следовательно данная система вначале переходного процесса ведет себя преимущественно как статическая, а к концу переходного процесса превращается в астатическую.

АСУТП средств вычислительной техники используются в 3 режимах.

1 В режиме советчика. Снимает все параметры и решает математическую модель, дает совет оператору.

На каждый параметр технического процесса имеются вторичные приборы и локальные АСР, сигналы от датчиков соответствующих параметру поступают на вторичные приборы, локальные регуляторы, а так же на вход ЭВМ, которая решает задачу оптимизации при данных условиях, определяет значения параметров при которых достигается критерий управления, этой информацией пользуется оператор и изменяет установки соответствующим локальным регулятором.

2 Супервизорный режим. Все параметры анализируются и решают математическую модель. После чего изменяют все параметры автоматически.

В состав АСУТП входят вторичные приборы, локальные регуляторы и УВМ. Сигналы от датчиков поступают на вторичные приборы и локальные регуляторы и на вх. УВМ. УВМ решает задачу оптимизации и с помощью дополнительных устройств автоматически изменяются установки локальных регуляторов.

3 Режим непосредственного цифрового управления. УВК – управляющий вычислительный комплекс. Получает сигнал, анализирует и вводит поправку сразу на исполнительный орган. Информация отображается на мониторе в цифровом, графическом виде.

При непосредственном цифровом управлении в составе АСУТП нет вторичных приборов и локальных регуляторов. Сигналы от датчиков поступают от УВК, где решается задача оптимизации, вырабатываются командные сигналы на соответствующие исполнительные механизмы, информируя о ходе технического процесса. Информация отображается на одном или нескольких дисплеях в графической или буквенно-цифровой форме.

Методы и средства, технические измерения температуры.

Температура – это статический параметр характеризующий среднюю кинетическую энергию элементарных частиц из которых состоит физическое тело.

Возможность измерения температуры основывается на зависимости теплового обмена между телами и зависимости физических свойств некоторых материалов от температуры.

К свойствам физического тела предъявляют следующие требования: