Практична робота №2

АВТОМАТИЗАЦІЯ ОБ’ЄКТІВ РЕГУЛЮВАННЯ ВИТРАТИ І РІВНЯ МАТЕРІАЛУ

План

1. Об’єкт регулювання трубопровід.

2. Об’єкт регулювання стрічковий транспортер.

3. Регулювання співвідношення витрат матеріалів.

4.АСР статичного та астатичного об’єкта.

5. Питання для самоконтролю.

В технологічних схемах харчових виробництв широко використовуються трубопроводи, з яких подаються рідини, гази, пара, сипучі матеріали, і відповідні збірники. Трубопроводи і збірники є досить поширеними об’єктами регулювання при автоматизації харчових виробництв.

На рисунку 1 наведена АСР витрати газу, рідини або пари.

Об’єктом регулювання тут є ділянка трубопроводу між датчиком витрати 1а і регулюючим клапаном. Інерційність цього об’єкту дуже мала, і його з точки зору автоматизації можна вважати підсилюючою ланкою. В цілому динамічна характеристика буде визначатися тільки динамічними властивостями датчика витрати та регулюючого органу. Збурюючим впливом є інтенсивність потоку.

У АСР сигнал від датчика витрати 1а надходить на показуючий і самописний регулятор, наприклад, з ізодромним законом регулювання. Регулюючий вплив через панель дистанційного керування 1в змінює за допомогою мембранного виконавчого механізму 1г положення регулюючого клапана. Величина витрат буде визначатися ступенем дроселювання потоку, що залежить від ступеня відкриття регулюючого клапана. Байпасна панель 1в дозволяє переходити з автоматичного регулювання на ручне і назад. Застосування пропорційно-інтегрального закону регулювання забезпечить астатичний процес регулювання, тобто процес без остаточного відхилення.

На рисунку 2 наведена АСР тиску рідини, пари або газу, що транспортуються по трубопроводу.

Динамічні властивості об’єкту і системи регулювання в цілому аналогічні розглянутим у АСР витратам. Різниця схем визначається лише складом апаратури. Тиск через відбірний пристрій надходить на манометр 1а показуючий і самописний з вбудованим регулятором, наприклад, з ізодромним законом регулювання. Регулюючий вплив надходить через байпасну панель управління 1б на регулюючий орган 1в.

АСР витрати сипучого продукту показана на рисунку 3.

Об’єктом регулювання є стрічковий транспортер масовимірювального датчика, що рухається із заданою швидкістю. На транспортері в кожний момент часу має перебувати задана кількість продукту. Динамічна характеристика об’єкта регулювання по каналу «положення регулюючого органу в бункері продукту – показання масовимірювального датчика» описується в загальному випадку інтегруючою ланкою з чистим запізненням. Збурюючі впливи являється зміна витрати продукту, що надходить на стрічку з бункера.

Відповідно до схеми регулювання масовимірювальний датчик 1а стрічкового транспортера передає сигнал, на що показує і самописний регулятор 1б, наприклад, з ізодромним законом регулювання. Регулюючий вплив через байпасну панель дистанційного керування 1в передається на виконавчий механізм 1г, який змінює ступінь відкриття регулюючого органу подачі продукту з бункера на транспортер. Ізодромний закон регулювання забезпечує стійке регулювання об’єкта без статичної помилки.

При реалізації багатьох технологічних процесів харчових виробництв важливим завданням є регулювання співвідношення витрат матеріалів або продуктів. При цьому характеристики об’єктів регулювання аналогічні розглянутим раніше об’єктам регулювання витрат. Однак схема реалізації АСР змінюється.

АСР співвідношення витрат наведена на рисунку 4.

Датчик витрати 1а вимірює витрати основного продукту П1 і передає сигнал через перетворювач 1б на регулятор 1в, який через байпасну панель управління 1г впливає на регулюючий орган 1д. Потік П2 повинен регулюватися залежно від потоку П1 по заданому, наприклад постійному, співвідношенні витрат: цією метою сигнал від датчика витрати 2а другого потоку через перетворювач 2б надходить на регулятор співвідношення 1в з показуючим і самопишучим пристроєм. Регулятор співвідношення, отримуючи сигнал витрати основного потоку F1, виробляє регулюючий вплив, що забезпечує зміну витрати F2 таким чином, щоб зберегти задане співвідношення витрат Для відображення і запису витрат F1 і F2 передбачаються показуючі і самопишучі прилади 1е і 2в.

В ряді процесів співвідношення витрат може коригуватися за деякою третьою величиною – змінної, що бере участь у процесі.

Регулювання рівня в апаратах та збірниках є стандартним завданням автоматизації у багатьох технологічних процесах харчових виробництв. Збірник, в якому регулюється рівень, як об’єкт регулювання може бути статичною і астатичною ланкою. Це визначається організацією стоку. У випадку вільного стоку він є статичною ланкою першого порядку. У випадку фіксованого стоку, що визначається продуктивністю вихідного насоса, об’єкт буде астатичною ланкою першого порядку. У загальному випадку збурюючим впливом збірника є приплив і сток продукту.

На рисунку 5 показана АСР статичного та астатичного об’єктів.

Сигнал від датчика рівня 1а надходить на показуючий регулятор 1б із статичним законом регулювання, який через панель управління 1в впливає на регулюючий орган виконавчим механізмом 1г. При використанні статичного регулятора буде мати місце залишкове відхилення. Для забезпечення більш високої якості регулювання – без остаточного відхилення – слід застосувати ізодромний закон регулювання.

На рисунку5, б наведена АСР рівня астатичного об’єкта. У зв’язку з тим, що в багатьох процесах харчових виробництв збірники грають роль демпферів, що компенсують нерівномірності в потоках транспортованих продуктів, і в них не потрібно високої точності підтримки рівня, у розглянутій АСР використовується двопозиційні регулювання. Датчики 1а і 1б видають сигнали при відхиленнях рівня від верхнього і нижнього заданих значень у збірнику, відповідно до яких позиційний регулятор 1в впливає на електромагнітний клапан 1д, керуючий подачею продукту до збірника. Для ручного управління передбачена панель управління 1г.

Питання для самоконтролю:

1. Вкажіть, що є збурючим впливом при автоматизації трубопроводу.

2. Поясніть, що забезпечить астатичний процес регулювання в автоматизованих системах трубопроводу.

3. Розкрийте особливості регулювання співвідношення витрат матеріалів.

4. Поясніть, що спільного та чим відрізняються статичні та астатичні об’єкти регулювання.