Введение б) Классификация автоматических систем

Функции и характеристики элементов автоматических устройств

Каждая АС состоит из отдельных элементов, выполняющих определенную функцию.Каждый эл-т воспринимает сигнал, поступ. от предыдущих эл-тов осуществляют кол-венное и кач-венное преобразование сигнала и передает его другому,т.е. каждый эл-т явл-ся преобразователем некоторого вх. сигнала Х в вых. сигнал У.Схема данного элемента имеет следующий вид:

Осуществляется преобразование за счет Е входного сигнала. Пример: термометр сопротивления, термопара и др.Существуют элементы, на которые подается сигнал от дополнительных источников Е. Схема элементов имеет следующий вид.

Z - сигнал от элемента или пневматического устройства;X - управляет передачей E от Z к Y.Пример: усилители, реле и т.д.

По назначению все элементы автоматический устройств делятся на следующие виды:- датчики,- реле,- усилители,- исполнительные механизмы,- автоматические регуляторы,- регулирующие органы (вентили, краны),- элементы дистанционных передач (электрические и пневмотические преобразователи)

Основными характеристиками каждого элемента являются величины входного сигнала Х и выходного сигнала У. Y/X - статический передаточный коэффициент (S) - динамический передаточный коэффициент

- относительный динамический передаточный коэффициент

S и называются по-разному: для датчиков это чувствительность, а для усилителей – коэффициент усиления.

При работе каждого элемента возникает погрешность, которая заключается в отклонении фактического значения выходной величины от его расчетного значения . Эта погрешность связана с износом материала элемента, с отклонением питающей сети от номинального, а также с изменением условий окружающей среды.

Различают следующие виды погрешности: 1.Абсолютная - это разность: 2.Относительная 3.Относительная приведенная - она называется еще и класс точности прибора, как правило он указывается на шкалах всех приборов.

Датчики, основные показатели и характеристики

Датчик - устройство, осуществляющее функцию преобразования физической величины одного рода в физическую величину другого рода, удобную для передачи другим элементам и на усиление.

Основные характеристики: 1. Статическая характеристика y=f(x)

1 - линейная характеристика, поэтому чувствительность будет постоянной для всего диапазона х. 2 - нелинейная, поэтому чувствительность будет различной и зависит от крутизны данной характеристики.

Датчики, статическая характеристика которого непрерывна называются датчиками непрерывного действия или функциональными. Если статическая характеристика описывается следующей функцией , где k=const, то такой датчик называется линейным. Если статическая характеристика датчика имеет разрывный характер вида y=0 при 0<x<a, y=y1 при x>a, то датчик называется релейным.

1 - Динамическая характеристика - зависимость y от времени при скачкообразном изменении входной величины x.

y=f(t) при x=const

1 – экспонинциальные.

2 - колебательный затухающий процесс.

По виду выходной величины сигнала у датчики делятся на:- омические,- термоэлектрические,- емкостные,- индуктивные,- трансформаторные

По измеряемым технологическим параметрам:- температуры,- давления,- расхода,- уровня,- плотности,- влажности и т.д.

Датчики температуры

По принципу действия промышленные приборы подразделяются на виды :-манометрические термометры – основаны на изменении давления среды в замкнутом объеме при изменении температуры. -Термометры сопротивления – основаны на изменении сопротивления проводников и полупроводников при изменении температуры. -Термопары – основаны на изменении термоЭДС при изменении температуры. -Пирометры излучения – делятся на яркостные (основаны на измерении яркости нагретого тела), радиационные (основаны на изменении мощности излучения нагретого тела).

1.2.1 а) Термометры сопротивления (ТС) различают проволочные и полупроводниковые. а)Проволочные ТС. Принцип действия основан на изменении сопротивления проводников при изменении температуры по зависимости:

R_t=R₀(1+αt+βt²)

R_t - сопротивление проводника при t ⁰C;R₀ - сопротивление проводника при t=⁰C; - зависит от материала датчика

В качестве материала примем Cu или Pt в виде проволоки = (0,01-0,1) мм, покрытый изоляцией и наматываемый на каркас из слюды, кварца и др. диэлектриков.

Медные ТС (ТСМ). Предел изменяемых t = (0 - 180) ⁰С,Платиновые t = (0 - 800) ⁰C

Основная характеристика данных датчиков при изменении t на 1⁰С

= R / t *100

Рабочая длинна l = (70 - 1000)мм

Данные датчика присоединен к вторичным проборам, образуя вторичная цепь. Вторичные приборы: логометры, (измерители сопротивления), а также автоматически уравновешивающие мосты. Датчик включается в одну из плеч мостов системы.

В) Термопары

Принцип действия основан на термоэлектрическом эффекте: при соединении 2-х разнородных проводников в замкнутую цепь (места соединения называются спаями). При нагревании одного из спаев по данной цепи протекает ток, вызванный термоЭДС.

Разные проводники содержат различное число электронов. При нагревании спая электродов электронов перетекают из того проводника, где их больше, туда, где их меньше.

Схема термопары:

1,2 – проводники (электроды);1’, 2’ – соединения электродов (спаи)

1’ – горячий, помещается в контролируемую среду;2’ – холодный, подключен к прибору;е1, е2 – ЭДС горячая и холодная спаи;е = е1 - е2 – ЭДС термопары

ЭДС ТП зависит не только от разных t спаев, но и от их абсолютного значения.

Оснавная характеристика – коэффицент α *100%

Применяется t градуировки холодная спая 20 ⁰С. Основная погрешность показаний ТП связанная с отклонением температуры холодных спаев, которая присоединится ко 2-ому прибору, от данной температуры.

Для устранения погрешности применяют специальные схемы ЭДС данных холодных спаев.

Применяется мостовая схема, имеется 4 плеча, в каждом из которых включены соответствующие сопротивления R1,R2 – постоянного сопротивления, величины которых не зависят от t. R_t - термосопротивление, не зависящее от t. R3 – потенциометр.

Данный мост имеет 2 диагонали: 5-6 – питающая диагональ, включающая источник постоянного тока, 3-4 – измерительную диагональ

Когда мост уравновешен, U измерительная диагональ U=0. Условие равновесия моста определяется следующим соотношением: равенство произведений сопротивлений противоположных плеч

При увеличении температуры холодных спаев увеличение Rt приводит к разбалансированию моста. В измерительной диагонали возникает U.

Параметры данного моста так, чтобы U, возникающее в измерении диагонали было равно изменению ЭДС холодных спаев и направлено навстречу ему, т.е.

U₃₄= е2

е2 - отклонение ЭДС холодных спаев от ЭДС его градуировки

В качестве материалов электродов ТП применяют Pt, ее сплавы, сплавы др. металлов.

Конструкция ТП изготавливают в виде проволоки, изолированную друг от друга кварцевыми или фосфорными трубочками и помещенную в защитно-металлический кожух.

Датчики давления

1.2.2 а) Пружинные датчики давления. Распознают абсолютное, атмосферное, избыточное давление и вакуум. Для измерения давления используют манометры. Манометр -это измерительный прибор или измерительный инструмент для измерения давления или разности давления с непосредственным отсчетом их значений. По виду измеряемого давления выделяют следующие средства измерения давления: барометры -для измерения атмосферного давления, манометры -для измерения избыточного давления, вакууметры -для измерения вакуума, мановакууметры -для измерения излишнего давления и разрэджвання, дифференциальные манометры - для измерения разности двух давлений (перепада давления). По принципу действия: 1) Пружинные, 2) Жидкосные

Пружинные манометры. Принцип действия деформационных манометров основанный на уравновешивания измеряемой величины силами деформации тугих элементов, причем величина этой деформации служит мерой измеряемой величины.В качества упругих чувствительных элементов используют трубчатые пружины, мембранные каробки и сильфоны (рис.).

Рис. Схемы деформационных манометров:а - с трубчатай пружиной; б – мембранные; в, г – сильфонныя; д - мембранная каробка.

Один конец трубки закрепленный, второй соединенный со стрелкой прибора. При подаче в трубку жидкости, газа, пары под давлением, она скручивается или раскручивается, ее свободный конец передвигается, тем самым воротит относительно оси стрелку прибора. Трубку изготавливают со стали или латуни, она им. сечение в виде эллипса. Чувствительным эл-там мембранных манометров является мембрана в виде тонкой пластинки с резины, бронзы, нержавеющей стали, пласмасы. Под действием давления мембрана прогибается и передвигает шток, связанный со стрелкой.В сильфонных манометрах чувствительным эл-там появляется гофрированный тонкостенный сосуд, выполненный с тугого материала (рис. в, г). Разность внешнего и внутреннего давления создает силу, кот.действует вдоль оси. При этом сильфон сжимается или растягивается и передвигает шток, с каким связано стрелка.Для измерения давления и его разности используют также мембранные каробки(рис. д). Они им. меньшую твердость и увеличенную зону передвижений, пропорциональных приложенному давлению.

1.2.2 б) Основные сведения о выборе, установке и эксплуатации приборов давления(ПД) Для надежного измерения давления необходимо соблюдение требование: 1) При выборе ПД нужны сведения о величине давления, диапазоне, наличие пульсаций, свойства среды, заданная точность измерения; 2) При измерении давления газов в трубах отбор импульса производится выше оси трубопровода, жидкости ниже оси трубопровода; 3) Места отбора давления должно располагаться вдали от поворотов ответвлений, местных сопротивлений - т.к. искажение формы потока. 4) соединение отборных устройств и датчиков производят с помощью импульсных трубок диаметр 10-12 мм из алюминия, меди. стали - 30м длинна при Р до 10² Па и 50м длинна при Р свыше 10² Па. 5) Для защиты чувствительных элементов дд используются защитные устройства- разделительные устройства, разделительных мембран, разделительные сосуды.

А Б

А) 1 – корпус; 2 – мембрана; М - манометр; над мембраной вода, с агрессивной средой контактирует мембрана из антикоррозионных покрытий.

Б) корпус заполнен жидкостью не реагирующей с контактной средой.

6) пульсации потока вызывают колебание стрелки, чтобы этого избежать ставят сглаживающее устройство в виде игольчатого вентиля-трубки небольшой длины с малым внутренним диаметром, который создает сопротивление потока сглаживая колебания.

Датчики уровня жидкости

1.2.3 а) Поплавковые уровнемеры Используются для измерения уровня в аппаратах. Поплавок перемещается при изменении уровня жидкости.

Выравнивающая сила собственный вес поплавка G=F.

Принимаем, что S=const, тогда

Схема поплавкового уровнемера с электронным дифференциальным трансформаторным преобразователем.

При изменении уровня изменяется положение поплавка и связанного с ним плунжера преобразователя, при этом изменение ЭДС вторичной обмотки измеряют вторичным прибором проградуированном в единицах уровня.

Схема буйкового уровнемера с пневматическим преобразователем. 1 - резервуар, 2 - буек, 3 - трос, 4 - вал, 5 - трубка, 6 - вал,7 - заслонка, 8 - пневмоустройство.

На конце заслонки есть сопло, которое образует пневмоконтакт, т.е. давление зависит от взаимного расположения сопла и заслонки и данная величина давления измеряется манометром М.

При изменении уровня изменяется выталкивающая сила, действующая на поплавок, изменение его положения и перемещение через трос преобразуется посредством вала 4, где наматывается трос 3, поворотом торсионной трубки 5 и связанного с ней вала 6 и заслонки 7. Это приводит к изменению давления воздуха в пневмоустройстве 8. Оно пропорционально измеряемому уровню.

1.2.3 б) Гидростатические уровнемеры Принцип действия основан на измерении давления столба жидкости h при постоянстве плотности контролируемой среды p = g h.По принципу действия различают уровнемеры: 1. с непрерывной продувкой воздуха через пневмосистему (пьезометрический) 2. с непосредственным измерением столба жидкости с применением техмонометра

Пьезометрические

1 - резервуар, 2 - пьезотрубка, 3 - ротаметр, 4 - регулирующий вентиль, М - манометр

Когда уровень h превышает давление р в пьезотрубке воздух не выходит, при увеличении давления воздух начинает барбатировать жидкость Р = g Н. Метод применяется для измерения уровня вязких сред.

Плотномеры для жидкостей

1.2.5.2 а) Весовые плотномеры. Датчики для измерения плотности называются плотномерами. Плотность исследуемых сред зависит от их температуры. В качестве t градуирование применяют t=20. Если t среды отличается от t = 20, то плотность рассчитывают по формуле: , коэффициент температурного расширения жидкости.По принципу действия плотномеры делятся:- весовые; - поплавковые; - гидростатические; - радиоизотопные.

Весовой метод Основан на изменении веса жидкости в постоянном V при изменении ее плотности. Вес жидкости: G=V*p*g, если V=const, то G=p

1 - Петлеобразная труба, которая крепится на гибких манжетах 2

2 с трубкой связана заслонка(3), сост из сильфона(5),пневмоусилитель-4

Схема:В данной трубке протекает контролируемая среда. При увеличении плотности данной среды вес трубки увеличивается, трубка опускается вниз и опускается заслонка(3), прикрывая сопло. Через пневмоустройсто пробивается сжатый воздух и давление воздуха зависит от сопротивления пневмоконтакта (соплозаслонка). Чем ниже опустится заслонка, тем выше давление. Давление равно весу контролируемой среды плотности. Для измерения давления применяется сильфон. Достоинство: простота, надежность в работе, в трубке не накапливаются осадки. Диапазон измеряемой плотности 0,5 - 2,5г/см³

1.2.5.2 б) Поплавковые плотномеры подразделяются на плотномеры с плавающим поплавком (аэрометры постоянного веса) и плотномеры с полной погруженным поплавком (аэрометры постоянного объема).

Схема:1- корпус; 2-металл. поплавок;4- шток; 6-диф трансформатор.Через данный датчик протекает среда, уровень среды постоянный. При изменении плотности изменяется сила действия на поплавок. При увеличении плотности выталкивающая сила увеличивается, поплавок поднимается вверх, и вверх перемещается плунжер (6), изменяется ЭДС на вторичной обмотке данного преобразования. Данная ЭДС=p, вторичное преобразование градуируется в единицах плотности.

Аналогично устроены аэрометры постоянного объема. У них поплавок полностью погружается в контролируемую среду. При изменении плотности изменяется выталкивающая сила, изменяя его вес, выталкивающая сила преобразуется в инертный сигнал, который формируется на вторичной обмотке, деформация преобразователя. Данный датчик может быть выполнен с пневматическим преобразователем.

1.2.5.2 в) Гидростатические плотномеры Принцип действия основан на измерении давления столба жидкости высот. Н и плотности р. Р=рgH

Если Н=const, то Р р. В этих приборах измен. Разность давлений 2-х столбцов жидкости Н1 и Н2: . Это необходимо для обеспечения постоянства уровня контролируемой среды и температурной компенсации погрешности.

Схема: 1-Основной резервуар с контролируемой средой с плотностью р;2- Резервуар заполнен жидкостью до уровня с известным р₀ . В этот резервуар помещен пьезометр трубки(3) и (4). Эти резервуары соединены между собой трубкой(5). Трубки 3 и 4 соединены левым и правым коленями. Через пьезотрубку продувается сжатый воздух. Давление воздуха в левом колене: Р1=рgH; в правом Р2= р₀ gH₀+pgH₂. Показания ДМ равно разности данных давлений:

Величина .Температурный комплекс погрешности в данных плотномерах производится тем, что контрольный сосуд(2) помещен в контролируемую среду находящуюся в сосуде (1), тем самым обеспечивая одинаковые температурные условия.

1.2.5.2 г) Радиоизотопные плотномеры Применяется для измерения плотности различных сред, в т.ч. вязких кристаллических и твердоподобных. Основано на поглощении излучения. Интенсивность гама излучения при прохождении его через слой вещества толщиной х и плотностью р определяется: , - интенсивность гама излучения после прохождения слоя. - первоначальная интенсивность. - коэффициент поглощения излучения ,С - удельное содержание i - того компонента в материале, - коэффициент поглощения

Если х и = const, то =р. В качестве излучения

Схема: 1 – Источник гамма излучения.2 – Приемник,3 – Блок, в который поступает сигнал преобразующих в электрический унифицированный сигнал.Он усиливается в блоке (4) и величина плотности измеряется вторичными приборами (5). Данная схема реализуется в промышленности в приборах ПИСР.

Б) Метод точки росы

В данном методе при измерении влажности газов параболическое зеркало датчика непрерывно охлаждается. При невысокой температуре на его поверхности начинает образовываться влага (выпадает роса) и зеркало мутнеет. Моментальное помутнение зеркала контролируется с помощью ослабления яркости отражения от него светового луча. Данная температура зеркала, при котором оно мутнеет, называется точкой росы и является мерой относительной влажности контролируемой среды. Приборы реализующие данный принцип называют влагомерами «Роса».

1.2.6 в) Кондуктометрический метод измерения влажности твердых тел Твердое тело представляет собой капиллярно пористое вещество, заполненное влагой. От количества влаги зависит удельное сопротивление данного материала. В абсолютно сухом виде твердое тело является диэлектрикам с удельным сопротивлением равным 10¹⁰ Ом/см. При увлажнении твердого тела оно является проводником с удельным сопротивлением равным 10² Ом/см. Зависимость сопротивления твердого тела от влажности: R_х= A / Wⁿ, A - коэффициент, который характеризует свойства твердого тела,W - коэффициент, учитывающий влажность lgR_х=f(W)

1 участок – W=2-30% характеристика практически линейна т.е величина R _х

зависит от влажности материала. 2 участок - 30-50% - R _х зависит от ряда других факторов (наличие электролитов). Характеристика нелинейная, поэтому данные влагомеры применяют при W=2-30%. Конструкция влагомера. Состоит из 2-х металлических пластин, между которыми размещен конструкционный материал. Данный преобразователь включается в одно из плеч мостов измеряемой схемы. При изменении W, изменяется R _х, напряжение в измерительной диагонали моста, которая является мерой влажности испытываемого образца. Поэтому данный метод применяется в лабораторной практике (подготовка образца).

1.2.6 г) Метод диэлетрической проницаемости Емкосный метод измерения влажности основанный на принципе использования зависимости между влажностью вещества и его диэлектрической проницаемостью. В качества датчиков используются плоские или цилиндрические конденсаторы, в электрическое поле которых вводиться исследуемое вещество. Поскольку диэлектрическая проницаемость воды равная 81, а для большинства сухих материалов эта величина равная 2-10 единицам, то даже небольшие изменения влажности существенно влияют на диэлектрическую проницаемость вещества. Конструкция датчика влажности зависит от свойств контролируемых веществ. Емкосныя датчики влажности питаются на частотах от 50 Гц к нескольких десятков мегагерц.Схема высокочастотного безконтактного концентратомера

1 - Источник напряжения высокой частоты,2 - Измеительные ячейки любого типа,3 – усилитель,4 - вторичный прибор.В ячейках каждого типа при измерении конц-ции электропроводных сред контролируемым параметром является уд. электропроводность.При измерении конц-ции не электропроводящих сред параметром явл. диэлектрическая проницаемость, т.к. ЭДС воды намного выше, чем у др. в-в, то в данном случае измерительная ячейка будет измерять диэлектрическую проницаемость воды и будет служить для измерения влажности различных органических веществ и прибор именуется - дихотометром.

2.1 Основные понятия и определения САР Параметрами технол. пр-са явл-ся физ.величины определяющие его состояние. Технол. параметры,кот. необходимо поддерживать в ап-те на заданном уровне наз. регулируемой величиной. Текущее значение регулируемой величины () называется измеренным в данный момент времени ее значения. Заданное значение регулируемой величины наз. та ее величина,кот. необход. ее поддерживать на заданном уровне в данном объекте ().Согласование наз.разность м-у текущими и заданными значением регул. величины (). Технол. ап-т,в кот. регул-ся какой-либо параметр наз. объектом регулирования. Совокупность объекта регулирования и технических средств, кот. осущ-ся автомат. регулирование образуют автоматическую систему регулирования (АСР). Объект регулирования есть обычные входные факторы воздействия приводящий к изменению выходных параметров или фактора, т.е. к изменению регулируемой величины.К таким факторам относят: 1 Возмущающее воздействие–нежелательное выполнение регулируемой величины от заданного значения(). 2 Регулирующее воздействие, кот.целенаправленно действует на объект регулирования и вырабатывает автоматическим регулятором с целью компенсации действия на объект регулирования возмущающего воздействия(). Структурная схема АСР:

ОР - объект регулирования,Д - датчик для измерения регулируемого значения,ЗУ - запоминающее устройство формирующее сигнал с заданным значением регулируемой величины.СУ – сумматор,ПР - преобразователь.

Свойства АСР:1. Воздействие от эл-та к эл-ту АСР передается или распространяется по замкнутому кругу. 2. воздействие распространяется в одном направлении с выхода регулятора в виде регулируемого воздействия поступает обратно на вход объекта. Такое соединение объекта и регулятора называется соединение по принципу обратной связи. При этом регулируемый сигнал направлен на встречу (противоположно сигналам возмущения ) с целью компенсации действия на объект регулирования, поэтому такой обратной связью называется отрицательной.

Передаточные функции

Преобразование Лапласа имеет следующий вид

гдн - аргумент, - изображение данного аргумента, - некоторая переменная которая называется переменная Лапласа. Свойства преобразования при начальных нулевых значениях т.е. t=0 x(t)=0

1) , , 2) , 3) , , 4) , где L-преобразование

Преобразование по Лапласу с использованием его свойств

возьмем отношение

Отношение преобразуем по Лапласу выходной величины АСР или линейно к преобразованной по Лапласу входной величины элемента называется передаточной функцией АСР или элемента. Знаменатель передаточной функции = 0, называется характеристическим уравнением АСР

Звено чистого запаздывания

Динамическая его характеристика имеет вид: у=х*(t – τ), где τ – время чистого запаздывания. График переходного процесса:

Характеристика – величина у на выходе звена = вх величине х, но через время τ. Передаточная функция имеет вид: W(р)=у(р)/х(р)=е^-р*τ

Передаточные функции АСР

Отношение преобразованной по Лапласу выходной величины АСР (или элемента) к преобразованной по Лапласу входной величины АСР называется передаточной функцией АСР (элемента).

У(Р)/ Х(Р) =(b_0*P^m+ b_1*P^m-1+…+ b_m-1*P+b_m)/(a₀*Pⁿ+ a₁*P^n-1+…+ a_n-1*P+a_n) =W(P)

Знаменатель передаточной функции приравнивают к 0, и такая функция называется характеристическое уравнение АСР(или элемента).

Любая АСР состоит из отдельных звеньев, элементов, соединенных по следующим схемам:

1.последовательное соединение элементов

2. параллельное соединение

3. смешанное соединение элементов

4. соединение элементов по схеме обратной связи

Для определения передаточной функции данной АСР необходимо определить передаточные функции вышеуказанных элементов в схеме.

Рисунок, который должен дать преподаватель

Температура в данном абсорбере стабилизируется за счет стабилизации температуры абсорбента на входе в данный абсорбер.

Основой АСР является АСР концентрации рабочего раствора на выходе из абсорбера 2. Данный АСР изменяет концентрацию рабочего раствора на выходе жидкости из абсорбера, а регулятором оказывает регулирующие воздействие на изменение количества абсорбента, поступающего в данный абсорбер.

Для поддержания материального баланса абсорбера по рабочему раствору используется АСР уравнения рабочего раствора(1), где регулируется изменение расхода рабочего раствора из абсорбера. Для стабилизации давления газа среды в абсорбере используется АСР давления(3), где регулируется изменение расхода газовой смеси на выходе из абсорбера.

Для решения задачи б) датчик концентрации устанавливается на выходе газового потока из абсорбера, а регулятор будет воздействовать также на расход подаваемого абсорбента.

5.2.5 АСР процесса ректификации Основная задача процесса ректификации заключается в разделении низкокипящего компонента - дистиллята и высококипящего компонента - кубового остатка. Основные параметры: состав, расход, температура питательной смеси, давление в калоне и др. Основными регулируемыми воздействиями являются расход флегмы в колонне и теплоперенос в кипятильнике.

Типовая ректификационная установка состоит из емкости исходной смеси (1), теплообменника (2), ректификационной колонны(3), выносной кипятильник(4), конденсатор(5), емкость(6).

Стабилизация расхода исходной смеси регулируется АСР расхода(1). Температура исходной смеси стабилизируется АСР температуры(2), где регулируется изменение расхода пара, поступающего в теплообменник. Давление в верхней части колонны стабилизируется с помощью АСР(3), регулятор изменения расхода воды, поступающего из дефлегматора (5). Для обеспечения материального баланса флегмоемкости используется АСР уровня жидкости. Для стабилизации низа колонны используется АСР расхода пара(5). Также надо регулировать уровень остатка колонны- используется АСР уровня(7).

5.2.6 АСР реакторных процессов Работа системы автоматического регулирования реактора в значительной мере зависит от того, насколько удачно спроектированный реактор. Часто продуктивность технологической установки определяется продуктивностью реактора, который находиться с начала технологической линии. Обычно реактор, застрахованный от быстрых и случайных изменений нагрузки, но это не упрощает требований к систем регулирования параметров реакторов.

Принципы управления реакторами

Большинство химических реакторов должныработать при неизменной нагрузке, чтобы избежать переходных процессов.

Для регулирования химических реакторов необходимо использование систем регулирования какие хорошо работают. Скорость изменения концентрации С вещество в большинства случаев можно описать уравнением

(1)

Записав уравнение (1) в форме (2)

и проинтегрируем его имеем , (3)

где С - концентрация вещества в момент t; С0 - концентрация вещества на начале реакций, k - константа реакции.

Относительное преобразование вещество в целевой продукт обозначим через у. Тогда (4)

В неразрывном реакторе идеального вытеснения смесь течет без обратного перемешвания в направления течения. Главным факторам в реакторы этого типа -время опаздывания. Это время в течение которого смесь проходить через объем реактора V с расходом течения F. Он равный V/F. Концентрация на выходе с реактора идеального вытеснения равные (5)

Зависимость степени преобразования веществ от расхода (6)

В реакторе идеального смешивания скорость преобразования веществ равная

(7)

Решение этого уравнения (8)

Между степенью преобразования вещества и иногда его нахождения в реакторе существует следующая зависимость (9)

Константа скорости реакции увеличивается со изменением температуры , где - постоянные величины для каждой реакции; R - универсальная газовая константа, T - абсолютная температура.

Реакторы неразрывного действия работают с постоянной скоростью подачи исходных материалов и отвода целевого продукту, а также при неразрывном отводе тепла. Когда система автоматического управления хорошо спроектировано, тогда эти параметры меняются незначительно. Это относиться и к составу реакционной смеси и ее температуры. В процессе работы реактора активность катализатора обычно снижается, а также уменьшается коэффициент теплоотдачи. Система автоматического управления реактора должна поддерживать задаваемые условия выполнения процесса. Реакторы можно разделить на: 1) однопроходные (без рециркуляции); 2) с рециркуляцией веществ.

6.Автоматизированные системы управления технологическими процессами Состав АСУ выбирается таким образом, чтобы система соответствовала общим требованиям, установленным ГОСТ, и отдельным требованиям, содержащимся в техническом задании на ее создание. В состав любой АСУ входят компоненты: оперативный персонал, информационное, организационное, программное и техническое оснащение. Разработка программного оснащения проводится на основании математического оснащения. Процесс функционирования АСУ является процессом целенаправленного преобразования входной информации в выходящую. Преобразование проводится компонентами оперативным персоналом и техническим оснащением. Они собирают входную информацию от объекта и др. источников, обрабатывают и анализируют ее, потом принимают решение по управлению и реализуют их, формируя управляющее воздействие на объект. Для функционирования персонала и комплекса технических средств в соответствии с принятыми и критериями их обеспечивают правилами и инструкциями. Для персонала это документы, для КТС– численной ЭВМ–программное обеспечение. Оперативный персонал АСУ состоит из технологов- операторов, которые осуществляют контроль и управление объектом и эксплуатационного персонала. Организационное оснащение АСУ представляет собой совокупность документов, в них входят технологические инструкции и регламенты, которые определяют проведение процесса, инструкции по эксплуатации системы.Техническое оснащение АСУ это комплекс технических средств, в его состав входят средства получения, преобразования, передачи и отображения информации, управляющие, вычислительные и исполняющие приборы.

Введение б) Классификация автоматических систем

Механизация – замена ручного труда работой машин и механизмов. В механизации процессами работы машин управляет человек. Автоматиз

12345678910Следующая ⇒

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

---

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: