Функциональная схема автоматизации газовой емкости.

Билет № 2

Основные понятия и определения, применяемые в автоматике.

Система автоматического регулирования - автоматически действующая система, которая предназначена для поддержания определенной величины или параметра на неизменном заданном значении или для изменения его по какому-либо закону. Принцип действия: чтобы обнаружить отклонение регулируемой величины (давления, уровня, температуры и т.д.) и воздействовать на объект или процесс так, чтобы устранить эти отклонения. Системы автоматического регулирования есть динамические системы, отличительной особенностью которых является наличие обратной связи.

Все элементы систем автоматического регулирования, основанные на различных принципах действия, пo потребляемой энергии, различные по работе имеют очень много общих свойств и их можно заменить одной схемой, которая называется структурной схемой системы автоматического регулирования, которая показана на рис. 4. Структурная схема показывает точки приложения воздействий, пути распространения сигналов, взаимодействие элементов.

Объектом регулирования (OP) называется машина, установка, технологический объект и т.д., в котором осуществляется процесс регулирования. Регулируемой величиной Х_иых(t) или регулируемым параметром называется величина (температура, скорость вращения, давление, перемещение и т.д.), постоянное значение которой нужно поддерживать. Чувствительный (измерительный) элемент служит для измерения регулируемой величины и преобразования его в сигналы для дальнейшего использования в процессе регулирования. Преобразуют обычно в электрические или пневматические сигналы механические перемещения. Состоит из собственного чувствительного элемента, который непосредственно воспринимает измеряемую величину (давление, уровень, температура и т.д.) и преобразующего элемента.

Устройство сравнения предназначено для измерения отклонений регулируемой величины от заданного значения, которое вырабатывается задающим устройством.

Задающее устройство вырабатывает сигнал, пропорциональный заданному значению регулируемой величины. Причем сигнал должен иметь ту же физическую природу, что и сигнал с чувствительного элемента, например - напряжение.

Исполнительное устройство осуществляет непосредственное воздействие на ОР. Оно состоит из приведенной части и регулирующего органа. Приводная часть выполняется в виде электродвигателя, пневматического или гидравлического устройства. Регулирующая часть может быть электрорубильником, вентилем, задвижкой, клапанами и т.д.

Регулирующее воздействие (входная величина Х_вх (t)) оказывает воздействие на объект регулирования со стороны логического устройства (регулятора), осуществляемое исполнительным механизмом.

Внешние (возмущающие f(t)) воздействия - это возмущения, действующие на систему и вызывающие отклонение регулируемой величины от заданного значения. Оно может быть приложено в любой точке системы.

Система автоматического регулирования должна вести себя существенно различным образом по отношению к регулирующему и возмущающему воздействию. На регулирующее воздействие система должна реагировать изменением регулируемой величины Х_вых (t), то на возмущающее воздействие она не должна изменять ее, т.е. система должна парировать это возмущение.

Функциональная схема автоматизации газовой емкости.

Рассмотрим работу технологического объекта (технологического процесса), представленного на рис. 1.

На рисунке представлена газовая емкость, в которую с расходом Q_np (t) поступает газ, из емкости с расходом Q_p (t) газ поступает потребителям. Давление в емкости Р (t).

Основная задача рассматриваемого технологического процесса заключается в том, чтобы давление в емкости Р (t) было постоянным, независимо от величины как расхода Q_p (t), так и притока Q_rip (t). Эту задачу можно решить следующим образом. Измеряя величину давления манометром (2), оператор вручную открывает или закрывает клапаны (3) и поддерживает давление Р (t) на заданном значении. Например, если потребители увеличили поступления газа, т.е. Q_p (t) увеличилось, то давление Р (t) уменьшилось, тогда открывая клапан (3) на притоке, оператор увеличивает приток газа, т.е. Q„_p (t) увеличивается, и давление Р (t) будет увеличиваться. Когда Р (t) станет равно заданной величине, дальнейшее открытие клапана (3) на притоке прекратится. Давление в емкости опять будет равно заданной величине. Аналогичный процесс можно рассматривать и при уменьшении расхода Q_p (t). Тогда давление Р (t) будет увеличиваться и клапан (3) на притоке нужно закрывать.