Автоматизация технологического процесса варки целлюлозы в варочном котле периодического действия (стр. 2 из 9)
Вспомогательные устройства представляют собой устройства, приспособления и механизмы, не участвующие непосредственно в самом процессе измерения, но используемые для обеспечения правильности и бесперебойности действия контрольно-измерительных приборов и контрольно-измерительных систем. К вспомогательным устройствам относятся, например, фильтры,' разделительные сосуды и другие промежуточные устройства, циркуляционные устройства, источники питания.
К вспомогательным также относятся приемные устройства, применяемые для отбора из контролируемого аппарата сигнала измерительной информации с целью подвода его по каналу связи к чувствительному элементу первичного преобразователя (приемные устройства манометров, тягомеров, газоанализаторов и т. д.).
Если по ходу сигнала измерительной информации в контрольно-измерительную систему входят два измерительных прибора, то первый по порядку прибор называется первичным, а последующий - вторичный. В этом случае для передачи сигнала измерительной информации между приборами размещается передающий преобразователь.
Если в контрольно-измерительную систему входят два измерительных прибора, действующих от одного первичного или передающего преобразователя, то они оба именуются первичными приборами.
Контрольно-измерительные приборы и системы разделяются на аналоговые и цифровые. В аналоговых приборах или системах показания являются непрерывной функцией изменений измеряемой величины. В цифровом приборе показания представлены в цифровой форме, для чего автоматически вырабатываются дискретные (прерывистые) сигналы измерительной информации.
Контрольно-измерительные приборы по способу воспроизведения значения измеряемой величины подразделяются на показывающие, регистрирующие и интегрирующие.
Показывающие приборы допускают только отсчитывание показаний, для чего имеют отсчетное приспособление, по которому определяют значение измеряемой величины в данный момент времени. Для этого прибор имеет циферблат со шкалой, градуированной в единице измерения, и стрелку. По положению стрелки против той или иной отметки на шкале производят отсчет.
К показывающим приборам относится большинство применяемых на практике контрольно-измерительных приборов. Это объясняется тем, что показывающие приборы обладают крупными, хорошо читаемыми шкалами, вследствие чего они могут успешно применяться для оперативного управления технологическим процессом. Меньше подходят для этих целей самопишущие регистрирующие приборы.
Самопишущие приборы автоматически записывают свои показания на движущейся диаграммной бумаге, что позволяет анализировать правильность соблюдения установленного режима. Диаграммная бумага разделяется на дисковую, рассчитанную на суточную запись, и ленточную, рассчитанную на длительную непрерывную запись показаний (до нескольких десятков суток или менее в зависимости от установленной скорости перемещения бумаги). Для записи показаний в самопишущих приборах применяются перья с чернилами или красящие ленты с печатающими устройствами (нумераторы и т. д.).
Самопишущие приборы обычно устанавливаются на групповых или центральных щитах и являются приборами контроля, а в случае обработки диаграмм планиметрами — приборами учета, как и интегрирующие приборы.
Интегрирующими приборами называются приборы, в которых подводимый сигнал измерительной информации или подводимая величина подвергается интегрированию по времени или по другой независимой переменной. Интегрирующие контрольно-измерительные приборы имеют суммирующий механизм, при помощи которого определяется суммарное значение измеряемой величины за определенный промежуток времени.
Показывающие и самопишущие приборы, которые имеют специальные приспособления для сигнализации и регулирования измеряемой величины, называются регулирующими приборами. Регулирующий прибор является составной частью автоматического регулятора.
Все измерительные приборы делятся на образцовые, контрольные и рабочие. Образцовые приборы предназначены для воспроизведения и хранения единиц измерения и для поверки и градуировки в лабораторных условиях прочих, менее точных измерительных приборов; рабочие — для практического применения в производственных условиях; контрольные — для поверки рабочих приборов на месте их установки в цехах. Контрольные приборы по точности подходят к грубым образцовым приборам, но имеют удобный для переноски корпус и измерительный механизм, на надежность работы которого сотрясения при переноске почти не влияют.
Приборы, обладающие наивысшей точностью и служащие для воспроизведения и хранения единиц измерения, называются эталонами. Эталоны являются физической основой измерения всех величин в установленных единицах. Для практических работ по поверке и градуировке рабочих контрольно-измерительных приборов применяются образцовые приборы ограниченной точности, обычно именуемые просто образцовыми приборами. Они разделяются на несколько разрядов. Приборы 1-го разряда менее точны, чем эталоны, по которым они градуируются и поверяются, но более точны, чем приборы 2-го разряда; в свою очередь, приборы 2-го разряда более точны, чем приборы 3-го разряда. Обычно на предприятиях имеются образцовые приборы 3-го, а иногда и 2-го разряда.
Для производственника образцовым прибором является тот, по которому следует контролировать показания рабочих приборов. Однако показания образцового прибора не считают за истинное значение измеряемой величины, так как он работает не без погрешностей. Показания образцового прибора условно считают действительным значением измеряемой величины.
Образцовые приборы — это лабораторные приборы, применяемые исключительно для лабораторной поверки и градуировки рабочих приборов.
Автоматическая система регулирования (АСР) представляет собой совокупность взаимодействующих друг с другом автоматического регулятора и регулируемого объекта.
Автоматический регулятор — автоматическое устройство, которое реагирует на изменение физической величины, характеризующей технологический процесс, и осуществляет управление ' процессом с целью поддержания этой величины на заданном значении.
Регулируемый объект — любая промышленная установка (машина, агрегат, аппарат), в которой автоматически поддерживаются на заданном значении определенные параметры производственного процесса.
В каждой автоматической системе регулирования различают элементы и звенья. Как те, так и другие характеризуются входными и выходными параметрами или величинами. Факторы, воздействующие на элемент или звено и являющиеся причиной изменения их состояния, называются входными величинами и обозначаются через х. Параметры, характеризующие изменения состояния элемента или звена и являющиеся результатом воздействия на звено, называются его выходными величинами и обозначаются через у.
Различают замкнутые и разомкнутые автоматические системы регулирования. Система автоматического регулирования является замкнутой, если воздействия регулятора на объект через входную величину объекта приводят к обратному воздействию на регулятор через выходную величину объекта. Разомкнутой системой автоматического регулирования называется система, в которой автоматическое изменение какой-либо из входных величин производится без учета характера изменения регулируемой величины.
Кроме воздействия регулятора, для объекта регулирования входными величинами также являются внешние возмущения, например изменение давления греющего пара, изменение нагрузки. Для автоматического регулятора входной величиной будет измеряемое им отклонение регулируемого параметра, а выходной - воздействия регулятора на объект.
В большинстве случаев элементы и звенья системы обладают свойством направленности действия. Это значит, что передача энергии или вещества в элементе или звене осуществляется в направлении от входа к выходу. Кроме этих общих свойств, элементы и звенья имеют существенные различия. Элементы характеризуются их функциональным назначением: измерительный элемент, усилительный или преобразующий (управляющий) элемент, исполнительный элемент, регулирующий элемент. Звенья же характеризуются статическими и динамическими свойствами. Таких элементарных звеньев имеется немного — пропорциональное, интегрирующее, апериодическое, колебательное, дифференцирующее и звено запаздывания.
Система «объект — регулятор» образует замкнутый контур регулирования. По числу контуров системы регулирования разделяются на одноконтурные и многоконтурные.
Возмущающие воздействия или просто воздействия разделяются на внутренние и внешние. К внутренним относится регулирующее воздействие а к внешним — воздействие по нагрузке, а также изменения задания регулятору.
Автоматические регуляторы разделяются на две группы: регуляторы прямого и непрямого действия. Регуляторами прямого действия называются такие регуляторы, к которым не нужно подавать энергию от внешних источников. Такие регуляторы изменяют размер регулирующего воздействия за счет энергии, передаваемой от объекта регулирования к чувствительному элементу, например поплавку, измеряющему отклонение регулируемого параметра. Регуляторы непрямого действия нуждаются в энергии от внешнего источника.
На рисунке 3 представлена структурная схема одноконтурной системы автоматического регулирования с регулятором непрямого действия, а на рисунке 4- с регулятором прямого действия. Структурная схема дает представление о составе системы автоматического регулирования и назначении ее элементов.
