Тема 1.3 Исполнительные механизмы и регулирующие органы
Студент должен:
знать:
основные типы исполнительных механизмов;
характеристики регулирующих органов;
область применения исполнительных механизмов и регулирующих органов;
уметь:
правильно выбирать тип применяемого исполнительного механизма и регулирующего органа.
Основные определения и классификация. Гидравлические, пневматические и электрические исполнительные механизмы.
Типы регулирующих органов, их характеристики и область применения.
Методические указания
Система исполнительных устройств (СИУ) является основной частью Государственной системы приборов (ГСП). Эти устройства состоят из регулирующего органа и исполнительного механизма, который оснащается дополнительными приборами ( дублерами, позиционерами).
СИУ предусматривается построение унифицированных исполнительных устройств по блочно – модульному принципу, т.е создание всех исполнительных устройств системы из нескольких унифицированных базовых блоков и узлов, что позволяет расширить их номенклатуру без больших производственных затрат на внедрение.
Системой исполнительных устройств предусматривается комплектование регулирующих органов исполнительными механизмами следующих видов: пневматическими мембранными пружинами, мембранными беспружинными, поршневыми, электрическими и механизмами со смешанным видом энергии.
На водопроводных и канализационных сооружениях применяются следующие основные типы регулирующих органов: задвижки, заслонки, шиберы, клапаны, вентили.
Вопросы для самопроверки:
1. Из каких основных элементов состоит исполнительное устройство?
2. Дайте определение исполнительному механизму и регулирующему органу.
3. Какие основные типы регулирующих органов знаете?
4. На какие основные типы подразделяются электрические исполнительные механизмы?
Тема 1.4 Использование вычислительной техники в системах автоматического управления
Студент должен:
знать:
структурную схему микропроцессорной техники;
уметь:
правильно выбирать тип применяемого микроконтроллера.
Микропроцессорная техника и микроконтроллеры. Функции вычислительных устройств в схемах автоматики. Оптимальное проектирование и эксплуатация систем водоснабжения с помощью вычислительной техники. Логические элементы в промышленной автоматике.
Методические указания
При управлении производственным процессом часто бывает необходимо производить математические операции. При автоматическом управлении эти операции должны выполнятся автоматически на различных вычислительных устройствах: аналоговых и цифровых. В аналоговых устройствах величины изменяются непрерывно как по уровню, так и по времени. В цифровых устройствах существует только два уровня, условно называемые 1 и 0, по времени величины изменяются дискретно. Преимущество цифровых устройств над аналоговыми основано на следующих факторах:
цифровые устройства допускают большую степень интеграции в составе микросхем, в настоящее время в одной микросхеме размещается десятки миллионов транзисторов;
в отличие от аналоговых данные в цифровых устройствах не зависят от температуры окружающей среды, влажности, давления, напряжения питания;
точность цифровых устройств неограничена.
Цифро – аналоговые (ЦАП) и аналого – цифровые (АЦП) преобразователи являются устройствами сопряжения аналоговой (усилители, фильтры т др.) и цифровой аппаратуры. От характеристик во многом зависят параметры всей аппаратуры цифровой обработки сигналов.
ЦАП предназначены для преобразования цифровых кодов в аналоговые величины – напряжение, ток, сопротивление. Построение ЦАП основано на суммировании напряжений или токов, пропорциональным весам двоичных разрядов.
АЦП предназначены для преобразования аналоговой величины (напряжения, тока) в цифровой код.
Автоматические системы, включающие вычислительные устройства можно подразделить на три группы:
- информационные системы автоматического контроля,
- командные разомкнутые системы,
- замкнутые системы автоматического управления.
Вопросы для самопроверки:
1. Какие устройства называют ЦАП И АЦП?
2. Перечислите основные функции вычислительных устройств
3. Как осуществляется управление технологическим процессом в замкнутых системах автоматического управления?
4. Какие логические элементы применяются в системах автоматики?
Тема 1.5 Построение схем автоматизации производственных процессов
Студент должен:
знать:
основные ГОСТы на построение схем автоматизации;
уметь:
правильно составлять автоматические схемы с использованием ГОСТов.
Типы схем и правила построения. Основные ГОСТы на построение схем автоматизации.
Методические указания
При проектировании используются общепринятые правила составления схем автоматизации.
Единая система конструкторской документации (ЕСКД) определяет четыре вида схем: электрические, гидравлические, пневматические и кинематические.
Основным технологическим документом, определяющим структуру и функциональные связи между технологическим процессом и средствами контроля и управления, является функциональная схема. Поэтому необходимо при изучении данной темы прежде всего выяснить основные принципы выполнения функциональных схем. Для выполнения функциональных схем необходимо познакомиться с ГОСТ 21.404-85 «Автоматизация технологических процессов. Условные обозначения приборов и средств автоматизации.»
Вопросы для самопроверки:
Каким образом на схемах изображают графически средства автоматизации?
Как строится условное буквенное обозначение средств автоматизации?
Какие схемы называются типовыми?
Особенности проектирования схем автоматизации.
Что называется спецификацией оборудования?
Раздел 2 Автоматизация технологического контроля
Тема 2.1 Метрологическая служба и ее задачи. Обеспечение единства средств и методов измерений
Студент должен:
знать:
структурную схему метрологической службы предприятия;
основные задачи Государственных и ведомственных метрологических служб;
порядок проведения поверок измерительных приборов;
уметь:
выбирать лабораторные и технические измерительные приборы при проведении замеров контролируемого технологического процесса.
Основные задачи метрологической службы по обеспечению единства и правильности измерений в стране. Структура и организация работ Государственных и ведомственных метрологических служб. Метрологическое обслуживание и контроль мер измерительных приборов на производстве. Порядок и проведение поверки мер измерительных приборов.
Средства и методы измерения как объекты стандартизации. Государственная система обеспечения единства измерений. Эталоны и их роль в поддержании единства измерений.
Методические указания
Метрологический надзор осуществляют проведением поверок средств измерений, метрологической ревизией и метрологической экспертизой.
Технической основой метрологического обеспечения на предприятии являются следующие операции:
воспроизведение единиц физических величин с помощью рабочих эталонов или образцовых средств измерений;
ввод в эксплуатацию общепромышленных рабочих средств измерений;
передача размеров единиц физических величин рабочим средствам измерений путем обязательной государственной и ведомственной поверки;
использование и разработка стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов.
Метрологический надзор осуществляется единой метрологической службой страны, подчиненный Государственному комитету России по стандартам.
Надзор и поверка осуществляется самостоятельной организацией, подчиненной непосредственно этому комитету. Допускается надзор и поверка силами предприятий и учреждений – ведомственный надзор. Основная задача ведомственных метрологических служб – обеспечение единства и достоверности измерений путем обеспечения повсеместного соблюдения требований нормативно – технических документов государственной системы обеспечения единства измерений.
Поверка – совокупность действий, производимых для оценки погрешностей средств измерений и установления их пригодности к применению.
Средства измерений подвергают первичной, периодической, внеочередной и инспекционным поверкам.
Различают образцовые и рабочие меры и измерительные приборы. Образцовые меры и приборы предназначены для хранения и воспроизведения единиц измерения, поверки и градуировки всякого рода мер и измерительных приборов. Они подразделяются на эталоны, меры и измерительные приборы.
К эталонам относятся приборы и меры, служащие для воспроизведения и хранения единиц с наивысшей достижимой при данном состоянии измерительной технике точностью.
Вопросы для самопроверки:
1. Основные задачи ведомственных и государственных метрологических служб.
2. Дайте определение эталону.
3. Какие средства измерений называют измерительным прибором, измерительным преобразователем?
4. Дать определение поверки.
5.Какой класс и разряд могут иметь образцовые приборы?
Тема 2.2 Общие сведения по измерительной технике и классификация контрольно-измерительных приборов
Студент должен:
знать:
классификацию измерительных приборов;
основные виды погрешностей;
структурные схемы автоматического контроля;
уметь:
определять абсолютную, относительную, приведенную погрешности;