Тема 2.6 Автоматизация контроля качества воды
Студент должен:
знать:
основные методы измерения концентрации водных растворов;
принцип действия приборов для измерения качества воды;
уметь:
правильно выбирать прибор для измерения качества воды.
Физические основы и методы измерения качественного состава воды: кондуктомет-
рический метод, хроматография, рН-метрия. Измерители мутности и цветности. Измерители водных растворов газа (хлора, фенола, кислорода).
Методические указания
В системах водоснабжения наиболее важное значение имеет автоматический контроль мутности, цветности воды, ее солесодержание, величины рН, количество остаточного хлора в воде.
Для контроля качественных параметров воды используется ряд приборов общепромышленного назначения. К числу таких приборов относятся различные конструкции плотномеров (поплавковые, буйковые, весовые), солемеров, рН- метров( потенциометрический метод – принцип действия основан на измерении разности потенциалов между сравнительным и измерительным электродом) , фотоколориметров.
Вопросы для самопроверки
Какие типы солемеров знаете?
Для каких измерений применяются ультрафиолетовые анализаторы?
На каком принципе действия основан оптический плотномер?
Какие электроды применяются в рН – метре?
Для определения каких растворов применяют фотоколориметры?
Раздел 3 Автоматическое регулирование
Тема 3.1 Объекты автоматического регулирования
Студент должен:
знать:
основные понятия и определения автоматического контроля и регулирования;
свойства объектов и возмущающие воздействия
качественные показатели АСР.
уметь:
определять свойства объекта;
критерии управления;
основные возмущающие воздействия
выбрать качественные показатели процесса регулирования.
Понятие об объекте регулирования, основные свойства и переходные характеристики. Возмущающие воздействия. Переходные процессы в АСР.
Методические указания
Объектом регулирования называется технологический процесс или аппарат, режим которых зависит от внешних воздействий и может быть поддержан на заданном уровне автоматической системой регулирования. Объекты могут быть простыми и сложными.
Основными свойствами объекта регулирования являются:
емкость объекта – это способность объекта регулирования накапливать энергию поддерживать уровень жидкости, давление газа, количество тепла, влажность среды, концентрацию растворов и другие параметры;
самовыравнивание – при изменении нагрузки объекта величина регулируемого параметра стремится без участия регулятора к новому установившемуся значению, соответствующему измененной нагрузке;
время разгона – промежуток времени необходимый для изменения величины регулируемого параметра в объекте от нуля до заданного значения, соответствующем полной нагрузке;
запаздывание – время отставания изменения величины регулируемого параметра от момента нарушения равновесия между притоком и расходом вещества в объекте регулирования.
Технологический процесс находиться в состоянии равновесия только в том случае, если поступление в объект и расход из него вещества и энергии равны. При нарушении материального или энергетического баланса в результате любого возмущающего воздействия равновесие в объекте нарушается и действительное значение управляемой величины отклоняется от заданного Величина и скорость управляемой величины зависят от амплитуды и спектра возмущающего воздействия, а также от динамических и статических характеристик системы автоматического регулирования
Изменение регулируемой величины во времени при регулировании называется переходным процессом и его обычно представляют в виде графика, называемой кривой переходного процесса системы автоматического регулирования. Возможны следующие кривые переходных процессов: апериодически сходящий процесс, затухающий колебательный процесс, незатухающий колебательный процесс, расходящийся колебательный процесс.
Вопросы для самопроверки
1. Какие объекты называют объектами чистого запаздывания?
2. Какие объекты называются объектами с сосредоточенными параметрами?
3. Какой объект называется многоемкостным?
4. Какое воздействия называется возмущающим?
Тема 3.2 Автоматические регуляторы
Студент должен:
знать:
назначение автоматических регуляторов;
область применения регуляторов.
уметь:
выбрать тип регулятора
изображать на схемах автоматизации условные обозначения элементов АСР.
Автоматический регулятор – составное звено в автоматической системе регулирования. Классификация автоматических регуляторов. Основные типы серийных регуляторов, область применения.
Методические указания
Регулирование – наиболее распространенная разновидность управления непрерывными технологическими процессами. Как и всякая система управления, система автоматического регулирования состоит из объекта регулирования и соответствующих технических средств автоматизации. Основным элементом системы регулирования является регулятор. Изучение данной темы следует начинать с основных свойств и характеристик объектов регулирования, а также законов регулирования. При изучении устройства и конструкций регуляторов необходимо обратить внимание на способы реализации законов регулирования и области применения регуляторов. Кроме того студенты должны иметь представление об основных микропроцессорных контроллерах, применяемых в системах автоматического регулирования.
Вопросы для самопроверки
1. Что называется законом регулирования?
2. Какие основные законы регулирования применяются
при автоматическом регулировании?
3. Основные типы пневматических регуляторов.
4. Основные типы электрических регуляторов.
5. Достоинства и недостатки электрических и пневматических регуляторов.
6. Что такое микропроцессорные контроллеры?
Тема 3.3 Объект управления и система управления
Студент должен:
знать:
основные определения и термины систем управления;
характеристика объектов управления;
качественные показатели переходного процесса;
классификация систем управления.
уметь:
выбрать оптимальные параметры управления технологическим оборудованием.
Основные понятия и определения. Характеристики звеньев систем автоматического управления. Динамические звенья систем автоматического управления. Качественные показатели переходного процесса.
Методические указания
Изучение данной темы необходимо начинать с основного понятия – объект управления. Объект управления – динамическая система, характеристики которой изменяются под влиянием возмущающих и управляющих воздействий. Следует обратить внимание на свойства и основные характеристики объектов управления, а также на принципы их классификации.
Под управлением понимаются действия, направленные на поддержание или улучшение функционирования объекта управления.
Процесс управления складывается из многих операций, которые по их назначению можно объединить в три группы:
1. Получение и обработка информации о фактическом состоянии управляемого объекта;
2. Анализ полученной информации. Принятие решения о целесообразном воздействии на него;
3. Осуществление принятого решения.
В связи с этим вводятся понятия управляющей системы и системы управления. При изучении данной темы необходимо обратить внимание на определение управляющих систем, систем управления и признаки их классификации, так же следует особое внимание обратить на разработку систем управления. Разработку начинают с выбора параметров, участвующих в управлении. К ним относятся контролируемые, сигнализируемые и регулируемые величины, а также параметры, изменяя которые можно вносить регулирующие воздействия. Далее выбирают идеи и способы осуществления защиты и блокировки, а затем – конкретные автоматические устройства. Система управления должна обеспечивать достижение цели управления в любых условиях, а также безопасность работы объекта.
Вопросы для самопроверки
1. Что называется автоматической системой регулирования?
2. Что называется звеном?
3. Назовите типовые звенья.
4. Что показывает статическая характеристика?
5. Какие характеристики называют динамическими?
6. Что называют объектом регулирования?
7. Назовите основные свойства объектов регулирования.
8. Что называется законом регулирования?
9. Какие основные законы регулирования применяются
Раздел 4 Основы телемеханики
Тема 4.1 Определение и классификация систем телемеханики
Студент должен:
знать:
классификацию систем телемеханики;
область применения;
уметь:
правильную систему для телеуправления.
Общее понятие о телемеханике. Классификация систем телеизмерения, телеуправления и телесигнализации. Область применения различных устройств телемеханики.
Методические указания
Телемеханика – это область техники, охватывающая теорию и практику устройства передачи информации и управления на расстоянии. Системы телемеханики выполняют следующий функции: телеизмерение0 телеуправление, телесигнализацию. Сущность телеизмерения состоит в том, что измеряемая величина преобразуется до ее передачи в другую величину, удобную для передачи без искажений на расстояние.
В системах для передачи сигнала на небольшое расстояние применяется метод интенсивности, при котором измеряемая величина передается путем изменения интенсивности тока или напряжения в канале сигнала. В системах дальнего действия используются методы импульсной и частотной передачи сигнала, при которых измеряемая величина преобразуется в импульсы постоянного тока или переменный ток меняющейся частоты.