Расходомеры постоянного перепада давления, принцип измерения. Стеклянные ротаметры. Ротаметры с пневматическим и электрическим выходными сигналами. Выбор расходомеров, основные правила их установки и эксплуатации.
Общая характеристика электромагнитных расходомеров.
Дозирование твёрдых и жидких материалов. Виды дозаторов: механический, объёмный, весовой и насос-дозатор.
Условные обозначения приборов и схемы систем автоматического контроля количества и расхода материалов.
Тема 2.6. Измерение уровня жидких и сыпучих материалов. Классификация приборов для измерения уровня.Уровнемеры для жидкостей. Общая характеристика визуальных, поплавковых, буйковых, пьезометрических, гидростатических, электрических и других уровнемеров.
Уровнемеры для твёрдых сыпучих материалов. Общая характеристика весового и механического уровнемеров.
Условные обозначения приборов и схемы систем автоматического контроля уровня.
Тема 2.7. Контроль качественных показателей материалов.
Измерение концентрации жидкостей. Методы измерения: кондуктометрический, Оптический, электрометрический. Общая характеристика кондуктометров.
Оптические приборы контроля концентрации жидкостей.
Измерение плотности жидкостей. Виды приборов для измерения плотности жидкостей по принципу действия.
Измерение влажности. Методы контроля влажности газов и твёрдых тел.
Измерение вязкости жидкостей. Методы измерения и общая характеристика вискозиметров.
Тема 2.8. Специальные средства контроля.
Газовый анализ. Общая характеристика химических, термокондуктометрических, магнитных и оптических газоанализаторов.
Понятие о хроматографии. Методы жидкостной хроматографии: проявительный анализ, фронтальный анализ, вытеснительный анализ.
Масс-спектрометрия. Последовательность операций при масс-спектрометрическом анализе.
Раздел 3. Автоматическое регулирование и регуляторы.
Тема 3.1. Основные понятия и определения теории автоматического регулирования.
Назначение и функциональная схема системы автоматического регулирования ( САР ). Классификация САР. Понятие об элементарных динамических звеньях. Общее дифференциальное уравнение и передаточная функция динамического звена. Графические характеристики динамических звеньев. Виды динамических звеньев. Показатели качества САР в установившемся и переходном режимах. Понятие устойчивости системы. Алгебраические и частотные критерии устойчивости.
Практическая работа №1.
Определение устойчивости САР.
Тема 3.2. Объекты регулирования и их свойства.
Классификация объектов регулирования. Типовые объекты регулирования химических производств. Свойства объектов регулирования: ёмкость, самовыравнивание, запаздывание. Возмущающие воздействия в объектах регулирования.
Тема 3.3. Автоматические регуляторы.
Назначение и структурная схема регулятора. Классификация регуляторов по виду регулируемой величины, по роду и способу действия, по характеристикам действия.
Интегральные регуляторы ( И-регуляторы ), их особенности. Схемы И-регуляторов прямого и косвенного действия.
Пропорционально-интегральные регуляторы ( ПИ-регуляторы ), их особенности. Схема ПИ-регулятора.
Пропорционально-интегрально-дифференциальные регуляторы ( ПИД-регуляторы ). Схема ПИД-регулятора.
Электрические, пневматические и гидравлические регуляторы.
Микропроцессорные регуляторы.
Тема 3.4. Исполнительные механизмы и регулирующие органы.
Назначение и показатели исполнительных механизмов, их классификация.
Электрические исполнительные механизмы, гидравлические и пневматические.
Общая характеристика регулирующих органов.
Тема 3.5. Схемы сигнализации, защиты и блокировки.
Назначение и виды сигнализации: технологическая, предупредительная, аварийная, контрольная. Схема электрической сигнализации двух технологических параметров.
Устройства автоматической защиты на примере схемы управления электродвигателем.
Блокировка, назначение и реализация.
Общие сведения о микропроцессорных системах сигнализации и защиты.
Раздел 4. Основные правила начертания и чтения схем автоматизации.
Тема 4.1. Основные правила начертания и чтения схем автоматического контроля.
Условные обозначения приборов контроля и параметров контроля. Графическое оформление функциональных схем автоматического контроля. Последовательность чтения схем.
Практическая работа №2.
Изучение условных обозначений приборов, применяемых в функциональных схемах систем автоматического контроля.
Тема 4.2. Основные правила начертания и чтения схем систем автоматического регулирования.
Условные обозначения регуляторов на функциональных схемах. Знаки регулирования. Графическое оформление схем систем автоматического регулирования. Последовательность чтения схем.
Раздел 5. Вычислительные средства автоматизации.
Тема 5.1. Управляющие вычислительные комплексы ( УВК ).
Состав УВК и назначение основных элементов. Способы соединения отдельных устройств в УВК. Основные характеристики УВК радиальной и магистральной структуры.
Тема 5.2. Применение микроконтроллеров в системах управления.
Назначение и типы микроконтроллеров.
Структура типового микроконтроллера. Виды памяти и периферийных устройств. Общие сведения о программировании микроконтроллеров.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ
Важнейшим направлением развития промышленности и в целом народного хозяйства нашей страны является автоматизация производственных процессов. При автоматизации повышается производительность оборудования, улучшается качество получаемой продукции, уменьшаются энергетические и сырьевые затраты. Автоматизация позволяет повысить производительность труда, сократить численность обслуживающего персонала, улучшить условия труда, обеспечить безопасность работы.
Современное производство характеризуется всё возрастающей сложностью и многообразием операций и оборудования. Управление таким производством возможно лишь при широком использовании методов и средств автоматизации, которыми должны владеть инженеры и техники. В современных условиях от техника-механика требуются знания не только технологии и оборудования, но и автоматических средств контроля и управления – от простейших приборов до управляющих вычислительных комплексов. Изучение этих вопросов и предусматривает дисциплина «Основы автоматики и автоматизации производства». Программа дисциплины включает следующие разделы: «Элементы автоматики»; «Технологические измерения и контрольно-измерительные приборы»; «Автоматическое регулирование и регуляторы»; «Основные правила начертания и чтения схем автоматизации»; «Вычислительные средства автоматизации».
Перед выполнением контрольных работ необходимо усвоить основные положения и разделы дисциплины – это основы методов контроля и регулирования технологических параметров; принципы действия и конструкцию контрольно-измерительных приборов и автоматических регуляторов, управляющих устройств, применяемых при автоматизации; схемы автоматического контроля и регулирования различных физических величин, характеризующих технологический процесс, а также средства вычислительной техники, которая широко используется в автоматизированных производствах.
ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ.
Целью контрольных работ является закрепление знаний, полученных при изучении курса и самостоятельной работе с рекомендуемой литературой, приобретение навыков работы над схемами приборов, а также в умении использования справочных терминов.
Контрольная работа №1 состоит из заданий, охватывающих раздел 1 «Элементы автоматики» и раздел 2 «Технологические измерения и контрольно-измерительные приборы».
Контрольная работа№2 содержит задания по разделу 3 «Автоматическое регулирование и регуляторы» и разделу 4 «Основные правила начертания и чтения схем автоматизации».
В заданиях к контрольным работам сформулированы конкретные вопросы, на которые следует дать полные ответы.
Работа выполняется по индивидуальному варианту, который соответствует порядковому номеру учащегося в списке журнала на начало учебного семестра и уточняется преподавателем.
Работа может быть оформлена в ученической тетради с полями для заметок или с использованием компьютера. Условия заданий переписываются полностью; схемы и рисунки изображаются чётко; на графиках указывают масштаб. Автоматическое копирование текстов, рисунков, схем и других материалов без переработки запрещается. После получения работы с оценкой и замечаниями преподавателя надо исправить отмеченные ошибки и повторить недостаточно усвоенный материал. Если контрольная работа получила неудовлетворительную оценку, то учащийся выполняет её снова по старому или новому варианту в зависимости от указания преподавателя и отправляет на повторную проверку. В случае возникновения затруднений при выполнении контрольной работы учащийся может обратиться в техникум для получения консультации.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ №1.
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
Автоматика – это отрасль науки и техники, которая охватывает теорию и принципы построения автоматических устройств и систем, выполняющих свои функции без участия человека.
Автоматизация подразумевает применение технических средств и систем управления, частично или полностью освобождающих человека от непосредственного участия в процессах получения, преобразования, передачи или использования энергии, материалов или информации. Цель автоматизации – повышение производительности и эффективности труда, улучшение качества продукции, устранение человека от работы в условиях, опасных для здоровья.