25Характеристика выпуска-емых промышленностью в настоящее время средств автоматического контроля

В комплекс технических средств при создании систем автоматического управления входят преобразователи (датчики), регуляторы, исполнительные механизмы. Для согласования датчика, регулятора и исполнительного механизма выдвигаются общие требования.

По способу передачи сигналы делятся на электрические и пневматические. ГОСТами предусмотрены электрические сигналы: 0-5 мА, 0-10 В, 0-220В (~); пневматические сигналы 0-0,1 МПа(до 1 атм).

Питание пневматических приборов Р_пит=0,14 МПа. Питание исполнительного механизма Р_пит=0,6 МПа.

В настоящее время очень быстро распространяются двигатели с частотным управлением(управление осущ-ся преобразователем частоты) (используются для стабилизации, дозирования) и шаговые двигатели.

Производятся регуляторы общего назначения от одного до 10 каналов, многофункциональные регуляторы.

Пневматические средства автоматики наиболее эффективны при создании автоматизированных процессов и особо эффективны при создании аппаратов, работающих в автоматических режимах. Н-р:оснащение пневматикой упаковочных машин составляет от общего выпуска на мировом рынке до 90%, роботами до 50%.

Широкое применение пневматических средств автоматики вызвано следующими положительными качествами:

1.Относительная простота конструкции и эксплуатационного обслуживания(следовательно, низкая стоимость и быстрая окупаемость)

2.Высокая надежность работы в широком диапазоне температур

3.Пожаро и взрывобезопасность

4.Большой срок службы

5.Высокая скорость перемещения выходного звена исполнительных механизмов(линейное перемещение 15 м/с, скорость вращения 100 тыс об/мин)

6.Отсутствие необходимости в защитных устройствах при перегрузке

Недостатки:

1.Низкая скорость передачи сигналов(при диаметре 0,6 мм – на расстояние 300 м за 0,9 секунды)

2.Сложность обеспечения плавного перемещения рабочих органов

6Принципы построения и чтения функциональных схем.

Функциональная схема является основным техническим документом, определяющим структуру и функциональные связи между технологическим процессом и средствами контроля и управления процессом.Функциональную схему выполняют в виде чертежа, на котором схематически условными изображениями показывают технологическое оборудование, коммуникации, органы управления, измерительные приборы и средства автоматизации, представляемые, как правило, функциональными блоками, функциональными группами и элементами с указанием связи между технологическим оборудованием, приборами и средствами автоматизации, а также связей между функциональными блоками, группами и элементами.

В процессе разработки функциональных систем должны быть решены следующие основные вопросы:

1.Определение оптимального объема автоматизации технолог. процесса.

2.Установление технолог-их параметров, подлежащих автомат-му регулированию и контролю, уточнение пределов их изменений и выбор методов измерения этих параметров с целью последующего отбора технических средств для их реализации.

3.Определение технологического оборудования (приводов механизмов, запорных органов и т.п.), управляемого автоматически или дистанционно.

4.Определение объемов необходимых автоматических защит и блокировок технологических агрегатов и установок.

5.Выбор основных технических средств автоматизации, наиболее полно отвечающих предъявляемым требованиям и условиям работы автоматизируемого объекта.

6.Размещение приборов и аппаратуры на щитах и пультах центральных пунктов управления, диспетчерских пунктов, непосредственно у агрегатов и т.п. и определение способов представления операторам требуемой информации о ходе технологического процесса (необходимость мнемосхем, графических панелей и т.п. устройств).

Сформулируем некоторые общие принципы, которыми следует руководствоваться при разработке функциональных схем автоматизации:

1. В процессе разработки функц-ных схем должны учитываться не только существующие требования технологических процессов, но и перспективы их модернизации и развития, а также особенности развития технических средств автоматизации и опыт их внедрения для того, чтобы при минимальных затратах в дальнейшем без существенных переделок обеспечивалась бы возможность наращивания функций систем управления.

2. Уровень охвата технолог-го процесса системой автоматического управления в каждый период времени определяется целесообразностью внедрения определенного комплекса технических средств уровнем научно-технических разработок.

3.При проектировании систем автоматизации должна предусматриваться возможность поэтапной реализации системы – от локальной системы к полному комплексу, с возрастающей степенью охвата и функций управления.

4.При разработке функциональных схем кроме вопросов, связанных с построением автоматизации того или иного процесса, агрегата или участка, должны быть решены вопросы о взаимной связи этих систем с автоматизированной системой управления производством (АСУП).

5.Системы автом-ции технологических процессов должны строиться, как правило, на базе серийно выпускаемых средств автоматизации и вычислительной техники.

6. В тех случаях, когда функциональные схемы автоматизации не могут быть построены на базе только серийной аппаратуры, в процессе проектирования следует выполнить соответствующие технические задания на разработку новых необходимых средств автоматизации.

7. При построении схем автоматизации и выборе технических средств должны учитываться: вид и характер производственного процесса, условия пожаро- и взрывоопасности, агрессивность и токсичность окружающей среды и т.д.; параметры (температура и давление) и физико-химические свойства измеряемой среды; расстояние от мест установки датчиков, вспомогательных устройств, исполнительных механизмов, приводов машин и запорных органов до пунктов управления и контроля; требуемая точность и быстродействие контрольной и регулирующей аппаратуры.

8.Выбор аппаратуры автоматизации с точки зрения рода вспомогательной энергии (электрической, пневматической и гидравлической) определяется условиями пожаро- и взрывоопасности автоматизируемого объекта, агрессивности окружающей среды, требованиям к быстродействию, дальностью передачи сигналов информации и управления и т.п.

9.Следует выбрать аппаратуру с тем классом точности, который определяется действительными требованиями автоматизируемой установки. Обычно чем выше класс точности измерительной аппаратуры, тем более сложной является конструкция приборов и выше их стоимость.

10.Для наиболее ответственных узлов и систем автоматизации в проектах следует выполнять расчеты надежности для приближенной оценки соответствия получаемой надежности и требуемой.

11.Необходимо стремиться к применению однотипных средств автоматизации предпочтительно унифицированных систем, характеризуемых простотой сочетания, взаимозаменяемостью и удобством компоновки на щитах управления. Использование однотипной аппаратуры дает значительные эксплуатационные преимущества как с точки зрения ее обслуживания, так и в отношении обеспечения запасными частями, ремонта, настройки и т.п.

12. При централизованном управлении следует применять современные автоматические системы централизованного управления и контроля, что способствует снижению затрат на автоматизацию, сокращению протяженности щитов управления, разгрузке операторов от постоянного наблюдения за показаниями приборов.

13. Количество приборов, аппаратуры управления и сигнализации, сосредоточенной на оперативных щитах и пультах, должно быть ограничено. Излишек аппаратуры является не менее вредным, чем ее недостаток. Излишняя аппаратура усложняет эксплуатацию и отвлекает внимание обслуживающего оперативного персонала от наблюдения за основными приборами, определяющими ход технологического процесса, увеличивает стоимость установки и удлиняет сроки монтажных работ.

Перечисленные принципы не являются исчерпывающими и при разработке систем автоматизации для каждого конкретного технологического процесса их следует уточнять или корректировать, исходя из специфических требований и условий работы проектируемого объекта.

Правила изображения приборов и средств автоматизации на функциональных схемах изложены подробно в ГОСТе 21.404-85«Автоматизация технологических процессов», обозначения условные приборов и средств автоматизации в схемах.

2понятия технической кибернетики и теории автоматического управления.

Понятие «управление» связано с понятием кибернетики. Оно возникло давно в древней Греции. Впервые произнес это слово Платон. От греч. «кибернус»-кормчий, управляемый кораблем.

Основоположником кибернетики является американский математик Норберт Винер.

Техника управления процессами основывается на ряде правил и законов, общих не только для технических устройств, но и для живых организмов и явлений общественной жизни. Во всех системах имеются управляющие и управляемые составные части, между которыми устанавливаются прямые и обратные связи. Изучение единых законов управления составляет предмет кибернетики – науки, изучающей системы любой природы, способные воспринимать, хранить и перерабатывать информацию для целей управления.

Область исследования управления техническими системами является предметом технической кибернетикой.

Техническая система включает совокупность происходящих физико-химических процессов и средств для их реализации. В пищевых производствах система включает собственно технологический процесс, агрегат, машину, аппарат, установку или отдельные производства, в которых он происходит, все средства для контроля и управления процессом и связи между ними.

При ручном управлении объектом человеческий фактор дважды участвует в управлении. Первый раз при съеме информации о параметрах объекта управления и второй раз при воздействии на объект управления. Это существенно снижает точность управления объектом.