КУРС ЛЕКЦІЙ для студентів спеціальностей 091700 «Технологія зберігання, консервування та переробки молока»

Скачати 1.57 Mb.

Назва	КУРС ЛЕКЦІЙ для студентів спеціальностей 091700 «Технологія зберігання, консервування та переробки молока»
Сторінка	8/17
Дата	05.04.2013
Розмір	1.57 Mb.
Тип	Курс лекцій

bibl.com.ua > Інформатика > Курс лекцій

1 ... 4 5 6 7 8 9 10 11 ... 17

5.5.ПОКАЗНИКИ ЯКОСТІ РЕГУЛЮВАННЯ

Стійка автоматична система повинна забезпечувати певну якість регулювання, тобто задовольняти вимогам, що характеризують роботу системи як у перехідному процесі, так і в сталому режимі. Умовою працездатності АСР є її стійкість. Проте цього недостатньо. Стійка АСР повинна забезпечувати певну якість процесу регулювання, тобто, АСР повинна забезпечувати вимоги до протікання технологічного процесу як у в перехідному процесі, так і в сталому режимі. Якість регулювання звичайно оцінюють по кривій перехідного процесу за умов стрибкоподібного збурення. Для оцінки якості використовують пряміі непрямі її показники.

До прямих показників належать ті, які можна одержати безпосередньо

по графіку перехідного процесу (крива 1 рис. 3.11), і до них відносяться:

Динамічна похибка являє собою найбільше відхилення регульованого параметра від заданого значення в перехідному процесі і дорівнює першій амплітуді Х

коливального процесу.

Статична похибка дорівнює відхиленню регульованої змінної від заданого значення після закінчення перехідного процесу. Має місце тільки в статичних АСР.

Час регулювання t_р - це тривалість перехідного процесу, по закінченні

якого відхилення регульованої величини від усталеного значення стає меншим заданої величини

або меншим значення 0,05Х

(0,05 першої амплітуди). Час регулювання характеризує швидкодію системи.

Перерегулювання – це показник, який дорівнює відношенню другої амплітуди коливального процесу до першої (

у %. В реальних системах він знаходиться у межах 20-50%.

Ступінь коливальності – характеризує інтенсивність затухання коливань за час регулювання і кількісно оцінюється як відношення різниці між першою та третьою амплітудами коливань перехідного процесу до першої амплітуди:

.

Для реальних стійких АСР з коливальним збіжним перехідним процесом, цей вираз набуває значення в межах 0,7<

<0,9. Чим вищий ступінь затухання, тим стійкість АСР вища. У найбільш стійких АСР -

1 і виникає аперіодичний процес (крива 2 рис.3.11). При

=0 у АСР виникають гармонічні коливання постійної амплітуди, а при

< 0 – процес в АСР розбіжний (АСР нестійка).

До непрямих показників якості регулювання відноситься, наприклад, лінійний інтегральний І

, який використовується для оцінки якості аперіодичних перехідних процесів: І

, де

- відхилення регульованої змінної від заданого значення в кінці перехідного процесу. Фізичний смисл критерію: необхідно забезпечити мінімум площі під кривою перехідного процесу (мінімальні відхилення Х

та час регулювання t_р ).

Для коливальних процесів використовується квадратичний інтегральний показник І

.

І

.

Перехідний процес визначається параметрами системи регулювання і характером регулюючих та збурюючих дій. Змінюючи параметри та структуру АСР, можна добиватися потрібних за вимогами до ведення технологічного процесу покажчиків якості.

5.6. ВИКОНАВЧІ ТА РЕГУЛЮВАЛЬНІ ОРГАНИ АСР

Виконавчі органи (ВМ) призначені для переміщення регулювального органу (РО) відповідно до команди автоматичного регулятора (АР), тобто, його регулюючої дії Ур. ВМ перетворює сигнал однієї природи, який надходить від АР, у механічне переміщення РО. Його можна розглядати як підсилювач потужності, за допомогою якого слабкий сигнал управляючої дії АР Ур багаторазово підсилюється за рахунок енергії живлення ВМ та подається на РО.

Для оцінки ВМ використовують наступні показники:

швидкодія ВМ – величина, що обернена часу переходу ВМ від одного стану рівноваги до іншого.
точність ВМ – величина, що обернена максимально можливій похибці встановлення ВМ в новий стан рівноваги.
максимальне навантаження – найбільший момент зусилля, який може передати ВМ на РО.
коефіцієнт корисної дії – відношення потужності, що використовується для переміщення РО, до загальної потужності, яка споживається ВМ.
зона нечутливості – область, в межах якої зміна управляючої дії не призводить до руху ВМ.

Залежно від роду енергії, яка використовується в ВМ, вони розподіляються на електричні, пневматичні і гідравлічні. В системах автоматичних ХВ використовують перші два види.

Електричні ВМ (використовують електричну енергію) в свою чергу поділяється на електромагнітні та електродвигуні. В електромагнітних переміщення РО відбувається за рахунок дії електромагнітними котушками ЕК. Використовуються у випадку, коли РО повинен займати фіксоване положення, наприклад, “Відкрито” або “Закрито” в релейних двопозиційних АСР.

Коли до електромагнітної котушки подається керуючий сигнал У

постійного чи змінного струму, шток втягується в котушку соленоїду, стискуючи одночасно пружину, клапан повністю відкривається. Коли У

зникає, то за допомогою пружини клапан встановлюється у закритий (вихідний) стан.

Н

едолік таких ВМ (рис.4.5) – постійне споживання енергії, низький ККД, тому вони використовуються в схемах з короткочасним спрацюванням.

Більш економічні – є ВМ (рис. 4.5,б) з додатковою електромагнітною защіпкою ЕЗ, який керує механічною защіпкою. Коли головний електромагніт спрацьовує від керуючої дії У

, шток втягується та спрацьовує защіпка (З), яка механічно фіксує шток в цьому положенні. Блокуючий контакт (БКЗ) защіпки розриває ланцюг живлення головної котушки ЕК.

При закриванні клапана керуючий сигнал подається на електромагніт

защіпки ЕЗ, яка звільняє шток. Останній під дією зворотної пружини повертається у вихідний стан, закриваючи клапан.

Недолік – ймовірність виникнення гідравлічних ударів у трубопроводах.

Більш поширеними є електродвигунові ВМ, які працюють з електричними регуляторами.

В них використовуються електродвигуни з постійною швидкістю обертання вихідного елемента (ротора через редуктор), які можуть обертатись в той чи інший бік, або знаходитись в нерухомому стані.

Електродвигунові ВМ реалізують типові закони регулювання в імпульсній формі, коли переміщення вихідного елемента (вала редуктора) ВМ, відбувається за рахунок короткочасних ввімкнень електродвигуна (з певною тривалістю станів включення чи відключення).

Керування двигунів таких ВМ може бути контактне чи безконтактне. За характером руху вихідного такі ВМ розділяють на – однооборотні, коли вихідний вал ВМ обертається у межах одного оберту на 360°, а також на багатооборотні та прямо ходні.

Електродвигуновий ВМ (рис. 8.5) складається з електродвигуна 3 з

електромагнітним гальмом 4, блока 5 з кінцевими вимикачами, черв'ячного редуктора 2 та вихідного вала редуктора 1, який з'єднується з регулюючим органом. Пуск двигуна в той чи інший бік обертання забезпечується контактами 1РБ або 2РБ реле автоматичного регулятора. При цьому вмикаються обмотки В або Н реверсивного магнітного пускача і замикаються його силові контакти В0 або НО, які включають в мережу електродвигун Д. Блок-контакти ВІ та НІ шунтують контакти регулятора. Двигун вимикається, коли вихідний вал редуктора досягає крайніх положень, кінцевими вимикачами КВВ та КВЗ, при Цьому загорається відповідно одна з сигнальних ламп ЛВ або ЛЗ. Кнопка КС призначена для аварійного відключення двигуна.

Пневматичні та гідравлічні ВМ відносяться до механічних. По конструкції бувають мембранні та поршневі. Вихідним елементом в них є шток, який здійснює лінійне переміщення. У пневматичних ВМ – зусилля, по переміщенню мембрани або поршня, створюється повітрям – уніфікованим по

ДСП пневматичним сигналом по тиску в межах Р

=20-100 кПа.

Приклад мембранного пневматичного ВМ приведений на рис. 5.8) :

а) б)

Рис. 5.8. Мембранні виконавчі механізми

ВМ (рис.5.8,а) складається з корпусу 1, мембрани 2, зворотної пружини 3 та штока 4. Втулка з натяжною гайкою 5 призначена для регулювання зусилля, що надається пружиною. З поданням тиску від регулятора у порожнину над мембраною, остання вигинається і переміщує шток 4. Повернення штока в початкове положення забезпечується за допомогою пружини при Рвх=0.

У прикладі на рис.5.8,б, із зростанням У

= Р

верхній клапан закривається, а нижній відкривається, при одному і тому ж напрямку керуючої дії, що показує, як можна реалізувати протилежні дії на об’єкт регулювання.

Поршневий пропорційний (рис. 5.9) теж має пропорційну статичну

Рис.5.9. Поршневий пропорційний Рис. 5.10. Поршневий диференціальний

характеристику і використовується в пілотних регуляторах прямої дії в холодильних машинах, де джерелом енергії є тиск робочої речовини холодильної машини. А поршневий диференціальний показаний на рис. 5.10.
Їхні рівняння:

та

.

Регулювальні органи (РО) АСР - це пристрої, які служать для безпосереднього регулювання надходження енергії або речовини в ОУ. РО змінюють, наприклад, витрати речовини через той чи інший трубопровід, або холодопродуктивність компресора. Зміна витрати досягається зміною прохідного перерізу РО (або дроселюванням) і пов’язаного з ним перепаду тиску. В АСР використовуються одно або двосідельні РО (рис. 5.11).

Рис. 5.11. Одно та двосідельні РО (клапани).

В якості РО використовують клапани та вентилі, заслінки. Від вірного вибору РО залежить якість роботи АСР. РО складається із сідла (нерухомої частини РО) та затвору - (рухомої частини РО), переміщення якого відносно частин сідла приводить до зміни прохідного перерізу і відповідно пропускної спроможності РО в цілому.

На вибір та розрахунок РО впливає і фазовий стан протічної речовини. Якщо середовище двохфазне або якщо при його протіканні через РО відбувається фазове перетворення (кипіння речовини), то вибір і розрахунок РО проводять за емпіричними залежностями.

Як елемент АСР РО може мати дискретну (релейну: Відкрито/Закрито) характеристику або аналогову характеристику (безперервну), яка може бути лінійною, параболічною або рівно процентною. Характеристика РО показує зміну його пропускної спроможності в залежності від (ходу) переміщення затвору РО (рухомої частини). Характеристику називають власною або внутрішньою, якщо вона визначена для одного значення перепаду тиску на РО.

[ 2, с.: 9…37 ; 7, с.: 82…122]

Контрольні запитання до розділу 5

1. Приведіть класифікацію систем автоматичного регулювання.

2. Поняття статичної похибки системи регулювання.

3. Поняття ланки АСР та її передавальна функція.

4. Типові ланки систем автоматичного регулювання.

5. Паралельне та послідовне з’єднання ланок АСР.

6. Критерії визначення стійкості АСР.

7. Основні показники якості регулювання в АСР.
РОЗДІЛ 6

ЕЛЕМЕНТИ МЕТРОЛОГІЇ ТА ЗАСОБИ ВИМІРЮВАНЬ
6.1. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО ВИМІРЮВАННЯ

Автоматизація виробничих процесів в харчовій промисловості нерозривно зв'язана з вимірюванням різних фізичних величин та комплексних показників якості продукції. Для цієї мети використовуються різноманітні засоби вимірювань, правильність використовування яких грунтується на положеннях метрології та вимірювальної техніки.

Метрологiя є галузь науки, яка вивичає вимiрювання i саме слово "метрологiя" в перекладi з грецькоi мови означає - наука про мiри (metron -мiра, logos - наука). Довгий час метрологiя була наукою про рiзнi мiри та спiввiдношення мiж ними. Лише завдяки прогресу в розвитку фiзичних та точних наук, метрологiя набула свого основного призначення в теперiшньому розумiннi - це забезпечення єдностi та точностi вимiрювань фiзичних величин. Метрологiя в ii сучасному розумiннi - це наука про вимiрювання, методи та способи забезпечення єдностi вимiрювань i способи досягнення необхiдноi точностi вимiрювань.

Вимiрювання - це процес знаходження (відображення) значення (розміру) фiзичноi величини в певних одиницях за допомогою спецiальних засобiв вимiрювання дослiдним шляхом. Вiдповiдно до ДСТУ, вимiрювання є вiдображення вимiрювальних величин та їх значень шляхом експерименту i обчислень за допомогою спецiальних технiчних засобiв. Вимiрювання є одним iз основних шляхiв пiзнання та вивчення природи людиною, так як дають можливiсть отримати кiлькiснi характеристики навколишнього свiту.

Фiзична величина (ФВ) - це властивiсть, яка є спiльною в якiсному вiдношеннi для багатьох матерiальних об'єктiв, але є iндивiдуальною в кiлькiсному вiдношеннi для кожного iз них. Наприклад, всi об'єкти мають масу i температуру, але для кожного об'єкта вони рiзнi.

Для встановлення кількісного вмісту властивості , яка відображає певну ФВ, в метрологій введені пояття:

- розмір ФВ – це кількісний вміст в даному об'єктi властивості, яка відповідає поняттю ФВ;

- одиниця ФВ – це ФВ фіксованого розміру , якій умовно присвоєне значення одиниці і розмір якої втановлюється законодавчо метрологічними службами держави;

- значення ФВ – це оцінка розміру ФВ в вигляді деякого числа прийнятих для неї одиниць;

- числове значення ФВ – це число, яке дорівнює відношенню значення ФВ до одиниці даної ФВ. Воно може бути цiлим чи дробовим, але обов'язково абстрактним числом.

Значення ФВ отримують в результаті проведених вимірювань або обчислен в відповідності з основним рівнянням вимірювань:

Q = n * U, (1.1)

де Q - вимiрювана величина, U - одиниця фiзичноi величини (вимiрювання), n - числове значення вимiрюваноi величини.

Права частина називається - результатом вимiрювань i завжди має розмiрнiсть одиницi фiзичноi величини U, а число n показує скiльки разiв одиниця вимiрювання вмiщується у вимiрюванiй величинi. Н., I = 40 A.

Якщо при вимiрюванi величини Q використати iншу одиницю, н., U1, то

рiвняння (1.1) приймає вид: Q = n1 * U1 (1.2).

Розв'язуючи рiвняння спільно одержимо: n * U = n1 * U1, або n1 = n (U / U1) (1.3) Тобто, для переходу вiд результату вимiрювання "n" (в одиницях U) до результату "n1", вираженого в одиницях U1, необхiдно "n" помножити на спiввiдношення прийнятих одиниць.

1 ... 4 5 6 7 8 9 10 11 ... 17

Схожі:

КУРС ЛЕКЦІЙ з дисципліни “ОПТИМІЗАЦІЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ ГАЛУЗІ”... Всі цитати, цифровий та фактичний матеріал, бібліографічні відомості перевірені. Написання одиниць відповідає стандартам	Навчально-методичний посібник для самостійного вивчення навчальної... «Товарознавство і комерційна діяльність», 05170104 «Технологія зберігання, консервування та переробки м’яса», 05170107 «Технологія...
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ХАРЧОВИХ... «Технологія зберігання, консервування та переробки молока» і «Технологія жирів і жирозамінників» напряму 0917 «Харчова технологія...	ІСТОРІЯ УКРАЇНИ Конспект лекцій для студентів технічних спеціальностей України. / Г. Ю. Каніщев, Ю.І. Кисіль, В. О. Малишев, Г. Г. Півень, О. А. Яцина. – Конспект лекцій для студентів технічних спеціальностей....
КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ для студентів всіх спеціальностей і форм навчання Затверджено Васійчук В. О., Гончарук В.Є., Дацько О. С., Качан С.І., Козій О.І., Ляхов В. В., Мохняк С. М., Петрук М. П., Романів А. С., Скіра...	Курс лекцій Для студентів денної і заочної форми навчання Всіх спеціальностей університету ТЕМА ІНТЕЛЕКТУАЛЬНА ВЛАСНІСТЬ ЯК ПРАВО НА РЕЗУЛЬТАТИ ТВОРЧОЇ ДІЯЛЬНОСТІ ЛЮДИНИ
Курс лекцій Київ 2006 Київський Національний Університет культури і мистецтв Безклубенко Сергій Данилович. Основи філософських знань. Курс лекцій для слухачів Академії пепрукарського мистецтва та студентів...	Конспект лекцій для студентів усіх спеціальностей денної та заочної форм навчання Гуць В. С., Володченкова Н. В., Основи охорони праці: Конспект лекцій для студентів усіх спеціальностей денної та заочної форм навчання....
Курс лекцій СУМИ 2003 МІНІСТЕРСТВО АГРАРНОЇ ПОЛІТИКИ УКРАЇНИ СУМСЬКИЙ... Курс лекцій спрямований на надання студентам допомоги по вивченню навчального курсу з „Торгового права” та розрахований на студентів...	КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ для студентів економічних спеціальностей усіх форм навчання Проектний аналіз : конспект лекцій / укладачі: О. І. Карпіщенко, О. О. Карпіщенко. – Суми : Сумський державний університет, 2012....

Додайте кнопку на своєму сайті:
Портал навчання