Kontrol at regulasyon ng mga pangunahing teknolohikal na mga parameter: daloy rate, antas, presyon at temperatura

Ang hanay ng mga solong operasyon ay bumubuo ng mga tiyak na teknolohikal na proseso. Sa pangkalahatang kaso, ang proseso ng teknolohikal ay isinasagawa sa pamamagitan ng mga teknolohikal na operasyon na isinasagawa nang kahanay, sunud-sunod o pinagsama, kapag ang simula ng susunod na operasyon ay inilipat na may kaugnayan sa simula ng nauna.

Ang pamamahala ng proseso ay isang pang-organisasyon at teknikal na problema at ngayon ay nalutas na ito sa pamamagitan ng paglikha ng awtomatiko o awtomatikong mga sistema ng pamamahala ng proseso.

Ang layunin ng kontrol sa teknolohikal na proseso ay maaaring: pagpapapanatag ng ilang pisikal na dami, pagbabago nito ayon sa isang partikular na programa o sa mas kumplikadong mga kaso ay pag-optimize ng ilang kriterya sa pagbubuod, pinakamataas na produktibidad ng proseso, pinakamababang halaga ng produkto, atbp.

Kasama sa mga karaniwang parameter ng proseso na napapailalim sa kontrol at regulasyon ang rate ng daloy, antas, presyon, temperatura at ilang mga parameter ng kalidad.

Ginagamit ng mga saradong sistema ang kasalukuyang impormasyon tungkol sa mga halaga ng output, tinutukoy ang paglihis ng ε (T) na kinokontrol na halaga Y (t) mula sa tinukoy nitong halaga Yo) at gumawa ng mga aksyon upang bawasan o ganap na alisin ang ε(T).

Ang pinakasimpleng halimbawa ng isang saradong sistema, na tinatawag na isang deviation control system, ay ang sistema para sa pag-stabilize ng antas ng tubig sa tangke, na ipinapakita sa Figure 1. Ang sistema ay binubuo ng isang dalawang yugto ng pagsukat ng transduser (sensor), isang aparato 1 na kontrol ( regulator) at isang mekanismo ng actuator 3, na kumokontrol sa posisyon ng katawan na nagre-regulate (balbula) 5.

kanin. 1. Functional na diagram ng awtomatikong control system: 1 — regulator, 2 — level ng pagsukat ng transducer, 3 — drive mechanism, 5 — regulating body.

Kontrol ng daloy

Ang mga sistema ng kontrol sa daloy ay nailalarawan sa pamamagitan ng mababang pagkawalang-galaw at madalas na mga pulsation ng parameter.

Karaniwan, pinipigilan ng kontrol ng daloy ang daloy ng isang sangkap gamit ang isang balbula o gate, binabago ang presyon sa pipeline sa pamamagitan ng pagbabago ng bilis ng pump drive o ang antas ng bypass (paglilihis ng bahagi ng daloy sa pamamagitan ng mga karagdagang channel).

Ang mga prinsipyo ng aplikasyon ng mga regulator ng daloy para sa likido at gas na media ay ipinapakita sa figure 2, a, para sa mga bulk na materyales - sa figure 2, b.

kanin. 2. Mga scheme ng kontrol sa daloy: a - likido at gas na media, b - maramihang materyales, c - mga ratio ng media.

Sa pagsasagawa ng automation ng mga teknolohikal na proseso, may mga kaso kung kinakailangan upang patatagin ang daloy ng ratio ng dalawa o higit pang media.

Sa scheme na ipinapakita sa Figure 2, c, ang daloy sa G1 ay ang master, at ang daloy G2 = γG - alipin, kung saan γ - ang daloy rate ratio, na kung saan ay nakatakda sa proseso ng static na regulasyon ng regulator.

Kapag nagbago ang master flow G1, proporsyonal na binabago ng FF controller ang slave flow G2.

Ang pagpili ng batas ng kontrol ay nakasalalay sa kinakailangang kalidad ng pagpapapanatag ng parameter.

Kontrol sa antas

Ang mga level control system ay may parehong mga katangian tulad ng flow control system. Sa pangkalahatang kaso, ang pag-uugali ng antas ay inilalarawan ng differential equation

D (dl / dt) = Gin — Gout +Garr,

kung saan ang S ay ang lugar ng pahalang na bahagi ng tangke, L ay ang antas, Gin, Gout ay ang daloy ng rate ng daluyan sa pumapasok at labasan, Garr - ang dami ng daluyan na tumataas o bumababa sa kapasidad (maaaring katumbas ng 0) bawat yunit ng oras T.

Ang katatagan ng antas ay nagpapahiwatig ng pagkakapantay-pantay ng mga dami ng ibinibigay at natupok na likido. Ang kundisyong ito ay maaaring matiyak sa pamamagitan ng pag-impluwensya sa supply (Larawan 3, a) o ang rate ng daloy (Larawan 3, b) ng likido. Sa bersyon ng regulator na ipinapakita sa Figure 3, c, ang mga resulta ng mga sukat ng supply ng likido at rate ng daloy ay ginagamit upang patatagin ang parameter.

Ang pulso ng antas ng likido ay corrective, hindi kasama ang akumulasyon ng mga error dahil sa hindi maiiwasang mga error na nangyayari kapag nagbabago ang supply at daloy ng rate. Ang pagpili ng batas sa regulasyon ay nakasalalay din sa kinakailangang kalidad ng pagpapapanatag ng parameter. Sa kasong ito, posible na gumamit ng hindi lamang proporsyonal kundi pati na rin ang mga positional na controller.

kanin. 3. Mga scheme ng level control system: a — na may epekto sa power supply, b at c — na may epekto sa flow rate ng medium.

Regulasyon ng presyon

Ang pare-pareho ng presyon, tulad ng pare-pareho ng antas, ay nagpapahiwatig ng balanse ng materyal ng bagay. Sa pangkalahatang kaso, ang pagbabago sa presyon ay inilarawan ng equation:

V (dp / dt) = Gin — Gout +Garr,

kung saan ang VE ay ang volume ng apparatus, ang p ay ang pressure.

Ang mga paraan ng pagkontrol ng presyon ay katulad ng mga paraan ng pagkontrol sa antas.

Pagkontrol sa temperatura

Ang temperatura ay isang indicator ng thermodynamic state ng system. Ang mga dynamic na katangian ng sistema ng pagkontrol ng temperatura ay nakasalalay sa mga parameter ng physico-kemikal ng proseso at ang disenyo ng apparatus. Ang kakaiba ng naturang sistema ay ang makabuluhang pagkawalang-kilos ng bagay at kadalasan ng pagsukat ng transduser.

Ang mga prinsipyo ng pagpapatupad ng mga thermoregulator ay katulad ng mga prinsipyo ng pagpapatupad ng mga regulator ng antas (Larawan 2), na isinasaalang-alang ang kontrol ng pagkonsumo ng enerhiya sa pasilidad. Ang pagpili ng batas ng regulasyon ay nakasalalay sa momentum ng bagay: mas malaki ito, mas kumplikado ang batas ng regulasyon. Ang pare-pareho ng oras ng pagsukat ng transducer ay maaaring mabawasan sa pamamagitan ng pagtaas ng bilis ng paggalaw ng coolant, pagbabawas ng kapal ng mga dingding ng proteksiyon na takip (manggas), atbp.

Regulasyon ng komposisyon ng produkto at mga parameter ng kalidad

Kapag inaayos ang komposisyon o kalidad ng isang partikular na produkto, posible ang isang sitwasyon kapag ang isang parameter (halimbawa, kahalumigmigan ng butil) ay sinusukat nang discretely. Sa sitwasyong ito, ang pagkawala ng impormasyon at ang pagbawas ng katumpakan ng proseso ng pabago-bagong pagsasaayos ay hindi maiiwasan.

Ang inirerekumendang scheme ng isang regulator na nagpapatatag ng ilang intermediate parameter na Y (t), ang halaga nito ay nakasalalay sa pangunahing kinokontrol na parameter — ang tagapagpahiwatig ng kalidad ng produkto Y (ti) ay ipinapakita sa Figure 4.

kanin. 4. Scheme ng sistema ng kontrol sa kalidad ng produkto: 1 — object, 2 — quality analyzer, 3 — extrapolation filter, 4 — computing device, 5 — regulator.

Ang computing device 4, gamit ang mathematical model ng ugnayan sa pagitan ng mga parameter na Y (t) at Y (ti), ay patuloy na sinusuri ang rating ng kalidad. Ang extrapolation filter 3 ay nagbibigay ng tinantyang parameter ng kalidad ng produkto Y (ti) sa pagitan ng dalawang sukat.