книги из ГПНТБ / Мотулевич Д.Ю. Элементы теории и техники автоматического регулирования учеб. пособие для студентов всех специальностей хим.-технол. фак
.pdf
Министерство высшего и среднего специального образования
С С С Р
ВСКООЮЗШЛ UAO'JIIU.i IlOJilïTEXM'ilXJMil І-ІНСТИТУТ
Кафедра процессов и аппаратов химических производств
Д.Ю.ЮТУШЗИЧ
УТВБРЩЩНО в качестве учебного пособи^
проректором по учебной работ*? L'I ноября 1972 г .
ЬЛІШНТЬ. ТЕОРИИ И ТЕХНИКИ АВТОМАТИЧЕСКОГО РИГУЛИРОЕАНИИ
Учебное пособие для студентов всех специальностей
химико-технологического Овкультета
Редакционно-издательскиіі отдел Москва 1973
п - ззш
|
|
|
|
- |
3 - |
|
|
|
|
|
|
С О Д Б Г |
Ii A H И Е |
|
Стр, |
||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Предисловие |
|
|
^ |
|
|||
|
Введение |
|
|
|
7 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|||
Глэва |
I , ОСІЮВНІІЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛИМ ТЕОРИИ |
|
|
|||||
|
АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ |
9 |
|
|||||
|
§ |
I . Что |
такое |
регулирование? . . . . . . . . . ^ |
|
|||
|
§ 2. |
Основные положения смстѳіш автома |
I I |
|
||||
|
|
|
тического |
регулирования |
|
|||
|
§ |
3, |
Виды воздействий |
|
14 |
|
||
Глава |
П, КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО |
|
|
|||||
|
РЕГУЛИРОВАНИЯ |
|
. . . . . . |
20 |
|
|||
|
§ |
I . Понятие об информации . . . . . . . . . . . . |
20 |
|
||||
|
§ 2, |
Обыкновенные системы |
автоматичес- |
|
|
|||
|
|
|
кого |
регулирования |
|
|
|
|
|
§ |
3. |
Свмонаотраиващиеся |
системы |
о 7 |
|||
|
|
|
автоматического регулирования |
' |
|
|||
|
§ |
4. |
Понятие о статическом и аотати- |
|
|
|||
|
|
|
чѳоком регулировании |
|
с |
з |
||
Глава |
Ш, 'ОБЪЕКТЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ |
|
5 |
5 |
||||
|
§ |
I , |
Принятые |
допущения |
|
35 |
||
|
: 2f Свойства объектов регулирования ». |
38 |
||||||
Глава |
ІУ.ОСНОВНЫЕ. ЭЛЕМЕНТЫ РЕГУЛИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ 5 |
1 |
||||||
|
§ I . Блок-охѳма регулятора |
|
|
|||||
|
§ |
2. |
Чувствительные элементы (датчики); |
53 |
||||
|
§ |
3. Задающие элементы (задатчики) . , . ,, |
55 |
|||||
|
§ |
4. Элементы сравнения , . . . . |
61 |
|||||
|
§ |
5. |
Усилительные элементы , |
65 |
||||
|
|
|
.. |
4 - |
|
|
|
|
Стр. |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
A, |
Пнев."-.піческие |
усилители . . . . . . . . |
|
67 |
|||||
|
|
Б. |
Гидравлические |
усилители |
|
|
73 |
||||
|
. |
В. |
Электрические |
усилители. |
|
|
86 |
||||
§ |
6. |
Исполнительные |
механизмы |
|
|
9'і |
|||||
|
|
Л. Пневматические |
сервомоторы |
|
95 |
||||||
|
|
Б. Гидравлические |
сервомоторы |
Ю*» |
|||||||
|
|
B. Электрические |
сервомоторы |
|
ПО • |
||||||
|
|
Г. Уплотнитѳльныо устройства |
. . . . . . . |
112 |
|||||||
|
|
Д» |
Регулирующие |
органы |
|
По |
|||||
§ |
7. |
Элементы |
механизма обратной |
с в я з и . . . |
123 |
||||||
|
|
А. Жесткая обратная |
связь |
|
І2ь |
||||||
|
|
Б. Гибкая обратная связь |
|
135 |
|||||||
Глава У. ТИПОВОЕ ДИНАМИЧЕСКИЕ ЗВЕНЬЯ И СПОСОБЫ ИХ |
|
|
|
||||||||
СОЕІЩНЕІШЯ |
|
|
|
|
|
-™ |
|||||
§ I . Общие положения |
|
|
|
|
|
|
|
||||
J |
2. |
Понятие о |
передаточных функциях и |
|
|
|
|||||
|
|
частотных |
характеристиках |
|
|
|
^ |
||||
і |
3. |
Типовые динамические |
звенья |
|
ІЬ5 |
||||||
f |
4. |
Соединения звеньев |
|
|
1 |
7 |
0 |
||||
|
|
А, |
Последовательное |
соединение . . . . |
|
|
|
||||
|
|
Б. Параллельное |
соединение |
|
172 |
||||||
|
|
•В. Охват |
звена |
обратной связью . . . . |
|
|
|
||||
ГІАВА УІ. УСТОЙЧИВОСТЬ И КАЧЕСТВО СИСТЕМ ЛВТОМА- |
|
|
|
||||||||
' ТИЧЁСКОГО РЕПЛИРОВЛНИЯ |
|
|
1 |
7 |
9 |
||||||
§ |
І . |
Основные |
понятия |
|
•. |
, |
1 |
7 |
9 |
||
$ |
2> |
Критерии |
устойчивости |
|
1 |
4 |
6 |
||||
|
|
А. Критерий Раусса-Гурвица |
|
І |
р |
7 |
|||||
|
|
Б, |
Критерий ІІайквиста-Михаі'лова.... |
1 |
9 |
1 |
|||||
5 |
3. |
Качество |
работы системы регулиро |
|
|
|
|||||
|
|
вания . |
|
|
|
, |
|
І |
у |
7 |
|
|
|
|
- |
5 - |
|
|
|
Стр. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А. Показатели |
качества |
|
198 |
||||
|
Б . Обобщенные критерии качества |
202 |
||||||
Глава УП. НВКО'ГОШЕ ТИПУ ПРОМШШЕШШ РЕГУЛЯТОРОВ. |
2 0 '* |
|||||||
§ |
I , |
!1лассификация |
регуляторов |
|
204 |
|||
§ |
2. |
Пневматические |
регуляторы |
|
214 |
|||
|
A. |
Регуляторы |
приборного типа |
|
215 |
|||
|
Б. Регуляторы, |
построенные по блоч |
|
|||||
|
|
ному принципу |
(регуляторы |
АУС) . |
2 2 3 |
|||
|
B. Регуляторы, |
построенные по эле- |
|
|||||
|
|
ментно-молульному принципу |
|
226 |
||||
§ |
3, |
Гидпавлические |
регуляторы |
|
-235 |
|||
|
|
A. |
И - |
регулятор . . . . . . . |
|
237 |
||
|
|
Б. |
П - |
регулятор |
' .. |
239 |
||
|
|
B. ПИ - |
регулятор |
|
241 |
|||
§ |
4. |
Электрические |
регуляторы |
|
242. |
|||
§ г3. Комбинированные |
регуляторы |
« |
246 • |
|||||
Литературе |
|
|
|
|
|
• |
|
248 |
- 6 -
Поадиоловив
Настоящее учебное поообиѳ предназначено для студен тов химико-технологического факультета. -
Куро "Ооновы автоматики и автоматизации производст венных процессов" изучается студентами согласно програм ме, утвержденной Учебно-мѳтодичѳскиѵ управлением по вузам 15 января Т96и г . (.индекс УМУ-Т-и/280).
В соответствии с программой 1970 г. издания курс можно разделить на 3 части:
1) основы измерительной техники и прибору контроля;
2)элементы теории и техники автоматического регулиро вания ;
3)схемы комплексной автоматизации химических произ водств.
Первая чаоть курса достаточно удачно изложена в учебной литературе, рекомендованной в методических ука заниях 1970 г. издания, и не вызывает у студентов затруд нений при самостоятельном изучении.
Материал второй и третьей части является более слож ным- и разброоан по различным литературным источникам.
Идя вавотрачу многочисленным просьбам студентов, автор составил настоящее учебное пособие по второй н час тично третьей части курса. В его основу положены обзорные дакции, прочитанные студентам химико-технологического факультета ВЗПИ,
Цель данного пособия - облегчить студентам-заочни кам изучение курса "Основы автоматики и автоматизации производственных процессов".
Материал'излагается в сокращенной и несколько упродакном виде. В конце главы или параграфа указаны учебники и учебные пособия, по которым студент в случае
- 7 -
необходимости моздт более глубско познакомиться о изучае мым вопросом.
Третья часть курса в поообии рассматривается чаотичво. Большую помощь студенту при изучении этой части куроа могут оказать методические указания на курсо вую работу по "Основам автоматики и автоматизации произ водственных процессов",
С настоящим учебным поообиѳм рекомендуется знако миться после изучения пепвой части куроа.
В в е д е н и е , |
|
|
||
Технический прогресс в промышленности во многом |
||||
определяется уровнем автоматизации |
производственных |
|||
процѳсоов. Если обратиться к химической промышленности, |
||||
то по пятилетнему плану |
(1971 • - |
1975 г г . ) |
выпуок продук. |
|
ции должен быть увеличен вдвое. Этого можно достигнуть |
||||
лишь при условии широкого применения оредотв автомати |
||||
зации. |
|
|
|
|
С 19(52 г. начались |
работы |
по |
созданию |
образцовых |
по уровни автоматизации |
и механизации опытно -пока эвт |
|||
тельных предприятий, таких, как Барнаульский комбинат |
||||
химического волокна,Черниговский |
комбинат синтетическо |
|||
го волокна, Лисичанский и Ново-Московский химические ком бинаты и др. На этих заводах реализуются автоматизирован ные системы управления крупными химическими производствами и предприятиями с применением средств вычислительной тех ники.
В капиталистическом обществе автоматизация ппоиз- (
водства не всгтда несет благо |
трудящимся; автоматизация |
|
|
в социалистическом обществе полностью отвечает жизнен |
|
||
ным !інтепр.сам народа, так |
как |
она не только повышает |
j |
производительность труда, |
но |
и снижает численность ОбСЛ}'- ' |
|
- 8 -
кивающего пепоонала при оциовпвменноы улучшении условий труда, позволяет повысить качество продукции и сникает ѳѳ себестоимость, увеличивает производительности обору дования, уменьшает брак и отходы ппоизводетва, снижает аварийность и повышает .эффективность ведения техноло гических процессов.
Успехи в области автоматизации химических произ водств в значительной ыере зависят от грамотного проек тирования, монтажа и эффективной эксплуатации внедряе мых оистѳм комплексной автоматизации.
Вксплуатация скстец комплексной автоматизации требуes от инженеров-технологов и инженеров-механиков, работа ющих на промышленных предприятиях, определенного минимума знаний по основам измерительной техники, основам автомати ки и автоматизации производственных процессов.
Г Л А В А I
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕОРИИ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ
§ I . Что такое Едгулировдиие ?
Человечество в процесаѳ своего развития вае время совершенствовало производственные процессы и методы
управления |
ими. Так, |
в древности, человек йог судить |
о состоянии |
процесса, |
который он управляя, только не |
основании сведений, поступающих от его собственных орга нов чувств. Постепенно человек начал создавать измери тельные приборы, вначале чрезвычайно простив, затеи все более сложные. Измерительные приборы обострили и усо
вершенствовали органы |
чувств |
человека О |
И, |
наконец, |
постепенно человек начинает |
отстранять |
от |
оабя заботы |
|
по управлению производством, |
поручая ил |
специальным |
||
управляющим машинам - |
регуляторам. |
|
|
|
Регуляторы ье только заменяют человека в прогѳосе управления производством, но зачаотую выпояняют такие операции, которые невозможны при ручном управлений.
Как |
же sто |
происходит? |
|
|
|
|
|
|||
Процесс регулирования станет вполне вошшіиш, если |
||||||||||
рассмотреть'припер, |
приведенный ян |
рисЛ» |
В цехе |
всуаиш |
||||||
хлора имеется холодильник смешения I , который представ |
||||||||||
ляет собой башню, заполненную кольцами Раадг*. |
|
|||||||||
Влажный |
горячий |
хлор при температуре 60-?0°С |
|
|||||||
поступает |
в башню |
I |
по трубопроводу |
2t Ваши* оровает » |
||||||
водой, подаваемой |
по |
трубопроводу |
4, |
Температура |
водн |
|||||
І О - І ^ С . |
Газ, |
проходя через |
башню, |
соприкасается |
с |
|||||
холодной |
водой, |
происходит |
его охлаждение |
и осушка. |
||||||