- •Технические средства автоматизации
- •Технические средства автоматизации
- •Содержание
- •Введение
- •В.1. Роль и место курса “Технические средства автоматизации” в учебном процессе
- •В.2. Основные направления развития технических средств автоматизации
- •1. Технические средства автоматизации
- •1.1 Основные принципы построения тса
- •1.2 Классификация приборов и устройств тса
- •1.3 Стандартизация сигналов гсп
- •1.4 Агрегатные комплексы гсп.
- •1.5 Структура систем управления
- •2. Электрические и электронные средства автоматизации
- •2.1. Датчики и измерительные преобразователи для измерения температуры
- •2.1.1 Термоэлектрические преобразователи (Термопары)
- •2.1.2 Термопреобразователи сопротивлений
- •2.1.3. Измерительные (нормирующие) преобразователи
- •2.1.4. Датчики-реле температуры
- •2.2. Датчики перемещения
- •2.2.1. Реостатные датчики
- •2.2.2. Тензодатчики
- •2.2.3 Электромагнитные датчики
- •2.2.4 Емкостные датчики
- •2.2.5 Фотодатчики линейных и угловых перемещений
- •2.2.6. Магнитомодуляционные преобразователи
- •2.3. Приборы для измерения давления
- •2.4. Приборы для измерения и контроля расхода
- •2.5. Приборы для измерения состава веществ
- •2.6. Приборы для измерения и контроля массы
- •2.7. Приборы для измерения и контроля уровня
- •2.8. Электрические датчики-реле
- •3. Электрические исполнительные механизмы
- •3.1. Электромагнитные исполнительные механизмы
- •3.2. Электродвигательные исполнительные механизмы
- •3.3. Пусковые устройства
- •3.4. Вспомогательные устройства
- •3.5. Характеристики исполнительного механизма постоянной скорости
- •4. Регуляторы
- •4.1. Регуляторы прямого действия
- •4.2. Двухпозиционные регуляторы
- •4.2.1. Процесс регулирования в системе с двухпозиционным регулятором
- •4.2.2. Характеристики систем с двухпозиционными регуляторами для различных типов объектов
- •4.3 Аналоговые регуляторы
- •4.3.1 Аналоговый пропорциональный регулятор
- •4.3.2. Аналоговый интегральный регулятор
- •4.3.4. Пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор
- •4.4. Аппаратная реализация функциональных узлов регуляторов
- •4.4.1. Магнитные усилители
- •4.4.2. Модуляторы, усилители, демодуляторы
- •4.4.3. Дифференциаторы и интеграторы
- •4.5. Регуляторы с исполнительным механизмом постоянной скорости
- •4.5.1. Пропорциональный регулятор
- •4.5.2. Пропорционально-интегральный регулятор
- •4.5.3. Формирование импульсного пид_закона регулирования
- •4.6. Агрегатные комплексы средств автоматизации
- •4.6.1. Функциональный состав агрегатных комплексов
- •4.6.2. Особенности реализации функциональных элементов в ак “Каскад-2”
- •4.6.3. Регулятор р-17
- •4.6.4. Регулятор р-27
- •4.7. Цифровые системы управления и регулирования
- •4.7.1. Принципы организации эвм
- •4.7.2. Цикл выполнения команд в эвм
- •4.7.3. Общие принципы организации ввода-вывода
- •4.7.4. Программный режим ввода-вывода
- •4.7.5. Обмен информацией в режиме прерывания программы
- •4.7.6. Прямой доступ к памяти
- •4.7.7. Подключение внешних устройств
- •5. Запорная и регулирующая арматура
- •П осле изучения главы необходимо знать
- •5. Запорная и регулирующая арматура
- •6. Гидравлические и пневматические средства автоматизации
- •6.1 Рабочие жидкости и газы
- •6.2 Элементы пневматических и гидравлических систем
- •6.2.1 Гидравлические и пневматические сопротивления
- •6.2.3 Гидравлические и пневматические емкости
- •6.2.4 Гидро(пневмо)механические преобразователи
- •6.2.5 Механогидравлические преобразователи
- •6.3. Пневматические и гидравлические исполнительные механизмы
- •6.4 Механогидравлические и механопневматические усилители
- •6.5. Гидравлические и пневматические корректирующие устройства
- •6.6. Электромеханические преобразователи
- •6.7. Примеры реализации пневморегуляторов.
- •Заключение
- •Список использованных источников
1.2 Классификация приборов и устройств тса
Приборы ГСП по роду используемой вспомогательной энергии носителя сигналов в канале связи применяемой для приема и передачи информации и команд управления делятся на электрические, пневматические и гидравлические. В отдельных случаях могут использоваться другие виды энергии носителей сигналов. В ГСП входят устройства, работающие без использования вспомогательной энергии. Это приборы и регуляторы прямого действия. Устройства, питающиеся при эксплуатации энергией одного рода, образуют единую группу или «ветвь ГСП» .
АСУ ТП , комплектуемые из приборов электрической ветви, имеют преимущество по чувствительности, точности, быстродействию, дальности связи. Они имеют схемную и конструктивную унификацию. Применение интегральных микросхем и микропроцессоров способствует снижению габаритов, энергосбережению и расширению функциональных возможностей.
Гидравлические приборы обеспечивают точные перемещения исполнительных механизмов при больших усилиях.
Приборы пневматической ветви безопасны в легковоспламеняющихся и взрывоопасных средах, обладают высокой надёжностью, легко комбинируют друг с другом. Но они уступают электронным по быстродействию и имеют ограниченный радиус действия. Они широко используются в системах газоснабжения со стабилизацией давления, очистки и осушки.
Для конструктивного сопряжения устройств разработан комплекс унифицированных типовых конструкций (УТК), обеспечивающий нормализацию габаритных и присоединительных размеров.
По функциональному назначению изделия ГСП делятся на группы.
Устройства для получения информации о ТП. Они предназначены для сбора и преобразования информации без изменения ее содержания. В эту группу входят датчики различного назначения и нормирующие преобразователи.
Устройства преобразования информации для передачи по каналам связи. В эту группу входят кодирующие и декодирующие устройства, передающие и приемные устройства, устройства передачи информации на большие расстояния, каналы связи, вторичные приборы для визуального отображения информации, электропневмопреобразователи, электрогидропреобразователи, пневмо и гидроэлектрические преобразователи.
Устройства преобразования, обработки, хранения информации и выработки команд управления. В эту группу входят приборы контроля, регулирующие и управляющие устройства. К ним относятся регуляторы, программируемые контроллеры, ЭВМ, регистрирующие приборы, анализаторы, программные задатчики, управляющие устройства.
Устройства использования командной информации. К ним относятся усилители мощности и исполнительные механизмы.
Устройства реализации управляющих воздействий. К ним относятся регулирующие органы непосредственно воздействующие на технологический процесс (ТП) путем изменения проходящих через объект потоков вещества или энергии, т.е. регулирующие органы для изменения расхода твердых, жидких, сыпучих тел, для управления потоками электро, гидро и пневмоэнергии.
1.3 Стандартизация сигналов гсп
В системах ГСП для передачи информации используются информационные сигналы, имеющие унифицированные параметры, которые обеспечивают сопряжение между блоками, приборами, и установками. В ГСП применяются сигналы 4-х групп.
Сигналы токовые, в которых информация содержится в величине постоянного тока. Выходное сопротивление источника сигнала должно быть намного больше входного сопротивления приемника.
Сигналы напряжения постоянного тока, в которых информация содержится (отображается) в величине напряжения. Источник сигнала должен иметь выходное сопротивление много меньше приемника сигналов.
Сигналы переменного тока, в которых информация отображается в значении амплитуды переменного тока с частотой 50 или 400 гц.
Частотные сигналы, в которых информация отображается в значении частоты.
При передаче информации в числовой форме используется свой стандарт.
Основные виды унифицированных сигналов приведены в таблице 1.1.
Постоянный ток mа. |
Постоянное напряжение мв. |
Переменный ток в. |
Частота кгц. |
Пневматический кПа. |
0 – 5 |
0 - 10 |
0 - 2 |
0 - 8 |
20 -100 |
(-5) – 0 -(+5) |
(-10) - 0 (+10) |
(-1) - 0 - (+1) |
2 - 4 |
|
0 – 20 |
0 - 20, 0 - 50, 0 - 1000 |
Изменение фазы |
4 - 8 |
|
(-20) - 0 - (+20) |
0 - 5000, 0 - 10000 |
0 - 0.5 |
0 -100 |
|
4 – 20 |
(-1000)- 0 - (+1000) |
0 - 1 |
|
|
Таблица 1.1 Стандартные сигналы ГСП