- •Цели и задачи автоматизации производственного процесса. Понятие об автоматическом контроле, регулировании и управлении.
- •Основные элементы структурных схем автоматического регулирования: объекта регулирования, автоматического регулятора.
- •Классификация асу по методу управления.
- •Классификация асу по характеру использования информации
- •Обыкновенные системы автоматического регулирования.
- •Самонастраивающиеся системы автоматического регулирования.
- •Основные функциональные элементы автоматических регуляторов.
- •Понятие об объекте автоматического регулирования и его основные свойства.
- •Определение основных свойств объектов по кривым разгона.
- •Уравнение статики и динамики и их способы решения.
- •Понятие о передаточной функции.
- •13.Понятие о типовых возмущающих воздействиях и их разновидности.
- •14.Основные типовые звенья систем автоматического регулирования.
- •15. Законы регулирования в непрерывных автоматических системах управления.
- •16.Понятие о качестве и устойчивости системы регулирования.
- •17.Влияние законов регулирования на показатели качества процесса регулирования.
- •18.Основные типы соединения звеньев.
- •19.Улучшения качества регулирования посредством введения корректирующего звена.
- •20.Прерывистые импульсные системы регулирования.
- •21. Прерывистые релейные типы регуляторов.
- •Понятие о температуре и термометрических свойствах. Классификация методов и средств измерения температуры. Разновидности погрешностей.
- •Жидкостные стеклянные термометры расширения, устройство и область применения.
- •Классификация манометрических термометров расширения и их конструкция.
- •25.Классификация механических термометров расширения, их устройство и область применения.
- •Физическая сущность и особенность работы термоэлектрических термометров. Схемы соединения термопар с вторичным прибором. Схемы измерения, преимущества и недостатки.
- •27. Конструкция термоэлектрических преобразователей постоянного и кратковременного действия. Требования предъявляемые к термопарам.
- •Объяснить влияние колебаний температуры свободных концов термопары на ее показания по градуировочной кривой.
- •Классификация термоэлектрических термометров.
- •Современные типы термоэлектрических преобразователей.
- •31. Работа комплекта термопара-милливольтметр. Погрешности, возникающие в процессе измерений. Устройство компенсационной коробки.
- •Компенсационный метод измерения температуры. Устройство и работа автоматических потенциометров.
- •Компенсационный метод измерения температуры. Работа и устройство потенциометров с ручной наводкой.
- •Классификация термометров сопротивления, физическая сущность работы, достоинства и недостатки. Вторичные приборы.
- •35. Конструкция и принцип работы термометров сопротивления.
- •Работа термометров сопротивления в паре с логометрами.
- •Уравновешенные мосты ручного и автоматического действия.
- •Бесконтактное измерение температуры. Законы, лежащие в основе работы пирометров. Понятие условной температуры. Погрешности, возникающие при измерении.
- •Пирометры частичного излучения, устройство, принцип действия, преимущества, недостатки.
- •Пирометры полного излучения, принцип действия, устройство, достоинства и недостатки.
- •Автоматическое регулирование давления в печи.
- •Понятие о давлении, его виды, единицы измерения. Классификация способов измерения давления и разряжения.
- •Конструкция и особенность работы жидкостных манометров.
- •Классификация деформационных манометров и их принцип работы.
- •Разновидности и принцип работы трубчатых деформационных манометров.
- •47. Принцип работы манометров, оснащенных автоматической системой сигнализации.
- •Область применения и конструкция напоромеров и тягомеров.
- •Принцип работы электрических приборов давления.
- •Жидкостные дифференциальные манометры для измерения перепада давления и расхода жидкости.
- •Деформационные дифференциальные манометры для измерения перепада давления и расхода жидкости.
- •Назначение, принцип работы и разновидности измерительных преобразователей.
- •Тензорезисторные передающие преобразователи.
- •Дифференциально-трансформаторная система передачи информации.
- •Электросиловая система передачи информации
- •Автоматическое регулирование соотношения расходов газа и воздуха (по коэффициенту α).
- •57. Совместное регулирование температуры и соотношения расходов газа и воздуха в пламенных печах.
- •58. Классификация средств измерения расхода, их устройство, область применения, преимущества и недостатки.
- •59.Принцип работы расходомеров постоянного перепада давления.
- •60.Принцип работы расходомеров переменного перепада давления
- •61.Типы и принцип работы тахометрических расходомеров.
- •62.Скоростные счетчики количества жидкости
- •63.Классификация средств измерения уровня.
- •I . Контактные методы
- •II . Бесконтактные методы
- •64.Конструкция и принцип работы механических и гидростатических уровнемеров.
- •65.Классификация и принцип работы электрических уровнемеров (емкостные и тепловые уровнемеры).
- •66. Методы и средства измерения состава газа.
- •67.Оптико-акустический (инфракрасный) газоанилизатор, принцип действия и область применения.
- •68.Термокондуктометрические газоанализаторы, принцип действия, устройство и применение.
- •69.Хромотографический метод анализа состава вещества, принцип действия и устройство.
59.Принцип работы расходомеров постоянного перепада давления.
Принцип действия ротаметров лежит вертикальное перемещение чувствительного элемента (поплавка) под действием потока среды (рис.4). В этих приборах в следствии
изменения проходного сечения (расстояние между поплавком и внутренней стенкой конической трубки) разность давлений на поплавок (перепад давлений) в момент равновесия остается величиной постоянной.
Таким образом, положение поплавка относительно шкалы ротаметра является мерой расхода. При вертикальном перемещении поплавка момент равновесия наступает тогда, когда силы, действующие на поплавок сверху вниз (сила тяжести Fm и сила от действия потока на верхнюю плоскость поплавка Fпв) и снизу вверх (сила действия потока на нижнюю часть поплавка Fпи и сила трения потока о поплавки Fтр), уравновешиваются, т.е. когда Fm + Fпв = Fпи +Fтр, положение у поплавка соответствует определенная величина расхода. После выражения сил, действующих на поплавок, через физические параметры поплавка и среды, а также геометрические размеры поплавка и площадь сечения струя уравнения объемного расхода жидкости при определенном положении поплавка имеет вид:
Qo = Sk √ 2gVn(Pn-P)
P Sn
где Qо – объемный расход измеряемой среды, м3/с;
– коэффициент расхода;
Sk – площадь сечения струи, образованного телом поплавка и внутренней стенкой конической трубки, м3;
g – ускорение свободного падения, м/с2;
Pn – плотность материала, из которого изготовлен поплавок, кг/м3;
Vn – объем поплавка, м3;
Р – плотность измеряемой среды, кг,м3;
Sn – площадь сечения верхней части поплавка, м2.
К оэффициент расхода зависит от конусности трубки, неравномерности в распределении скоростей в кольцевом сечении, потерь на местные сопротивления внутри прибора, геометрической формы и размеров поплавка и прочее.
Ротаметры изготавливают со стеклянными и металлическими трубками, последние снабжаются измерительными преобразователями сигналов и работают в комплекте с измерительными приборами.
Наибольшее распространение получили ротаметры для местного измерения расхода жидкости. Это стеклянная коническая трубка, зажатая между патрубками с фланцами. Патрубки соединены посредством стоек арматуры (тягами), которые являются ребрами жесткости. Внутри трубки имеется поплавок, перемещающейся под действием жидкости или газа потока. Поплавок плавно перемещается за счет вращательного движения и устанавливается в середине потока. Внутри нижнего патрубка имеется седло, на которое опускается поплавок при отсутствии расхода. Верхний патрубок имеет ограниченность хода. Шкала ротаметра наносится непосредственно на стеклянную трубку. Указателем расхода у таких ротаметров служит верхнее горизонтальная плоскость поплавка.
В технологических схемах пищевых производств широко используются трубопроводы, по которым подаются жидкости, газы, проводы и сборники. Трубопроводы и
сборники являются весьма распространенными объектами
регулирования при автоматизации пищевых производств.
60.Принцип работы расходомеров переменного перепада давления
Принцип действия расходомеров основан на том, что если в трубопроводе, по которому протекает вещество, устанавливают устройство, создающее местное сужение потока, то вследствие перехода части потенциальной энергии давление в кинетическую среднюю скорость потока в суженном сечении повышается, в результате чего статическое давление в этом сечении становится меньше статического давления перед сужающим устройством.
Разность давлений (перепад давления) тем больше чем больше расход вещества. Следовательно, перепад давления может служить мерой расхода вещества.
В измерительной техники в качестве служащих устройств используют диафрагмы и сопла. Наиболее широкое применение нашла стандартная диафрагма, представляющая собой тонкий диск с отверстием круглого сечения (рис.2).
При протекании жидкости по трубопроводу сужение потока начинается по диафрагме, а на некотором расстоянии после нее действием сил инерции сечение потока становится минимальным. Далее поток постепенно расширяется до полного сечения трубопровода. Перед диафрагмой и после нее образуются зоны завихрения, на которые затрачивается часть энергии, вследствие чего наблюдается потеря давления.
Рассмотрим поток жидкости, проходящий через диафрагму. Выделим два сечения (рис.3): сечение 1-1, в котором отсутствует влияние сужающего устройства на характер потока и сечение II-II, в котором наблюдается сжатие струи.
Зависимость между расходом жидкости и перепадом давления можно установить, пользуясь уравнением Бернулли и уравнением неразрывности струи. Для двух сечений потока Iи II горизонтального трубопровода при условии, что трение отсутствует, уравнение имеющее следующий вид:
P11/P1 + V12/2 = P21/P2 + V22/2; P1V1S1 = P2V2S2
Плотность жидкости, проходящей через сужающее устройство, практически можно считать неизменным (Р1 = Р2 = Р), следовательно,
P11-P2=P/2(V22-V12) и V1S1 = V2S2
Наибольшее распространение в отрасли получила стандартная диафрагма.
Стандартная диафрагма может применятся для измерения расхода в трубопроводах диаметром более 50 мм при условии, что относительная площадь сужающего устройства лежит в интервале 0,05<=m<=0,7.
Сужающие устройства применяют в комплекте с дифференциальными манометрами. Их соединяют с помощью двух трубок, внутренние диаметры которых составляет не менее 8мм. Внутренний диаметр трубок, соединяющих кольцевые камеры или отдельные отверстия сужающего устройства с уравнительными или разделительными сосудами; должен быть не менее 12 мм.