- •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.
II . Бесконтактные методы
Зондирование ультразвуком
Метод определения уровня по выталкивающей силе действующей на погруженный в рабочую жидкость буек используют буйковые уровнемеры . На тонущий буек действует в соответствии с законом Архимеда выталкивающая сила, пропорциональная степени погружения и, соответственно, уровню жидкости. Действие этой силы воспринимает тензопреобразователь (уровнемеры типа Сапфир-ДУ ), либо индуктивный преобразователь ( УБ-ЭМ ), либо заслонка, перекрывающая сопло (пневматические уровнемеры типа ПИУП ).
Буйковые уровнемеры предназначены для измерения уровня в диапазоне – до 10 м. при температурах – 50..+120ºС (в диапазоне +60..120ºС при наличии теплоотводящего патрубка, при температурах 120..400°С приборы работают как индикаторы уровня) и давлении до 20 МПа, обеспечивая точность 0,25..1,5%. Плотность контролируемой жидкости: 0,4…2 г/см3.
Буйковые уровнемеры часто применяются для измерения уровня раздела фаз двух жидкостей. Возможно, также, их использование для определения плотности рабочей среды при неизменном уровне.
Зондирование электромагнитным излучением
Микроволновые радарные уровнемеры – наиболее сложные и высокотехнологичные средства измерения уровня. Для зондирования рабочей зоны и определения расстояния до объекта контроля здесь используется электромагнитное излучение СВЧ диапазона.
В настоящее время широко используются два типа микроволновых уровнемеров: импульсные и FMCW ( frequency modulated continuous wave ).
В уровнемерах FMCW происходит постоянное непрерывное излучение линейно частотно модулированного сигнала и, одновременно, прием отраженного сигнала с помощью одной и той же антенны. В результате на выходе получается смесь сигналов, которая анализируется с применением специального математического и программного обеспечения для выделения и максимально точного определения частоты полезного эхо-сигнала. Для каждого момента времени разность частот прямого и обратного сигналов прямопропорциональна расстоянию до контролируемого объекта.
Импульсные микроволновые уровнемеры излучают сигнал в импульсном режиме, при этом прием отраженного сигнала происходит в промежутках между импульсами исходного излучения. Прибор вычисляет время прохождения прямого и обратного сигналов и определяет значение расстояния до контролируемой поверхности.
Обычно, рабочая частота радарных уровнемеров независимо от типа варьирует от 5,8 до 26 ГГц. Чем более высока частота, тем более узок луч и тем выше энергия излучения, а, следовательно, сильнее отражение.
Поэтому высокочастотные уровнемеры позволяют производить измерения уровня сред с низкой диэлектрической проницаемостью и, следовательно, слабой отражательной способностью. Они, также, удобны в емкостях, где присутствует различное оборудование, сокращающее свободную зону для работы радара. Вместе с тем, высокочастотные уровнемеры более чувствительны к таким явлениям как запыленность, испарения, волнение поверхности рабочей среды, налипание частиц среды на поверхность антенны вследствие более интенсивного рассеивания сигнала. В подобных условиях лучше работают уровнемеры с частотой 5,8..10 ГГц.
Другой важной характеристикой влияющей на формирование сигнала является размер и тип антенны. Различают следующие типы антенн: рупорная (коническая), стержневая, трубчатая, параболическая, планарная. Чем больше размер антенны, тем более сильный и узконаправленный сигнал она излучает и, в тоже время, тем лучше прием отраженного сигнала.
Наиболее универсальный тип антенны – рупорная. Она применяется, как правило, в больших емкостях, позволяет работать с широким спектром сред по диэлектрической проницаемости, применима в сложных условиях и обеспечивает диапазон измерения до 35..40 м. (в условиях спокойной поверхности)
Стержневая антенна применяется в небольших емкостях с химически агрессивными средами или гигиеническими продуктами, а также в случае, когда доступ в емкость ограничен малыми размерами патрубка. Диапазон измерения – до 20 м. Поверхность стержневой антенны покрыта слоем защитной изоляции.
Трубчатая антенна представляет собой надстроенный удлиненный волновод. Она позволяет формировать наиболее сильный сигнал за счет снижения рассеивания и используется в особо сложных случаях при наличии сильного волнения поверхности среды или большого слоя густой пены либо для случая сред с низкой диэлектрической проницаемостью. Трубчатая антенна применима для небольшого диапазона измерения уровня.
Планарный и параболический типы антенн обеспечивают особо высокую точность (до +/- 1 мм.) и применяются в системах коммерческого учета.
Радарные уровнемеры - наиболее универсальные средства измерения уровня. Не имея непосредственного контакта с контролируемой средой, они могут применяться для агрессивных, вязких, неоднородных жидких и сыпучих материалов. От ультразвуковых бесконтактных уровнемеров их выгодно отличает гораздо меньшая чувствительность к температуре и давлению в рабочей емкости, к их изменениям, а также большая устойчивость к таким явлениям как запыленность, испарения с контролируемой поверхности, пенообразование. Радарные уровнемеры обеспечивают высокую точность (до +/- 1 мм.), что позволяет использовать их в системах коммерческого учета. Вместе с тем существенным лимитирующим фактором применения радарных уровнемеров остается высокая стоимость данных приборов.
Каждый метод имеет характерный набор технических реализаций, расширяющийся с развитием измерительной техники. Методы, используемые для сигнализации наличия (отсутствия) рабочей среды часто те же что и для измерения уровня.