Ana teknolojik parametrelerin kontrolü ve düzenlenmesi: akış hızı, seviye, basınç ve sıcaklık

Tek işlemler kümesi, belirli teknolojik süreçleri oluşturur. Genel durumda, teknolojik süreç, bir sonraki operasyonun başlangıcı bir öncekinin başlangıcına göre kaydırıldığında paralel, sıralı veya kombinasyon halinde gerçekleştirilen teknolojik operasyonlar aracılığıyla gerçekleştirilir.

Süreç yönetimi organizasyonel ve teknik bir sorundur ve günümüzde otomatik veya otomatik süreç yönetim sistemleri oluşturarak çözülmektedir.

Teknolojik süreç kontrolünün amacı, bazı fiziksel niceliklerin dengelenmesi, belirli bir programa göre değişmesi veya daha karmaşık durumlarda bazı özetleme kriterlerinin optimizasyonu, sürecin en yüksek üretkenliği, ürünün en düşük maliyeti vb. olabilir.

Kontrol ve düzenlemeye tabi olan tipik proses parametreleri, akış hızı, seviye, basınç, sıcaklık ve bir dizi kalite parametresini içerir.

Kapalı sistemler, çıkış değerleri hakkındaki mevcut bilgileri kullanır, ε (T) kontrollü değeri Y (t)'nin belirlenen değerinden sapmasını belirler Yo) ve ε(T)'yi azaltmak veya tamamen ortadan kaldırmak için önlemler alır.

Sapma kontrol sistemi olarak adlandırılan kapalı bir sistemin en basit örneği, Şekil 1'de gösterilen, tanktaki su seviyesini dengelemek için kullanılan sistemdir. Sistem, iki aşamalı bir ölçüm transdüseri (sensör), bir cihaz 1 kontrolden oluşur ( regülatör) ve düzenleyici gövdenin (vana) 5 konumunu kontrol eden bir aktüatör mekanizması 3.

Pirinç. 1. Otomatik kontrol sisteminin işlevsel şeması: 1 — regülatör, 2 — seviye ölçüm dönüştürücüsü, 3 — tahrik mekanizması, 5 — düzenleyici gövde.

Akış kontrolü

Akış kontrol sistemleri, düşük atalet ve sık parametre titreşimleri ile karakterize edilir.

Tipik olarak akış kontrolü, bir valf veya geçit kullanarak bir maddenin akışını kısıtlar, pompa tahrikinin hızını veya baypas derecesini değiştirerek (akışın bir kısmını ek kanallardan yönlendirerek) boru hattındaki basıncı değiştirir.

Akış düzenleyicilerin sıvı ve gaz ortamlar için uygulama ilkeleri şekil 2, a'da, dökme malzemeler için - şekil 2, b'de gösterilmektedir.

Pirinç. 2. Akış kontrol şemaları: a — sıvı ve gazlı ortam, b — dökme malzemeler, c — ortam oranları.

Teknolojik süreçlerin otomasyonu uygulamasında, iki veya daha fazla ortamın akış oranını stabilize etmenin gerekli olduğu durumlar vardır.

Şekil 2, c'de gösterilen şemada, G1'e giden akış ana ve akış G2 = γG - köle, burada γ - regülatörün statik düzenleme sürecinde ayarlanan akış hızı oranı.

Ana akış G1 değiştiğinde, FF kontrolörü orantılı olarak ikincil akış G2'yi değiştirir.

Kontrol yasasının seçimi, gerekli parametre stabilizasyonu kalitesine bağlıdır.

Seviye kontrolü

Seviye kontrol sistemleri, akış kontrol sistemleri ile aynı özelliklere sahiptir. Genel durumda, seviyenin davranışı diferansiyel denklem ile tanımlanır.

D (dl / dt) = Cin — Gut +Garr,

S, tankın yatay kısmının alanı, L seviye, Gin, Gout, ortamın giriş ve çıkıştaki akış hızı, Garr - kapasiteyi artıran veya azaltan ortam miktarı (olabilir) birim zaman T başına 0'a eşittir.

Seviyenin sabitliği, tedarik edilen ve tüketilen sıvı miktarlarının eşitliğini gösterir. Bu durum, sıvının kaynağı (Şekil 3, a) veya akış hızı (Şekil 3, b) etkilenerek sağlanabilir. Şekil 3, c'de gösterilen regülatör versiyonunda, parametreyi stabilize etmek için sıvı kaynağı ve akış hızı ölçümlerinin sonuçları kullanılır.

Besleme ve akış hızı değiştiğinde meydana gelen kaçınılmaz hatalardan kaynaklanan hataların birikmesi hariç, sıvı seviyesi darbesi düzelticidir. Düzenleme yasasının seçimi, gerekli parametre stabilizasyonu kalitesine de bağlıdır. Bu durumda sadece oransal değil aynı zamanda pozisyon kontrolörleri de kullanmak mümkündür.

Pirinç. 3. Seviye kontrol sistemlerinin şemaları: a - güç kaynağı üzerindeki etkisi ile, b ve c - ortamın akış hızı üzerindeki etkisi ile.

Basınç regülasyonu

Basıncın sabitliği, tıpkı seviyenin sabitliği gibi, nesnenin maddi dengesini gösterir. Genel durumda, basınçtaki değişiklik aşağıdaki denklemle tanımlanır:

V (dp / dt) = Cin — Gut +Garr,

VE cihazın hacmi, p ise basınçtır.

Basınç kontrol yöntemleri, seviye kontrol yöntemlerine benzer.

Sıcaklık kontrolü

Sıcaklık, sistemin termodinamik durumunun bir göstergesidir. Sıcaklık kontrol sisteminin dinamik özellikleri, işlemin fiziko-kimyasal parametrelerine ve cihazın tasarımına bağlıdır. Böyle bir sistemin özelliği, nesnenin ve genellikle ölçüm dönüştürücüsünün önemli eylemsizliğidir.

Termoregülatörlerin uygulama ilkeleri, tesisteki enerji tüketiminin kontrolünü dikkate alarak seviye düzenleyicilerin (Şekil 2) uygulama ilkelerine benzer. Düzenleyici yasanın seçimi, nesnenin momentumuna bağlıdır: ne kadar büyükse, düzenleyici yasa o kadar karmaşıktır. Ölçüm dönüştürücünün zaman sabiti, soğutucunun hareket hızını artırarak, koruyucu kapağın (manşon) duvarlarının kalınlığını azaltarak vb. azaltılabilir.

Ürün bileşimi ve kalite parametrelerinin düzenlenmesi

Belirli bir ürünün bileşimini veya kalitesini ayarlarken, bir parametrenin (örneğin tahıl nemi) ayrı ayrı ölçüldüğü bir durum mümkündür. Bu durumda bilgi kaybı ve dinamik ayarlama işleminin doğruluğunun azalması kaçınılmazdır.

Değeri kontrol edilen ana parametreye - ürün kalite göstergesi Y (ti) bağlı olan bazı ara parametreleri Y (t) stabilize eden bir düzenleyicinin önerilen şeması Şekil 4'te gösterilmektedir.

Pirinç. 4. Ürün kalite kontrol sisteminin şeması: 1 — nesne, 2 — kalite analizörü, 3 — ekstrapolasyon filtresi, 4 — bilgi işlem cihazı, 5 — regülatör.

Hesaplama cihazı 4, Y(t) ve Y(ti) parametreleri arasındaki ilişkinin matematiksel bir modelini kullanarak kalite derecelendirmesini sürekli olarak değerlendirir. Ekstrapolasyon filtresi 3, iki ölçüm arasında tahmini bir ürün kalite parametresi Y (ti) verir.