Автоматизация производства спирта.
 Скачать 1.05 Mb.
|
1 2 Курсовая работа Тема: «Автоматизация производства спирта.» Введение Автоматика - отрасль науки и техники, охватывающая теорию и принципы построения средств и систем управления производственными процессами, действующими без непосредственного участия человека. Автоматика является основой автоматизации. Автоматизацией называют этап развития машинного производства, характеризуемый освобождением человека от непосредственного выполнения функций управления производственными процессами и передачей этих функций техническим устройствам. Автоматизация является одной из движущих сил научно-технического прогресса, которая существенно влияет на развитие производства, делая возможным создание новых высокоинтенсивных технологических процессов и побуждая к разработке более совершенного механизированного и автоматизированного технологического оборудования. Под управлением производственным процессом понимают такое воздействие на него, которое обеспечивает оптимальный или заданный режим работы. Управляемый производственный процесс называют объектом управления. Совокупность технических устройств, используемых для управления, и производственного персонала, принимающего в нем непосредственное участие, образует совместно с объектом систему управления. Процесс управления складывается из следующих основных функций, выполняемых системой управления: получения измерительной информации о состоянии производственного процесса как объекта управления; переработки полученной информации и принятия решения о необходимом воздействии на объект для достижения целей управления; реализации принятого решения, т. е. непосредственного воздействия на производственный процесс, например, увеличить или уменьшить подачу сырья на переработку. 1. Описание технологического процесса .1 Система автоматизации производства спирта автоматизация спирт измерительный регулятор Типичным примером биотехнологического процесса может служить производство спирта, которое состоит из трех основных частей: приготовление питательной среды (сусла) из крахмалистого сырья, например зерна; дрожжегенерация и сбраживание сусла дрожжами; выделение спирта из культуральной жидкости (бражки) путем брагоректификации. Сусло готовится на головных участках производства, где зерно подвергается очистке и дроблению, смешивается с водой, образуя замес, который подвергается тепловой обработке (развариванию) и осахариванию под действием ферментов солода или ферментных препаратов, полученных путем микробиологического синтеза.   В схеме автоматизации участков подработки зерна и приготовления замеса зерно со склада системой транспортеров I и норией II подается в приемный бункер III , из которого поступает на очистку в сепаратор IV и далее через промежуточный бункер V на порционные весы VI, которые обеспечивают контроль общего количества зерна, поступившего в производство. Затем поток зерна направляется транспортером VII и норией VIII в бункер-накопитель IX, из которого попадает в измельчающее устройство X. Размолотое зерно подается в смесительную камеру смесителя-предразварника XI, где перемешивается с водой в однородную массу - замес. Из смесительной камеры замес попадает в камеру предразварника, где нагревается острым вторичным паром. Участок подработки зерна. Основными задачами на этом участке являются дистанционное управление, блокировка и сигнализация работы системы машин и механизмов, которая обеспечивает транспортировку зерна со склада на переработку -по определенному маршруту. Для этого служит автоматическая система управления, сигнализации и блокировки, в электрическую схему которой поступают сигналы об измерении частоты вращения электродвигателей норий и транспортеров от реле скорости (1-1-4-1) и уровня зерна в бункерах от мембранных датчиков уровня (5-1 - 7-1). Автоматический учет количества зерна, поступившего со склада в переработку, обеспечивают контактный датчик 8-1, который при каждом отвесе порционных весов формирует электрический импульс, и счетчик электроимпульсов 8-2, установленный на щите. Производительность (нагрузка) головных участков устанавливается АСР расхода зерна, в состав которой входят расходомер зерна 9-1, вторичный регистрирующий прибор с пневмопреобразователем 9-2, вторичный пневматический прибор 9-3 с ПИ-регулятором 9-4 и исполнительное устройство 9-5, в качестве которого используется регулирующая заслонка (шибер) с пневматическим мембранным исполнительным механизмом. Стадия приготовления замеса. Основной задачей управления на этой стадии является получение определенной концентрации в замесе крахмала, что обеспечивает АСР соотношения расходов зерна и воды, поступающих в предразварник-смеситель. Расход воды измеряется ротаметром 10-1 с пневмовыходом, сигнал с которого поступает на вторичный прибор 10-2 и далее на регулятор соотношения 10-3 в качестве регулируемой переменной. Пневмосигнал, пропорциональный расходу зерна, с пневмопреобразователя вторичного прибора 9-2 поступает на регулятор соотношения в качестве задания. Командный сигнал с выхода регулятора соотношения подается на привод регулирующего клапана 10-4 подачи воды. Схемой автоматизации предусмотрено регулирование температуры в смесительной камере и камере предразварника, а также уровня массы в камере предразварника. Обе АСР температуры состоят из датчиков - манометрических термометров с пневмовыходом 11-1 и 12-1, вторичных приборов 11-2 и 12-2 с ПИ-регуляторами 11-3 и 12-3 и регулирующих клапанов 11-4 на линии подачи холодной воды в смеситель и 12-4 на линии подачи пара в предразварник. Для измерения уровня разваренной массы служит датчик 13-1 в комплекте с вторичным прибором 13-2.  Рис. 10.10. Схема автоматизации участка разваривания Участок разваривания. В схеме автоматизации участка разваривания (рис10.10) замес из предразварника-смесителя подается плунжерным насосом I в контактную головку II, где нагревается острым паром, и далее в варочную колонну III первой ступени, куда также подается острый пар. Затем разваренная масса последовательно проходит через варочные колонны IV второй ступени и попадает в сепаратор V, где от нее отделяется пар. Основными задачами управления в этом отделении являются стабилизация температурного режима разваривания, а также поддержание заданной производительности (нагрузки), которая определяется потребностью отделения осахаривания. Стабилизацию температурного режима обеспечивают АСР температуры массы на выходе из контактной головки и АСР температуры в первой варочной колонне, которые однотипны. Датчиками температуры служат манометрические термометры 2-1 и 3-1 с пневмовыходом, сигнал с которых подается на вторичные приборы 2-2 и 3-2 с ПИ-регуляторами 2-3 и 3-3 и затем на регулирующие клапаны 2-4 и 3-4, установленные на трубопроводе подачи пара в соответствующий аппарат. Производительность участка определяется расходом замеса, который регулируется АСР уровня в сепараторе 5. При изменении потребления разваренной массы отделением осахаривания, например при его увеличении, уровень в сепараторе понижается. Пневматический сигнал от датчика уровня 5-1 поступает на вторичный прибор 5-2 с ПИ-регулятором 5-3 и далее на регулирующий клапан 5-4, который увеличивает расход замеса, приводя его в соответствие с расходом разваренной массы. Автоматический контроль расхода замеса производится с помощью индукционного расходомера 1-1 -1-2. Стабилизацию уровня в последней варочной колонне второй ступени осуществляет АСР, состоящая из уровнемера 4-1, вторичного прибора 4-2 с регулятором 4-3 и регулирующего клапана 4-4 на линии перетока массы в сепаратор. Для стабилизации давления в коллекторе пара служит АСР, состоящая из датчика 6-1, вторичного прибора 6-2 с ПИ-регулятором 6-3 и регулирующего клапана 6-4. Отделение осахаривания. В отделении осахаривания (рис. 10.11) разваренная масса охлаждается в вакуум-испарителе II и поступает в осахариватель III, куда дозируется ферментный раствор из сборника IV. В результате ферментативного гидролиза крахмал осахаривается и разваренная масса крахмалистого сырья превращается в питательную среду для дрожжегенерации и брожения- сусло, которое после охлаждения в теплообменнике V собирается в сборнике VI.  Рис. 10.11. Схема автоматизации участка осахаривания Основными задачами управления в этом отделении являются поддержание заданного режима осахаривания, которое сводится к стабилизации температуры реакционной массы в осахаривателе и концентрации в ней фермента. Для регулирования температуры служит двухконтурная (каскадная) АСР: температура массы на выходе вакуум-испарителя измеряется манометрическим термометром 1-1, пневматический сигнал с выхода которого поступает на вторичный прибор 1-2 с регулятором 1-3 и далее на регулирующий клапан 1-4, изменяющий расход воды в барометрический конденсатор 1. Температура массы в осахаривателе измеряется термопреобразователем сопротивления 2-1, который подключен к электронному мосту 2-2 с встроенным пневматическим ПИ-регулятором. Выходной сигнал этого регулятора подается через панель управления 2-3 в качестве задания на регулятор 1-3. Применение двухконтурной АСР повышает качество регулирования температуры в осахаривателе. Для поддержания концентрации фермента в реакционной массе служит АСР соотношения расходов сусла и ферментсодержащего раствора. В эту АСР входят индукционные расходомеры 3-1 и 3-2 для ферментсодержащего раствора и 4-1 и 4-2 для сусла; электропневмопреобразователи 3-3 и 4-3; вторичный прибор 3-4 и регулятор соотношения 3-5, выходной сигнал которого поступает на регулирующий клапан 3-6, установленный на трубопроводе подачи ферментсодержащего раствора в осахариватель. Температура сусла на выходе теплообменника V стабилизируется АСР, которая состоит из термопреобразователя сопротивления 6-1, электронного моста с встроенным ПИ-регулятором 6-2 и регулирующего клапана 6-3, установленного на трубопроводе подачи холодной воды в теплообменник. Для регулирования уровня массы в осахаривателе используется АСР, датчиком которой служит буйковый уровнемер 5-1. Его выходной пневмосигнал поступает на вторичный прибор 5-2 с регулятором 5-3, который воздействует на регулирующий клапан 5-4, установленный на трубопроводе подачи разваренной массы в вакуум-испаритель. Аналогичная по структуре АСР используется для поддержания уровня сусла в сборнике VI. В этой системе регулятор воздействует на клапан 7-4, установленный на трубопроводе подачи сусла из осахаривателя в теплообменник. Стадия брожения. Основной стадией производства спирта, на которой образуется целевой продукт, является брожение. Наибольшее распространение имеет непрерывный способ брожения, который осуществляется в батарее ферментаторов (бродильных аппаратов), соединенных последовательно. Перед началом процесса в головной ферментатор I (рис. 10.12) вводят культуру посевных дрожжей-сахаромицетов, выращенных в посевных ферментаторах IV*, и подают поток осахаренного сусла. После заполнения головного ферментатора избыток культуральной жидкости по переливной трубе поступает во второй ферментатор II и т. д., пока не будут заполнены все аппараты батареи. Из последнего ферментатора III культуральная жидкость (бражка) с объемной долей спирта 8-9 % подается в отделение брагоректификации. В посевных ферментаторах IV и первых трех головных бродильных аппаратах микробиологические процессы протекают особенно интенсивно и сопровождаются значительным тепловыделением, поэтому они снабжены теплообменниками и охлаждаются водой. Основной задачей автоматизации на стадиях дрожжегенерации и брожения является поддержание оптимальной температуры в посевных и головных бродильных ферментаторах. Как объекты регулирования они обладают большой инерционностью и значительным запаздыванием. Температура в каждом аппарате измеряется термопреобразователями сопротивления 1-1, 1-2, 1-3, которые подключены к многоточечному регулирующему электронному мосту в комплекте с блоком задания и блоком реле (1-4 - 1-6). Выходные сигналы через электропневмопреобразователи 1-7* управляют подачей охлаждающей воды в соответствующие ферментаторы через регулирующие клапаны 1-8 - 1-10.   Рис. 10.12. Схема автоматизации отделения дрожжегенерации и брожения При работе системы переключающее устройство моста поочередно подключает к его измерительной схеме один из датчиков температуры, а к регулятору - один из задатчиков, на котором установлено заданное значение температуры в соответствующем ферментаторе. Если температура отличается от заданного значения, то позиционный регулятор вырабатывает электрический сигнал, преобразуя его в командный пневматический, и открывает или перекрывает подачу охлаждающей воды в теплообменник данного ферментатора. Для предотвращения инфицирования культуральной жидкости ферментаторы периодически стерилизуют острым паром. Во время стерилизации температура в аппарате значительно превышает верхний предел измерений моста 1-4, что неблагоприятно сказывается на его работе. Для предотвращения «зашкаливания» прибора должна быть предусмотрена возможность шунтирования термопреобразователей дополнительным электрическим сопротивлением на время стерилизации. Переливы в ферментаторах предотвращаются электронными сигнализаторами уровня 2-1 - 5-1, включенными в электрическую схему световой и звуковой сигнализации. В ходе брожения выделяются газы, которые в основном содержат СО2, а также пары спирта. Отходящие газы направляются в спиртоловушку, V, которая орошается водой. Пары спирта растворяются в воде, образовавшаяся водно-спиртовая смесь подается в брагоректификационную установку, а СО поступает на переработку в цех углекислоты. Схемой автоматизации предусмотрено регулирование расхода воды, поступающей в спиртоловушку. Расход измеряется ротаметром 6-1, пневматический выходной сигнал которого подается на вторичный прибор 6-2 с ПИ-регулятором 6-3, управляющим клапаном 6-4 подачи воды. Для обеспечения безопасных условий работы в бродильном отделении предусмотрены автоматический контроль и регулирование концентрации СО2 в воздухе производственного помещения. Проба воздуха непрерывно просасывается через приемник газоанализатора 7-3, в комплект которого входит также вторичный прибор с регуляторами 7-4, 7-5. Если концентрация ССЬ в помещении превышает предельно допустимую, то включаются электродвигатель привода вентилятора VI, а также световая и звуковая сигнализация (7-4)'. Стадия выделения спирта из культуральной жидкости (бражки) и его очистка от примесей. Эта стадия является заключительной и осуществляется в брагоректификационных установках (БРУ). Существует несколько вариантов технологических схем БРУ, однако принципы их автоматизации схожи, поэтому в качестве примера рассматривается трехколонная установка косвенного действия (рис. 10.13). Бражка из бродильного отделения подается в теплообменник I, где нагревается парами спирта и воды, затем поступает в верхнюю часть бражной колонны VI и по тарелкам стекает вниз. Навстречу потоку жидкости поднимаются пары воды и спирта, которые образуются за счет теплоты греющего пара, подаваемого в кипятильник колонны. В результате тепломассообмена концентрация спирта в потоке пара возрастает, а в жидкости уменьшается. Бражка, из которой отогнан спирт, называется бардой. Она отводится из нижней части колонны и, являясь основным отходом спиртового производства, используется либо непосредственно в качестве корма для скота, либо как сырье для производства кормовых дрожжей. Пары спирта и сопутствующих ему примесей выходят из верхней части колонны, охлаждаются в теплообменнике I потоком бражки и окончательно конденсируются в дефлегматоре II, куда подается охлаждающая вода. Очистка спирта-сырца производится в эпюрационной колонне VII, куда на перегонку поступает конденсат спирта-сырца из дефлегматора II. Обогрев колонны производится паром, который подается в кипятильник.  Рис. 10.13. Схема автоматизации трехколонной установки косвенного действия Температурный режим в эпюрационной колонне рассчитан на разделение спирта, который здесь является высококипящим компонентом смеси, и легколетучих примесей (эфиров, альдегидов, метанола и д.р.), которые концентрируются в верхней части колонне III и выходит из неё в виде эфироальдегидной фракции (ЭАФ). Очищенный спирт концентрации 20-30% (эппюрат) выводится из нижней части эпюрационной колонны и подается в ректификационную колонну VIII для окончательной очистки и концентрирования. В этой колонне легколетучем компонентом является спирт, основным высококипящим- вода, поэтому концентрация спирта возрастает по высоте колонны. Обогрев этой колонны, как и двух других, производится глухим паром, который подается в кипятильник. Спирт-ректификат концентрации 96% отбирается с 10-15 тарелок в верхней части колонны и проходит через теплообменник V , где охлаждается водой. Пары спирта выходят через верхнее отверстие и после конденсации в дефлегматоре IV возвращается в колонну в качестве флегмы. Из нижней части колонны отбираются сивушные масла,а ещё ниже отводится вода с остатками спирта. Брагоректификационное отделение является взрывоопасным помещением, поэтому в нем допускается установка только приборов и средств автоматизации во взрывобезопасном исполнении. В системе автоматизации БРУ использованы преимущественно приборы пневматической ветви ГСП, в том числе вторичные приборы с пневмоприводом диаграммы. Нагрузка БРУ определяется расходом бражки, для регулирования которого служит система, состоящая из комплекта индукционного расходомера (1-1, 1-2),электропневмопреобразователя 1-3, вторичного прибора 1-4 с ПИ-регулятором 1-5 и регулирующего клапана 1-6. Важным технологическим параметром , определяющим режим работы любой из колонн БРУ, является давление ее нижней части, которой зависит от расхода греющего пара в кипятильник. Для регулирования давления в схеме автоматизации БРУ использована однотипная система, которая состоит из датчиков давления 2-1,5-1,8-1, вторичных приборов 2-2, 5-2, 8-2, с П-регулятором 8-3 или ПИ -регуляторами 2-3, 5-3 и регулирующих клапанов 2-4, 5-4,8-4 на трубопроводах подачи пара в кипятильник соответствующей колонны. Основным параметром, характеризующим состояние процесса в каждой колонне, является концентрация солевого продукта (спирта) в основном технологическом потоке на выходе из аппарата. Из-за отсутствия серийных датчиков для автоматического измерения этого параметра его непосредственное регулирование невозможно. Однако при постоянном давлении в колонне между концентрацией и температурой кипения жидкости на контрольной тарелке существует однозначная зависимость, которую можно использовать для косвенного регулирования концентрации. В Бражной колонне температура на контрольной тарелке регулируется двухконтурной (каскадной) АСР. Температура измеряется манометрическим термометром 3-1, пневматический сигнал с выхода которого подается на вторичный прибор 3-2 с ПИ-регулятора 3-3. Сигнал этого регулятора поступает в качестве задания на регулятор 2-3 давления в нижней части колонны. При работе системы, если по каким-либо причинам концентрация спирта в верхней части колонны изменяется, например уменьшается, температура на контрольной тарелке снижается, становясь меньше заданной. Регулятор 3-3 увеличит заданное значение давления для регулятора 2-3 , которая окажется больше текущего значения давления в нижней части колонны. В результате увеличится расход пара в кипятильник и интенсифицируются процесс кипения, а так же все тепломассообменные процессы в колонне, что со временем приведёт к восстановлению требуемого режима ее работы. Аналогичная по структуре АСР (6-1, 6-2, 6-3) применяется для стабилизации технологического режима в эпюрационной колонне. Отличие состоит в том, что в данной АСР регулируется температура в нижней части колонны, откуда отбирается целевой продукт ( эппюрат). Особенно высокие требования предъявляются качеству регулирования концентрации спирта, отбираемого из ректификационной колонны, поскольку он является конечным продуктом производства. Для этого служит двухконтурная( каскадная) АСР, которая регулирует расход спирта ректификата с коррекции по температуре на контрольной тарелке. Датчиком расхода является ротаметр 9-1, пневматический выходной сигнал которого подается на вторичный прибор 9-2 с П-регулятором 9-3 и далее на регулирующий клапан 9-4. Температура на контрольной тарелке измеряется манометрическим термометром 10-1, пневмосигнал с которого поступает на вторичный прибор 10-2 с ПИ-регулятором 10-3. Сигнал с выхода этого регулятора подается в качестве задания на регулятор 9-4. Схемы автоматизации БРУ предусмотрено регулирование расходов охлаждающей воды, подаваемые в дефлегматор всех колонн. При этом расход воды в дефлегматор бражной колонны обеспечивает стабилизацию температуру отходящей нагретой воды (4-1-4-4). В эпюрационной и ректификационной колоннах применены однотипные системы регулирования давления в верхней части колонны, которые состоят из датчиков 7-1 и 11-1, вторичных приборов 7-2и 11-2 с ПИ-регуляторами 7-3 и 11-3 и клапанами 7-4 и 11-4, регулирующими подачу охлаждающей воды в дефлегматор соответствующей колонны. На ряду со стабилизацией основных технологических параметров брагоректификации системы автоматизации БРУ обеспечивает регулирование и давление пара в коллекторе с помощью регулятора 13 прямого действия «после себя», а так же температуры спирта ректификата после теплообменника V (12-1-12-4). Измерение и учет объема спирта, получаемого из БРУ, а так же содержания в нем чистого алкоголя производится с помощью специального устройства, называемого контрольным снарядом. 2. Технические средства автоматизации .1 Средства измерений и их характеристики Измерение, т. е. нахождение значения физической величины опытным путем, осуществляется с помощью специальных устройств - средств измерений. Основными видами средств измерений являются измерительные преобразователи и измерительные приборы. Измерительные преобразователи (датчики) предназначены для получения сигнала измерительной информации, удобной для передачи, обработки и хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем; измерительные приборы для получения сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. .2 Погрешности средств измерений Средства измерений могут быть с успехом использованы лишь только тогда, когда известны их метрологические свойства. Специфической метрологической характеристикой средств измерений является их погрешность. Разность между показанием прибора Xn и истинным (или действительным) значением измеряемой величины х называется абсолютной погрешностью средств измерений ∆X: ∆X=Xn-X.(1.1) Отношение абсолютной погрешности измерительного прибора к истинному значению измеряемой им величины называется относительной погрешностью и выражается в долях или процентах измеряемой величины. Относительная погрешность используется в качестве одной из характеристик точности средства измерений. Величина, равная значению абсолютной погрешности и противоположная ей по знаку, называется поправкой: =X-Xn.(1.2) Метрологической характеристикой точности большинства технических средств измерений являются пределы основной и дополнительных погрешностей. Основной погрешностью называется погрешность средств измерений, используемых в нормальных условиях, определяемых ГОСТами или другими техническими условиями на средства измерений. Дополнительной погрешностью называется погрешность средства измерений, вызываемая воздействием на него условий при отклонении их действительных значений от нормальных (нормативных) или при выходе за пределы нормальной области значений. Класс точности средств измерений, являющийся их обобщенной метрологической характеристикой, определяется пределами допускаемых основной и дополнительной погрешностей. Конкретные классы точности устанавливаются в стандартах на отдельные виды средств измерений. Чем меньше число, обозначающее класс точности, тем меньше пределы допускаемых погрешностей. Любое средство измерений и каждый из его элементов могут выполнять свои функции лишь в том случае, когда их выходные (Хвых) и входные (хвх) величины связаны между собой устойчивыми зависимостями в различных режимах работы. Различают два основных режима работы измерительных устройств - статический (установившийся) и динамический (неустановившийся). Оба режима преобразования входной величины в выходную определяются соответственно статическими и динамическими характеристиками. Знание статических и динамических характеристик средств измерений и их элементов наряду с показателями, характеризующими погрешности, имеет большое значение как при собственно измерениях, так и особенно при использовании их в качестве датчиков в системах автоматического регулирования и управления. Статической характеристикой средства измерений называется функциональная зависимость между выходной и входной величинами в установившихся режимах работы, т. е. вых=f(Xвх) (1.3) Динамической характеристикой средства измерений и их элементов называется функциональная зависимость между их выходной и входной величинами в динамических условиях преобразования, т. е. в переходных режимах, когда статические зависимости нарушаются в силу присущих всем средствам измерений инерционных свойств разного рода и вида (инерция движущихся масс, частей, теплопроводность и т. п.). Государственная система промышленных приборов используется в целях наиболее экономически целесообразного решения проблемы обеспечения техническими средствами автоматических систем контроля, регулирования и управления технологическими процессами для разных отраслей народного хозяйства, в том числе отраслей агропромышленного комплекса. По роду энергии, используемой для питания устройств и формирования сигналов, ГСП подразделяется на следующие ветви: электрическую, пневматическую, гидравлическую, а также ветвь приборов и устройств, работающих без источников вспомогательной энергии. Унификация сигналов измерительной информации (определяемая соответствующими стандартами) обеспечивает передачу и обмен информацией, дистанционную связь между устройствами управления, передачу результатов измерений от средств получения информации к устройствам контроля и управления, а также управляющих сигналов к исполнительным механизмам в автоматических системах любой сложности. Из электрических сигналов наибольшее распространение получили унифицированные сигналы постоянного тока и напряжения (0-5 мА; 0-20 мА, 0-10 мВ; -10...0...+10 В и др.). Пневматические сигналы связи (0,02-0,1 МПа) нашли достаточно широкое применение в тех производствах, где отсутствуют повышенные требования к инерционности автоматизируемых процессов и где необходимо учитывать пожаро- и взрывоопасность производств. Гидравлические сигналы характеризуются давлением рабочей жидкости 0,2-0,8 МПа. К первой группе приборов и устройств ГСП относятся первичные измерительные преобразователи (датчики), измерительные приборы и устройства, которые вместе с нормирующими устройствами, формирующими унифицированный сигнал, образуют группу устройств получения измерительной информации. В связи с большим разнообразием контролируемых и измеряемых параметров, а также огромным количеством конструктивных исполнений измерительных устройств номенклатура средств этой группы является самой многочисленной. Во вторую группу, входят различные преобразователи сигналов и кодов, коммутаторы измерительных цепей, шифраторы и дешифраторы, согласовательные устройства, а также устройства дистанционной передачи, телеизмерения, телесигнализации и телеуправления. В третью группу устройств, называемую центральной частью ГСП, входят технические средства, предназначенные для формальной и содержательной обработки измерительной информации и формирования управляющих воздействий: анализаторы сигналов, функциональные и операционные преобразователи, логические устройства, запоминающие устройства, автоматические регуляторы, задатчики всех типов, а также управляющие вычислительные машины и устройства.,, в том числе микропроцессоры, микро- и мини ЭВМ и др. В функциональном отношении эта группа устройств является самой сложной, поскольку они реализуют все алгоритмы автоматического регулирования и управления: от простейших задач стабилизации до автоматизации управления предприятиями или даже целыми отраслями. Устройства четвертой группы (исполнительные устройства) - это электрические, пневматические, гидравлические или комбинированные исполнительные механизмы, усилители мощности, позиционеры и некоторые вспомогательные устройства к ним, а также различные регулирующие органы, которые могут в ряде случаев являться составной частью основного технологического оборудования. Дальнейшим развитием системы ГСП являются агрегатные комплексы (АК), создаваемые на основе технических средств, входящих в отдельные функциональные группы ГСП, и предназначенные для самостоятельного применения в соответствии с их спецификой. 3. Измерительные преобразователи и приборы для измерения параметров состояния сред Измерительные преобразователи и приборы этой группы предназначены для получения измерительной информации о таких физических величинах, как температура, давление, расход, уровень и др., которые характеризуют состояние разных технологических сред (твердых, жидких, газообразных), а также машин и агрегатов и их отдельных элементов, деталей и узлов. Измерение указанных параметров и представление информации об их значениях и изменениях являются абсолютно необходимыми на всех стадиях протекания любых технологических процессов. Ни один технологический процесс не может управляться ни вручную, ни автоматически без получения такой информации с помощью соответствующих технических средств измерений, основанных на использовании различных методов измерений и способов получения результатов измерений. .1 Измерение температуры Температура является одним из важнейших параметров, характеризующих многие процессы пищевой технологии. Для измерения температуры применяется большое количество средств измерения, называемых термометрами. Термометры расширения. Действие термометров расширения основано на использовании зависимости удельного объема вещества от температуры измеряемой среды, в которую оно помещено. Жидкостные термометры. Измерение температуры жидкостными термометрами расширения основано на различии коэффициентов объемного расширения материала оболочки термометра и жидкости, заключенной в ней. Оболочка термометров изготовляется из специальных термометрических сортов стекла с малым коэффициентом расширения. Пределы измерения стеклянных термометров от -200 до +750 "С. .2 Автоматическое регулирование Автоматические регуляторы, исполнительные механизмы и регулирующие органы. Всякая автоматическая система регулирования (АСР) состоит из совокупности объекта регулирования (ОР), измерительного устройства (ИУ), автоматического регулятора (АР), исполнительного механизма (ИМ) и регулирующего органа (РО). Автоматический регулятор представляет собой устройство, предназначенное для преобразования сигнала от измерительного устройства в соответствии с заданным алгоритмом (законом) управления и усиления его до значений, необходимых для управления исполнительным механизмом, воздействующим через регулирующий орган на объект управления. По способу действия АР подразделяются на регуляторы прямого и непрямого (косвенного) действия. В регуляторах прямого действия энергия для их работы поступает от самого объекта автоматизации. В регуляторах непрямого действия энергия к их элементам подводится от внешнего источника, что позволяет развивать достаточно большие динамические усилия при перемещении регулирующих органов и обеспечивает возможность территориального разделения объекта, автоматического регулятора и исполнительного механизма с регулирующим органом. Кроме того, регуляторы косвенного действия обладают более высокими быстродействием и точностью. 1 2 |