Кр Автоматизация производства. Список использованной литературы и Интернетресурсов

• Название: Список использованной литературы и Интернетресурсов
• Дата: 06.03.2022
• Размер: 31.36 Kb.
• Имя файла: Кр Автоматизация производства.docx
• Тип: Документы; #384842

Титульник

Содержание

1. Термоэлектрические термометры. Принцип действия, схемы и область применения. Градуировка, маркировка. Назначение компенсационных проводов……………………………………………………………………………..	3
2. Классификация автоматических регуляторов. Их сравнительная характеристика………………………………………………………………………	7
3. Составить схему регулирования расхода пара в теплообменнике в зависимости от температуры нагреваемой среды………………………………	9
Список использованной литературы и Интернет-ресурсов……………………...	10

1. Термоэлектрические термометры. Принцип действия, схемы и область применения. Градуировка, маркировка. Назначение компенсационных проводов.

Действие термоэлектрических термометров основано на свойстве металлов и сплавов создавать термоэлектродвижущую силу (термоэдс), зависящую от температуры места соединения (спая) концов двух разнородных проводников (термоэлектродов), образующих чувствительный элемент термометра – термопару.

Термопары широко используются для измерения температур в пределах от –150 до 2000⁰С.

Термопара состоит из двух спаянных и изолированных по длине термоэлектродов, защитного чехла и головки с зажимами для подключения соединительной линии. В качестве вторичных приборов, работающих с термоэлектрическими термометрами, применяются магнитоэлектрические милливольтметры и потенциометры.

К преимуществам термопар можно отнести:

• 
  большой диапазон измерения;
  
• 
   высокую чувствительность и высокую степень точности;
  
• 
  незначительную инерционность;
  
• 
   возможность измерения локальных температур вследствие малых габаритов спая термопар (микротермопары);
  
• 
  легкость осуществления дистанционной передачи показаний;
  
• 
  отсутствие постороннего источника тока.
  

Принцип действия термопар основан на термоэлектрических явлениях, открытых в 1821 г. Зеебеком.

Известно, что в замкнутом контуре, состоящем из двух разнородных проводников, непрерывно течет электрический ток, если места спаев проводников имеют различные температуры. Механизм возникновения термоэдс основывается на том, что концентрация в межмолекулярном пространстве проводника свободных электронов, находящихся в единице объема, зависит от материала проводника и его температуры.

Пусть два разнородных проводника А и B соединены и температура концов одинакова. В проводнике B плотность свободных электронов больше, чем в А, поэтому из В электроны диффундируют в А в большем количестве, чем обратно. Таким образом, проводник B будет заряжаться положительно, А – отрицательно. Электрическое поле, возникшее в месте соприкосновения проводников, будет препятствовать этой диффузии. Когда скорость диффузионного перехода электронов станет равна скорости их обратного перехода под действием электрического поля, наступит состояние подвижного равновесия. При этом между проводниками А и B возникнет некоторая разность потенциалов термоэдс. С увеличением температуры термоэдс увеличивается.

Кроме того, термоэдс возникает и между концами однородного проводника, имеющими разные температуры, причем более нагретый конец заряжается положительно.

В замкнутом контуре (рис.1), состоящем из разнородных термоэлектродов A и B, одновременно действуют оба указанных фактора, вызывающее появление в спаях 1 и 2 (в зависимости от температур t и t₀ и материала термоэлектродов)двух суммарных термоэдс e_AB(t) и e_BA(t₀). Действующая в контуре результирующая термоэдс E_AB(t,t₀) равна алгебраической сумме термоэдс обоих спаев, т.е.

Е_AB(t, t₀) = e_AB(t) + e_BA(t₀),

но, если учесть, что e_BA(t₀)= –e_AB(t₀), получим

Е_AB(t, t₀) = e_AB(t) – e_AB(t₀).

Следовательно, вырабатываемая термометром термоэдс равна разности двух действующих навстречу суммарных термоэдс, появляющихся на концах термоэлектродов в спаях 1 и 2. При равенстве t=t₀ результирующая термоэдс равна 0.



Рисунок 1. Схема устройства термопары: А, B – разнородные проводники; 1, 2 – спаи термопары.
Спай 1, погружаемый в измеряемую среду, называется рабочим или горячим концом термоэлектрического термометра, а спай 2 – свободнымилихолодным концом.
Измерение температуры термоэлектрическим термометром допускается в случае, когда точно известна температура t_(l) его свободного конца. Зависимость термоэдс e(t, to) термометра от температуры t рабочего конца при температуре его свободных концов t₀=0°С определяется экспериментально и называется его градуировочной характеристикой.

На практике температура свободных концов термометра хотя и поддерживается постоянной, но не равна 0°С, поэтому величина термоэдс меняется, что заставляет вносить поправку в показания.

Если температура свободных концов больше градуировочной и равна t+, то результирующая эдс будет меньше, следовательно, необходимо сделать поправку, прибавив к результату измерения термоэдс, равную e(t+, to). В противном случае из результата измерения надо вычесть эдс, равную e(L, t₀).

Применение компенсационных проводов позволяет, как бы удлинить термопару и перенести ее свободные концы на вход вторичного прибора. Их изготавливают из материалов, которые развивают ту же термо э.д.с., что и сама термопара.

Например, для ТХК применяют хромель-копелевые провода, а для ТХА один провод - медный, а другой - константановый (60% Cu + 40% Ni). Как правило, измерительный прибор располагается в помещении, где ведется наблюдение за температурой (помещение операторной), в котором температура более стабильна, чем в зоне, где находятся клеммы термопары. Но все-таки температура в этой зоне (комнатная температура) отличается от температуры градуировки термопары (0⁰С) и также, хоть и в малой степени, подвержена колебаниям. В этом случае суммарная термо-ЭДС термометра будет занижена (в случае, если температура в зоне свободных концов >0⁰С) на величину термо-ЭДС между окружающей температурой и градуировочной.

Термоэлектрические термометры применяются для измерения температуры различных типов объектов и сред, а также в качестве датчика температуры в автоматизированных системах управления.

Для контроля пламени и защиты от загазованности в газовых котлах и в других газовых приборах (например, бытовые газовые плиты). Ток термопары, нагреваемой пламенем горелки, удерживает в открытом состоянии газовый клапан. В случае пропадания пламени ток термопары снижается и клапан перекрывает подачу газа.


2. Классификация автоматических регуляторов. Их сравнительная характеристика.
По виду регулируемой величины различают регуляторы давления температуры, уровня, расхода, концентрации, влажности, скорости и других величин.

По виду используемой энергии различают регуляторы пневматические, электрические, гидравлические. В пневматических регуляторах для перемещения регулирующего органа используется энергия сжатого воздуха давлением 0,14 МПа (1,4 кгс/см²), в электрических – электрическая энергия промышленной частоты, в гидравлических – энергия жидкости (обычно трансформаторного масла), находящийся под давлением 0,6 … 0,8 кгс/см². Выбор регулятора по виду используемой энергии определяется характером объекта регулирования, условиями его эксплуатации и особенностями системы управления. Большинство процессов на современных НПЗ управляется с использованием АСУТП, предполагающих использование электрических сигналов. В таких системах используются электрические регуляторы.

По конструктивному оформлению различают регуляторы приборного и блочного типов. В первом случае регулирующее устройство встроено в корпус и соединено с его измерительной частью по довольно сложной кинематической схеме (регулирующие потенциометры, мосты и т.д.). Регуляторы приборного типа занимают много места на щите управления, и в настоящее время практически не применяются. Технологические установки с локальными системами регулирования оснащены регуляторами блочного типа, входящими в состав вторичных приборов, установленными на щите оператора. На технологических установках, автоматизированных с применением АСУТП, в качестве локальных регуляторов используются контроллеры.


По виду выполняемых функций различают следующие типы регуляторов:

• 
  стабилизирующие (заданное значение постоянно во времени);
  
• 
  программные (заданное значение изменяется во времени по заранее заданной зависимости);
  
• 
  следящие (заданное значение соответствует текущему значению какого-либо другого параметра, т.е. произвольно меняется во времени);
  
• 
  экстремальные (заданное значение соответствует экстремальному значению параметра для данных производственных условий).
  

По динамическим свойствам, т.е. по закону регулирования, регуляторы непрерывного действия подразделяются:

• 
  на пропорциональные П-регуляторы (статические)
  
• 
  интегральные И-регуляторы (астатические)
  
• 
  пропорционально-интегральные ПИ-регуляторы (изодромные)
  
• 
  дифференциальные (Д) регуляторы
  
• 
  пропорционально-дифференциальные (ПД)
  
• 
  пропорционально-интегралодифференциальные (ПИД-регуляторы).
  

Свойства регулятора с тем или иным законом регулирования проявляются, как и у объектов регулирования, в реакции на скачкообразное входное воздействие.

Сущность основных законов регулирования для лучшего усвоения изложена на примерах простейших регуляторов прямого действия, где регулируемым параметром является давление газа в газосборнике.

3. Составить схему регулирования расхода пара в теплообменнике в зависимости от температуры нагреваемой среды.

Список использованной литературы и Интернет-ресурсов

1. 
   [Электронный ресурс]: Принцип работы термоэлектрического термометра URL: https://studopedia.ru/11_112988_printsip-raboti-termoelektricheskogo-termometra.html
   
2. 
   [Электронный ресурс]: Компенсационные провода URL: https://studfile.net/preview/2181118/page:3/
   
3. 
   Мелюшев Ю.К. Основы автоматизации химических производств., М.: Химия, 1982., 359 с.
   
4. 
   Шкатов Е.Ф. и др. Основы автоматизации технологических процессов химических производств, М.: Химия, 1991., 478 с.
   
5. 
   [Электронный ресурс]: Регулирование кожухотрубных теплообменников URL: https://studopedia.ru/7_129015_lektsiya--regulirovanie-kozhuhotrubnih-teploobmennikov.html