Размещено на http://www.allbest.ru/

10

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО

Уральский государственный экономический университет

Институт непрерывного образования

Факультет сокращённой подготовки

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1

по дисциплине «Системы управления технологическими процессами и информационные технологии»

Исполнитель

студент гр. ТПОП-09

В.В. Наумкина

Руководитель

В.В. Луговкин

Вариант 15

Екатеринбург 2011

Содержание

Исходные данные:

Наименование датчика - Никелевый термопреобразователь сопратевления в диапазоне +100…+180⁰С ;

Закон преобразования - R_t = R₀ [1 + A_i t + B_i t² +С_i(t-100)t²], где

R_t - сопротивление термопреобразователя при измеряемой температуре;

R₀ = 100 Ом, - начальное сопротивление;

A_i = 5,4963*10^{-3 0}С^-1, - температурный коэффициент, зависящий от материалов;

B_i= 6,7556*10^{-6 0}С^-2, - температурный коэффициент, зависящий от материалов;

С_i = 9,2004*10^{-9 0}С ^-3 , - температурный коэффициент, зависящий от материалов;

t - измеряемая температура.

Значения контролируемого параметра - t = 100 и 150єС;

Решение:

Для определения чувствительности датчика при конкретных значениях измеряемой величины необходимо продифференцировать функцию закона преобразования F(х) и в полученное выражение производной подставить заданные численные значения.

при 100 єС R = 0,109 Ом

при 150 єС R = 2,045 Ом

Принцип действия датчика. Термопреобразователи сопротивлений применяют для измерения температур. Рабочим органом термо-преобразователя является чувствительный элемент, выполненный из медной проволоки.

Чувствительность термопреобразователей сопротивления опреде-ляется температурным коэффициентом сопротивления материала, из которого сделан термопреобразователь, т. е. относительным изменением сопротивления чувствительного элемента термопреобразователя при нагревании его на 1 °С.

Чувствительный элемент никелевых термопреобразователей со-противления (Рис.1) представляет собой никелевую спираль 5 из тонкой проволоки, помещенную в капиллярную керамическую труб-ку 3, заполненную керамическим порошком 4, который одновремен-но изолирует и поддерживает спираль. С торцов трубка плотно закрыта пробками 2 и 6. Такая конструкция обеспечивает большую надежность в условиях вибрации и высокой температуры. К концам спирали при-паяны выводные провода 1.

Рисунок 1- Чувствительный элемент термопреобразователя

Конструкция термопреобразователя сопротивления показана на рис. 2. Собранный чувствительный элемент 11 помещают в защитный чехол 9, который предохраняет его от механических повреждений и агрессивных воздействий измеряемой среды. Выводные провода чувст-вительного элемента изолируют фарфоровыми изоляторами 1 и при-соединяют к контактным клеммам 7, расположенным в головке 4 преобразователя, которую закрывают крышкой 6 с прокладкой 5. Гер-метизацию выходных проводов чувствительного элемента осуществляют с помощью эпоксидного компаунда 8. Свободное пространство защит-ного чехла заполняют окисью алюминия 10.

Рисунок 2 - Термопреобразователь сопротивления

Термопреобразователь сопротивления может иметь штуцеры 2 и 3 для крепления по месту и для ввода соединительных проводов из-мерительных приборов.

Принцип действия термопреобразователей сопротивления основан на пропорциональном изменении его электрического сопротивления в зависимости от температуры.

При измерении температуры термопреобразователь погружают в среду, температуру которой необходимо измерить. Зная зависимость сопротивления термопреобразователя от температуры, можно по из-менению сопротивления судить о температуре среды, в которую он помещен.

Отечественная промышленность выпускает широкую номенклату-ру термопреобразователей сопротивлений, рассчитанных на различные пределы измерений, в разнообразных конструктивных исполнениях, соответствующих условиям их эксплуатации.

Достоинством проволочных термопреобразователей сопротивлений является их взаимозаменяемость, т. е. возможность работы с одним и тем же измерительным прибором, без подгонки шкалы, с разными термопреобразователями одной градуировки.

Основным условием взаимозаменяемости термопреобразователей сопротивлений при их эксплуатации является равенство сопротивлений термопреобразователей при каждой заданной температуре в пределах установленных допусков.

Взаимозаменяемость термопреобразователей сопротивлений дости-гается тем, что их изготовляют из металла одинаковой чистоты, что про-веряется измерением соотношения R₀ и R₁₀₀ -- сопротивлений при тем-пературе 0 и 100 °С.

К достоинствам термопреобразователя сопротивлений можно отнес-ти: высокую точность измерения температуры; возможность осущест-вления автоматической записи и дистанционной передачи показаний; возможность централизации контроля температуры путем присоедине-ния взаимозаменяемых термопреобразователей через переключатель к одному измерительному прибору; возможность использования термопреобразователей сопротивления с информационно-вычислительными машинами.

Недостатками термопреобразователя сопротивлений являются: необ-ходимость индивидуального источника питания; относительно большие размеры чувствительного элемента; значительная инерционность; слож-ность устройства вторичных приборов.

3. Расчет автоматической системы регулирования

Исходные данные:

Возмущающее воздействие, ?Х, = 6 %

Максимальное возмущающее воздействие, ?Х_max = 15%

Тип переходного процесса - апериодический

?y₁=30К;

?y_ст = 6К;

ф_р = 680с;

Решение:

1. Определение параметров объекта регулирования:

1) Для данного рисунка определим

2) Коэффициент передачи объекта

3) Коэффициент самовыравнивания

4) Динамический коэффициент регулирования

2. Выбор закона регулирования

1) Отношение , значит выбираем регулятор непрерывного действия.

2) Для регулятора непрерывного действия определяем реализуемый им закон регулирования.

3) Рассчитаем оптимальные значения параметров настройки:

К_р = 0,95 / (К_об * ф_з / Т_о) = 0,95 / (2,917 * 0,43) = 0,76

Т_u = 2,4 * ф_з = 2,4 * 72,5 = 172

Т _д = 0,4* ф_з = 0,4 * 72,5 = 29

Регулятор, удовлетворяющий заданному времени регулирования, принимается окончательно

4. Функциональные схемы системы управления

В соответствии с приведённым в учебнике [с.495] описанием принципиальной схемы жаровни вращающейся электрической ЖВЭ-720 (рисунок 12.25), отмечаем, что система автоматизации предназначена для выпечки блинчиков-полуфабрикатов прямоугольной формы.

Рисунок 12.25 - Жаровня вращающаяся электрическая ЖВЭ-720

1-противень; 2-скоба; 3-лапки корпуса подшипника; 4-рейка зубчатая; 5-отсекатель; 6-нож; 7-скребковый нож; 8-ролики; 9-пружинное устройство; 10-кронштейн; 11-жарочный аппарат; 12-клеммники электронагревателя; 13-электронагреватель; 14-кассета; 15-термоэлектрический термометр; 16-бак для теста; 17-крышка; 18-сито; 19-лоток; 20-кран; 21-шланг; 22-быстросъемный фиксатор; 23-сборник; 24-милливольтметр; 25,28-цепные передачи; 26-пружины; 27-кривошип; 29-электродвигатель; 30-двухступенчатый червячный редуктор; 31-зубчатое колесо; 32-звездочка; 33-провод многожильный; 34-переходной клеммник; 35-стойка; 36,37-крышки съемные.

5. Информационные технологии в системах управления

Что называется критериями управления АСУТП?

Критерий управления АСУТП - это соотношение, характеризующее качество функционирования ТОУ в целом и принимающее конкретные числовые значения в зависимости от используемых управляющих воздействий.

Критерием управления может быть:

§ технико-экономический показатель (себестоимость, производительность ТОУ и т.п.)

§ технический показатель (параметр процесса, характеристики выходного продукта).

Система управления ТОУ является АСУТП в том случае, если она осуществляет управление ТОУ в целом в темпы протекания ТП и если в выработке и реализации решений по управлению участвуют средства ВТ и другие технические средства и человек- оператор.

Список использованных источников

1. Системы управления технологическими процессами и информационные технологии. Автоматизация производственных процессов. Метод. указания к выполнению контрольной работы/ В.В. Луговкин, А.Ф. Николаев. - Изд-во Урал. гос. экон. ун-та, 2005. - 29 с.

2. Золин В.П. Технологическое оборудование предприятий общественного питания: Учеб. для нач. проф. образования. - 2-е изд., стереотип. -М.: ИРПО; Изд. центр «Академия», 2000. - 256 с.

3. Структура и правила оформления текстовых документов: учеб. пособие / В.З. Порцев, Г.Ф. Фролова, И.Ф. Решетников. - Екатеринбург: Изд-во Урал. гос. экон. ун-та, 2005. - 54 с.

4. Протченко Н.В. Автоматика и автоматизация производственных процессов в общественном питании и торговле. - Киев: Вища школа, 1987. - 336 с.

5. Благовещенская М.М. Автоматика и автоматизация пищевых производств. - М.: Агропромиздат, 1991. - 239 с.

Размещено на Allbest.ru