Общие сведения, КАСАЮЩИЕСЯ схем Регулирования

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПРИКЛАДНОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ

(МГУПБ)

Кафедра «Автоматизация биотехнических систем»

··

Технические средства автоматизации

Методические указания к выполнению курсового проекта

для студентов специальности 220301 – Автоматизация технологических процессов и производств, направлений подготовки 220200 – Автоматизация и управление, 220700 – Автоматизация технологических процессов и производств, 220400 – Управление в технических системах (бакалавриат)

Москва 2011

Составители: М.М. Благовещенская, д.т.н., проф.

В.А. Бриль, доц.

С.И.Апанасенко, к.т.н., ассистент

Н.А. Семина, к.т.н., доц.

Методические указания к выполнению курсового проекта составлены в соответствии с рабочими программами «Технические средства автоматизации» для студентов специальности 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств (по отраслям)» и направления подготовки 220200 «Автоматизация и управление», «Средства автоматизации и управления» для направления подготовки 220700 «Автоматизация технологических процессов и производств», «Технические средства автоматизации и управления» для направления подготовки 220400 «Управление в технических системах» и направлены на развитие и закрепление навыков построения систем автоматики. Методические указания будут полезны для студентов специальности 220201 «Управление и информатика в технических системах» при подготовке к практическим занятиям по дисциплине «Технические средства автоматизации».

Утверждены к изданию УМС МГУПБ.

© МГУПБ, 2011

ВВЕДЕНИЕ

В последнее время определилась тенденция к переходу от отдельных задач автоматизации технологических процессов к комплексному ре­шению проблемы управления и созданию АСУТП. В реализации АСУТП имеются два основных направления: одно предполагает централизацию функций управления, контроля и регулирования на основе применения единого вычислительного управляющего комплекса; другое - иерархическое построение системы управления. При иерархическом построении АСУТП в нижнем ярусе структуры располагается система автоматического регулирования, состоящая из ряда устройств, обеспечивающих поддержание предписываемого устройствами верхнего яруса структуры режима технологического процесса.

Рассматриваемая ниже аппаратура ГСП рассчитана для применения в нижнем ярусе АСУТП. Все элементы системы выполнены на унифицированной конструктивной основе, это упрощает их проектную привязку, взаимозаменяемость и наладку.

Основная направленность курсового проекта состоит в обоснованном выборе технических средств автоматизации для контроля и управления техническими объектами и технологическими процессами.

Тематика курсового проекта должна иметь комплексный характер и согласовываться с темами курсовых проектов и расчетных заданий дисциплин «Электротехника и электроника», «Технические измерения и приборы», «Теория автоматического управления», «Вычислительные машины, системы и сети».

Цель настоящих методических указаний – разъяснить способы применения и схемы включения элементов системы «Каскад» при реализации различных схем автоматизации. Рассматриваются структурные схемы и схемы соединений элементов системы «Каскад». При определении перечня структурных схем следует исходить из того, что в практике курсового и дипломного проектирования находят применение регуляторы, реализующие П–, ПИ– и ПИД–законы как в одноконтурных схемах, так и в двухконтурных и каскадных схемах регулирования. Кроме того, иногда возникает необходимость в реализации схем слежения одного регулирующего органа за другим. Принято также во внимание, что приборы электрической аналоговой ветви (ГСП–каскад) могут сочетаться как с электрическими исполнительными механизмами, так и с пневматическими и гидравлическими.

Перечень структурных схем регулирования с электрическими исполнительными механизмами ограничен применением электрических исполнительных механизмов с постоянной скоростью, так как пока отечественная промышленность таких механизмов с переменной скоростью не выпускает.

В методических указаниях также рассматриваются общие положения по изображению принципиальных схем управления, типовые схемы управления электроприводами, даются примеры составления принципиальных электрических схем.

общие сведения, КАСАЮЩИЕСЯ схем Регулирования

Как известно, отличительной особенностью аппаратуры авторегулирования системы «Каскад» является то, что все ее приборы и устройства рассчитаны на введение информации лишь в виде унифицированного сигнала постоянного тока 0-5 мА (или 0-20 мА, в некоторых случаях во внутренних связях системы используется напряжение ±1,25 В) и не рассчитаны на непосредственное подключение первичных преобразователей с «естественным» выходным сигналом.

Такое решение позволяет многократно использовать информацию о регулируемом параметре и тем самым сократить число ее источников, многократное использование информации, представленной в виде токового сигнала, организуется посредством последовательного включения нескольких потребителей сигнала «в общую токовую цепь».

Нужно, однако, при этом иметь в виду, что количество подключенных «потребителей» ограничивается предельным значением сопротивления нагрузки формирователя токового сигнала R_пред. и суммой входных R_вх сопротивлений «потребителей».

Для системы «Каскад» R_пред. = 3000 Ом, R_вх у приборов системы равно 500 Ом.

При последовательном включении нескольких «потребителей» в общую цепь возникает задача сохранения безразрывной токовой цепи в случае отключения (изъятия) одного из «потребителей» (рис. 1).

Рис. 1. Схема включения «потребителей» сигнала: