التنظيم الذكي للمعلمات التكنولوجية. مخططات نموذجية للتحكم الآلي في المتغيرات التكنولوجية (معدل التدفق ، الضغط ، درجة الحرارة ، المستوى ، التركيز ، إلخ). مبدأ التشغيل وعناصر نظام التحكم الآلي

كشف الدرجات

1 وزارة التعليم العام والمهني في الاتحاد الروسي جامعة تفير الحكومية التقنية V.F. Komissarchik التنظيم التلقائي للعمليات التكنولوجية Textbook Tver

2 UDC 6.5 التنظيم التلقائي للعمليات التكنولوجية: كتاب مدرسي الإصدار الثاني ، ممتد / V. مفوض. جامعة ولاية تفير التقنية ، تفير ، 48 ص. يتم النظر في طرق حساب أنظمة التحكم الآلي للعمليات التكنولوجية من مختلف الأنواع. مصممة لطلاب التخصص. "أتمتة العمليات التكنولوجية والإنتاج" عند دراسة تخصص يحمل نفس الاسم. مُعد في قسم أتمتة العمليات التكنولوجية ، جامعة ولاية تفير التقنية.

3 3 مقدمة من أهم المهام في أتمتة العمليات التكنولوجية التحكم الآلي ، الذي يهدف إلى الحفاظ على ثبات القيمة المحددة للمتغيرات الخاضعة للرقابة أو تغييرها وفقًا للقانون المحدد في الوقت المحدد ، والتحكم المبرمج مع الدقة المطلوبة ، والتي تسمح بضمان إنتاج الجودة المطلوبة ، فضلاً عن التشغيل الآمن والاقتصادي للمعدات التكنولوجية. عادة ما تكون المتغيرات الخاضعة للرقابة هي مستوى التشغيل ، ودرجة الحرارة ، والضغط ، ومعدل التدفق أو رطوبة الجودة ، والكثافة ، واللزوجة ، والتركيب ، وما إلى ذلك. مؤشرات أداء العمليات التكنولوجية ، التي تميز توازن المواد أو الطاقة في الجهاز وخصائص المنتج. تتحقق مهمة التحكم الآلي عن طريق أنظمة التحكم الآلي ACP. يظهر مخطط كتلة ACP مغلق في الشكل .. F PO x OR S P - back Fig ..

4 4 في الشكل. يشار إليه: أو هو موضوع تنظيم أو عملية أو جهاز تكنولوجي ؛ y هو متغير قابل للتعديل ؛ х تنظيم التأثير الذي يتم من خلاله تنفيذ عملية التنظيم. عادة ما تكون التأثيرات التنظيمية هي معدلات تدفق المواد الصلبة السائلة والغازية والكتلية ؛ RO هي هيئة عمل منظمة ، يتم من خلالها تغيير استهلاك الطاقة. لتغيير معدل تدفق الأجسام السائلة والغازية ، يتم استخدام أجسام العمل من النوع الخانق مع منطقة التدفق المتغيرة على نطاق واسع ؛ S هو موضع المشغل ، ويقاس عادةً بنسبة٪ من انتقال RO ، مثل حركة جذع الصمام أو دوران الزعنفة. نظرًا لأن الإجراء التنظيمي x ، كقاعدة عامة ، لا يتم قياسه ، فعادة ما يتم اتخاذ S كإجراء تنظيمي ، وبالتالي يشير إلى الإجراء التنظيمي إلى موضوع التنظيم ؛ و- التأثيرات المزعجة التي تؤثر على قيمة المتغير المتحكم فيه. Р - منظم تلقائي - مجموعة من العناصر المصممة لحل مشكلة التنظيم ؛ مجموعة - القيمة المحددة للمتغير المتحكم فيه ، والتي يجب أن يحافظ عليها المنظم ؛ - مقارن يولد إشارة خطأ غير متطابقة: رجوع ، كمثال ، في الشكل. يوضح رسمًا تخطيطيًا لتنظيم درجة حرارة المنتج θ pr عند مخرج المبادل الحراري عن طريق تغيير إمداد الناقل الحراري G.

5 5 G pr θ pr R G الشكل. أحد الاضطرابات الرئيسية في هذا النظام هو معدل تدفق المنتج المسخن G pr ، والسبب في التنظيم في ACP مغلق هو حدوث خطأ. عندما يظهر ، يغير المنظم الإجراء التنظيمي x حتى يتم التخلص من الخطأ تمامًا في النظام المثالي. وبالتالي ، تم تصميم ACP للحفاظ على متغير متحكم فيه عند مستوى معين مع تقلبات التأثيرات المزعجة ضمن حدود معينة. بعبارة أخرى ، تتمثل المهمة الرئيسية للجهة التنظيمية في القضاء على عدم التوافق من خلال تغيير الإجراء التنظيمي. أهم ميزة لـ ACP المغلق هي أنه يتفاعل مع أي اضطراب يؤدي إلى ظهور عدم تطابق. في الوقت نفسه ، فإن هذه الأنظمة متأصلة بشكل أساسي في خطأ تنظيمي ، منذ حدوث

6 6 دائمًا ما يسبق عدم التطابق إزالته ، وبالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يصبح ACP مغلقًا في ظل ظروف معينة غير مستقر. المهام الرئيسية التي تنشأ عند حساب ACP هي: الوصف الرياضي لموضوع التنظيم ؛. إثبات الرسم التخطيطي الهيكلي لنظام التحكم الآلي ونوع المنظم وتشكيل متطلبات جودة التنظيم ؛ 3. حساب إعدادات المنظم. 4. تحليل جودة التنظيم في النظام. الغرض من حساب ACP مغلق هو ضمان الجودة المطلوبة للتنظيم. في ظل جودة التنظيم ، نعني قيم المؤشرات التي تميز شكل منحنى العملية العابرة في ACP مغلق مع تأثير تدريجي عند مدخلاته. يظهر في الشكل عرض تقريبي للخصائص العابرة لـ ACS مغلق على طول قنوات السيد والمزعج ، في الحالة الخاصة لإجراء التحكم. 3. الاستجابة العابرة لنظام الحلقة المغلقة على طول قناة تحديد خط العمل y حقيقة في الشكل. يعكس الشكل 3 أ طبيعة انتقال المتغير المتحكم فيه من قيمة حالة ثابتة إلى أخرى. x a y ass b y id y حقيقة y حقيقة y id شكل. 3.

7 7 سيكون من المثالي إذا تم إجراء هذا الانتقال فجأة على الخط y id استجابة عابرة على طول قناة خط العمل المنظم y في الحقيقة في الشكل. 3 ب يعكس عملية قمع الاضطراب من قبل النظام. من الناحية المثالية ، لن يتفاعل النظام على الإطلاق مع اضطراب الخط عند المعرف. يناقش هذا الدليل طرق حل المشكلات النموذجية التي تنشأ في حساب الأنواع المختلفة لـ ACP والتي تُستخدم في ممارسة أتمتة العمليات التكنولوجية .. الوصف الرياضي لكائنات التحكم [4] .. الخصائص والخصائص الرئيسية لكائنات التحكم عنصر التحكم يمكن أن يكون في إحدى حالتين: الإحصائيات أو الديناميكيات. Static هو وضع ثابت تكون فيه قيم الإدخال والإخراج للكائن ثابتة بمرور الوقت. هذا التعريف صالح للأجسام الثابتة الثابتة. الديناميكيات هي تغيير في وقت متغير الإخراج لكائن ما بسبب تغيير في متغير الإدخال أو الشروط الأولية غير الصفرية. الخصائص الثابتة للكائنات الخاضعة للرقابة يتميز سلوك الكائن الخاضع للرقابة في الحالة الثابتة بخاصية ثابتة "مدخلات ومخرجات" ، والتي تمثل العلاقة بين قيم الحالة الثابتة لمتغيرات الإخراج والإدخال: f set ct الخطي وغير الخطي تتميز الكائنات بنوع الخصائص الثابتة. تمثل الخاصية الثابتة للكائن الخطي خطًا مستقيمًا يمر عبر الأصل بالمعادلة

8 8 K يمكن اختزال الخاصية مع معادلة K b التي لا تمر عبر الأصل إلى خطي ، مع الإشارة إلى b ". الكائنات التي تختلف خصائصها الثابتة عن الخط المستقيم غير خطية. ميل الخاصية الثابتة α ، يساوي مشتق متغير الإخراج فيما يتعلق بالمدخلات ، يسمى معامل النقل الثابت للكائن: K lim gα المعامل K له البعد: وحدات متغير الإخراج لكل وحدة من إجراء الإدخال. المعنى المادي: التغيير في متغير متحكم فيه لكل وحدة من إجراء الإدخال ، أي أن معامل النقل يميز انحدار الخاصية الثابتة.الوظيفة x. للأجسام الخطية Ku / ثابت ، بالنسبة لـ K غير الخطية ، عند حساب ACP ، عادةً ما تكون الخصائص غير الخطية خطية. من خلال التقريب الخطي لتوسيع سلسلة تايلور يستخدم على نطاق واسع. لنفترض أن x ، y هي النقطة المجاورة لها والتي تكون الدالة f خطية. وبالنظر إلى ddd نجد d عند استخدام المعادلة الخطية ، فإنها تتبع ضع في الاعتبار أن دقة الخطية تتناقص مع زيادة قيمة الزيادة ، وبالتالي ، فإن الخطية المماسية صالحة فقط في

9 9 حي صغير بما فيه الكفاية من النقطة x. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لأن التعبير يتضمن مشتقًا من الوظيفة f ، فإن طريقة الخطية هذه مناسبة فقط للوظائف القابلة للتفاضل. الخصائص الديناميكية للكائنات الخاضعة للرقابة. المعادلة التفاضلية السمة الديناميكية الرئيسية للأشياء الخاضعة للرقابة هي المعادلة التفاضلية. يمكن وصف الكائنات بواسطة معادلات تفاضلية من نوعين: المعادلات التفاضلية العادية والمعادلات التفاضلية الجزئية. تصف المعادلات التفاضلية العادية كائنات ذات معلمات مجمعة ، والتي يمكن اعتبارها تقليديًا حاويات ذات خلط فوري مثالي. المتغيرات في مثل هذه الكائنات تعتمد فقط على الوقت ولا تعتمد على إحداثيات نقطة قياس المتغير. تصف المعادلات التفاضلية الجزئية كائنات ذات معلمات موزعة. وعادةً ما تكون هذه الأجهزة عبارة عن أجهزة يكون فيها أحد الإحداثيات أكبر بكثير من غيرها ، على سبيل المثال ، مبادل حراري في الأنبوب ، وأجهزة من نوع العمود ، وما إلى ذلك. في مثل هذه الكائنات ، لا تعتمد قيم المتغيرات على الوقت فحسب ، بل تعتمد أيضًا على إحداثيات نقطة قياس المتغيرات ، وبالتالي ، فإن المعادلات التفاضلية لا تشمل فقط المشتقات فيما يتعلق بالوقت ، ولكن أيضًا فيما يتعلق بالإحداثيات. عادة ، في الحسابات ، يتم تقريب المعادلات التفاضلية الجزئية بواسطة نظام المعادلات التفاضلية العادية. فيما يلي ، سننظر في الأشياء الموصوفة بواسطة المعادلات التفاضلية العادية بالصيغة: d d n n n n< n n n d d m d d L bm L b ; m, m d d

10 حيث n هو ترتيب الطرف الأيسر والمعادلة بأكملها ككل ، m هو ترتيب الطرف الأيمن. نظرًا لأن الكائنات الحقيقية للتنظيم تمثل روابط بالقصور الذاتي ، فدائمًا ما تكون m

11 الخصائص الأساسية لتحويل لابلاس. يتوافق تأخير الوسيطة بواسطة مع مضاعفة الصورة بواسطة τ e. نظرية إزاحة الأصل ، أي L e τ (τ) 4 تسمح هذه الخاصية للفرد بالعثور على صور المعادلات التفاضلية ذات الوسيطة المتأخرة.تمايز الأصل عند صفر الشروط الأولية يتوافق مع مضاعفة الصورة في p: d L d ، وبالتالي ، رسميًا ، المتغير يمكن اعتبار p رمزًا للتمايز. في احصائيات ، ص. في الحالة العامة ، d L d 5 نظرًا لأن التكامل هو إجراء معكوس للتمايز ، فإن تكامل الأصل يتوافق مع تقسيم الصورة على p: (د) L / الخاصية 5 تسمح لك بكتابة صورة لابلاس للمعادلة التفاضلية: nnnnm L bm L b وهكذا ، تمثل صورة لابلاس للمعادلة التفاضلية تعبيرًا جبريًا يمكن حله فيما يتعلق بصورة متغير الإخراج ur ، ثم العودة من الصورة إلى الصورة الأصلية. تسمى هذه العملية تحويل لابلاس المعكوس ويشار إليها بواسطة المشغل L () L:

12 يتم تحديد تحويل لابلاس المعكوس بواسطة α j π e d j α j لتسهيل العثور على الصورة من الأصل والأصل من الصورة ، تم تجميع جداول التطابق بين النسخ الأصلية وصورها لأبسط الوظائف. توجد هذه الجداول في أدلة تحويل لابلاس وكتب نظرية التحكم. للعثور على النسخ الأصلية للصور المعقدة ، استخدم معادلة تحليل الصورة إلى كسور بسيطة. سم p نسبة صورة لابلاس لمتغير الإخراج إلى صورة متغير الإدخال عند الظروف الأولية الصفرية تسمى دالة النقل W bm nmn L b L ، في الشكل: أو ، منذ b ، يمكن كتابة دالة النقل في b WLL mmnn B ، A حيث Ap و Bp هما كثيرات حدود من أوامر p n و m ، على التوالي. ما هي العلاقة بين دالة النقل ونسبة التحويل الساكن؟ وظيفة النقل هي خاصية ديناميكية ، ونسبة النقل هي خاصية ثابتة. الراحة الساكنة هي حالة خاصة من ديناميكيات الحركة. وبالتالي ، فإن K هي حالة خاصة من W في الإحصائيات. منذ ذلك الحين في احصائيات p ، ثم K W 6

13 3 خصائص الوقت السمة الزمنية لجسم ما هي رد فعله على إشارة غير دورية نموذجية. غالبًا ما تستخدم وظيفة الخطوة أو مشتقها - δ - وظيفة كإشارات دخل. تسمى استجابة كائن أو أي ارتباط ديناميكي لوظيفة خطوة من سعة الوحدة إلى وظيفة خطوة الوحدة بالخاصية العابرة لموضوع الارتباط h. رد فعل الكائن على خطوة من السعة التعسفية x يسمى منحنى التسارع للكائن في الشكل 4. للحصول على استجابة عابرة من منحنى التسارع y ، يجب تقسيم كل إحداثي لمنحنى التسارع على اتساع الخطوة: h / الشكل. 4. التين. 5. استجابة الكائن للدالة في الظروف الحقيقية لنبضة ذات مدة وسعة محددين ، على سبيل المثال ، يسمى المستطيل الاستجابة النبضية لوظيفة الوزن لجسم التحكم الشكل. 5.

14 4 خصائص التردد تحدد سلوك كائن في مجال التردد عند تطبيق إشارة توافقية على دخله: m sin ، حيث πf π / هو التردد الدائري للإشارة ، f هو التردد ، هو فترة تكرار الإشارة ، xm هو سعة الإشارة. عند إخراج جسم خطي ، تحدث أيضًا اهتزازات توافقية من نفس التردد ، ولكن بسعة وطور مختلفين. 6: ϕ م ϕ ؛ 36، j m m ϕ j شكل. 6. التين. 7. تعتمد قيم m و على تردد إشارة الدخل. نظرًا لأننا مهتمون بتغيير قيمتين من السعة والطور في وقت واحد ، فمن الملائم النظر في خصائص التردد في المستوى المعقد. يتم تصوير إشارة الدخل التوافقي على المستوى المركب بواسطة المتجه j ، وطول المعامل الذي يساوي السعة x m ، وزاوية ميل الوسيطة تساوي مرحلة التذبذب الشكل. 7: j m e j الرمز في هذه الحالة يعني "مصور".

15 5 وبالمثل ، يتم تصوير إشارة خرج الكائن في المستوى المركب بواسطة المتجه j: m e j ϕ j وتسمى الصور j و j صور فورييه لأطياف فورييه للإشارات التوافقية و. تسمى نسبة صور فورييه للإشارة التوافقية الناتجة إلى المدخلات بوظيفة نقل التردد لـ FPF أو استجابة التردد المعقدة W j: jm jϕ W jejm A e jϕ إشارات الإدخال بتردد. وظيفة النقل هي دالة للمتغير المعقد α j. وظيفة نقل التردد هي دالة للمتغير التخيلي j. وبالتالي ، فإن وظيفة نقل التردد هي حالة خاصة لوظيفة النقل عندما يأخذ المتغير p قيمة خيالية بحتة j. لذلك ، رسميًا ، يمكن العثور على التعبير الخاص بوظيفة نقل التردد عن طريق استبدال المتغير p بـ j في وظيفة النقل W ، أي بافتراض أن j: bm W j j n m j n LL b LL ما هو الفرق بين دالة النقل ودالة تحويل التردد؟ تعكس وظيفة النقل سلوك كائن التحكم أو أي ارتباط ديناميكي في الديناميكيات بشكل تعسفي لإجراء الإدخال. تعكس وظيفة نقل التردد

16 6 سلوك كائن الارتباط فقط في وضع الحالة المستقرة للاهتزازات التوافقية. وبالتالي ، فإن وظيفة نقل التردد هي حالة خاصة لوظيفة النقل بنفس الطريقة التي يكون بها المتغير التخيلي حالة خاصة للمتغير المعقد p. j هي وظيفة نقل التردد مكتوبة بصيغة جبرية بالإحداثيات الديكارتية: W j P jq، [W j]؛ Q Jm [W j]، P Re أو في الشكل الأسي للإحداثيات القطبية: W j W j A e jϕ [W j] A W j؛ ϕ rg Hodograph للمتجه W j الرسم البياني الموصوف بنهاية المتجه عندما يتغير التردد من o إلى يسمى خاصية طور الاتساع لـ AFC. يوضح AFC كيف تتغير نسب السعة وتحول الطور بين إشارات الخرج والمدخل مع تغيير تردد إشارة الدخل في الشكل. 8. إن تبعيات نسبة اتساع إشارات الخرج والدخل A وانزياح الطور بين إشارات الخرج والمدخل على التردد تسمى خصائص اتساع التردد AFC وخصائص تردد الطور وتردد الطور ، على التوالي ، الشكل. 9. يحتوي AFC على نفس المعلومات حول كائن الارتباط مثل AFC و PFC مجتمعين. ي أ ϕ ϕ أ شكل. 8. التين. تسع.

17 7 الخصائص الأساسية للأشياء الخاضعة للرقابة. تحميل الحمل هو مقدار المادة أو الطاقة المأخوذة من الجسم الخاضع للرقابة أثناء التشغيل. تغيير الحمل ، كقاعدة عامة ، هو التأثير الرئيسي المزعج في نظام التحكم ، لأن يؤدي إلى اختلال التوازن بين التدفق الداخلي والخارجي لمواد الطاقة في الجسم ، مما يؤدي إلى تغيير في المتغير الخاضع للرقابة ، على سبيل المثال ، مستوى السائل في الحاوية الشكل. Q pr H Q st Fig .. بالإضافة إلى ذلك ، يؤدي التغيير في الحمل إلى تغيير في الخصائص الديناميكية للكائن. على سبيل المثال ، في وعاء مع خلط مثالي للأرز. ثابت الوقت يساوي نسبة حجم السائل المخزن بواسطة الخزان إلى الحمل ، أي ثابت الوقت لهذا الكائن يتناسب عكسيا مع الحمل. السعة السعة هي كمية مادة الطاقة التي يستطيع الجسم تجميعها. السعة تميز القصور الذاتي للكائن الخاضع للرقابة. يمكن أن تكون الكائنات المنظمة مفردة ومتعددة السعة. تتكون الكائنات متعددة الحاويات من حاويتين أو أكثر ، مفصولة بـ

18 8 المقاومة الانتقالية. يحدد عدد الحاويات ترتيب المعادلة التفاضلية للكائن. على سبيل المثال ، حاوية بها سائل في الشكل. ينتمي إلى عدد الكائنات ذات السعة المفردة. مثال على جسم ثلاثي السعات هو مبادل حراري للقذيفة والأنبوب في الشكل. ، حيث يتلقى السائل المسخن الحرارة عبر جدران الأنابيب من المبرد. الحاوية الأولى هي مقدار الحرارة في السائل المسخن في الفراغ الحلقي. الحاوية الثانية هي كمية الحرارة في المبرد داخل الأنابيب. السعة الثالثة هي كمية الحرارة في جدران الأنابيب ، وهذه السعة عادة ما تكون صغيرة مقارنة بالباقي ، وهي مهملة. التسوية الذاتية التسوية الذاتية لقدرة الكائن على استعادة التوازن بين التدفق الداخل والخارج لمواد الطاقة بسبب تغيير في المتغير الخاضع للرقابة بسبب ردود الفعل السلبية الداخلية في كائن التحكم. على سبيل المثال ، في وعاء مع تصريف مجاني ، الأرز. مع زيادة التدفق ، يزداد المستوى ونتيجة لذلك ، يزداد التدفق حتى يتم استعادة التوازن بين التدفق الداخلي والخارجي. كلما زادت قيمة التسوية الذاتية ، قل انحراف المتغير المتحكم به تحت تأثير الاضطرابات. وبالتالي ، فإن التسوية الذاتية تجعل تشغيل الحاكم التلقائي أسهل. اعتمادًا على حجم التسوية الذاتية ، يمكن تقسيم كائنات التحكم إلى كائنات ذات تسوية ذاتية موجبة وصفرية وسلبية. من وجهة نظر ديناميكية ، فإن الكائنات ذات التسوية الذاتية الإيجابية هي روابط ثابتة بالقصور الذاتي. تنتهي خصائصها العابرة في حالة مستقرة

قسم 19 9 ، حيث يستريح المتغير المتحكم به ويتوقف عن تغيير الشكل ، المنحنى. 3 الشكل. من الناحية الكمية ، تتميز قيمة التسوية الذاتية بمعامل التسوية الذاتية ρ ، والذي يمثل معامل القيمة معكوسًا لمعامل التحويل الثابت للكائن: ρ K يُظهر معامل التسوية الذاتية مقدار متغير الإدخال من الكائن يجب أن يتغير حتى يتغير الناتج بمقدار واحد. الكائنات الخطية لها عيوب ثابتة ذاتية التسوية ، متغيرات غير خطية ρ Vr. الكائنات التي ليس لها محاذاة ذاتية ، كائنات بدون محاذاة ذاتية ، تتضمن ما يسمى بالأجسام المحايدة أو الاستاتيكية ، والتي تمثل روابط متكاملة من وجهة نظر ديناميكية. يمكن أن تكون التغييرات في المتغير المتحكم به في مثل هذه الكائنات كبيرة بالقدر المطلوب. مثال محايد

20 من الجسم عبارة عن وعاء به تصريف قسري للشكل. هنا ، في Qpr Q st ، يرتفع المستوى إلى تجاوز الحاوية أو ينخفض ​​إلى الصفر. Q pr H Q st الشكل. في حالة المساواة بين التدفق الداخلي والتصريف ، يمكن أن يكون هذا الكائن في حالة توازن عند أي قيمة للمتغير المتحكم فيه ، لذلك يطلق عليه اسم محايد أو ثابت. قسم الحالة المستقرة للخاصية العابرة لجسم ثابت هو خط مستقيم ، يتغير فيه المتغير المتحكم فيه بسرعة ثابتة ، المنحنى في الشكل. معادلة ارتباط تكامل مثالي К d ، حيث d / d К المعلمة К يُطلق على а ، الذي يميز الكائنات ذات التسوية الذاتية الصفرية ، سرعة التسارع المخفضة لجسم محايد ، ومن المنطقي معدل تغير المتغير المتحكم فيه لكل وحدة من إجراء الإدخال. هناك كائنات تحدث فيها ، في ظل ظروف معينة ، عملية غير خاضعة للرقابة. في هذه الكائنات ، يميل معدل تغيير المتغير المتحكم فيه في العملية العابرة إلى

منحنى النمو الذاتي 21 3 في الشكل. وتسمى هذه الكائنات كائنات ذات محاذاة ذاتية سلبية. من وجهة نظر ديناميكية ، فهي روابط غير مستقرة. للأشياء المحايدة وغير المستقرة ρ. تأخير التأخير هو الفاصل الزمني من لحظة تطبيق الاضطراب إلى بداية التغيير المتغير المتحكم فيه. يميز بين التأخر الصافي والتأخر السعوي. صافي تأخر النقل هو الوقت الذي يقضيه تدفق مادة الطاقة على مرور المسافة من نقطة الاضطراب إلى نقطة قياس المتغير المتحكم فيه في كائن أحادي السعة. مثال على الارتباط مع تأخر خالص هو مغذي الحزام الناقل (شكل. 3. وقت التأخير الخالص يساوي نسبة طول المقطع النشط للحزام الناقل l إلى السرعة الخطية للحزام V: τ l V Q n n V l Q P l nm شكل. 3. التين. 4.

22 في الأجسام متعددة السعة ، يتم توصيل عدة حاويات في سلسلة ، مما يؤدي إلى إبطاء تدفق مادة الطاقة من حاوية إلى أخرى ويؤدي إلى تأخير بالسعة. يوضح الشكل 4 الخصائص العابرة لكائنات n و n و n و nm متعددة السعة. عندما يكون عدد السعات n> ، تظهر نقطة انعطاف P في الخاصية العابرة. مع زيادة n ، ينجذب القسم الأولي للخاصية العابرة أكثر فأكثر إلى محور الإحداثي ، مما يؤدي إلى تأخير سعوي τ e لقد تكون. هناك فرق أساسي بين التأخيرات الصافية والسعة. في حالة التأخر التام ، يكون المتغير المتحكم فيه صفرًا طوال فترة التأخير. مع تأخر سعوي ، يتغير ، على الرغم من أنه قليل جدًا. في المجال الزمني ، يكون النقل والتأخير السعوي متماثلين تقريبًا ، وفي مجال التردد ، يختلف سلوك هذه الروابط اختلافًا كبيرًا. تحتوي الأشياء الحقيقية عادةً على كلا النوعين من التأخير ، ونتيجة لذلك فإن التأخير الكلي يساوي مجموعها: τ τ τ е من المستحيل عمليًا فصل التأخير السعوي عن التأخير النقي على الخاصية التجريبية. لذلك ، إذا تم تحديد التأخير الصافي من منحنى التسارع التجريبي ، فإن قيمته تكون دائمًا ذاتية ، أي يعتمد على الباحث. يؤدي التأخير إلى تفاقم جودة التحكم في نظام التحكم الآلي بشكل حاد ... طرق الوصف الرياضي لكائنات التحكم يمكن تقسيم طرق الوصف الرياضي لكائنات التحكم إلى تحليلي ، أي لا تتطلب التجربة

23 3 في منشأة صناعية وتجريبية ، أي بناءً على نتائج التجربة. تسمى طرق الحصول على النماذج الرياضية للكائنات بناءً على تحليل العمليات الفيزيائية والكيميائية التي تحدث في كائن ، مع مراعاة تصميمه وخصائص المواد المعالجة ، بالطرق التحليلية. مزايا النماذج التحليلية للكائنات. لا توجد تجارب صناعية مطلوبة في الموقع. لذلك فإن هذه الطرق مناسبة لإيجاد نماذج للأشياء في مرحلة تصميمها أو عندما يستحيل إجراء دراسة تجريبية لخصائص الأشياء الخاضعة للرقابة.تتضمن النماذج التحليلية خصائص تصميم الأشياء ومؤشرات الوضع التكنولوجي لعملها. لذلك ، يمكن استخدام هذه النماذج لاختيار التصميم الأمثل للجهاز ولتحسين نظامه التكنولوجي. 3. يمكن استخدام النماذج التحليلية لأجسام مماثلة. في نفس الوقت ، النماذج التحليلية معقدة للغاية. في الأشياء الحقيقية ، يمكن أن تحدث ثلاثة أنواع من العمليات في وقت واحد: التحولات الكيميائية ، ونقل الحرارة والكتلة. المحاسبة المتزامنة لجميع هذه العمليات مهمة صعبة إلى حد ما. تشمل الطرق التجريبية للحصول على النماذج الحصول على خصائص زمنية أو ترددية نتيجة لتجربة صناعية وتقريبها ، أي اختيار نسبة تحليلية تصف البيانات التجريبية بالدقة المطلوبة. عند أخذ الخصائص الزمنية ، يكون الكائن في وضع انتقالي من حالة ثابتة إلى أخرى. عند إزالة خصائص التردد ، يتم وضع الكائن في وضع الحالة الثابتة للتذبذبات التوافقية. لذلك ، الحصول على التردد

24 4 الخصائص ، من حيث المبدأ ، تسمح لك بالحصول على مزيد من المعلومات التمثيلية حول الكائن ، وأقل اعتمادًا على الاضطرابات العشوائية التي تعمل على الكائن. لكن تجربة قياس خصائص التردد أكثر صعوبة من التجربة لقياس خصائص الوقت وتتطلب معدات خاصة. لذلك ، فإن أكثر ما يمكن الوصول إليه في الظروف الحقيقية هو الحصول على الخصائص الزمنية. ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أنه لا يمكن استخدام النماذج التجريبية للأشياء إلا لتلك الكائنات وتلك ظروف عملها التي أجريت من أجلها التجربة ... 3. الحصول على الخصائص الزمنية للأشياء الخاضعة للرقابة وتقريبها إعداد التجربة وتنفيذها عند تطوير المخطط التجريبي لأخذ الخصائص الزمنية للأشياء الخاضعة للرقابة ، يتم حل المسائل المتعلقة بقياس وتسجيل إجراء الاختبار والمتغير المتحكم فيه. يتم تقليل تخطيط التجربة إلى اختيار نوع إجراء الاختبار وحجم اتساعه وعدد التجارب. للحصول على منحنى تسريع ، يتم استخدام وظيفة الخطوة كتأثير اختبار. إذا كان إجراء الخطوة غير مقبول لكائن التحكم بدون التسوية الذاتية أو الانحراف طويل المدى للمتغير المتحكم فيه عن الاسمي غير مقبول ، يتم استخدام إجراء نوع النبضة المستطيلة. يمكن إعادة بناء استجابة النبضة العابرة الناتجة وفقًا لمبدأ التراكب للأجسام الخطية إلى منحنى تسارع.

25 5 عند اختيار سعة إجراء الاختبار ، يتم البحث عن حل وسط بين المتطلبات المتضاربة التالية. من ناحية أخرى ، يجب أن يكون اتساع إجراء الإدخال كبيرًا بما يكفي لعزل الإشارة المفيدة بشكل موثوق عن خلفية ضوضاء القياس. من ناحية أخرى ، يمكن أن تؤدي الانحرافات الكبيرة جدًا للمتغير الخاضع للرقابة إلى اضطرابات في تشغيل المنشأة ، مما يؤدي إلى انخفاض جودة المنتج أو حدوث حالة طوارئ. بالإضافة إلى ذلك ، في الاضطرابات الكبيرة ، تتجلى اللاخطية للخصائص الثابتة للجسم. عند تحديد عدد التجارب ، من المفيد مراعاة العوامل التالية: خطية الخصائص الثابتة للكائن ، ودرجة ضجيج الخصائص ، وحجم تقلبات الحمل ، وعدم ثبات الخصائص في الوقت المناسب. قبل إجراء التجربة ، يجب تثبيت الكائن بالقرب من الوضع الاسمي لتشغيله. تستمر تجربة أخذ الخاصية الزمنية حتى يتم إنشاء قيمة جديدة للمتغير المتحكم فيه. عندما يكون الكائن صاخبًا ، يتم تنعيم الخصائص التجريبية بمرور الوقت بضوضاء عالية التردد أو فوق مجموعة ذات ضوضاء منخفضة التردد. تقريب الخصائص العابرة لكائنات التحكم. تتضمن مهمة التقريب ثلاث مراحل: تحديد دالة النقل التقريبية. يتم تقريب الخصائص العابرة للكائنات ذات الاستواء الذاتي والمعلمات المجمعة بواسطة دالة نقل عقلانية جزئية في الحالة العامة مع تأخير محض للشكل:

26 6 W حول K حوالي b m n m n LL e LL بالنسبة للأشياء التي ليس لها محاذاة ذاتية في مقام دالة النقل 7 ، يُضاف متغير تحويل لابلاس p بواسطة عامل تحويل لابلاس ، علامة ارتباط التكامل. كما تبين الممارسة ، يتم تحقيق دقة تقريب مرضية عند استخدام النماذج التي لها n و 3 و n-m في حالة عدم وجود نقطة انعطاف في منحنى التسارع و n-m في وجودها. تحديد معاملات دالة النقل التقريبية. انظر أدناه 3. تقدير دقة التقريب. لتقدير دقة التقريب ، من الضروري إنشاء خاصية تصميم وتحديد أقصى خطأ تقريبي. يتم إعطاء تعبيرات الخصائص المؤقتة المقابلة لبعض وظائف النقل التقريبية في الجدول .. عند الحساب على جهاز كمبيوتر في تعبيرات الخصائص العابرة ، يجب على المرء الانتقال إلى الوقت المنفصل τ 7 i ، فترة أخذ العينات ، وإذا كان هناك تأخير نقي في النموذج 7 ، الحجة في ii في i> τ k تقريب الخصائص العابرة للكائنات ذات التسوية الذاتية بواسطة ارتباط بالقصور الذاتي من الدرجة الأولى مع تأخير a

27 7 W إلى e 8 لتحديد و T للخاصية العابرة للشكل 5 ، ارسم الظل AB عند نقطة الانعطاف C نقطة الانعطاف تقابل الزاوية القصوى α بين المماس ومحور الإحداثي الفم BC O τ α AD المقطع OA مقطوع بالماس على محور الإحداثي ، يؤخذ على أنه وقت التأخير الخالص τ: А طول الإسقاط الفرعي للقطعة AB على محور الإحداثي يؤخذ على النحو التالي: ТАD 5. تم العثور على معامل النقل K كنسبة من زيادات قيم المخرجات والمدخلات في الحالة الثابتة: مجموعة K 9 مجموعة

28 8 الجدول. نماذج وظيفة التحويل جذور المعادلة المميزة خاصية عابرة К e К ، - سعة إجراء الخطوة : α β α βγ К α j ± ، γ 3 e rcg e γ α α α α α α α α sin 3 3 b К α 3 ebebeb К γ β α γ α γ γ β α β αγ γ α α α

29 9 3 3 ب К α j ± ، γ 3 [e b b b rcg e b b К γ α α α α α α α α α γ α α sin

30 ب طريقة الاستيفاء يتم تسوية منحنى التسارع مبدئيًا من إلى وفقًا للصيغة ~ ؛ ~ على المنحنى المقيس في الشكل 6 ، يتم اختيار نقطتين A و B ، عقدتي الاستيفاء ، والتي يجب أن يمر من خلالها المنحنى المحسوب. ~ V ~ V ~ أ أ أ ب الشكل. 6. الاستجابة العابرة للرابط مع وظيفة النقل 8 تساوي τ ~ e كتابة التعبير عن النقطتين A و B ، نحصل على نظام من معادلتين مع مجهولين: ~ ~ AB ee Aτ b τ حل هذا النظام فيما يتعلق بـ و T ، نحصل على:

31 3 ~ ~ B ln AA ln B τ ln ~ ln ~ ABA τ B τ ln ~ ln ~ AB تقريب الخصائص العابرة لكائنات التحكم دون التسوية الذاتية بواسطة ارتباط تكامل مع تأخير أو ارتباط تكامل حقيقي وظيفة النقل التقريبية في الشكل: W К τ e 3 أو W 4 يمكن تحديد معلمات النموذجين 3 و 4 بسهولة عن طريق رسم خط مقارب BC للقسم الثابت من منحنى التسارع الشكل 6: C α α В شكل. 6.K d / d مجموعة gα مجموعة О А تعيين 5 τ ОА للنموذج 3

32 3 TOA للنموذج 4 تقريب الخصائص المؤقتة لكائنات التحكم عن طريق ارتباط من الترتيب n نظرًا لأن الطريقة المذكورة أدناه تهدف إلى تقريب الخصائص المؤقتة للكائنات دون تأخير صافٍ ومع التسوية الذاتية ، فإن المكونات المطابقة لروابط التأخير الخالص ويجب استبعاد الارتباط التكاملي من منحنى التسارع ، إذا كان هناك مثل هذا. للقضاء على المكون بسبب التأخير الصافي ، يجب تقليل كل عبارات منحنى التسارع بقيمة التأخير الصافي τ ، أي انقل الأصل إلى اليمين بواسطة τ. في هذه الحالة ، في وظيفة النقل لكائن بتأخير نقي ، W حول W e "حول القسم AB من الاستجابة العابرة دون تأخير ، يتوافق الشكل 7" مع وظيفة الانتقال W حول. ب ص ج أ شكل ٧. الشكل 8 ب α. - عند تقريب الخاصية العابرة لشيء ما دون التسوية الذاتية ، يتم تمثيلها على أنها الفرق بين خاصيتين في الشكل 8:

33 33 للقيام بذلك ، ارسم خط التقارب BC لقسم الحالة المستقرة للخاصية وحزمة الزراعة العضوية الموازية لـ BC. طرح من نجد. - لا تزال الاستجابة العابرة لرابط التكامل مع وظيفة النقل W K Coefficient وفقًا للصيغة 5: فم K gα هو الاستجابة العابرة للكائن مع التسوية الذاتية. إنها تتوافق مع وظيفة النقل W. نظرًا لخطية تحويل لابلاس ، فإن وظيفة النقل للكائن المقابل للخاصية هي: W К W W W о يمكن العثور على معاملات دالة النقل W بالطريقة الموضحة أدناه. بتقليل تعبير W إلى قاسم مشترك ، نحصل على وظيفة النقل المرغوبة للكائن دون التسوية الذاتية. تحديد معاملات دالة النقل للكائن بطريقة المناطق Simoyu تم تصميم الطريقة لتحديد معاملات دالة النقل الكسري المنطقي للكائن على شكل m bm L W حول K حوالي n 6 L n

34 34 في الممارسة العملية ، كما لوحظ ، ن ، 3 ؛ م ،. يتم تحديد معامل النقل حول K ، كما هو الحال دائمًا ، بواسطة الصيغة 9. لتبسيط العمليات الحسابية ، نقوم بتطبيع منحنى التسارع للكائن في النطاق - بواسطة الصيغة. لمنحنى طبيعي ~ مع إجراء إدخال واحد حول K. نكتب التعبير العكسي لوظيفة النقل 6 ونوسعها إلى سلسلة لا نهائية في قوى p: mn حول SSS b WL 7 اختزال 7 إلى قاسم مشترك ومعادلة المعاملات بنفس قوى p نجد: 8، SS b S bb SS b S bb SS bb S b L LLLLLLLL في الحالة الخاصة لمعادلات m SSS 9.

35 35 لذلك ، يسمح لك النظام 8 أو 9 بتحديد معاملات دالة النقل 6 من خلال معاملات التمدد S غير المعروفة حتى الآن. قيمة الحالة: L about (~) L () L (~) [W p] من نجد W حول (L [~]) ، أو مع الأخذ في الاعتبار تعريف تحويل لابلاس 3: W حول [~] ed توسيع الدالة e في سلسلة في الصلاحيات: e !! 3 3 لتر 3 !! يمكننا تمثيل التكامل في التعبير كمجموع من التكاملات: ~ e d ~ d d ~ d! ~! ~ د L! باستبدال التوسعات 7 و в ، وضرب سلسلة القوة ومعادلة النسبة الناتجة ، المعاملات في نفس قوى p ، نحصل على التعبيرات التالية للمعاملات S.

36 36 3 !! ~، 6 ~ ~، ~، ~ d i S S d S S S d S S S d S S d S i LLLLLLLLLLLLLLL في العمليات الحسابية العملية ، يتم تحديد التكاملات 3 بالطرق العددية. على سبيل المثال ، عند استخدام طريقة شبه المنحرف ، تأخذ تعبيرات المعاملات S الشكل: 4.5 6 ~، 5 ~، 5 ~، 5 ~ 3 3 'N ii N ii N ii N ii S ii S i SSSS ii SSSS i SSS أين هو الفاصل الزمني لقراءات الاستجابة العابرة الطبيعية ، N هو عدد نقاط الاستجابة العابرة. من وجهة نظر هندسية ، المعامل S هو المنطقة التي يحدها المنحنى ~ وخط القيم الثابتة. S هي المساحة الموزونة بوظيفة الوزن S ، إلخ.

معاملات 37 37 S هناك بعض المساحات الموزونة والتي تحدد اسم الطريقة. إذا تبين ، في الحسابات ، أن المعامل -th S سالب ، فمن الضروري في النموذج 6 تقليل n بمقدار واحد أو زيادة m ، أي تقليل الاختلاف n-m .. المنظمين الصناعيين ACP [4] .. مخطط وظيفي لمنظم تلقائي المنظم التلقائي هو مجموعة من العناصر التي تعمل على تنظيم العمليات التكنولوجية. يحتوي المخطط الوظيفي لـ ACP المغلق على شكل 9 ظهر S x W SU FU IM RO أو IE F منظم تلقائي الشكل. 9. موضوع التنظيم في الشكل. 9 تشير إلى: З - يعمل الضابط المتغير القابل للضبط على ضبط القيمة المرغوبة مسبقًا ؛ SU - جهاز مقارنة ، يولد إشارة عدم تطابق ؛ الجزء الخلفي من FU - جهاز تشكيل ، يعمل على تشكيل قانون التنظيم في المنظمات الكهربائية مع IM ؛ IM - آلية تنفيذية ، تنشط RO ؛

38 38 RO - هيئة عمل تنظيمية ، تعمل على تغيير التأثير التنظيمي х ؛ أو هو موضوع التنظيم نفسه ؛ يستخدم عنصر قياس IE لقياس المتغير y المتحكم فيه وتحويله إلى إشارة موحدة. عادة ما تتم إحالة هيئة العمل مع محرك الأقراص ، إن وجد ، إلى موضوع التنظيم. يمكن أن يرتبط عنصر القياس بكل من الكائن والمنظم. في تلك الحالات عندما يتم استخدام عنصر قياس لأخذ خاصية زمنية ، يشار إليه على أنه كائن. وهكذا ، يشتمل المنظم الأوتوماتيكي على منظم ذي قيمة مضبوطة ، وجهاز مقارنة ، وجهاز تشكيل ومشغل ... تصنيف المنظمين من خلال استهلاك الطاقة من مصدر خارجي. في الهيئات التنظيمية ذات التأثير المباشر ، تُستخدم طاقة البيئة الخاضعة للرقابة نفسها لإعادة وضع الجسم العامل. على سبيل المثال ، في منظم مستوى السائل ذو المفعول المباشر ، تُستخدم طاقة السائل لتغيير موضع عنصر العمل ، والذي يتم تنظيم مستواه. إن الهيئات التنظيمية ذات المفعول المباشر بسيطة ورخيصة ولكنها لا توفر رقابة عالية على الجودة. عيوبها هي أيضًا صعوبة تنفيذ قوانين التنظيم المعقدة والحصول على جهود كبيرة لإعادة ترتيب الجسم العامل. في المنظمين غير المباشرين ، تُستخدم طاقة مصدر خارجي لإعادة ترتيب جسم العمل ، بالشكل الذي

39 39 يميز بين المنظمات الكهربائية الإلكترونية والهوائية والهيدروليكية المجمعة. للمنظمات الكهربائية عدد من المزايا. عيبهم الرئيسي في التصميم المعتاد هو استحالة الاستخدام في بيئات النار والمتفجرات. المنظمات الهوائية خالية من هذا العيب. الميزة الرئيسية للمنظمين الهيدروليكيين هي زيادة قوة المشغل بحجم صغير نسبيًا. تسمح لك الهيئات التنظيمية المجمعة بدمج مزايا الأنواع المختلفة من المنظمين. على سبيل المثال ، تجمع الأنظمة الكهروهوائية بين مزايا أجهزة التحكم الكهربائية والقدرة على تشغيل مشغلات تعمل بالهواء المضغوط في بيئات الحرائق والمتفجرات. في السنوات الأخيرة ، وجدت وحدات التحكم القابلة للبرمجة استخدامًا واسع النطاق لتنفيذ أنظمة الأتمتة المحلية. تملي اختيار نوع المنظم باعتبارات مختلفة: طبيعة البيئة ، وظروف التشغيل ، والمتطلبات الخاصة ... 3. تصنيف الهيئات التنظيمية وفقًا لقانون التنظيم يُفهم قانون التنظيم على أنه معادلة ديناميكيات المنظم. هناك خمسة قوانين نموذجية للتنظيم: P النسبي ، I لا يتجزأ ، PI النسبي المتكامل ، النسبي - التفاضلي PD والتناسب - PID التفاضلي المتكامل. وحدات التحكم الثابتة النسبية معادلة ديناميكيات وحدة التحكم P K5

40 4 حيث يكون التناقض في القيمة الخاضعة للرقابة ، والعودة x هو التأثير التنظيمي ، وبصورة أدق ، زيادة التأثير التنظيمي فيما يتعلق بالمكون الثابت ، لذلك من الأصح كتابة x - x بدلاً من x في 5 ، ولكن عادة ما يتم حذف x ، K هو معامل النقل P للجهة المنظمة. كما ترى من الرقم 5 ، فإن الإجراء التنظيمي لوحدة التحكم P يتناسب مع عدم التطابق ، أي وحدة التحكم P عبارة عن رابط غير قصوري مع وظيفة النقل W K. نظرًا لأن وحدة التحكم P لا تقدم تحول طور سلبي لاستجابة طور وحدة التحكم P في النظام ، فإن ACP مع وحدة التحكم P لها خصائص ديناميكية جيدة . عيب الأنظمة المزودة بوحدة تحكم P هو وجود خطأ ثابت. بالنسبة لوحدة التحكم الفردية ، يتم تحديد قيمة هذا الخطأ من معادلة وحدة التحكم: K عندما تعمل وحدة التحكم P في نظام الشكل. F K K حول الشكل .. حجم الخطأ من الاضطراب F هو

41 4 FK ЗСF F K حول Kob K p ، حيث يكون مضطربًا. К ЗCF - معامل الإرسال لنظام الحلقة المغلقة وفقًا لما نلاحظه ، فإن الخطأ الثابت في النظام باستخدام وحدة التحكم P يتناسب عكسياً مع معامل الإرسال الخاص به ، والذي يتم تحديد القيمة المحددة له من خلال القيمة المطلوبة لـ هامش الاستقرار لـ ACP مغلق. تستخدم وحدات التحكم النسبية في أتمتة كائنات التحكم منخفضة القصور الذاتي ، عندما يمكن تحديد قيمة K كخطأ. كبيرة بما يكفي لتقليل الشحنات الساكنة إجراء التحكم في هذه الحالة يتناسب مع تكامل الخطأ. معامل النقل الخاص بوحدة التحكم I-controller K d / d له معنى معدل تغيير إجراء التحكم لكل وحدة خطأ. وظيفة النقل: K W وظيفة نقل التردد:

42 4 K K W j j e ميزة المنظم AND هي صفر خطأ ثابت. من 6 يترتب على ذلك أن هذا الخطأ متساوٍ ويختفي في الإحصائيات. d / d K في نفس الوقت ، منذ استجابة الطور لمنظم AND ϕ π ، فإن النظام الذي يحتوي على منظم AND له خصائص ديناميكية سيئة للغاية ، منذ ذلك الحين يُدخل هذا المنظم تحولًا سلبيًا في الطور في النظام. لا يمكن استخدام وحدات التحكم المتكاملة إلا لأتمتة الأشياء التي تعمل بالقصور الذاتي. ACP مع منظم I وكائن بدون محاذاة ذاتية غير مستقر من الناحية الهيكلية ، π j ie غير مستقر في أي مكان منظم. وحدات التحكم المتكاملة النسبية يمكن كتابة قانون تنظيم PI في شكلين: KK d K d 7 T يمثل الإجراء التنظيمي لمنظم PI مجموع مكونات P و I مع معاملات التناسب K و K. من المقارنة بين شكلي التسجيل قانون التنظيم ، نحصل على: K، K T AND I

43 43 حيث T ووقت isodrome. К >> وظيفة النقل ووظيفة نقل التردد: W W К j К К К، К e И К jrcg К عند ترددات K عالية ، K >> ، أي وحدة تحكم PI تتصرف مثل وحدة تحكم P. هذا يجعل من الممكن لوحدة التحكم PI الجمع بين مزايا كل من وحدة التحكم الثابتة ووحدة التحكم P في الديناميكيات. يمكن تفسير المعنى المادي لوقت isodrome من خلال الاستجابة المؤقتة لوحدة التحكم PI في الشكل. كما يتضح من هذا الشكل ، T AND هو الوقت المضاعف للمكون P من إجراء التحكم في منظم PI ، أو ما هو نفسه ، الوقت الذي يكون فيه الإجراء التنظيمي لمنظم PI متقدمًا على الإجراء التنظيمي للجهة التنظيمية. قيمة T وتميز معدل التكامل. كلما زاد حجم TI ، انخفض معدل التكامل. مع T و PI ، يتحول المنظم إلى منظم P. K x PI I K P I Fig ..

44 44 إذن ، ACP مع وحدة تحكم PI لديها صفر خطأ ثابت بسبب وجود مكون AND في قانون التنظيم. هذا صحيح بالنسبة لجميع المنظمين الذين لديهم مكون AND. كما يتضح من استجابة الطور لمنظم PI في الشكل. ، في منطقة التشغيل 3 ϕ slave π Fig. من الترددات ، يُدخل منظم PI التابع تحولًا سالبًا للطور بمقدار -3 تقريبًا في النظام. هذا أقل بكثير من منظم I ، ولكنه أكثر من منظم P. لذلك ، فإن الخصائص الديناميكية لـ ACP مع وحدة تحكم PI أفضل بكثير من مع وحدة تحكم I ، ولكنها أسوأ من وحدة تحكم P. الضوابط التناسبية التفاضلية: قانون التنظيم لمنظم PD مثالي: d d K K K P، 8 d d حيث K، K هي معاملات التناسب لمكونات P- و D- لقانون التنظيم. T P هي المهلة الزمنية. وظائف التحويل ونقل التردد: W W K K j K K K e P، K jrcg K

45 45 من التعبير الأخير ، يمكن ملاحظة أنه عند الترددات المنخفضة لـ PD ، يتصرف المنظم مثل منظم P ، وفي الترددات العالية كمُحدد. نظرًا لأن ارتباط التمايز المثالي غير قابل للتحقيق فعليًا ، يتم استخدام ارتباط التمايز بالقصور الذاتي الحقيقي في وحدات تحكم PD الحقيقية. وظيفة النقل لمثل هذا المنظم لها شكل W K K كلما كان ثابت الوقت T أصغر ، كلما اقتربت خصائص المنظمين المثاليين والحقيقيين. في الإحصائيات ، تتزامن وظيفة النقل لوحدة التحكم PD مع وظيفة النقل لوحدة التحكم P ، وبالتالي ، فإن ACP مع وحدة التحكم PD بها أيضًا خطأ ثابت. كما يتضح من استجابة الطور في الشكل 3 ، ϕ π مثالي -3 الرقيق الحقيقي الشكل. 3. في مجال ترددات تشغيل PD ، يُدخل المنظم تحول طور إيجابي في النظام ، مما يزيد من هامش ثباته. لذلك ، يحتوي ACR المزود بوحدة تحكم PD على أفضل الخصائص الديناميكية. للسبب نفسه ، يمكن اختيار قيمة K أكثر مما في حالة P

46 46 منظم. لذلك ، يكون الخطأ الثابت في ACR مع وحدة تحكم PD أقل مما هو عليه في نظام به وحدة تحكم P. ومع ذلك ، لا يتم استخدام منظمات PD عمليًا ، لأن في حالة وجود تداخل عالي التردد متراكب على إشارة مفيدة منخفضة التردد ، تؤدي عملية التمايز إلى تدهور حاد في نسبة الإشارة إلى الضوضاء ، ونتيجة لذلك يمكن أن يتجاوز اتساع مشتق الضوضاء بشكل كبير اتساع مشتق إشارة مفيدة. فيما يتعلق بالمعنى المادي للوقت المتقدم ، يمكننا القول أن TP هو الوقت الذي يكون فيه الإجراء التنظيمي لـ PD للجهة المنظمة متقدمًا على الإجراء التنظيمي لـ P للجهة المنظمة مع إجراء إدخال خطي الشكل. 4 x PD PD ص التين. 4. تناسبية - وحدات تحكم تفاضلية متكاملة معادلة ديناميكية: d d К К d К К d П d 9 d И وظائف النقل لوحدات التحكم PID المثالية والحقيقية:

47 47 WW K K K K K K I P ، وظيفة نقل التردد لوحدة تحكم PID مثالية: W j K K K e K K jrcg K .5 في منطقة ترددات التشغيل ، يكون جهاز التحكم PID هو نفسه ϕ π العمل المثالي الحقيقي π الشكل. 5. لا يدخل منظم A و P تحول طور سلبي في النظام. لزيادة مناعة الضوضاء لوحدة التحكم PID في الممارسة العملية ، فإن نسبة الوقت المتقدم / وقت إعادة التعيين محدودة من الأعلى بسبب عدم المساواة / P AND<,5, 3 поэтому помехоустойчивость ПИД регулятора выше, чем ПД регулятора. При выборе закона регулирования учитывают следующие соображения.

48 48 إذا كان الخطأ الساكن غير مقبول ، يجب أن تحتوي وحدة التحكم على مصطلح AND. من أجل تدهور الخصائص الديناميكية ، يتم ترتيب قوانين التحكم بالترتيب التالي: PD ، PID ، P ، PI ، I. تتمتع المنظمات التي تحتوي على مكون D بمناعة ضعيفة ضد الضوضاء. لهذا السبب ، لا يتم استخدام وحدات تحكم PD عمليًا ، بينما يتم استخدام وحدات تحكم PI مع قيود 3. يتم استخدام قوانين تنظيم PI و PID على نطاق واسع في الممارسة العملية. 3. حساب إعدادات المنظمين في الأنظمة الخطية المستمرة [4] 3 .. جودة التنظيم سنحدد جودة التنظيم من خلال مجموعة من المؤشرات التي تميز شكل منحنى العملية المؤقتة في شكل ACP مغلق. 6. مؤشرات الجودة الرئيسية. أقصى انحراف ديناميكي ديناميكي هو أكبر انحراف للمتغير المتحكم فيه عن قيمته المحددة في العملية العابرة. دين يميز دقة التحكم الديناميكي ..

مؤشر ارتداد 49 49 قيراطًا في الوضع الثابت. يميز m ct دقة التنظيم عند مصب الدين الخلفي 3 δ st الشكل. درجة التخميد ψ - نسبة الاختلاف بين سعتين متجاورتين من التذبذبات الموجهة على جانب واحد من خط قيمة الحالة المستقرة إلى الأكبر من منهم 3 3 ψ ؛< ψ < 3 Показатель ψ характеризует колебательность переходных процессов и запас устойчивости системы. Значение ψ соответствует незатухающим колебаниям на границе устойчивости системы. При ψ имеем апериодический переходной процесс. 4. Время регулирования промежуток времени от момента нанесения возмущающего воздействия до момента, начиная с которого отклонение регулируемой переменной от установившегося значения становится и остается меньше наперёд заданного значения δ. Показатель характеризует быстродействие системы.

50 5 تنتمي مؤشرات الجودة المدروسة إلى مجموعة المؤشرات المباشرة ، أي المؤشرات التي تسمح لك بتقييم الجودة مباشرة على طول منحنى عملية الانتقال ، والتي من الضروري حل المعادلة التفاضلية للنظام. بالإضافة إلى المعايير المباشرة ، هناك معايير غير مباشرة تجعل من الممكن الحكم على جودة التنظيم دون وجود منحنى انتقالي تحت تصرفهم. تتضمن هذه المعايير ، على وجه الخصوص ، معايير الجودة المتكاملة ، والتي تمثل التكاملات بمرور الوقت من انحراف المتغير الخاضع للرقابة عن قيمة الحالة المستقرة ، أو عن بعض وظائف هذا الانحراف ومشتقاته. أبسطها هو المعيار الخطي المتكامل الذي تحدده النسبة: I lin d mouth من وجهة نظر هندسية ، المعيار I lin هو المنطقة الواقعة بين المنحنى وخط الفم. تعتمد قيمة I lin على جميع مؤشرات الجودة ، باستثناء Art. علاوة على ذلك ، مع تناقص dyn و ie من خلال تحسين جودة التنظيم ، تنخفض قيمة I lin ، ومع زيادة تذبذب العملية العابرة ، يتناقص I lin أيضًا ، على الرغم من تدهور جودة التنظيم. لذلك ، يشير الانخفاض في I lin إلى تحسن في جودة التنظيم فقط للمرضى العابرين بشكل جيد. لذلك ، فإن معيار I lin قابل للتطبيق على العمليات غير الدورية أو التذبذبية الضعيفة. بالنسبة لمثل هذه العمليات ، يمكن النظر في أفضل إعدادات المنظم ، حيث تصل قيمة I lin إلى الحد الأدنى. يمكن حساب المعيار I lin من خلال معاملات المعادلة التفاضلية لـ ACP المغلقة.

51 5 يمكن إثبات أنه بالنسبة لكائن التحكم في التسوية الذاتية ووحدة التحكم PI ، I lin ، 3 K أي يتم الوصول إلى الحد الأدنى من I lin عند الحد الأقصى للمكون المتكامل لإجراء التحكم ، أو ، وهو نفس الشيء ، يتم تحقيق أفضل جودة للعملية العابرة عند معادلات K. المعيار التربيعي المتكامل I qt: I qt mouth d 3 يخلو من هذا العيب العمليات المثلى النموذجية متطلبات مؤشرات الجودة متناقضة. على سبيل المثال ، يتم تحقيق انخفاض في الخطأ الديناميكي عن طريق زيادة التذبذب ومدة العمليات العابرة. على العكس من ذلك ، يمكن الحصول على عمليات ذات وقت تحكم قصير بسبب زيادة الخطأ الديناميكي. لذلك ، من الضروري اتخاذ قرار حل وسط فيما يتعلق بالقيم المرغوبة لمؤشرات الجودة في ACP مغلق. يوصى بعمليات عابرة مع مؤشرات جودة معينة عند حساب ACP على النحو المعتاد. في طريقة التردد الممتد

52 5 خصائص ، المؤشر الرئيسي للجودة هو درجة التوهين ψ ، أي تذبذب العملية العابرة ، لأن هذا المؤشر يميز هامش الاستقرار لـ ACP. العمليات التي ψ ، 75.9 ، أي سعة الاهتزاز الثالثة أقل بأربع مرات من الأولى. في تلك الحالات عندما تكون المهمة هي تحديد إعدادات المنظم التي تقلل من أي مؤشر جودة ، فإن العملية العابرة المقابلة ، بالإضافة إلى قيم إعدادات المنظم ، تسمى الأمثل بمعنى المعيار المحدد. على سبيل المثال ، في طريقة خصائص التردد الممتد ، تتمثل المهمة في تحديد إعدادات المنظم بطريقة توفر ، بالإضافة إلى التذبذب المعطى للعملية العابرة ، القيمة الدنيا للمعيار I lin. هذه العملية هي الأمثل بمعنى المعيار الأول ، الصيغ المبسطة لحساب إعدادات وحدة التحكم. يتم إعطاء صيغ مبسطة لتحديد إعدادات المنظمين التي توفر تذبذبًا معينًا للعملية العابرة. يتم الحصول على الصيغ من نتائج نمذجة ACP. يتم تمثيل الكائنات الثابتة بنموذج ارتباط بالقصور الذاتي مع تأخير نقي 8 ، كائنات ثابتة بنموذج ارتباط تكامل مع تأخير 3

المحاضرة 3: الوصف الرياضي لأنظمة التحكم في نظرية التحكم ، عند تحليل وتوليف أنظمة التحكم ، يتعاملون مع نموذجهم الرياضي ، والنموذج الرياضي لنظام التحكم الآلي هو معادلة

اختبار 1 في تخصص "إدارة الأنظمة التقنية" الخيار 1 1. ما هو الغرض الوظيفي من جهاز الاستشعار في نظام التحكم؟ 1) ضبط معلمات العملية التكنولوجية ؛ 2) قمع الضوضاء

معادلات الديناميات والإحصائيات. التحويل الخطي في مرحلة معينة من التطوير والبحث في نظام التحكم الآلي ، يتم الحصول على الوصف الرياضي للعمليات التي تحدث في النظام

تعليمات منهجية للواجب المنزلي لدورة TCB البحث عن نظام تحكم آلي غير خطي تعريف البيانات الأولية يتم إعطاء البيانات الأولية للواجب المنزلي

دكتوراه أساسيات نظرية التحكم. Mokrova Natalia Vladislavovna الخصائص الديناميكية للأجسام الخاضعة للرقابة 1. خصائص الوقت. منحنى التسارع. وظيفة النبض العابر. 2. حل التفاضلية

FSBEI HPE "جامعة ولاية أومسك التقنية" القسم الثاني محاضرة نظم التحكم الآلي الخطي المستمر 4. الروابط الديناميكية. مفاهيم عامة وخصائص الوقت وتواتره

درس عملي خصائص وظيفة التحويل أهداف وغايات العمل نتيجة إتقان الموضوع ، يجب أن يكون الطالب قادرًا على الحصول على معادلة عامل لمعادلة تفاضلية معينة ؛

المحاضرة 5: المنظمون الأوتوماتيكيون في أنظمة التحكم وتعديلها.

حساب الخصائص الديناميكية للـ ACS الخطي تحديد دالة الوزن g (t) ووظيفة الانتقال h (t) لـ ACS الخطية ، والتي تتكون من سلسلة اتصال من التكامل غير الدوري والمثالي

المحاضرة 3. الوصف الرياضي لأجسام التحكم 1. عناصر التحكم في الصناعة الكيميائية ، تشتمل عناصر التحكم النموذجية على عمليات مختلفة في أجهزة التركيبات التكنولوجية. ل

المحاضرة 8 33 الأنظمة الثابتة أحادية البعد تطبيق التحويل الرباعي 33 وصف الإشارات والأنظمة وصف الإشارات لوصف الإشارات الحتمية ، يتم استخدام تحويل فورييه:

الاتحادية الدولة المعهد التربوي للتعليم المهني العالي جامعة قازان الوطنية للبحوث التقنية لهم. A.N. TUPOLEVA-KAI قسم التلفزيون

المحاضرة 4 الروابط الديناميكية النموذجية يتم تمثيل أنظمة التحكم الآلي بشكل ملائم كمجموعة من العناصر ، كل منها موصوف بمعادلة جبرية أو تفاضلية

عمل معمل 5 روابط نموذجية للأنظمة الأوتوماتيكية الغرض من العمل هو دراسة الخصائص الديناميكية للروابط النموذجية لأنظمة التحكم الآلي. معلومات عامة في نظرية التحكم الآلي

المحاضرة 11،12 القسم 2: النماذج الرياضية لأنظمة التحكم الخطي. الموضوع 2-4: الروابط الديناميكية النموذجية للأنظمة 1. الروابط النموذجية للأنظمة: الخصائص والمعادلات ؛ النماذج المادية. خطة المحاضرة:

UDC: 62-529 أنظمة تنظيم أوتوماتيكية مع تصحيح متسلسل فيتالي أناتوليفيتش شيغاريف محاضر أول في الجامعة التقنية الوطنية البيلاروسية ، [البريد الإلكتروني محمي]

الموضوع 8 أنظمة التمييز الخطي مفهوم النظام المنفصل طرق وصف الأنظمة المنفصلة الخطية: معادلة الفرق ، وظيفة النقل ، الاستجابة النبضية ، وظيفة نقل التردد

النماذج الحتمية المستمرة تُستخدم النماذج الحتمية المستمرة لتحليل وتصميم الأنظمة الديناميكية مع الوقت المستمر ، والتي يتم وصف عملها

وزارة التعليم والعلوم في الاتحاد الروسي مؤسسة الدولة الفيدرالية المستقلة التعليمية للتعليم العالي "أبحاث وطنية جامعة تومسك البوليتكنيك"

الموضوع 3: التحليل التوافقي للإشارات غير الدورية يقوم فورييه المباشر والمعكوس بتحويل الخصائص الطيفية للإشارة سعة التردد وطيف التردد الطيفي

فصل الخريف من العام الدراسي الموضوع 3 التحليل التوافقي للإشارات غير الدورية تحولات فورييه المباشرة والمعكوسة الخصائص الطيفية للإشارة أطياف سعة التردد وتردد الطور

4. الخصائص الانتقالية للغشاء 1.4 الخصائص الزمنية لنظام ديناميكي لتقييم الخصائص الديناميكية لنظام ما والروابط الفردية ، من المعتاد دراسة استجابتها لإجراءات المدخلات النموذجية ،

64 المحاضرة 6 الطريقة التشغيلية لتحليل الدوائر الكهربائية خطة تحويل لابلاس خصائص تحويل لابلاس 3 طريقة المشغل لتحليل الدوائر الكهربائية 4 تحديد الأصل بواسطة المعلوم

ندوة 4. تحليل التذبذبات التلقائية بطريقة بيان مشكلة الخط التوافقي نحن نعتبر نظام الحلقة المغلقة مع عنصر واحد غير خطي. g F (z W (s x Fig. تمت دراسة الحركة الحرة للنظام ،

الوكالة الفيدرالية للتعليم المؤسسة التعليمية الحكومية للتعليم المهني العالي جامعة ولاية فلاديمير قسم تكنولوجيا معالجة البلاستيك UDC

اكتمل: مقبول: Umarov D. 1-14 IKSUTP Abdurakhmanova M.I. تحليل استقرار ACS يتم تحديد الملاءمة العملية لأنظمة التحكم من خلال ثباتها وجودتها المقبولة للتنظيم. تحت

54 المحاضرة 5 تحويل فورييه والطريقة الطيفية لتحليل الدوائر الكهربائية تخطيط الأطياف للوظائف غير الدورية وتحويل فورييه بعض خصائص تحويل فورييه 3 الطريقة الطيفية

1. التنظيم الأوتوماتيكي لمستوى الماء في مولد البخار. يتم تقليل تنظيم الطاقة في كل من مولدات البخار (SG) للحفاظ على توازن المواد بين شفط البخار وتفجيره وتزويده

المخططات الرياضية: مخططات D تُستخدم النماذج الحتمية المستمرة لتحليل وتصميم الأنظمة الديناميكية مع الوقت المستمر ، والتي يتم وصف عملها من خلال الحتمية

1.4 أسئلة اختبار لضبط النفس 1 قسم "النماذج الخطية المستمرة وخصائص أنظمة التحكم" 1 ما الذي تدرسه نظرية التحكم؟ 2 تحديد مفاهيم الإدارة وهدف الإدارة.

المحاضرة 5. 8.3. تحليل التذبذبات التلقائية بطريقة الخط المتناسق 8.3. بيان المشكلة يؤخذ في الاعتبار نظام الحلقة المغلقة مع عنصر واحد غير خطي. F W s x الشكل. تجري دراسة الحركة الحرة

توجيه المعهد للتدريب AVTI 70404 الإدارة في الأنظمة التقنية بنك المهام للجزء الخاص من اختبار القبول لمهمة بطاقة الفحص 6 (5 نقاط) الموضوع

الموضوع 8 التفصيلي المحاضرة 7 المفاهيم العامة وتعريفات نظرية ACS المنفصلة. معلومات أساسية عن الجهاز الرياضي لنظرية الأنظمة الثابتة الخطية المنفصلة. الوصف الرياضي للعمليات

المحاضرة 4 خصائص التردد لأنظمة البنادق ذاتية الدفع تميز خصائص تردد البنادق ذاتية الدفع استجابة الأنظمة للمدخلات الجيبية في حالة مستقرة. تشمل خصائص التردد ما يلي:

نظرية استقرار الأنظمة الخطية 1. المصطلحات والتعريفات الأساسية أي ACS تخضع دائمًا لاضطرابات خارجية يمكن أن تعطل عملها الطبيعي. يجب على البنادق ذاتية الدفع المصممة بشكل صحيح

المحاضرة 1 معلومات عامة حول أنظمة التحكم يقدم لك موضوع "نظرية التحكم الآلي" المبادئ الأساسية لبناء أنظمة التحكم الآلي وطرق الوصف الرسمي

تعليمات منهجية للعمل المخبري في دورة "نظرية التحكم الآلي" الوحدة النمطية "الأنظمة الأوتوماتيكية الخطية" العمل المخبري تحديد معلمات الروابط الديناميكية النموذجية

Robotics RAR1300 Sergei Pavlov TTÜ Virumaa Kolledž التحكم في القيادة التحكم في حركة آلة أو آلية عاملة يعني التحكم في موضع وسرعة وتسريع النظام الذي

تمارين عملية TAU مهام لأعمال التحكم والتعليمات المنهجية لتنفيذها درس عملي AFC ، LAH ، خصائص عابرة ووزن للروابط الديناميكية للنموذجي معظم

المحاضرة 6 دوائر الدورة الشهرية غير الجيبية الخطة الحالية الشكل المثلثي لسلسلة فورييه سلسلة فورييه في شكل معقد الطيف الترددي المعقد 3 القوى في دوائر معاملات التيار غير الجيبية ،

المفاهيم الأساسية للندوة. تجميع (خاتمة) المعادلة التفاضلية. مفهوم حل المعادلة التفاضلية. الفصل بطريقة المتغيرات القابلة للفصل. حل المعادلة التفاضلية الخطية

أساسيات هندسة الدوائر في هندسة الدائرة ... 1 1. الأحكام الأساسية ... 1 2. توسيع إشارات الضعف ... 6 3. تضخيم الإشارات القوية ... 1. أحكام أساسية

دكتوراه أساسيات نظرية التحكم. Mokrova Natalia Vladislavovna محاضرة 7 أنظمة التحكم الآلي غير الخطية ميزات الأنظمة غير الخطية. اللاخطية النموذجية لأنظمة التحكم الآلي.

المحاضرة 4 وظائف وخصائص التردد 4 مفهوم وظائف وخصائص التردد تلعب خصائص التردد دورًا مهمًا في دراسة الأنظمة الخطية الثابتة.

70 المحاضرة 7 وظائف المشغل للدوائر خطة إدخال المشغل ووظائف النقل أعمدة وأصفار وظائف الدائرة 3 الاستنتاجات وظائف إدخال ونقل المشغل تسمى وظيفة مشغل الدائرة

بحث في ديناميات الروابط النموذجية للأتمتة 1 مكبر صوت مثالي (رابط غير دوري للترتيب الصفري - AP-0) ومكبر صوت حقيقي (رابط غير دوري من الدرجة الأولى - AP-1) الغرض من العمل: التحقيق

ضبط وتعديل المنظمين الآليين. 1.دورة خاصة 1.1. مقدمة المراحل والمواعيد الرئيسية في تطوير التنظيم الآلي. حتى 1600 نظام التحكم بالعوامة

العمل المخبري 1 1 الخصائص الديناميكية للروابط النموذجية 1. الغرض من العمل لاستكشاف الخصائص الديناميكية للوصلات النموذجية لأنظمة التحكم الآلي (ACS) ، وكذلك للتعرف عليها

وزارة التعليم في جمهورية بيلاروسيا مؤسسة تعليمية جامعة بيلاروسيا الحكومية للمعلوماتية والإلكترونيات الراديوية ، تقرير عن عمل المختبر "بحث"

1. معلومات عامة عن الأجهزة الإلكترونية التناظرية (درهم). معلمات وخصائص 1 درهم إماراتي 1. معلومات عامة حول الأجهزة الإلكترونية التناظرية (AED) ومبادئ بنائها الإشارات التناظرية

العمل المخبري 1 1 الروابط النموذجية لـ ACS 1. الغرض من العمل لاستكشاف الخصائص الديناميكية للوصلات النموذجية لأنظمة التحكم الآلي (ACS) ، وكذلك للتعرف على القواعد الأساسية للهيكل

الموضوع 5 النظم الثابتة الخطية خصائص الأنظمة الثابتة الخطية: الخطية ، الثبات ، الجدوى المادية ، المعادلة التفاضلية ، وظيفة التحويل ، وظيفة نقل التردد

المحاضرة 6 تحويل النماذج الرياضية للأنظمة. وظائف النقل. نماذج في شكل الرسوم البيانية للإشارة لدراسة خصائص الأنظمة الفيزيائية المعقدة ومعرفة كيفية التحكم فيها ، يجب أن يكون لديك

UDC 681.52 الخوارزميات لحل مشكلة تحديد الهوية N.V. بلوتنيكوفا ، إن إس. كاليستراتوفا ، أو.ن. Malyavkin مؤخرًا ، فيما يتعلق بفرض متطلبات أعلى من أي وقت مضى لعمليات الإدارة في مختلف

الموضوع 2. المفاهيم والتعريفات الأساسية في نظرية وممارسة التنظيم التلقائي لمعلمات دعم الحياة (ساعتان) من أجل ضمان التشغيل الطبيعي لموضوع التنظيم (أو)

54 المحاضرة 5 تحويل فورييه والطريقة الطيفية لتحليل الدوائر الكهربائية تخطيط أطياف الدوال غير الدورية وتحويل فورييه 2 بعض خصائص تحويل فورييه 3 الطريقة الطيفية

زايتسيف جي إف نظرية التحكم الآلي والتنظيم الطبعة الثانية ، منقحة ومكملة تم قبولها من قبل وزارة التعليم العالي والثانوي المتخصص في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ككتاب مدرسي

1.1. طرق تحليل الخصائص غير الخطية بالقصور الذاتي للأجهزة التناظرية في الأدبيات المخصصة لتحليل الخصائص غير الخطية بالقصور الذاتي للأجهزة التناظرية ، عدة

تشمل المعلمات التكنولوجية الرئيسية الخاضعة للتحكم والتنظيم في العمليات التكنولوجية الكيميائية معدل التدفق والمستوى والضغط ودرجة الحرارة وقيمة الأس الهيدروجيني ومؤشرات الجودة (التركيز والكثافة واللزوجة وما إلى ذلك) * [أساسيات قياس هذه المعلمات وأجهزة التحكم الآلي و يتم دراسة الأجهزة التنفيذية في مقرري "القياسات والأجهزة التكنولوجية" و "الوسائل التقنية للأتمتة". هنا ، يتم النظر في ميزات تنظيم هذه المعلمات ، مع مراعاة الخصائص الثابتة والديناميكية لقنوات التحكم وأجهزة التحكم ومعدات التشغيل الآلي ، ويتم تقديم أمثلة على أنظمة التحكم الأكثر شيوعًا لبعض المعلمات.]. التحكم في التدفق. تنشأ الحاجة إلى التحكم في التدفق عند أتمتة أي عملية مستمرة تقريبًا. تعد معدلات تدفق ACP ، المصممة لتثبيت الاضطرابات في تدفقات المواد ، جزءًا لا يتجزأ من أنظمة أتمتة الحلقة المفتوحة للعمليات التكنولوجية. غالبًا ما يتم استخدام معدلات تدفق ACP كدوائر داخلية في أنظمة التحكم المتتالية للمعلمات الأخرى. لضمان تركيبة معينة من الخليط أو للحفاظ على موازين المواد والحرارة في الجهاز ، يتم استخدام الأنظمة لتنظيم نسبة معدلات التدفق للعديد من المواد في ACPs أحادية الدائرة أو المتتالية.

تتميز أنظمة التحكم في التدفق بميزتين: قصور منخفض لعنصر التحكم نفسه ؛ وجود مكونات عالية التردد في إشارة تغيير معدل التدفق بسبب نبضات الضغط في خط الأنابيب (يحدث هذا الأخير بسبب تشغيل المضخات أو الضواغط أو تقلبات التدفق العشوائية عند اختناق التدفق من خلال جهاز التقييد).

في التين. 2.1 هو رسم تخطيطي للكائن عند تنظيم معدل التدفق. عادةً ما يكون هذا الكائن جزءًا من خط الأنابيب بين نقطة قياس التدفق (على سبيل المثال ، مكان تركيب جهاز تقييد 1 ) والهيئة التنظيمية 2. يتم تحديد طول هذا القسم من خلال قواعد تثبيت الأجهزة المقيدة والهيئات التنظيمية وعادة ما يكون عدة أمتار. يتم وصف ديناميكيات القناة "تدفق المادة عبر الصمام - تدفق المادة عبر مقياس التدفق" تقريبًا بواسطة رابط غير دوري من الدرجة الأولى مع تأخير نقي. عادة ما يكون صافي وقت التأخر

أرز. 2.1. رسم تخطيطي للكائن عند تنظيم معدل التدفق: / - مقياس التدفق ؛ 2 - صمام التحكم

يحدد جزء من الثانية للغاز وبضع ثوان للسائل ؛ قيمة ثابت الوقت هي بضع ثوان.

بسبب القصور الذاتي المنخفض للكائن المنظم ، يتم فرض متطلبات خاصة على اختيار أدوات وطرق الأتمتة لحساب ACP. على وجه الخصوص ، في المنشآت الصناعية ، يصبح القصور الذاتي لدوائر التحكم في التدفق وتنظيمه متناسبًا مع القصور الذاتي للكائن ، ويجب أن يؤخذ في الاعتبار عند حساب أنظمة التحكم.

يُظهر تقدير تقريبي لصافي التأخير والثوابت الزمنية لعناصر الدائرة الفردية (الشكل 2.2) أن محولات التدفق الأولية الحديثة ، المبنية على مبدأ التعويض الديناميكي ، يمكن اعتبارها روابط تضخيم. يتم تقريب المشغل بواسطة ارتباط غير دوري من الدرجة الأولى ، وثابت الوقت الذي يبلغ عدة ثوانٍ ، ويزداد أداء المشغل بشكل كبير عند استخدام أجهزة تحديد المواقع. يتم تقريب خطوط النبض التي تربط وسائل التحكم والتنظيم عن طريق ارتباط غير دوري من الدرجة الأولى مع تأخير نقي ، يتم تحديد معلماته بواسطة طول الخط وتقع في غضون ثوانٍ قليلة. للمسافات الكبيرة بين عناصر الدائرة ، من الضروري تركيب مضخمات طاقة إضافية بطول خط النبض.

بسبب القصور الذاتي المنخفض للكائن ، قد يتحول تردد التشغيل إلى أعلى من الحد الأقصى ، مما يحد من مساحة التشغيل العادي للمنظم الصناعي ، والذي يتم من خلاله تنفيذ قوانين التنظيم القياسية. خارج هذا المجال ، تختلف الخصائص الديناميكية للمنظمين عن الخصائص القياسية ، الأمر الذي يتطلب إدخال تصحيحات لإعدادات التشغيل ، مع مراعاة القوانين الفعلية للتنظيم.

أرز. 2.2. مخطط كتلة لنظام التحكم في التدفق:

1 - شيء؛ 2 - محول التدفق الأولي ؛ 3 - منظم؛ 4 - خطوط الاندفاع 5 - جهاز تنفيذي

عادة ما يتم تحديد اختيار قوانين التنظيم من خلال الجودة المطلوبة للعمليات العابرة. تستخدم وحدات تحكم PI لتنظيم معدل التدفق دون خطأ ثابت في ACPs أحادية الدائرة. إذا كان معدل تدفق ACP عبارة عن حلقة داخلية في نظام تحكم تسلسلي ، فقم بإعادة

أرز. 2.3 مخططات التحكم في التدفق بعد الطرد المركزي (أ)ومكبس ( ب) مضخات:

/ - عداد التدفق؛ 2 - صمام التحكم؛ 3- منظم؛ 4 - مضخة

يمكن لوحدة التحكم في التدفق تنفيذ قانون P للتنظيم. في ظل وجود ضوضاء عالية التردد في إشارة التدفق ، فإن استخدام المنظمين مع المكونات التفاضلية في قانون التحكم دون تجانس الإشارة الأولية يمكن أن يؤدي إلى تشغيل غير مستقر للنظام. لذلك ، في أنظمة التحكم في التدفق الصناعي ، لا يوصى باستخدام وحدات تحكم PD أو PID.

في أنظمة التحكم في التدفق ، يتم استخدام إحدى الطرق الثلاث لتغيير معدل التدفق:

خنق تدفق مادة من خلال جسم منظم مثبت على خط الأنابيب (صمام ، بوابة ، مانع اهتزاز) ؛

تغيير الضغط في خط الأنابيب باستخدام مصدر طاقة منظم (على سبيل المثال ، تغيير عدد دورات محرك المضخة أو زاوية دوران شفرات المروحة) ؛

الالتفافية ، أي نقل المواد الزائدة من خط الأنابيب الرئيسي إلى الخط الجانبي.

يتم التحكم في معدل التدفق بعد مضخة الطرد المركزي بواسطة صمام تحكم مركب على خط أنابيب التفريغ (الشكل 2.3 ، أ). إذا تم استخدام مضخة مكبس لضخ السائل ، فإن استخدام مثل هذا ACP غير مقبول ، لأنه عندما يعمل المنظم ، يمكن أن يغلق الصمام تمامًا ، مما يؤدي إلى تمزق خط الأنابيب (أو زيادة الارتفاع إذا تم تركيب الصمام عند شفط المضخة). في هذه الحالة ، يتم استخدام تجاوز التدفق للتحكم في التدفق (الشكل 2.3 ، ب).

يتم تنظيم تدفق المواد الصلبة السائبة عن طريق تغيير درجة فتح صمام التحكم عند مخرج القادوس (الشكل 2.4 ، أ) أو عن طريق تغيير سرعة الحزام الناقل (الشكل 2.4 ، ب). في هذه الحالة ، يمكن أن يعمل جهاز الوزن كمقياس تدفق ، والذي يحدد كتلة المادة على الحزام الناقل.

تنظيم نسبة التكاليفيمكن إجراء مادتين في أحد المخططات الثلاثة الموضحة أدناه.

1. بإنتاجية إجمالية غير محددة ، فإن استهلاك مادة واحدة (الشكل 2.5 ، أ) جي 1 , يسمى "رئيسي" ، يمكن أن يتغير بشكل تعسفي ؛ يتم توفير المادة الثانية بنسبة ثابتة فيمع الأول ، بحيث يكون تدفق "العبد" yG 1 .

أرز. 2.4 مخططات التحكم في التدفق للمواد الصلبة السائبة:

أ -تغيير درجة فتح اللوح المنظم ؛ ب - تغيير سرعة الناقل. / - القبو ؛ 2 - ناقل 3 - منظم 4 - منظم المخمد. 5- محرك كهربائي

في بعض الأحيان ، بدلاً من منظم النسبة ، يتم استخدام مرحل النسبة ومنظم تقليدي لمتغير واحد (الشكل 2.5.6). تتابع الانتاج 6, تحديد النسبة المحددة للنسبة ذ ،بمثابة مهمة المنظم 5 ، والتي تضمن الحفاظ على معدل تدفق "الرقيق".

عند معدل تدفق "رائد" معين ، بالإضافة إلى نسب ACP ، يتم أيضًا استخدام ACP لمعدل التدفق "الرائد" (الشكل 2.5 ، ج). مع مثل هذا المخطط ، في حالة حدوث تغيير في مهمة الاستهلاك جي\ سوف يتغير الاستهلاك تلقائيًا جي% (بنسبة معينة مع جي).

ACP لنسبة معدل التدفق عبارة عن حلقة داخلية في نظام التحكم التعاقبي للمعلمة التكنولوجية الثالثة في(على سبيل المثال ، درجة الحرارة في الجهاز). في

أرز. 2.5 مخططات تنظيم معدل التدفق:

أ، ب- مع حمولة إجمالية غير مستقرة ؛ الخامس- عند حمل إجمالي معين ؛ جي- عند تحميل إجمالي معين وتصحيح معامل النسبة بواسطة المعلمة الثالثة ؛ "، 2 - عدادات التدفق 3 - منظم النسبة 4, 7 - صمامات التحكم؛ 5 - منظم التدفق ؛ 6 - نسبة التتابع. 8 - منظم درجة الحرارة. 9 - جهاز محدد

يتم تعيين معامل النسبة المحدد بواسطة وحدة تحكم خارجية اعتمادًا على هذه المعلمة بحيث جي= ذ{ ذ) جي\ (الشكل 2.5 ، د). كما هو مذكور أعلاه ، فإن خصوصية إعداد Cascade ACP هي أن القيد Hrn ^ Yar ^ Yarv تم تعيينه للمهمة لوحدة التحكم الداخلية. بالنسبة لنسبة معدل تدفق ACP ، يتوافق هذا مع الحد Yh ^ y ^ Yb- إذا تجاوزت إشارة خرج وحدة التحكم الخارجية [dg pH، x pv] ، فإن المرجع إلى وحدة التحكم في النسبة يظل عند الحد الأقصى للقيمة المسموح بها في(أي Yh أو Yb) - التحكم في المستوى. المستوى هو مؤشر غير مباشر للتوازن الهيدروديناميكي في الجهاز. يشير ثبات المستوى إلى مراعاة توازن المواد ، عندما يكون تدفق السائل مساويًا للتصريف ، ويكون معدل التغيير في المستوى صفرًا. وتجدر الإشارة إلى أن "التدفق" و "الجريان السطحي" هما مصطلحان عامان هنا. في أبسط الحالات ، عندما لا تحدث تحولات الطور في الجهاز (المجمعات ، الخزانات الوسيطة ، مفاعلات المرحلة السائلة) ، يكون التدفق الداخل مساويًا لمعدل تدفق السائل المزود للجهاز ، ويكون الصرف مساويًا للتدفق معدل السائل المزال من الجهاز. في العمليات الأكثر تعقيدًا المصحوبة بتغير في حالة طور المواد ، يكون المستوى سمة ليس فقط لعمليات النقل الهيدروليكي ، ولكن أيضًا لعمليات النقل الحراري والكتلي ، ويأخذ التدفق الداخل والخارج في الاعتبار التحولات الطورية للمواد. تتم مثل هذه العمليات في المبخرات ، والمكثفات ، والمبخرات ، وأعمدة التقطير ، إلخ.

في الحالة العامة ، يتم وصف تغيير المستوى بمعادلة النموذج

(2.1)

حيث S هي مساحة القسم الأفقي (الحر) من الجهاز ؛ G B x ،

اعتمادًا على الدقة المطلوبة للحفاظ على المستوى ، يتم استخدام إحدى طريقتين للتحكم التاليتين:

أرز. 2.6. مثال على دائرة التحكم في المستوى الموضعي:

/ - مضخة 2 - جهاز 3 - مؤشر المستوى؛ 4 - منظم المستوى 5,6 - صمامات التحكم

1) التحكم الموضعي ، حيث يتم الحفاظ على المستوى في الجهاز ضمن حدود محددة وواسعة نوعًا ما: إل„^ إل^. إل ب . يتم تثبيت أنظمة التحكم هذه على مجمعات السوائل أو الخزانات الوسيطة.

أرز. 2.7. دوائر التحكم المستمر في المستوى:

أ- تنظيم "على التدفق" ؛ ب- تنظيم "الصرف" ؛ الخامس- تتالي ACP ؛ / - منظم المستوى ؛ 2 - صمام التحكم؛ 3, 4 - عدادات التدفق 5 - منظم النسبة

(الشكل 2.6). عندما يتم الوصول إلى القيمة الحدية للمستوى ، يتم تحويل التدفق تلقائيًا إلى الخزان الاحتياطي ؛

2) التنظيم المستمر ، الذي يضمن استقرار المستوى عند قيمة معينة ، أي إل = إل°.

يتم فرض متطلبات عالية بشكل خاص على دقة التحكم في المستوى في المبادلات الحرارية ، حيث يؤثر مستوى السائل بشكل كبير على العمليات الحرارية. على سبيل المثال ، في المبادلات الحرارية البخارية ، يحدد مستوى التكثيف سطح نقل الحرارة الفعلي. في مثل هذه ACPs ، يتم استخدام وحدات تحكم PI للتحكم في المستوى بدون خطأ ثابت. تستخدم وحدات التحكم P فقط في الحالات التي لا تتطلب مراقبة جودة عالية ولا تحتوي الاضطرابات في النظام على مكون ثابت ، مما قد يؤدي إلى تراكم خطأ ثابت.

في حالة عدم وجود تحولات الطور في الجهاز ، يتم تنظيم المستوى فيه بإحدى الطرق الثلاث:

عن طريق تغيير معدل تدفق السائل عند مدخل الجهاز (التنظيم "على التدفق" ، الشكل 2.7 ، أ);

تغيير في معدل تدفق السائل عند مخرج الجهاز (التنظيم "على الصرف" ، الشكل 2.7.6) ؛

تنظيم نسبة معدلات تدفق السائل عند مدخل ومخرج الجهاز مع تصحيح المستوى (سلسلة ACP ، الشكل 2.7 ، ج) ؛ يمكن أن يؤدي تعطيل الدائرة التصحيحية إلى تراكم الأخطاء أثناء التحكم في المستوى ، نظرًا لوجود أخطاء حتمية في ضبط منظم النسبة ، فإن معدلات تدفق السائل عند مدخل ومخرج الجهاز لن تكون متساوية تمامًا مع بعضها البعض وبسبب تكامل خصائص الكائن [انظر. المعادلة (2.1)] سيزداد المستوى في الجهاز (أو ينقص) باستمرار.

في حالة ما إذا كانت العمليات الهيدروديناميكية في الجهاز مصحوبة بتحولات طورية ، فمن الممكن تنظيم المستوى عن طريق تغيير إمداد المبرد (أو المبرد) ، كما هو موضح في الشكل. 2.8 في مثل هذه الأجهزة ، يكون المستوى مترابطًا مع معلمات أخرى (على سبيل المثال ، الضغط) ، وبالتالي اختيار طريقة لتنظيم المستوى في كل محدد

أرز. 2.8 دائرة التحكم في مستوى المبخر:

1 - المبخر؛ 2 - منظم المستوى 3 - صمام التحكم

أرز. 2.9 التحكم في مستوى السرير المميّع:

أ- إزالة المواد الحبيبية ؛ ب - التغيير في استهلاك الغاز ؛ 1 - جهاز الطبقة المميعة ؛ 2 - منظم المستوى ؛ 3 - الهيئة الرقابية

في هذه الحالة ، يجب تنفيذه مع مراعاة حلقات التحكم المتبقية.

تحتل أنظمة التحكم في المستوى مكانًا خاصًا في أنظمة التحكم في المستوى في الأجهزة ذات طبقة الغليان (المميعة) من المواد الحبيبية. من الممكن إجراء صيانة مستقرة لمستوى الطبقة المميعة ضمن حدود ضيقة إلى حد ما لنسبة معدل تدفق الغاز وكتلة الطبقة. مع التقلبات الكبيرة في معدل تدفق الغاز (أو معدل تدفق المواد الحبيبية) ، يتم نقل الطبقة أو تهدأ. لذلك ، يتم وضع متطلبات عالية بشكل خاص على دقة التحكم في مستوى الطبقة المميعة. معدل تدفق المادة الحبيبية عند مدخل أو مخرج الجهاز (الشكل 2.9 ، أ) أو معدل تدفق الغاز لإسالة الطبقة (الشكل 2.9 ، ب).\

تنظيم الضغط.الضغط هو مؤشر على نسبة معدلات تدفق الطور الغازي عند مدخل الجهاز وعند الخروج منه. يشهد ثبات الضغط على مراعاة توازن المواد في الطور الغازي. عادة ، يتم تثبيت الضغط (أو الفراغ) في الوحدة التكنولوجية في أي جهاز ، ويتم ضبطه في جميع أنحاء النظام وفقًا للمقاومة الهيدروليكية للخط والجهاز. على سبيل المثال ، في المبخر متعدد الطبقات (الشكل 2.10) ، يتم تثبيت الفراغ في المبخر الأخير. في بقية الأجهزة ، في حالة عدم وجود اضطرابات ، يتم إنشاء خلخلة ، والتي يتم تحديدها من شروط موازين المواد والحرارة ، مع مراعاة المقاومة الهيدروليكية للخط التكنولوجي.

في الحالات التي يؤثر فيها الضغط بشكل كبير على حركية العملية ، يتم توفير نظام تثبيت الضغط في أجهزة منفصلة. مثال على ذلك هو عملية التصحيح ، حيث يعتمد منحنى توازن الطور بشكل كبير على الضغط. بالإضافة إلى ذلك ، عند تنظيم عملية التصحيح الثنائي ، فإنها غالبًا ما تكون غير مباشرة

مؤشر تكوين الخليط ، يتم استخدام نقطة الغليان الخاصة به ، والتي ترتبط بشكل فريد بالتركيب فقط عند ضغط ثابت. لذلك ، في أعمدة تقطير المنتج ، عادة ما يتم توفير أنظمة خاصة لتثبيت الضغط (الشكل 2.11).

تتم كتابة معادلة توازن المواد لجهاز المرحلة الغازية بالشكل:

أين الخامس - حجم الجهاز ؛ 0 V x و (Svykh هو معدل تدفق الغاز ، على التوالي ، الذي يتم توفيره للجهاز وتفريغه منه ؛ G 0 e هي كتلة الغاز المتكونة (أو المستهلكة) "في الجهاز لكل وحدة زمنية.

كما يتضح من مقارنة المعادلتين (2.1) و (2.2) ، فإن طرق التحكم في الضغط تشبه طرق التحكم في المستوى. في الأمثلة المذكورة أعلاه لـ ACPs للضغط ، اختارت إجراءات التحكم معدل تدفق الغازات غير المكثفة التي تمت إزالتها من الجزء العلوي من العمود (على سبيل المثال ، G Bb ix ، الشكل 2.11) ومعدل تدفق مياه التبريد إلى المكثف البارومتري ، مما يؤثر على معدل تكثيف البخار الثانوي (م أي على G 0 6 ، الشكل 2.10).

تحتل أنظمة تنظيم انخفاض الضغط في الجهاز مكانة خاصة بين أنظمة التحكم في الضغط ، والتي تميز النظام الهيدروديناميكي ، مما يؤثر بشكل كبير على مسار العملية. ومن الأمثلة على هذه الأجهزة أعمدة معبأة (الشكل 2.12 ، أ) ، وأجهزة القاعدة المميعة (الشكل 2.12.6) ، وما إلى ذلك.

تنظيم درجة الحرارة. درجة الحرارة هي مؤشر للحالة الديناميكية الحرارية للنظام وتستخدم كمؤشر

أرز. 2.10. التحكم في الفراغ في مبخر متعدد الأصداف:

1,2 - المبخرات. 3 - مكثف بارومتري 4 - منظم الخلخلة. 5 - صمام التحكم

أرز. 2.11. ضغط ACP في عمود التقطير:

/ - عمودي؛ 2 - المكثف الراجع؛ 3 - قدرة الارتداد ؛ 4 - منظم الضغط؛ 5- صمام تحكم

أرز. 2.12. دائرة التحكم في الضغط التفاضلي: أ- في جهاز عمود مع حشوة ؛ ب - في جهاز الطبقة المميعة ؛ / - جهاز؛ 2 - منظم الضغط التفاضلي. 3 - صمام التحكم

تنسيق السفر عند تنظيم العمليات الحرارية. تعتمد الخصائص الديناميكية للكائنات في أنظمة التحكم في درجة الحرارة على المعلمات الفيزيائية والكيميائية للعملية وتصميم الجهاز. لذلك ، من المستحيل صياغة توصيات عامة لاختيار درجة حرارة ACP ، ويلزم تحليل كل عملية محددة.

تشمل السمات العامة لدرجة حرارة ACP القصور الذاتي الكبير في العمليات الحرارية وأجهزة استشعار درجة الحرارة الصناعية. لذلك ، تتمثل إحدى المهام الرئيسية في تصميم أنظمة التحكم في درجة الحرارة في تقليل القصور الذاتي لأجهزة الاستشعار.

تأمل ، على سبيل المثال ، الخصائص الديناميكية لميزان الحرارة في علبة واقية (الشكل 2.13 ، أ). يمكن تمثيل المخطط الهيكلي لميزان الحرارة كوصلة متسلسلة من أربع سعات حرارية (الشكل 2.13.6): غطاء واقي 1, فجوة الهواء 2, جدران ميزان الحرارة 3 وسوائل العمل الفعلية 4. إذا أهملنا المقاومة الحرارية لكل طبقة ، فيمكن تقريب جميع العناصر من خلال روابط غير دورية من الدرجة الأولى ، والتي تكون معادلاتها بالشكل:

م /- كتلة الغطاء وفجوة الهواء والجدار والسائل على التوالي ؛ ج ص ي - السعات الحرارية النوعية ؛ آل ، أ- معاملات انتقال الحرارة. ^ ل. هرتز- أسطح نقل الحرارة.

كما يتضح من المعادلات (2.3) ، فإن الاتجاهات الرئيسية لتقليل القصور الذاتي لأجهزة استشعار درجة الحرارة هي:

زيادة معاملات نقل الحرارة من الوسط إلى الغلاف نتيجة الاختيار الصحيح لموقع تركيب المستشعر ؛ في هذه الحالة ، يجب أن تكون سرعة حركة الوسط قصوى ؛ مع تساوي الأشياء الأخرى ، يفضل تركيب موازين الحرارة في الطور السائل (بالمقارنة مع المرحلة الغازية) ، في البخار المتكثف (مقارنة بالمكثفات) ، إلخ ؛

تقليل المقاومة الحرارية والقدرة الحرارية للغطاء الواقي نتيجة لاختيار مادته وسمكه ؛

تقليل الوقت الثابت للفجوة الهوائية بسبب استخدام الحشوات (نشارة سائلة ، معدنية) ؛ بالنسبة للمحولات الكهروحرارية (المزدوجات الحرارية) ، يتم لحام وصلة العمل بالغطاء الواقي ؛

اختيار نوع المحول الأساسي ؛ على سبيل المثال ، عند اختيار مقياس حرارة المقاومة أو المزدوج الحراري أو مقياس الحرارة ، من الضروري مراعاة أن المزدوجة الحرارية في نسخة منخفضة القصور الذاتي لديها أقل خمول ، وأن مقياس الحرارة المانومتري لديه أكبر قدر من القصور الذاتي. تنظيم الأس الهيدروجيني. يمكن تقسيم أنظمة التحكم في الأس الهيدروجيني إلى نوعين ، حسب دقة التحكم المطلوبة. إذا كان معدل تغير الأس الهيدروجيني منخفضًا ، وكانت الحدود المسموح بها لتقلباته واسعة بما يكفي ، يتم استخدام أنظمة التحكم الموضعية التي تحافظ على الرقم الهيدروجيني ضمن الحدود المحددة: pH H sgpH

من السمات الشائعة للكائنات أثناء تنظيم الأس الهيدروجيني عدم الخطية لخصائصها الثابتة ، المرتبطة بالاعتماد غير الخطي للأس الهيدروجيني على استهلاك الكواشف. في التين. يوضح الشكل 2.14 منحنى معايرة يميز

أرز. 2.13. الأساسية (ق) والهيكلية (ب)دوائر ميزان الحرارة: 1 - حالة وقائية 2 - فجوة الهواء؛ 3 - جدار ميزان الحرارة ؛ 4 - سائل العمل

أرز. 2.14. اعتماد قيمة الرقم الهيدروجيني على استهلاك الكاشف

الرقم الهيدروجيني مقابل استهلاك الأحماض جي\. بالنسبة لقيم الأس الهيدروجيني المختلفة المحددة مسبقًا ، يمكن تمييز ثلاث مناطق مميزة على هذا المنحنى: الأول (المتوسط) ، الذي يشير إلى وسائط محايدة تقريبًا ، قريب من الخطي ويتميز بكسب كبير جدًا ؛ القسمان الثاني والثالث ، المرتبطان بوسائط قلوية أو حمضية شديدة ، لهما أكبر انحناء.

في القسم الأول ، يقترب الكائن في خصائصه الثابتة من عنصر الترحيل. من الناحية العملية ، هذا يعني أنه عند حساب ACP الخطي ، يكون مكاسب المنظم صغيرًا جدًا بحيث يتجاوز إعدادات التشغيل للمنظمين الصناعيين. نظرًا لأن تفاعل التعادل الفعلي يحدث على الفور تقريبًا ، يتم تحديد الخصائص الديناميكية للأجهزة من خلال عملية الخلط وفي الأجهزة المزودة بأجهزة الخلط يتم وصفها بدقة إلى حد ما بواسطة المعادلات التفاضلية من الدرجة الأولى مع تأخير. في هذه الحالة ، كلما قل الوقت الثابت للجهاز ، زادت صعوبة ضمان التنظيم المستقر للعملية ، حيث يبدأ تأثير القصور الذاتي للأدوات والمنظم والتأخير في خطوط النبض.

لضمان تنظيم مستقر للأس الهيدروجيني ، يتم استخدام أنظمة خاصة. في التين. 2.15 ، أيُظهر مثالاً لنظام التحكم في الأس الهيدروجيني مع اثنين من صمامات التحكم. صمام 1, بقطر اسمي كبير ، يعمل على التحكم في التدفق الخشن ويتم ضبطه على أقصى مدى للتباين في إشارة خرج وحدة التحكم [NS NS ، NS الكهروضوئية ] (الشكل 2.15.6 ، منحنى /). صمام 2, يستخدم للتنظيم الدقيق ، وهو مصمم من أجل إنتاجية أقل ويتم تعيينه بطريقة عندما NS ص = س ص °+<А إنه مفتوح تمامًا ومتى x ص = x الخامس ° -A - مغلق تمامًا (المنحنى 2). وبالتالي

أرز. 2.15. مثال على نظام التحكم في الأس الهيدروجيني:

أ -رسم بياني وظيفي؛ ب - الخصائص الثابتة للصمامات ؛ 1, 2 - صمام التحكم؛ 3 - منظم الأس الهيدروجيني

أرز. 2.16. تقريب خطي متقطع للخصائص الثابتة لجسم ما عند تنظيم الأس الهيدروجيني.

أرز. 2.17. مخطط كتلة لنظام التحكم في درجة الحموضة مع منظمين

وهكذا ، مع انحراف طفيف من الرقم الهيدروجيني عن درجة الحموضة ، متى Xp °-L ^ AHr ^ lgr 0 +) A ، درجة فتح الصمام / عمليا لا تتغير ، ويتم تنفيذ التنظيم بواسطة الصمام 2. لو \ NS ص-x ص ° | > L ، صمام 2 يبقى في الوضع النهائي ، ويتم التنظيم بواسطة الصمام /.

في القسمين الثاني والثالث من الخاصية الساكنة (الشكل 2.14) ، يكون تقريبها الخطي صالحًا فقط في نطاق ضيق جدًا من تغير الأس الهيدروجيني ، وفي الظروف الحقيقية ، قد يتضح أن خطأ التحكم الناتج عن الخطية كبير بشكل غير مقبول. في هذه الحالة ، يتم الحصول على نتائج أكثر دقة بالتقريب الخطي متعدد التعريف (الشكل 2.16) ، حيث يكون للكائن الخطي ربح متغير:

نعم أرز. يوضح الشكل 2.17 مخطط كتلة لمثل ACP. اعتمادًا على عدم تطابق LRN ، يتم تشغيل أحد المنظمين ، وضبطه وفقًا للكسب المقابل للكائن.

تنظيم التكوين ومعايير الجودة. في عمليات التكنولوجيا الكيميائية ، يتم لعب دور مهم من خلال الصيانة الدقيقة لمعايير جودة المنتجات (تكوين خليط الغاز ، وتركيز مادة معينة في التدفق ، وما إلى ذلك). تتميز هذه المعلمات بتعقيد القياس. في بعض الحالات ، يتم استخدام طريقة الكروماتوغرافيا لقياس التركيب. في هذه الحالة ، تُعرف نتيجة القياس في أوقات منفصلة ، متباعدة عن بعضها البعض بمدة دورة الكروماتوغراف. ينشأ موقف مماثل عندما تكون الطريقة الوحيدة لقياس جودة المنتج هي إلى حد ما التحليل الآلي للعينات.

أرز. 2.18 مخطط كتلة لمعلمة جودة المنتج ACP:

1 - شيء؛ 2 - محلل الجودة 3 - جهاز الحوسبة 4 - منظم

يمكن أن يؤدي التحفظ في القياس إلى تأخيرات إضافية كبيرة وانخفاض في دقة التحكم الديناميكي. لتقليل التأثير غير المرغوب فيه لتأخير القياس ، يتم استخدام نموذج لربط جودة المنتج بالمتغيرات التي يتم قياسها بشكل مستمر. يمكن أن يكون هذا النموذج بسيطًا جدًا ؛ يتم تنقيح معاملات النموذج من خلال مقارنة قيمة المعلمة النوعية المحسوبة منه والتي تم العثور عليها كنتيجة للتحليل التالي (تم وصف خوارزميات هذا التنقيح في القسم 5.8). وبالتالي ، فإن إحدى الطرق العقلانية لتنظيم الجودة هي التنظيم بواسطة مؤشر محسوب غير مباشر مع تنقيح الخوارزمية لحسابها بناءً على بيانات التحليلات المباشرة. بين القياسات ، يمكن حساب مؤشر جودة المنتج عن طريق استقراء القيم التي تم قياسها مسبقًا.

يظهر الرسم التخطيطي للكتلة لنظام التحكم في معلمات جودة المنتج في الشكل. 2.18 يحسب جهاز الحوسبة بشكل عام درجة مؤشر الجودة بشكل مستمر x(ر) حسب الصيغة

حيث يعكس المصطلح الأول التبعية NSمن متغيرات العملية المقاسة باستمرار أو الكميات المرتبطة بها ديناميكيًا ، على سبيل المثال المشتقات ، والثاني - من إخراج مرشح الاستقراء.

لتحسين دقة تنظيم التركيب والجودة ، يتم استخدام أدوات مزودة بجهاز معايرة أوتوماتيكي. في هذه الحالة ، يقوم نظام التحكم بمعايرة محللات التركيب بشكل دوري ، وضبط خصائصها.

للتشغيل المستقر العادي لوحدات الطاقة NPP ، من الضروري الحفاظ على عدد من معلمات الهندسة الحرارية ضمن الحدود المحددة. يتم تنفيذ هذه الوظائف من خلال أنظمة التنظيم التلقائي لمعلمات الهندسة الحرارية ، على التشغيل الموثوق والفعال والمستقر الذي يعتمد عليه تشغيل وحدة الطاقة ككل إلى حد كبير.

في المجموع ، تحتوي وحدة طاقة NPP على حوالي 150 نظام تحكم أوتوماتيكي محلي (منظمين) ، يمكن أن يُعزى حوالي 30 إلى 35 منها إلى الأهم ، في حالة فشل وحدة الطاقة ، كقاعدة عامة ، يتم إيقاف تشغيلها بواسطة الحماية (منظمات المستوى في SG ، deaerator ، BRU- СН ، الضغط في الدائرة I ، وما إلى ذلك) ، أو هناك انخفاض في حمل وحدة الطاقة (منظمات المستوى في HPH).

يعد الحفاظ على المعلمات يدويًا لفترة طويلة أمرًا صعبًا وشاقًا ويتطلب مهارات معينة من موظفي التشغيل. يتطلب التشغيل والصيانة التشغيلية للمنظمين في وحدة الطاقة من الأفراد معرفة أساسيات نظرية التحكم الآلي ، ومبادئ التشغيل ، والأجهزة والأجهزة التي يتم تنفيذ المنظمين عليها.

تُستخدم أنظمة التحكم الآلي عندما يكون من الضروري تغيير أو الحفاظ على أي كميات مادية ثابتة لفترة طويلة ، تسمى المتغيرات الخاضعة للرقابة (الجهد والضغط والمستوى ودرجة الحرارة والسرعة وما إلى ذلك) ، والتي تميز تشغيل الماكينة أو العملية التكنولوجية أو ديناميات جسم متحرك.

تسمى الأجهزة التي تنفذ هذه الوظائف بالمنظمين الآليين.

الهدف من التنظيم هو آلة أو تركيب ، يجب أن يحافظ المنظم على وضع التشغيل المحدد بمساعدة الهيئات المنظمة. يسمى الجمع بين المنظم وموضوع التنظيم نظام التنظيم التلقائي.

يتكون نظام التحكم الآلي (CAP) المعتمد على معدات "Kaskad-2" على أساس الإلكترونيات الدقيقة في تصميم الأدوات.

تم استخدام محولات الطاقة الأولية من النوع "Sapphire-22" مع عناصر حساسة للإجهاد ومقاييس حرارة مقاومة ومزدوجات حرارية كمصادر رئيسية للمعلومات.

دعونا ننظر في المخطط الوظيفي لوحدة D07 التي تعمل مع توازن المنظم إلى القيمة الحالية للمعلمة (الشكل 2.4).

تعتمد الموازنة الذاتية للمنظم التلقائي على القيمة الحالية على التغيير في الإشارة المرجعية. عند وضع مفتاح التبديل "P" (الوضع اليدوي) ، بالضغط على الأزرار "B" (أكثر) أو "M" (أقل) ، يتم ضبط إعداد المنظم.

الشكل 2.4 - رسم تخطيطي للتوازن الذاتي للمنظم التلقائي للقيمة الحالية للمعلمة

مع وضع التبديل "A" (الوضع التلقائي) ، يتم إرسال أوامر الإخراج لوحدة التنظيم P27 (ناقص 24 فولت) إلى المدخلات "" أو "" مما يتسبب في حدوث تغييرات في إشارة الخرج لوحدة D07. عند تشغيل المنظم ، يتوقف تأثير نبضات التحكم للكتلة P27 على وحدة الدمج (يتم فتح جهات الاتصال المغلقة عادةً لمرحل BVR) وتظل مهمة المنظم مساوية لقيمة المعلمة التكنولوجية في لحظة التبديل تشغيل.

نظام التحكم في المفاعل VVER-1000

المهام التي يتعين حلها بواسطة نظام التحكم والحماية NR:

1. ضمان التغيير في القدرة أو أي معلمة أخرى للمفاعل في النطاق المطلوب بالسرعة المطلوبة والحفاظ على القدرة أو أي متغير آخر عند مستوى محدد مسبقًا ، لذلك ، لضمان هذه الوظيفة ، هناك حاجة إلى عناصر تحكم وسلامة خاصة. يطلق عليهم هيئات التحكم الآلي (AR).

2. التعويض عن التغيرات في تفاعل المفاعلات النووية. تسمى هيئات KMS الخاصة التي تؤدي هذه المهمة هيئات التعويض.

3 - ضمان التشغيل الآمن للمفاعل النووي ، والذي يمكن أن يقوم به المفاعل النووي بإنهاء سلسلة التفاعل الانشطاري في حالات الطوارئ.

تم تصميم CPS:

للتنظيم التلقائي لقدرة المفاعل النووي وفقًا للطاقة التي توفرها TG للشبكة ، أو تثبيت الطاقة عند مستوى معين ؛

لبدء المفاعلات النووية وتشغيلها يدويًا ؛

للتعويض عن التغيرات في التفاعل في الوضعين اليدوي والآلي ؛

الحماية الطارئة للأسلحة النووية ؛

للإشارة إلى أسباب تنشيط AZ ؛

للتحويل التلقائي لبعض إشارات AZ ؛

للإشارة إلى الأعطال التي تحدث في نظام التحكم ؛

للإشارة إلى موضع OR الخاص بـ NR في غرفة التحكم وغرفة التحكم ، بالإضافة إلى معلومات الاتصال حول موقع كل OR في ICMS لـ IVS EB.

يتم التحكم في المفاعل من خلال التأثير على مسار CRP لنواة الوقود في القلب.

يوفر CPS NR المطور طريقة لإدخال مواد امتصاص صلبة في شكل قضبان. إلى جانب أدوات التحكم الميكانيكية ، يتم إدخال محلول حمض البوريك في سائل تبريد الدائرة الأولية. يتم التحكم في القدرة التشغيلية عن طريق الحركة الميكانيكية للهيئات التنفيذية التي تحتوي على ماص صلب.

متطلبات CPS:

1. للمعلمات والأنماط الكهربائية:

تم تصميم CPS لتزويد الطاقة من مصدرين مستقلين على الأقل للطاقة ؛ في حالة اختفاء مصدر واحد ، يتم الحفاظ على تشغيل CPS ؛

مع الفصل المطول لمعلمات إمداد الطاقة ، لا يحدث التشغيل الخاطئ للحماية الطارئة (EP) ولا تتحرك الجهات التنظيمية تلقائيًا ؛

يجب أن يضمن نظام إدارة المفاتيح (KMS) تبادل المعلومات مع الأنظمة المختلفة.

2. إلى الموثوقية:

عمر خدمة CPS لا يقل عن 10 سنوات ؛

MTBF لوظائف التحكم 10 5 ساعات ؛

معامل عدم التوفر لوظائف AZ ، التي تتطلب إغلاق المفاعل النووي ، بما لا يزيد عن 10 -5 ؛

متوسط ​​وقت الشفاء 1 ساعة.

3. بالنسبة للمعدات:

توفر معدات CPS إمكانية التحقق الوظيفي ، بالإضافة إلى معلمات CPS باستخدام وسائل التحكم أثناء التحضير للإطلاق ، مع تشغيل المفاعل النووي دون إيقافه ، دون تعطيل وظائف النظام وتشغيل محطة المفاعل (RU) ) ؛

تم تصميم خطوط الاتصال بحيث لا يؤدي حريق في خط واحد إلى استحالة أداء الوظائف.

4. للمشغلات:

القضاء على الحركة العفوية في اتجاه زيادة التفاعل (في حالة حدوث عطل وفقدان الطاقة وما إلى ذلك) ؛

سرعة العمل للحركة 20 ± 2 مم في الثانية ؛

وقت إدخال الهيئات العاملة في المنطقة النشطة هو 1.5 - 4 ثوانٍ ؛

الوقت من إصدار إشارة AZ إلى بداية الحركة هو 0.5 ثانية ؛

شوط العمل للمنظم 3500 مم.

تكوين CPS

PTK SGIU-M

PTK AZ-PZ

PTK ARM-ROM-UPZ

إمداد طاقة المعدات.

في الأجهزة العالمية ، يتم التحكم في معلمات العملية التكنولوجية والآلة بواسطة مشغل الآلة. كما أنه يتخذ قرارات بشأن إعادة بناء المعدات ، وإيقاف المعدات ، وتوفير المبرد ، وما إلى ذلك. يتم الحفاظ على معلمات معدات PMG (وحدة الإنتاج المرنة) أو الخط الأوتوماتيكي نظام التحكم(الشكل 12.1) ، والذي يتضمن وسائل التحكم والتشخيص ، مما يجعل من الممكن ، عند استخدام PMG ، التخلي عن الموظفين المشاركين مباشرة في العملية التكنولوجية. يستخدم نظام التحكم PMG مصدرين للمعلومات: برنامج لرصد الانحرافات عن الأداء الطبيعي لـ PMG والمعلومات القادمة من أجهزة التشخيص ، على سبيل المثال ، مستشعرات التغذية الراجعة التي تقيس معلمات الحركة (السرعة والإحداثيات) للهيئات العاملة في الآلة وآلياتها المساعدة أو أجهزة التشغيل الآلي.

أرز. 12.1.

يتم دمج الوسائل الإضافية المصممة لأداء وظائف المشغل في نظام يتضمن أدوات وأدوات التحكم والقياس والتشخيص (مع أجهزة استشعار لتحديد قيمة المعلمات المراقبة) ، وأجهزة لجمع المعلومات ومعالجتها الأولية واتخاذ القرارات.

في حالة استبدال المشغل ، يجب على النظام: مراقبة تشغيل آليات PMG ، ومسار العملية التكنولوجية العاملة ، وجودة المنتج النهائي ، وتحديد الانحرافات عن الوضع الطبيعي

أداء مجموعة إدارة المشاريع PMG ، بما في ذلك تلك التي لم تؤد بعد إلى الإخفاقات والفشل ، ولكن قد تصبح سببها في المستقبل ؛ إصلاح الإخفاقات والفشل ؛ تشكيل القرارات اللازمة للاستمرار التلقائي لـ PMG بعد التوقف المؤقت لسبب أو لآخر ؛ إذا لزم الأمر ، قم بقطع تشغيل PMG ، واستدعاء الضابط وإبلاغه عن سبب الانحراف عن الأداء الطبيعي.

يتكون نظام الحفاظ على قابلية تشغيل الجهاز من عدة أنظمة فرعية تعمل معًا أو بشكل مستقل ، اعتمادًا على حلول التصميم أو ظروف الإنتاج. يتضمن ذلك نظامًا فرعيًا لمراقبة حالة أداة القطع ، ونظامًا فرعيًا لمراقبة الجودة ، ونظامًا فرعيًا لمراقبة عمل آليات الماكينة ونظامًا فرعيًا لآليات التشخيص.

الأجهزة أنظمة فرعية لمراقبة حالة أداة القطعيمكن القيام بالتحكم الدوري أو الحالي (الشكل 12.2 ، 12.3). الأدوات المحورية الصغيرة (المثاقب ، الحنفيات ، المطاحن الطرفية بقطر يصل إلى 6-8 مم) ، وكذلك الأدوات الأخرى ، إذا كانت المراقبة الحالية لحالتها مستحيلة أو غير عملية ، تخضع للتحكم الدوري. لتنفيذ هذا الإجراء ، يجب إعطاء أمر لإيقاف الجهاز.

يمكن وضع جهاز التحكم في منطقة عمل الماكينة ، على الوحدة التي تحمل الأداة ، في مخزن الأدوات. عادة ما تكون طريقة القياس مباشرة ، باستخدام مستشعرات استقرائية أو كهروميكانيكية أو كهروضوئية. في التين. يوضح الشكل 12.2 رسمًا تخطيطيًا لمراقبة حالة الأداة 2 على آلة متعددة الأغراض 6. بعد معالجة قطعة العمل 1 وسحب الأداة مع المثقاب ، يتلامس المسبار 3. يعطي نظام التحكم أمرًا بإيقاف المعالجة واستبدال الأداة بأداة بديلة أو الاتصال بفني الخدمة. كجهاز استشعار ، يمكن استخدام مستشعر من نوع BVK أو مستشعر Hall ، مما يزيد بشكل كبير من عمر الخدمة والموثوقية.

لمراقبة الحالة أداة قطعتشغيل مخرطةاستخدم طريقة قياس إحداثيات طرف القاطع. بعد، بعدما

للممر التالي ، يتحرك القاطع إلى موضع الفحص ، وإذا لم يكن هناك اتصال كهربائي بين طرف القاطع ولوحة الاتصال الخاصة ، يتم إعطاء إشارة لمقاطعة عملية المعالجة ، متبوعًا بتغيير الأداة أو استدعاء فني خدمة.

رئيس؛ 3- أداة 4 - آلة المغزل

أرز. 12.2. مخطط التحكم في أداة القطع على آلة متعددة الأغراض

أرز. 12.3. وضع رأس القياس على آلة متعددة الأغراض: 1 - طاولة ؛ 2- القياس

للتحكم أدوات في مجلة الآلة متعددة الأغراض ،يتم استخدام كاميرات التلفزيون ، على أساس مصفوفات CCD ، والتي ، بجودة صورة مرضية ، يمكن أن تقلل بشكل كبير من تكلفة المعدات. يتم عرض صورة الجهاز على الشاشة ، ويقوم النظام الإلكتروني "بقراءة" الصورة بشكل تسلسلي ونقلها إلى ذاكرة الكمبيوتر. بسبب الجودة المنخفضة للصورة ، يتم استخدام طرق رياضية خاصة لاستعادتها. لتحديد الانهيار ، تتم مقارنة الصورة المرجعية المسجلة في ذاكرة الكمبيوتر بعد تثبيت أداة جديدة مع صورة نفس الجهاز ، ولكنها قيد التشغيل بالفعل. الوقت اللازم لنقل الصورة إلى ذاكرة الكمبيوتر قصير نوعًا ما ، مما يجعل من الممكن إجراء القياسات دون توقف. بغض النظر عن حجم الأداة ، تكون الكاميرا دائمًا في نفس الموضع.

يتم إجراء المراقبة الدورية و إذا كان من الضروري إدخال تصحيح في برنامج التحكمفي حالة استبدال أداة بالية أو معطلة بنسخة احتياطية. لهذا ، عن طريق رأس قياس مع مستشعر اللمس عند الدوران

تقيس أدوات الماكينة ثقل القواطع ، لأغراض متعددة (انظر الشكل 12.3) - طول الأداة وقطرها.

يشغل رأس القياس موقعًا معينًا في منطقة عمل الماكينة: على منضدة متعددة الأغراض أو على رأس مخرطة. تتيح هذه القياسات إمكانية "ربط" الأداة بنظام إحداثيات الماكينة ، والحصول على معلومات حول وجود أداة في المغزل ، ومراقبة تآكلها وسلامتها.

يخضع لسيطرة الدولة الحالية أداة محورية بقطر أكبر من 8... 12 مم،و قواطع وقواطعمن أنواع مختلفة. يتم التحكم أثناء عملية القطع ؛ والغرض منه هو منع حالات الطوارئ الناشئة عن الانهيار المفاجئ للأداة. طريقة المراقبة غير مباشرة بشكل أساسي (من حيث عزم الدوران ، والقيمة الحالية لمحرك القيادة الرئيسي ، والحمل ، والتسارع ، وما إلى ذلك).

لذلك ، عندما تصبح الأداة غير حادة ، تزداد قوة القطع ، وبالتالي يتدفق الحمل (عزم الدوران) على المحرك ويتدفق التيار عبر لفاته. تعتمد حساسية مستشعر عزم الدوران الذي يعمل وفقًا لهذا المبدأ على نوع المحرك وقوته وقيمة نسبة التروس في السلسلة الحركية بين المحرك ووحدة المغزل. يجب قياس الحمل الخامل وحفظه قبل البدء في كل دورة قطع.

قياس الحمل المحوري على آلة رمح باستخدام مستشعر قياس الضغط،يسمح لك البرغي المدمج في الدعم بمراقبة تآكل الأداة ، بالإضافة إلى التغيير في طريقة تشغيلها أثناء معالجة مجموعة من قطع العمل (على سبيل المثال ، يتم تسجيل تغيير قدره 0.2 ... 0.3 مم على مخرطة). إشارة هذا المستشعر خالية عمليا من التداخل. المستشعر منخفض القصور الذاتي ، أي يمكن أن تسجل الأحمال المتغيرة بسرعة الناتجة ، على سبيل المثال ، عن طريق الدوران غير المتكافئ للمسمار الرئيسي خلال دورة واحدة.

لقياس الحمل الذي تتعرض له الأبراج وصناديق المغزل وتجميعات المغزل ، يتم تضمين مقاييس الإجهاد المصنوعة على شكل محامل إجهاد فيها. يتسبب دوران كل كرة تحمل تحت الحمل المقابل في حدوث تشوه موضعي للحلقة الخارجية ، والذي يتم إدراكه بواسطة مقاييس الإجهاد الموضوعة في أخدود على السطح الخارجي للحلقة. عند معالجة إشارة خرج المستشعر ، يجب أخذ تموجها في الاعتبار ، حيث يرتبط ترددها بسرعة المغزل.

لقياس الحمل الذي يعمل على العقد المختلفة ، يتم استخدامه على نطاق واسع مجسات كهرضغطية علوية(الشكل 12.4). حساسيتها أعلى من تلك الموجودة في الثرمستورات ، ويسمح لك النطاق الترددي بتسجيل تغييرات سريعة إلى حد ما في الحمل الذي يعمل على الأداة.

تختلف حلول التصميم التي يتم تنفيذها عند استخدام هذه المستشعرات. على سبيل المثال ، يتم تضمينها في بلاطة موضوعة

أرز. 12.4. حساسات بيزو لقياس قوة القطع: أ

مفهوم القياس ب -تنفيذه البناء. (1 - عنصر مرن ؛ 2 - مستشعر كهرضغطية ؛ 3 - جزء الآلة ؛ 4 - أسطح ملامسة ، / - قاعدة قياس المستشعر ؛ R ،- قوة ضغط الشد ؛

ص، - تحامل القوة

تحت رأس برج المخرطة. لخلق

التحميل المسبق للمستشعر الكهرضغطية يجب أن يبرز فوق السطح بمقدار 10 ... 15 ميكرون.

يمكن تحديد تآكل الأداة من خلال حجم تسارع الموجة المرنة ، والذي

يمتد من منطقة القطع إلى موقع تركيب المستشعر

(1مقياس التسارع) اصلاح

انبعاث اهتزازي صوتي. إذا تم تدوير الأداة ، محول الطاقة

مجموعة على طاولة الجهاز ؛ لو

الأداة ثابتة ، وتدور قطعة العمل - على حامل الأداة أو على جسم البرج. عند استخدام هذه المستشعرات ، فمن الضروري للأدوات

من كل نوع ، حدد مسبقًا نطاق التردد ، في

وهي إلى أقصى حد هي العلاقة بين المعلمات

انبعاث صوتي اهتزازي مع تآكل الجهاز أو كسره. يجب تقليل عدد الوصلات بين قطعة العمل (أو الأداة) والمستشعر قدر الإمكان ، نظرًا لأن لها تأثيرًا مشوهًا (يضعف الاهتزازات) ، مما يجعل القياسات صعبة.

يتم قياس وقت تشغيل الأداة جهاز ضبط الوقتيغرق ويقطع الوقت - مستشعر القوةأو التسريع(يتم تسجيل لحظات بداية ونهاية عملية القطع) ، قيمة مكونات قوى القطع - أجهزة استشعار الضغطفي محامل المغزل الهيدروستاتيكي أو مجسات مغناطيسية مرنة ،قياس عزم القطع ، EMF - مليفولتميترالمقاومة الكهربائية للتلامس بين قطعة العمل والأداة - الأومتر.

يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن موثوقية التحكم التلقائي في حالة أداة القطع منخفضة نسبيًا. قد تكون الأسباب عبارة عن تشققات صغيرة في جزء القطع ، وعدم التجانس والتقلبات المحلية في صلابة كل من المادة المعالجة ومادة الأداة ، وعوامل أخرى لا يمكن تحديدها بالوسائل الآلية. لذلك فمن المستحسن تحكم مزدوجمورد متانة الأداة لاستبداله في الوقت المناسب والحالة الحقيقية للأداة وفقًا لإحدى المعلمات غير المباشرة (التحكم الحالي).

في تصميم المعدات ، لم يتم تصميم المستشعرات المستخدمة للتحكم في الأداة. يختار المصمم جهازًا يتم إنتاجه بشكل متسلسل أو يطلب مستشعرًا خاصًا ، تتوافق خصائصه مع المهمة المطروحة ، ويبنيها في المنطقة المناسبة من الماكينة.

تم وصف الأجهزة المختلفة المستخدمة في النظام الفرعي لمراقبة حالة أداة القطع في الأدبيات. أحد هذه الأجهزة هو نظام المراقبة المستخدم في PMG. نظام مراقبةبمؤشر اتصال (انظر الشكل 12.5) يعتمد على المعلومات الواردة من محرك التغذية بالماكينة وأجهزة الاستشعار التي تسجل حركة الطاولة ومجموعة المغزل. يتم إدخال ثلاث صفائف بيانات في جهاز العرض: 1) الثوابت التي تحدد إعداد الجهاز على جهاز معين ، ونوع التحكم ومستوى الإشارة من المستشعر (على سبيل المثال ، التيار) ؛ 2) استبيانات الأدوات التي تحتوي على بيانات ثابتة عن خصائص أدوات معينة ؛ 3) وضع برنامج تحكم لكل قطعة عمل ليتم معالجتها. يتم إدخال البيانات باستخدام لوحة المفاتيح ؛ شاشة عرض أو شاشة رقمية لعرض المعلومات.

أرز. 12.5. دائرة المراقبة مع مؤشر الاتصال: 1 - مؤشر الاتصال ؛ 2 - فارغ (التفاصيل) ؛ 3 - لوحة التحكم ؛ 4 - جهاز إدخال المعلومات ؛ 5 - محطات 6 - كمبيوتر التحكم الرئيسي ؛ 7 -

عداد؛ 8 - الحكام الدافع

إلى أجهزة النظام الفرعي لمراقبة الجودة(الشكل 12.6) يشمل أجهزة التحكم النشطة (PAK) ، المستخدمة في الإنتاج على نطاق واسع وعلى نطاق واسع ، وأجهزة الاستشعار التي تعمل باللمس المستخدمة في الإنتاج على دفعات.

اذا كان ضروري تحكم تلقائىالأحجام والأشكال و دقة ضبط الشغل و (أو) الجزء المشكل على مختلف

أرز. 12.6. مخططات التحكم النموذجية لمعالجة الدقة عند استخدام PAK (o) والضبط التلقائي ( 6)

تستخدم مراحل المعالجة PAK ، والتي يمكن وضعها في منطقة عمل الجهاز (الشكل 12.6 ، أ)،ومع التحكم الآلي في الدورة. في نفس الوقت ، يتم تنظيم دفقين للمعلومات في نظام التحكم في الماكينة. الأول يوفر عملية المعالجة وفقًا لبرنامج معين ، والثاني يستخدم لضبط مستوى الإعداد. يشارك المشغل أيضًا في إدارة عملية المعالجة ، وتتمثل مهمته في ضبط مستوى إعداد الماكينات وأدوات التحكم النشطة. في التدفق الثاني للمعلومات ، توجد حلقتا تحكم: الحلقة / تشير إلى نظام التحكم الآلي عن طريق مسوغ الوصول المحمي أو أداة الضبط التلقائي (الشكل.

12.6 ، ب) ، كفاف ثانيًا- إلى نظام التصحيح اليدوي لعملية المعالجة باستخدام القياس التقليدي

جهاز. يتم تحديد المخططات بشكل تقليدي: TO - التشغيل التكنولوجي ؛ IO - الهيئة التنفيذية للآلة ؛ MP - آلية ضبط الجهاز ؛ أ

• - الضبط التلقائي ؛ E - المعيار جهاز قياس IP ؛ أب
• - المشغل أو العامل.

لخشونة معالجتها

ل التحكم في الأبعادقطع العمل و (أو) الأجزاء (وفي بعض الحالات لسطح التحكم) على آلات CNC و PMG هي رؤوس قياس (IG) (في بعض الأحيان

تسمى مؤشرات الاتصال). IG (الشكل 12.7) ، الذي يتألف من مسبار كامل مع وحدة إلكترونية وجهاز إرسال إشارة لاسلكي (عادةً على الأشعة تحت الحمراء) ، موجود في متجر الأدوات ، حيث ينقله المعالج إلى المغزل (عند طحن الحفر -آلات الرصيف) أو الرأس الدوارة (على المخارط).

أرز. 12.7. رأس القياس: 1- طرف المجس. 2 - مسبار 3 -

آلية الإرسال 4 - آلية موازنة المسبار ؛ 5 - الاتصال الكهربائي. 6 - كتلة المشكل لإشارة اللمس ؛ 7- إرسال إشارة إلى الوحدة الإلكترونية أو إلى المرسل

مع الحركة النسبية لطرف القلم وسطح الاختبار ، يتلامسان. ينحرف القلم عن الموضع الأصلي ،

يفتح الاتصال الكهربائي داخل IG ، ويتم إنشاء إشارة اللمس

بواسطة دائرة خاصة ، تمر عبر الوحدة الإلكترونية إلى وحدة CNC ، حيث تتم مقارنة البيانات التي تم الحصول عليها بالقيم المحددة للمعلمة المقابلة.

تُستخدم IGs المماثلة للتحكم في البدلات وتأسيس قطعة العمل ، للتحكم المتوسط ​​في قطع العمل على الماكينة في عملية المعالجة والتحكم النهائي في الجزء المُعالج على الماكينة. في هذه الحالة ، من أجل تحديد المسافة بين المستويين ، يتم قياس إحداثيات النقاط الثلاث على كل منهما ويتم حساب الفرق بينهما. لتحديد موضع مركز الفتحة ، يتم قياس إحداثيات النقاط الثلاث في القسم الشعاعي ثم يتم حساب إحداثيات مركز الدائرة التي تمر عبر هذه النقاط الثلاث (يتم تنفيذ جميع هذه الإجراءات تلقائيًا.

عند تصميم معدات المعالجة ، لا يتم تصميم PAK و IG عادةً ؛ تشارك منظمات التصميم الخاصة في تطويرها. يبني مصمم-مطور المعدات جهازًا خاصًا أو منتجًا تسلسليًا في الجهاز. ومع ذلك ، يجب أن يهتم بتطوير الخوارزميات للعمل المشترك للجهاز وجهاز التحكم (القياس ، الحسابات ، توصيات القرار).

لا يسمح ثبات عملية المعالجة على أدوات الماكينة الحديثة مع التحكم في البرنامج بالبناء في أجهزة القياس ، ولكن باستخدام آلة قياس إحداثيات (CMM) مثبتة في المتجر للتحكم الدوري في جودة المعالجة. في هذه الحالة ، يقوم مشغل الآلة أو المجرب بتثبيت الجزء المعالج على CMM ، ويقيس المعلمات الخاضعة للرقابة ، واعتمادًا على النتائج التي تم الحصول عليها ، يوجه الجزء للمعالجة الإضافية أو التشغيل التكنولوجي اللاحق ، وإذا لزم الأمر ، يقوم بإعادة ضبط الجهاز .

نظام فرعي لمراقبة عمل آليات الآلة(الشكل 12.8) يتضمن عددًا من أجهزة القياس التي تسجل الانحرافات عن القاعدة (على سبيل المثال ، يتم الكشف عن ارتفاع درجة حرارة المحرك الرئيسي بواسطة مستشعر حراري). عند إخراج هذه الأجهزة ،

أرز. 12.8 هيكل النظام الفرعي لرصد عمل الآليات ؛ IU، IU 2 ... IU - أجهزة قياس؛ مستشعر D POS - معالجة الإشارات الأولية ؛ جهاز USO لجمع المعلومات ومعالجتها ؛ UPR - جهاز صنع القرار ؛ URR - جهاز تنفيذ الحل

الإشارات المعيارية التي تدخل جهاز جمع المعلومات ومعالجتها ، حيث يتم إرسالها إلى جهاز اتخاذ القرار. هنا ، مع الأخذ في الاعتبار المعلومات الإضافية ، يتم اتخاذ قرار معين ، والذي يتم تنفيذه في المستقبل في شكل الأوامر المقابلة.

من حيث هيكلها ، فإن أجهزة المعالجات الدقيقة متطابقة مع أدوات التحكم CNC الحديثة وتختلف عنها فقط في تكوين وحدات للتواصل مع جهاز خارجي ، في ظل وجود مستشعرات التغذية الراجعة وأجهزة القياس.

نظام فرعي لتشخيص حالة الآلياتيجب أن يضمن تشغيل الماكينة بأقل قدر من مشاركة المشغل. توجد أجهزة لتشخيص المحركات الهيدروليكية لأدوات الماكينة ، والمحامل الدوارة ، وعلب التروس ، وصناديق التغذية ، وغيرها من الأجهزة المماثلة.

يسمح التحكم والتعويض في وحدات التشوه النموذجية للآلة بضمان دقة المعالجة أثناء التشغيل طويل المدى. لذلك ، بسبب التسخين ، يتم إزاحة مجموعة المغزل ، مما يؤدي إلى انخفاض دقة المعالجة. يعتمد التعويض في هذه الحالة على القياس الدوري لعمليات النزوح الفعلية لأجزاء التجميع في الفضاء. بمساعدة IG المثبت على محور دوران الماكينة ، يتم قياس موضع السطح المرجعي على المنضدة ، أو بمساعدة IG للتحكم في الأداة المثبتة على طاولة الماكينة ، موضع العمود المرجعي في المغزل يقاس. يحدد الاختلاف في نتائج القياسات المتتالية إزاحة المغزل خلال الفترة الزمنية المقابلة. يتيح لك إدخال هذه القيمة في ذاكرة CNC تصحيح الحركات المحددة في برنامج التحكم وبالتالي تعويض تأثير التشوهات الحرارية.

تم تصميم أنظمة التشخيص هذه بواسطة مصمم أدوات آلية ، عادةً من عناصر خاصة أو منتجة بكميات كبيرة ، على الرغم من أنه في بعض الحالات يكون من الضروري تطوير أجهزة تشخيص خاصة. غالبًا ما تستخدم مرحلات منفاخ منفاخ مثل هذه الأجهزة.

التنظيم التلقائي هو التحكم في العمليات التكنولوجية باستخدام أجهزة متقدمة ذات خوارزميات محددة مسبقًا.

في الحياة اليومية ، على سبيل المثال ، يمكن إجراء التنظيم التلقائي باستخدام منظم الحرارة الذي يقيس ويحافظ على درجة حرارة الغرفة عند مستوى معين.

بمجرد ضبط درجة الحرارة المطلوبة ، يتحكم منظم الحرارة تلقائيًا في درجة حرارة الغرفة ويقوم بتشغيل أو إيقاف تشغيل السخان أو مكيف الهواء حسب الحاجة للحفاظ على درجة الحرارة المحددة.

في الإنتاج ، يتم تنفيذ التحكم في العملية عادةً عن طريق الأجهزة والأتمتة ، والتي تقيس وتحافظ على المستوى المطلوب من المعلمات التكنولوجية للعملية ، مثل: درجة الحرارة والضغط والمستوى ومعدل التدفق. يعد التنظيم اليدوي في الإنتاج واسع النطاق إلى حد ما أمرًا صعبًا لعدد من الأسباب ، ولا يمكن تنظيم العديد من العمليات يدويًا على الإطلاق.

العمليات التكنولوجية ومتغيرات العملية

من أجل التنفيذ الطبيعي للعمليات التكنولوجية ، من الضروري التحكم في الظروف المادية لمسارها. يمكن أن تتغير المعلمات الفيزيائية مثل درجة الحرارة والضغط والمستوى والتدفق لأسباب عديدة ، وتؤثر تغييراتها على العملية. تسمى هذه الظروف المادية المتغيرة "متغيرات العملية".

يمكن لبعض منهم تقليل كفاءة الإنتاج وزيادة تكاليف الإنتاج. تتمثل مهمة نظام التحكم الآلي في تقليل خسائر الإنتاج والتحكم في التكاليف المرتبطة بالتغييرات التعسفية في متغيرات العملية.

في أي إنتاج ، يتم التأثير على المواد الخام والمكونات الأولية الأخرى للحصول على المنتج المستهدف. تعتمد كفاءة واقتصاد أي عملية إنتاجية على كيفية التحكم في العمليات التكنولوجية ومتغيرات العملية عن طريق أنظمة التحكم الخاصة.

في محطة الطاقة التي تعمل بالفحم ، يتم طحن الفحم ثم حرقه لإنتاج الحرارة اللازمة لتحويل الماء إلى بخار. يمكن استخدام البخار لمجموعة متنوعة من الاستخدامات ، مثل التوربينات البخارية أو المعالجة الحرارية أو تجفيف المواد الخام. يُطلق على عدد من العمليات التي تمر بها هذه المواد والمواد اسم "العملية التكنولوجية". غالبًا ما تُستخدم كلمة "عملية" للإشارة إلى العمليات الفردية. على سبيل المثال ، يمكن أن تسمى عملية طحن الفحم أو تحويل الماء إلى بخار عملية.

مبدأ التشغيل وعناصر نظام التحكم الآلي

في حالة نظام التحكم الآلي ، يتم إجراء المراقبة والتنظيم تلقائيًا باستخدام أدوات معدة مسبقًا. الجهاز قادر على أداء جميع الإجراءات بشكل أسرع وأكثر دقة من حالة التنظيم اليدوي.

يمكن تقسيم عمل النظام إلى جزأين: يكتشف النظام تغييرًا في قيمة متغير العملية ثم يقوم بإجراء تصحيحي ، مما يجبر متغير العملية على العودة إلى القيمة المحددة.

يحتوي نظام التحكم الآلي على أربعة عناصر رئيسية: عنصر أساسي وعنصر قياس وعنصر منظم وعنصر نهائي.

يدرك العنصر الأساسي قيمة متغير العملية ويحولها إلى كمية مادية ، والتي يتم نقلها إلى عنصر القياس. تقوم خلية القياس بتحويل التغيير المادي الناتج عن العنصر الأساسي إلى إشارة تمثل حجم متغير العملية.

يتم إرسال إشارة الخرج من عنصر القياس إلى عنصر التحكم. يقارن عنصر التنظيم الإشارة من عنصر القياس بإشارة مرجعية ، وهي نقطة الضبط ، ويحسب الفرق بين الإشارتين. ينتج عنصر التحكم بعد ذلك إشارة تصحيح ، وهي الفرق بين القيمة الفعلية لمتغير العملية ونقطة الضبط الخاصة به.

يتم إرسال إشارة الخرج من عنصر التحكم إلى عنصر التحكم النهائي. يحول عنصر التحكم النهائي الإشارة التي يتلقاها إلى إجراء تصحيحي يجبر متغير العملية على العودة إلى نقطة الضبط.

بالإضافة إلى العناصر الأساسية الأربعة ، يمكن أن تحتوي أنظمة التحكم في العملية على معدات إضافية توفر معلومات عن حجم متغير العملية. قد تشتمل هذه المعدات على أدوات مثل المسجلات والعدادات وأجهزة الإنذار.

أنواع أنظمة التحكم الآلي

هناك نوعان رئيسيان من أنظمة التحكم الآلي: مغلق ومفتوح ، ويختلفان في خصائصهما ، وبالتالي في ملاءمة التطبيق.

نظام تحكم أوتوماتيكي مغلق الحلقة

في نظام مغلق ، تمر المعلومات حول قيمة متغير العملية الخاضعة للرقابة عبر سلسلة كاملة من الأدوات والأجهزة المصممة للتحكم في هذا المتغير وتنظيمه. وبالتالي ، في نظام الحلقة المغلقة ، يتم إجراء قياس ثابت للمتغير الخاضع للرقابة ، ومقارنته مع المتغير المرجعي ، ويتم ممارسة التأثير المقابل على العملية لجعل المتغير الخاضع للرقابة يتماشى مع المتغير المرجعي.

على سبيل المثال ، يعتبر هذا النظام مناسبًا تمامًا للتحكم والحفاظ على المستوى المطلوب من السائل في الخزان. يستشعر المزيح التغيرات في مستوى السائل. يحول محول الطاقة القياس تغييرات المستوى إلى إشارة يتم إرسالها إلى المنظم. والذي بدوره يقارن الإشارة المستقبلة بالمستوى المطلوب المحدد مسبقًا. بعد ذلك ، يولد المنظم إشارة تصحيح ويرسلها إلى صمام التحكم الذي يضبط تدفق المياه.

نظام التحكم الأوتوماتيكي ذو الحلقة المفتوحة

في نظام الحلقة المفتوحة ، لا توجد سلسلة مغلقة من أجهزة وأجهزة القياس ومعالجة الإشارات من المخرجات إلى مدخلات العملية ، ولا يعتمد تأثير المنظم على العملية على القيمة الناتجة للمتغير المتحكم فيه . لا توجد مقارنة بين القيمة الحالية والقيمة المطلوبة لمتغير العملية ولا يتم إنشاء أي إجراء تصحيحي.

أحد الأمثلة على نظام التحكم في الحلقة المفتوحة هو غسيل السيارات الأوتوماتيكي. هذه عملية تكنولوجية لغسيل السيارات وجميع العمليات الضرورية محددة بوضوح. عندما تغادر السيارة مغسلة السيارة من المفترض أن تكون نظيفة. إذا لم تكن السيارة نظيفة بشكل كافٍ ، فلن يكتشف النظام ذلك. لا يوجد عنصر هنا من شأنه أن يعطي معلومات حول هذا ويصحح العملية.

في التصنيع ، تستخدم بعض أنظمة الحلقة المفتوحة مؤقتات لضمان اكتمال سلسلة من العمليات المتسلسلة. يمكن قبول هذا النوع من التحكم في الحلقة المفتوحة إذا لم تكن العملية متطلبة للغاية. ومع ذلك ، إذا كانت العملية تتطلب التحقق من شروط معينة وإجراء تعديلات إذا لزم الأمر ، فإن نظام الحلقة المفتوحة غير مقبول. في مثل هذه الحالات ، من الضروري تطبيق نظام مغلق.

طرق التنظيم التلقائي

يمكن بناء أنظمة التحكم الآلي حول طريقتين أساسيتين للتحكم: التحكم في الحلقة المغلقة ، والذي يعمل عن طريق تصحيح الانحرافات في متغير العملية بعد حدوثها ؛ مع عمل اضطراب مما يمنع حدوث انحرافات في متغير العملية.

حلقة السيطرة مغلقة

التحكم في الحلقة المغلقة هو طريقة تحكم تلقائية حيث تتم مقارنة القيمة المقاسة لمتغير العملية بنقطة ضبط الالتقاط ويتم اتخاذ الإجراء لتصحيح أي انحراف للمتغير عن نقطة الضبط.

يتمثل العيب الرئيسي لنظام التحكم في الحلقة المغلقة في أنه لا يبدأ التحكم في العملية حتى ينحرف متغير العملية الخاضعة للرقابة عن قيمة نقطة الضبط الخاصة به.

يجب أن تتغير درجة الحرارة قبل أن يبدأ نظام التحكم في فتح أو إغلاق صمام التحكم في خط البخار. في معظم أنظمة التحكم ، يكون هذا النوع من إجراءات التحكم مقبولًا ومدمجًا في تصميم النظام.

في بعض العمليات الصناعية ، مثل التصنيع الدوائي ، يجب عدم السماح لمتغير العملية بالانحراف عن نقطة التحديد. أي انحراف يمكن أن يؤدي إلى فقدان المنتج. في هذه الحالة ، هناك حاجة إلى نظام تنظيمي يتوقع تغييرات العملية. يتم توفير هذا النوع من التحكم الاستباقي من خلال نظام التحكم في الاضطراب.

السيطرة على القلق

التحكم في الاضطرابات هو تحكم مسبق لأنه يتم توقع التغيير المتوقع في المتغير الخاضع للرقابة ويتم اتخاذ الإجراء قبل حدوث هذا التغيير.

هذا فرق أساسي بين التحكم في الاضطراب والتحكم في الحلقة المغلقة. تحاول حلقة التحكم في الاضطراب تحييد الاضطراب قبل أن تغير المتغير المتحكم فيه ، بينما تحاول حلقة التحكم في الحلقة المغلقة معالجة الاضطراب بعد أن يؤثر على المتغير المتحكم فيه.

يتمتع نظام التحكم في الاضطرابات بميزة واضحة على نظام التحكم في الحلقة المغلقة. في حالة تنظيم الاضطراب ، في الحالة المثالية ، لا تتغير قيمة المتغير الخاضع للرقابة ، وتبقى عند قيمتها المحددة. لكن التحكم اليدوي في الاضطراب يتطلب فهمًا أكثر تعقيدًا لتأثير الاضطراب على المتغير المتحكم فيه ، فضلاً عن استخدام أدوات أكثر تطورًا ودقة.

من النادر العثور على نظام نظيف للتحكم في الاضطرابات في المصنع. عند استخدام نظام التحكم في الاضطراب ، فإنه عادة ما يتم دمجه مع نظام تحكم مغلق الحلقة. ومع ذلك ، فإن التحكم في الاضطرابات مخصص فقط للعمليات الأكثر تطلبًا التي تتطلب تحكمًا دقيقًا للغاية.

أنظمة التحكم أحادية الدائرة ومتعددة الدوائر

نظام التحكم أحادي الحلقة ، أو حلقة التحكم البسيطة ، هو نظام تحكم أحادي الحلقة يحتوي عادةً على عنصر استشعار أساسي واحد فقط ويعالج مدخلًا واحدًا فقط لكل وحدة تحكم.

تحتوي بعض أنظمة التحكم على عنصرين أساسيين أو أكثر وتعالج أكثر من إشارة إدخال واحدة لكل وحدة تحكم. تسمى أنظمة التحكم الأوتوماتيكية هذه بأنظمة التحكم "متعددة الحلقات".