aparate de masura si automatizari

Click here to load reader

Post on 11-Aug-2015

95 views

Category:

Documents

8 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

Bibliografie: PerjuDelia: Automatizareaproceselortehnologicenindustriachimic, vol. II, Centrul de Multiplicare IPTVT, Timioara, 1981 PerjuDelia : Automatizarea utilajului tehnologic n industria chimic, vol. I, Centrul de Multiplicare IPTVT, Timioara, 1983 PerjuDelia, TodincaT. : Automatizareai utilizareacalculatoarelor nindustria chimic, Centrul de Multiplicare IPTVT, Timioara, 1988 Perju Delia, Todinca T., Barna R. : Automatizri i optimizri n industria chimic, I.P. Timioara, 1990 PerjuDelia, uta M., Geant M., Rusnac Carmen : Automatizarea proceselor chimice Partea I, Editura Mirton, Timioara, 1998 Perju Delia, Todinca T:Automatizarea proceselor chimice Partea a II-a, Editura Politehnica, Timioara, 1995 Delia Perju, M. uta, C. Rusnac - Echipamente de automatizare pneumatice de joas presiune, Editura Politehnica, Colecia Pneumatic, Timioara, 2003 Delia Perju, T. Todinca, M. uta, R. Barna, M. Geant, A. Magda, M.Trnoveanu - Automatizri i optimizri nindustriachimic-ndrumtor delaborator - pentruuzul studenilor -Editura Mirton Timioara, 1995 Delia Perju, M. uta, T. Todinca, C. Rusnac - Echipamente de automatizare pneumatice de joas presiune. Aplicaii., Editura Politehnica, Colecia Pneumatic, Timioara, 2001 Perju Delia, uta M., Todinca T., Rusnac Carmen : Echipamente de automatizare pneumatice de joas presiune. Aplicaii, Editura Politehnica Timioara, 20011I. IntroducereDezvoltareainvestigaiilor tiinificede-alungul timpului apermis evidenierea unor trsturi comune pentru clase ntregi de fenomene, fapt ce a permis ulterior tratarea unitar a acestora. S-a elaborat astfel teoria sistemelor n cadrul creia un rol important l are noiunea de sistem. Sistemulse definete ca un ansamblu de elemente aflate n interaciune, cruia i sunt specifice o anumit organizare i un anumit scop. Efectiv interaciunile din interiorul unui sistem reprezint fluxurile de mas,energie sau informaii.Scopul asociat fiecrui sistem este dependent de destinaia acestuia.Ceea ce nu aparine unui sistemeste numitmediu nconjurtorsaumediu exterior. ntre sistem i mediul exterior exista de regul schimburi permanente de mas, energie sau informaie. Unele fluxuri de mas, energie sau informaie care intr sau ies din sistemsunt utilizatedreptcomenzi. nurmamodificrii acestorcomenzi dupanumite strategii se asigur evoluii convenabile ale sistemelor, proprietate numit contrabilitate.Alte mrimi care pot influena sistemul ntr-un sens nefavorabil cumar fi impuritile din materiile prime,anumite debite care se modific aleator, temperatura i presiunea mediului ambiant, etc. sunt denumite mrimi de perturbaie sau perturbaii (z).Comenzile i perturbaiileasociate unui sistemreprezint mulimea variabilelor independente numite i variabile de intrare (i).Mrimile asociate calitii produselor i uneori cantitii acestora reprezint mulimea variabilelor dependente respectiv variabile de ieire(e).Dac variabilele de intrare i ieire sunt invariante nraport cutimpul, starea permanent n care se afl procesul este o stare staionar sau static.Dac n proces au loc fenomene de acumulare de energie sau mas, variabilele de ieire sau de intrare devin funcii de timp.Caracterizarea sistemului sau a procesului n aceasta situaie este denumit caracterizare dinamic.Automatizareaunui sistem(proces tehnologic) const n dotarea instalaiei tehnologicecuanumiteechipamentetehnicespecialenvedereaefecturii automatea operaiei de conducere a acestuia n condiii prestabilite. Cu alte cuvinte, automatica este o tiin inginereasc ce se refer la conducerea proceselor i are drept studiu automatizarea acestora. Automatizareasedefinetecaoperaiadeintroducerentr-unfluxtehnologica unor echipamente speciale cu scopul de a realiza conducerea procesului respectiv.Procesul (P)este instalaia tehnologicsauutilajul asupracruiase realizeaz operaiadeautomatizare. Procesul este caracterizat prinuna saumai multe variabile msurabile care trebuie meninute la o anumit valoare, modificabil dup anumite legi prestabilite.Principalele operaii impuse de automatizare sunt: msurarea saudeterminarea princalcul a principalelor variabile ale procesului condus; semnalizarea depirii anumitor limite de ctre anumite variabile ale procesului;2 reglarea la o anumit valoare constant sau modificabil a uneia sau a mai multor variabile supuse influenei perturbaiilor; modificarea programat a unor variabile; modificareasaumeninereaunorrapoartedeterminatentreanumitevariabileale procesului; meninerea unor variabile sau funcii de variabile la o valoare extrem maxim sau minim; protecia instalaiei n caz de avarie sau pericol.Automatizarea poate fi implementat n numeroase variante de realizare, funcie de urmtorii parametri: natura procesului automatizat; gradul de cunoatere respectiv cantitatea de informaie avut la dispoziie referitoare la procesele tehnologice respective; echipamentele tehnice puse la dispoziie de firmele productoare; gradul de pregtire profesional a personalului de proiectare i de exploatare.Indiferent de varianta de realizare, ntotdeauna automatizarea este i o problem de optimizare. Cnd se implementeaz o operaie de automatizare trebuie sa fie aleas soluia optim de automatizare, trebuie sa fie alese echipamentele tehnice optime pentru procesul tehnologicrespectivi trebuiessealeagoperareaoptimaechipamentelor tehnice alese.Automatizareareprezint nultiminstanceamairidicattreapt deconducere care poate s asigure performane ridicate pentru procesul condus.Performanele procesului condus sunt apreciate cu un anumit criteriu, numit criteriu de performan.Criteriul de performan trebuie ntotdeauna s respecte o serie de restricii privind calitatea produciei i securitatea instalaiilor tehnologice.Dispozitivul de automatizare (DA) sau de conducere (DC)este ansamblul echipamentelor tehnice care se ataeaz procesului n vederea realizrii operaiei de automatizare.Sistemul automat (SA)este ansamblul alctuit din proces i dispozitivul de automatizare: SA=P + DAElementul dereglare(ER)esteoriceelement component dincadrul sistemului automat ninteriorul cruia se transmite oanumit informaie. Elementul de reglare prezintovariabildeintrare( i ) careestedeobicei ovariabilindependenti o variabil de ieire ( e ) care este o variabil dependent. Elementul de reglare stabilete o anumit dependen n regim static i dinamic ntre cele dou variabile de intrare i de ieire.Schema bloc este o schem simplificat a unui sistem automat n care elementele de reglare sunt reprezentate prin mici dreptunghiuri legate ntre ele prin linii cu sgei n vrf. Sensul sgeii indic sensul de propagare a informaiei n interiorul sistemului automat, ca n figura 1.1:3Figura 1.1I.1. Msurarea. Noiuni generale.Msurareaeste operaia de comparare a dou mrimi de aceiai natur n scopul constatrii de cte ori unitatea de msur se cuprinde n mrimea de msurat.Operaia de msurare este caracterizat de relaia : M = Mi U(1)unde: M-mrimea de msurat, Mi-multiplu al unitii de msur, U-unitatea de msur.Mrimea de msurat este un parametru fizic sau chimic care poate fi evaluat prin msurare, comparare sau reperare i exprimat numeric.Unitatea de msur este mrimea care servete ca msur de baz pentrutoi parametrii de acelai fel. Materializarea fizic a unitii de msur este etalonul.In mod ideal o operaie de msurare definit de relaia (1) poate fi reprezentat prin schema bloc din figura 1.2.ES- elementul sensibil al elementului de msurare e = x-variabila de ieire care intereseaz.Figura 1.2Celetrei elemente: procesul (mediul), elementul demsurarei dispozitivul de redare constituie sistemul de msurare.Dac nu exist perturbaii, rezultatul msurrii depinde numai de valoarea mrimii de msurat (M) i unitatea de msur ( U ).Deci : Mi = f(M, U)Observaie:operaiademsurareidealesteunsistemdetransmitereauneiinformaii ntr-un singur sens, semnalul final rezultnd la dispozitivul de redare.In practic, exist o serie de mrimi de perturbaie i reacii inverse care provoac erori de msurare. Erorile de msurare depind de variaia n timp a mrimilor de perturbaie existente.La o msurare real schema bloc este mult mai complicat (figura 1.3):4Figura 1.3Un sistem de msurare poate fi utilizat :1. numai n scopul msurrii, rezultatul aprnd direct la dispozitivul de redare.2.ca element component ntr-un dispozitiv de automatizare sau de conducere, cnd sepuneproblemacavariabiladeieiresfiemeninutlaoanumitvaloare, cndla dispozitivul de redare apare un semnal analogic denumit mrime de reacie ( r ).Toate perturbaiile i reaciile interne care acioneaz asupra elementului de msurare conduc la eronarea rezultatului msurrii. 1.Perturbaiile externe zipot s se suprapun peste semnalul de msurare aprnd sub diferiteforme: cmpelectricsaumagneticextern, modificareatemperaturii, presiunii, umiditii mediului ambiant n care se afl elementul de msurare, deplasarea nulului activ al scalei, etc. putnd aciona i n zona n care se afl ES. 2. Perturbaiile interne apar la elementul de msurare sub forma jocurilor elementelor mobile n lagre, frecri n articulaii, histerez, intervalul de insensibilitate, etc.3. Reaciile inverse apar ca semnale cu un anumit coninut informaional care au sensul depropagareinversfaadesensul informaiei utiledelaESlaelementul deredare. Acestea apar mai ales cnd se msoar presiuni sau temperaturi.Pentruunanumit sistemdemsurare, oanalizasensibilitii poatestabili care mrime de perturbaie influeneaz prin variaia ei rezultatul msurrii. Se poate stabili o ierarhizareamrimilor deperturbaiefunciedeinfluenaacestoraasuprarezultatului msurrii deoarece orice sistem de msurare poate fi considerat ca un sistem multivariabil.Clasificarea erorilor de msurareEroriledemsurarenoperaiademsurareapar datoritaciunii perturbaiilor interne i externe ct i datorit reaciilor inverse. Eroarea absolut, notat cu Mi exprim abaterea rezultatului msurrii Mi fa de valoarea mrimii de msurat Mo care ar fi indicat de un aparat de msurare ideal : Mi =Mo -MiEroarearelativsedefinetecaraportul dintreeroareaabsoluti rezultatul msurrii : = Mi / Mi = (Mo -Mi )/ Mi *100 %Termenul de corecieCreprezint acea valoare numeric egal cu valoarea absolut, dar