Системы автоматического контроля
Лекция
Системы автоматического контроля
Цель автоматического контроля: 1. Повышение качества изделий (соблюдение параметров технологического… 2. Повышение надежности оборудования (автоматика следит за состоянием оборудования и предупреждает о возможных…Объекты автоматического контроля и их параметры
1. Контролируемые технологические параметры. Параметры исходных материалов, применяемых в литейных процессах: - температура и химический состав расплавленного металла;Пример контроля температуры в раздаточной печи, рис. 1
В состав системы входит раздаточная печь РП, в тигле Т которой находится расплавленный металл при температуре Т°. Температура в печи поддерживается за счет работы электрических нагревательных элементов НЭ. Измерение температуры металла осуществляется термопарой погружения ТП.
ВП
|
|
| Визуальный контроль температуры Т°(0 |
Рис. 1. Схема системы контроля температуры расплавленного металла в раздаточной печи.
Проводники А и В термопары, образующие холодный спай, подключены на вход вторичного прибора ВП. Термоэлектродвижущая сила Ет, образующаяся в результате разности температур горячего спая, находящегося внутри расплавленного металла, и холодного спая - в рабочем диапазоне прямо пропорциональна измеряемой температуре метала Ег(Т°). Таким образом, термопара как чувствительный элемент преобразует
физическую величину - температуру в электрическую величину - термо-ЭДС, которая во
вторичном приборе ВП подвергается различным преобразованиям с передачей от одного
устройства к другому с целью получения на выходе значения температуры по шкале в
градусах Цельсия. л
В литейном производстве применяются следующие типы термопар. Типы термопар и диапазоны измерения по ГОСТ 6616-94, ОС:
ТП-А - вольфрамений-вольфрамренивая (ВР5/20) от 0 до 2200 (кратковременно до 2500); ТП-8 - платинородий-платиновая ТПП 10 (тип 8) от 0 до 1300 (кратковременно до 1600); ТП-В - платинородий-платинородивая ТПР (тип В) от 600 до 1700;
термо-ЭДС- 0-17мВ;
ТП-К - хромель-алюминивая от -40 до 1200 (кратковременно от -40 до 1300);
термо-ЭДС - 0-48 мВ;
ТП-N - никросил-нисиловая от -40 до 1200 (кратковременно от -40 до 1300;
ТП-L - хромель-копелевая от -40 до 600 (кратковременно до 800);
термо-ЭДС - 0-200 мВ.
Как видим, диапазоны изменения выходных величин термопар различны, что требует применение различных по своим характеристикам приборов контроля. Во вторичном приборе ВП происходит преобразование сигнала от термопары и передача его по цепочке в системе контроля.
Первым в системе является усилитель и преобразователь УС, в котором слабый электрический сигнал Ет усиливается до унифицированного значения, необходимого для использования в других элементах системы контроля. Для унификации приборов государственной системой приборов (ГСП) установлены следующие виды унифицированных промежуточных сигналов, используемых в системах измерительных приборов и средствах управления:
1. Электрическая аналоговая - постоянный ток -О...5 и О...2О м А;
Напряжение постоянного тока -0...10 и 0...100 мВ;
Напряжение переменного тока -0...1 и О...2В;
Частота - 4... 8 кГц;
2. Дискретная пневматическая - давление сжатого воздуха - 20 кПа.. .0,1 МПа.
Полученный на выходе УС унифицированный электрический сигнал Иг, по величине
прямо пропорциональный измеряемой температура Т°, подается на вход электромагнитного прибора ПР, в котором якорь со стрелкой отклоняется на угол От, также пропорциональный Т°. в приборе сравнения СЭ отклонение стрелки визуально сопоставляется с эталонной шкалой в градусах Цельсия. Подобная измерительная схема в литейном производстве применяется для визуального контроля параметров давления, вакуума, силы тока и развиваемой мощности и т. п.
В общем виде рассмотренная выше система измерения может бать представлена в следующей форме, рис. 2.
|
ОБ ЧЭ УС ПР Ус
Рис. 2. Система измерения контролируемой величины в общем виде.
Объект измерения (ОБ) - это объект, параметры которого требуется измерить.
Чувствительный элемент или датчик (ЧЭ) - это устройство, предназначенное для преобразования величин измеряемого параметра в другую величину, удобную для использования в системе контроля.
Усилитель (УС) - предназначен для преобразования первичной электрической величины в другую электрическую величину более высокого значения (в данном случае Х3››Х2), удобную для последующего использования в измерительной системе.
Преобразователь (ПР) - это устройство преобразует полученную электрическую величину в другую величину, используемую в последующих операциях контроля, как унифицированный сигнал, Х4.
Устройство сравнения (Ус) - это устройство, предназначенное для сравнения контролируемой величины с эталонной (Хо). В стрелочных приборах - это шкала.
Выходное устройство (Вых) - это устройство, предназначенное для использования результатов измерения контролируемой величины для решения задач управления технологическими процессами.
На рис. 3 показаны примеры представления и использования результатов автоматического измерения в системах автоматического контроля, хранения, анализа, автоматической защиты и управления технологическими литейными процессами.
Рис. 3. Схема автоматического контроля температуры металла в раздаточной печи, формы представления и использования результатов контроля.