Sisteme de Automatizare [PDF]

Zitiervorschau

MODULUL IV.SISTEME DE AUTOMATIZARE 1.SISTEME DE AUTOMATIZARE 1.1 SCHEMA DE PRINCIPIU Sistemul este un model fizic realizabil al unui ansamblu de obiecte naturale sau creeate artificial in care unele marimi reprezinta cauza,iar altele efectul( fig.1.1).

Sistemul automat reprezinta reuniunea a doua subsisteme:

Marimile care intervin in cadrul unui sistem automat inchis sunt conform figurii 1.2 r-marimea de referinta sau programul prescris sistemului u-marimea de comanda sau de conducere a procesului y-marimea de reglata sau de iesire -marimea de reactie principala -marimi perturbatoare

Intr-un sistem de automatizare cu circuit inchis,esential este prezenta reactiei principale (legatura inversa) dintre procesul automatizat si procesul de automatizare.Reactia aduce permanent informatia dispozitivul de automatizare a valorii marimii de iesire y. Sistemul , in ansamblu,nu poate realiza corelatia dorita ry daca nu exista informatii pe baza carora dispozitivul de automatizare sa ia decizii,ca urmare a prezentei marimilor perturbatoare .Acestea din urma se datoreaza: -sarcinilor variabile cu care lucreaza procesul automatizat(tehnologic); -influentei factorilor externi asupra elementelor; -variatiei parametrilor mediului ambiant; -uzurii si procesului de imbatranire a elementelor;

1

1.1.1.Dispozitivul de automatizare (DA) Conform figurii 1.3 dispozitivul de automatizare se compune din: EP-element de prescriere,cu ajutorul caruia se fixeaza programul sistemului automatizat sau referinta r(t)(adica marimea de iesire solicitata y); C-elementul de comparatie,care compara programul de lucru(referinta r(t)) cu marimea de la iesire obtinuta prin intermediul traductorului ; EA-element de amplificare; EE-element de executie; EC-element de corectie,cel care asigura o functionare corespunzatoare a sistemului; Instalatia tehnologica (IT) (care poate fi de exemplu un motor termic,un motor electric etc.) este supusa unor perturbatii care pot fi un cuplu rezistent sau o variatie a unui parametru al agentului motor si a actiunii marimii de executie m,cea care asigura modificarea debitului de agent de lucru introdus in motor.

1.1.2. Instalatia tehnologica(IT) Orice instalatie tehnologica poate fi prezentata (in general) ca un subsistem supus unor actiuni externe,denumite perturbatii aditivesi parametrice,actiuni generate de dispozitivul automat u si avand la iesire una sau mai multe variabile de iesire y (fig.1.4).

2

FISA DE AUTOEVALUARE 1.1 1.Intr-un sistem automat marimea care se aplica la intrarea dispozitivului de automatizare se numeste: a)marime de comanda; b)marime de reglare; c)marime de referinta; d)marime perturbatoare. 2p 2.Marimea reglata se obtine la iesirea: a)elementului de executie; b)elementului de comparatie; c)elementului de amplificare; d)instalatiei (procesului) tehnologice.

2p

3.Enumerati doua cauze posibile ale aparitiei perturbatiilor in functionarea unei instalatii tehnologice. 8p 4.In coloana A sunt prezentate diferite blocuri componente ale unui sistem automat,iar in coloana B rolul indeplinit de acestea in functionarea sistemului.Scrieti pe foaie ascocierile corecte dintre fiecare cifra din coloana A si litera corespunzatoare din coloana B. 8p

5.Stabiliti valoarea de adevar a urmatoarelor fraze,tinand cont de structura si functionarea unui sistem automat. 8p a)Rolul dispozitivului de automatizare este de a stabili legea sau programul de conducere automata a unui proces (instalatie) tehnologic. b)Marimea de reactie reprezinta raportul dintre marimea prescrisa si eroare. c)Actiunea perturbatiilor asupra unui proces (instalatie) tehnologic determina diferenta dintre marimea de iesire si marimea prescrisa. d)Marimea de comanda se mai numeste si marime de referinta. 6.Scrieti pe foaie cuvintele care completeaza spatiile libere: 12p a)Cele doua subsisteme ale unui sistem automat sunt ….(1)….. si ……(2)…… b)Intr-un sistem de automatizare in circuit inchis exista atat calea directa prin care informatia se transmite de la DA la IT,cat si calea ……(3)……,prin care informatia se transmite de la IT la DA. c)Preturbatiile care intervin intr-un proces tehnologic se pot datora sarcinilor ……(4)…… cu care lucreaza instalatia tehnologica. 3

7.In figura de mai jos este data schema bloc a unui sistem automat.

26p

8.Analizand figura de mai sus ,precizati semnificatia notatiilor:

24p

1.2. CLASIFICAREA SISTEMELOR AUTOMATE Varietatea mare a proceselor tehnologice implica utilizarea unor sisteme automate diverse,ca forma si implicit comportament. Din acest motiv exista mai multe criterii de clasificare a sistemelor automate.

4

Pentru a implementa anumite solutii de automatizare pentru un anumit tip de proces tehnologic se impune o proiectare a sistemului automat concomitent cu alegerea echipamentelor de atomatizare cele mai potrivite in concordanta cu natura procesului,cu complexitatea acestuia si cerintele de performanta impuse sitemului automat. 1.2.1.Clasificarea sistemelor automate dupa functia de automatizare Un alt criteriu de clasificare a sitemelor automate (SA) il constituie functia de automatizare realizata de dispozitivul de automatizare (DA).Din acest punct de vedere sistemele de automatizare pot fi:

Marimea de intrare poate avea doua moduri de variatie: -variatie discontinua; -variatie continua.

In figura 1.6 s-au considerat masurabile si importante in desfasurarea procesului tehnologic marimile si un numar oarecare de marimi perturbatoare .Operatiile realizate de dispozitivul de control automat pot fi:masuarea marimilor,inregistrarea acestora,integrarea (totalizarea) unor marimidebit,energie- intr-o perioada data,compararea cu anumite limite de functionare normala si semnalizarea-acustica sau optica- a depasirii unor limite ,calculul unor bilanturi si al unor indicatori sintetici privind functionarea instalatiei tehnologice,cum sunt:bilanturi materiale si de energie,consumuri specifice,randament etc. Ansamblul informatiilor I rezultate din

5

functionarea unui dispozitiv de control se transmit omului sau unor dispozitive tehnice ,fara ca dispozitivul de control automat sa actioneze nemijlocit asupra instalaltiei automatizate. 3.Sisteme de protectie automata Sistemele de protectie automata au o structura asemanantoare cu cea a sistemelor de reglare automata.Dispozitivul de automatizare se numeste,in acest caz,dispozitivul de protectie automata.El primeste prin marimea de intrare valoarea limita admisibila pentru marimea de iesire,in acelasi timp,primeste marimea de iesire,o compara cu valoarea limita admisibila Si actioneaza asupra instalatiei automatizate atunci cand valoarea limita admisibila este depasita.Actiunea dispozitivului de protectie asupra instalatiei automatizate are ca efect scoaterea din functiune a unei parti din instalatie sau chiar a intregii instalatii tehnologice.

Indicatorul poate fi consum specific (care trebuie minimizat),randamentul (care trebuie maximizat) sau indicatorul care cuprinde atat aspecte de caracter tehnic ,cat si economic.Dispozitivele de optimizare automate sunt instalatii complexe,incluzand in mod obisnuit sisteme electonice de calcul.

6

FISA DE AUTOEVALUARE 1.2

1.Sistemele automate se pot clasifica in sisteme monovariabile si sisteme multivariabile daca se are in vedere criteriul: a)modul de variatie a marimilor din sistem; b)numarul de parametrii reglati; c)natura echipamentelor de automatizare; d)viteza de raspuns a proceselor automatizate; 2p 2.In functie de tipul ecuatiei care descrie comportarea dinamica ,sitemele automate (SA) pot fi: a)electronice,pneumatice,hidraulice sau mixte; b)continue sau discrete; c)cu echipamente unificate sau cu echipamente specializate; d)liniare sau neliniare. 2p 3.Clasificati sistemele automate dupa functia de automatizare indeplinita de Dispozitivul de Automatizare . 15p 4.In coloana A sunt prezentate tipuri de sisteme automate ,iar in coloana B scheme bloc ale acestora .Scrieti pe foaie asocierile corecte dintre fiecare cifra din coloana A si litera corespunzatoare din coloana B. 9p

7

5.Stabiliti valoarea de adevar a urmatoarelor afirmatii ,tinand cont de structura si functionalitatea diferitelor tipuri de sisteme automate. 8p a)Intr-un sistem de reglare automata nu este controlata indeplinirea efectiva a legii de variatie data . b)Sistemele de protectie automata au o structura asemanatoare sitemelor de reglare automata. c)Dispozitivul de automatizare al sistemelor de optimizare automata se mai numeste si dispozitiv de reglare automata . d)Sistemele de control automat au in componenta un dispozitiv de control automat. 6.Se da schema bloc din figura de mai jos:

26p

7.Scrieti cuvintele care completeaza spatiile libere: 18p a)Dupa modul de variatie a marimilor din sisteme,sistemele automate pot fi …..(1)….si ….. (2)………. b)Sistemele automate pot fi pentru procese lente sau rapide daca se ia in consideratie ….(3) …..de …….(4)……a proceselor automate. c)Ansamblul informatiilor rezultate din functionarea unui dispozitiv de control se transmit …….(5)……. sau …......(6)…… tehnice. 8.Explicati principiul de functionare a unui sistem de control automat.

10p

1.3. COMPONENTELE SISTEMULUI DE REGLARE AUTOMATA Pentru a facilita citirea comportarii elementelor unui sistem de reglare automata (SRA) se apeleaza la schema bloc.Aceasta este o reprezentare conventionala grafica a sistemului automat in care se indica elementele componente,legaturile intre aceste elemente si marimile care se transmit prin aceste legaturi ,precum si sensul de transmitere a acestora.

Ansamblul D,R,E,M-formeaza dispozitivul de automatizare; Ansamblul de elemente D,R,E,P-formeaza calea directa; Ansamblul elementelor M (inclusiv adaptorul)formeaza calea de reactie.

8

Daca un dispozitiv de automatizare se aplica unei instalatii electrice ,intreg ansamblul se mai numeste sistem automat.Acest sistem este format dintr-o serie de parti constructive ,numite ale sistemului automat. Aceste elemente pot fi clasificate dupa:

9