Файл: Петров И.К. Технологические измерения и приборы в пищевой промышленности учебник.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 222

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Приборы и устройства для преобразования, хранения и об­ работки информации, входящие в электрическую аналоговую

ветвь ГСП, а также любую

другую

ветвь,

составляют

ц е н т ­

р а л ь н у ю

ч а с т ь в е т в и .

По назначению

приборы

централь­

ной части

аналоговой ветви

делятся на

четыре группы:

вторич­

ные приборы контроля и регистрации;

регулирующие

приборы;

функциональные приборы; приборы защиты.

 

 

 

В учебнике рассматриваются приборы первой группы, в ко­ торую входят: индикаторные приборы; показывающие приборы на 1 и 2 параметра; регистрирующие приборы на 1, 2, 6, 12 и 24 параметра; счетчики-интеграторы; приборы системы «По вызо­ ву»; машины централизованного контроля и регистрации.

Э л е к т р и ч е с к а я д и с к р е т н а я ( ц и ф р о в а я ) в е т в ь

Г С П — это

ряд приборов и средств автоматизации, в которых

в качестве

внешней энергии используется электрическая энер­

гия, а энергетическим носителем информации является электри­ ческий дискретный сигнал (входной или выходной). Различают следующие основные виды входных и выходных сигналов элек­ трической дискретной ветви ГСП: постоянного тока и напряже­ ния; частотные; импульсные.

Входные и выходные сигналы в виде постоянного тока пред­ назначены для сочетания приборов и устройств дискретной и аналоговой ветви. Частотные входные и выходные сигналы ис­ пользуются при связи частотных датчиков с дискретными бло­ ками обработки информации. Импульсными сигналами служат как правило, сигналы с широтно-импульсной и кодо-импульсной модуляцией. Параметры указанных сигналов стандартизирова­ ны. Частотный диапазон работы изделий выбирается в пределах частот от 5 Гц до 500 кГц. Параметры импульсных сигналов ле­ жат в диапазоне амплитуд для напряжений от 0,6 до 220 В и си­ лы тока от 1 до 500 мА. Возможны следующие коды для элект­ рических сигналов: единичный нормальный и позиционный; дво­ ичный нормальный; единично-десятичный и двоично-десятичный. При использовании сигналов постоянного тока целесообразнее выбирать силу тока 0—5 мА.

Электрическая дискретная ветвь ГСП, так же как и другие ветви, характеризуется ограниченным набором стандартных функциональных блоков и узлов, из которых строятся системы управления и регулирования и которые можно сочетать с бло­ ками и узлами электрической аналоговой, пневматической и гидравлической ветвей ГСП.

Устройства дискретной ветви ГСП позволяют осуществлять непосредственную связь источников информации с бухгалтер­ скими счетными машинами, что имеет большое значение при автоматизации учетно-отчетных операций.

П н е в м а т и ч е с к а я в е т в ь Г С П — э т о ряд приборов и устройств (датчики, преобразователи, позиционеры, регулиру-

4*

51

ющие устройства, исполнительные механизмы), в которых в качестве источника внешней энергии используется сжатый воздух, а энергетическим носителем информации является пневматиче­ ский сигнал. Рабочий диапазон изменения входных и выходных, пневматических сигналов приборов и устройств этой ветви стан­ дартизован и устанавливается в пределах 20—100 кПа. Номи­ нальное давление питания для приборов и устройств пневмати­ ческой системы 0,14 М П а + 1 0 % .

Средства пневмоавтоматики являются основными средствами автоматизации в ряде отраслей народного хозяйства, в частно­ сти в сахарном, винодельческом, спиртовом и других пищевых производствах. Широкое применение средств пневмоавтомати­ ки объясняется высокой степенью надежности пневматической аппаратуры, простотой ее обслуживания, сравнительной деше­ визной и взрывобезопасностью.

В СССР самое широкое распространение получил элемент­ ный принцип построения приборов пневмоавтоматики, заклю­ чающийся в том, что любой новый пневматический прибор создается не в виде принципиально новой конструкции, а собира­ ется из элементов универсальной системы элементов промыш­ ленной пневмоавтоматики (УСЭППА) с помощью бесшлангового (печатного) способа монтажа на специальных коммутационных пластинах (платах), внутри которых проходят каналы соедине­ ний между элементами.

Выпускается широкая номенклатура пневматических дат­ чиков, преобразователей, приборов контроля, включающих по­ казывающие, регистрирующие и индикаторные приборы, конт­ ролирующие один или несколько параметров, в том числе при­ боры с задатчиками, счетчиками, сигнализаторами и панелями управления. Кроме того, выпускаются разнообразные регули­ рующие, вычислительные и функциональные устройства, а так­ же устройства централизованного контроля и управления. Все это позволяет строить на базе изделий пневматической ветви ГСП системы автоматического контроля и управления любой сложности, вплоть до управляющих вычислительных машин.

Г и д р а в л и ч е с к а я

в е т в ь

Г С П —это

ряд

приборов и

устройств, в которых источником

внешней

энергии, а также

энергетическим носителем

информации

являются

гидравличес­

кие сигналы, создаваемые

минеральными

маслами

(веретенное,

турбинное, трансформаторное и др.) или водой. Давление рабо­

чей

жидкости, являющейся энергоносителем, лежит в пределах

от

1 до 64 МПа. По сравнению с другими ветвями ГСП гидрав­

лическая ветвь получила меньшее развитие в области построе­

ния приборов и

устройств для приема

и выдачи

информации

в каналы связи,

для преобразования,

хранения

и обработки

информации. В пищевой промышленности она также имеет не­ значительное распространение.

В качестве чувствительных элементов датчиков в гидравли-

ческой ветви чаще всего используются мембраны, сильфоны,

манометрические

пружины и

дилатометрические

стержни, а в

качестве основного

преобразовательного и

усилительного

эле­

мента— струйный

 

усилитель,

преобразующий

кинетическую

энергию струи жидкости в потенциальную.

 

 

 

Исследования,

связанные

с гидравлической

ветвью

ГСП

развиваются

в направлении создания комбинированных систем,

в основном

электрогидравлических.

 

 

 

В е т в ь п р и б о р о в и у с т р о й с т в Г С П , р а б о т а ю щ и х

б е з и с т о ч н и к о в

в с п о м о г а т е л ь н о й

э н е р г и и ,

—это

ряд устройств, использующих

для работы

энергию той среды,

параметры которой они измеряют и регулируют, например дав­ ление регулируемого потока жидкости или газа. При этом до­ полнительного источника энергии (электрической, энергии сжа­ того воздуха и др.) не требуется.

Устройства, работающие без источников вспомогательной энергии, применяются в основном для автоматизации производ­

ственных процессов во всех отраслях пищевой

промышленнос­

ти, особенно в крахмало-паточной,

сахарной,

винодельческой,

что объясняется их простотой, высокой

надежностью и низкой

стоимостью.

 

 

 

В эту ветвь входят регуляторы температуры, давления, пе­

репада давлений, расхода и уровня.

По

способу приведения в

действие регулирующего органа регуляторы разделяются на регуляторы прямого и непрямого (с усилителем) действия. В регуляторах прямого действия для перестановки регулирую­ щего органа используется энергия, развиваемая на чувствитель­ ном элементе, например в жидкостной термосистеме, биметал­ лической пластине и т. п. В регуляторах с усилителем для этих целей применяется специальный преобразователь — усилитель, также работающий от энергии регулируемой среды.

ГЛАВА I I I

СИСТЕМЫ ДИСТАНЦИОННОЙ ПЕРЕДАЧИ

ИПЕРЕДАЮЩИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

§1. НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ

Системы дистанционной передачи предназначены для пере­ дачи сигналов измерительной информации на некоторое рас­ стояние и состоят из следующих основных элементов:

1) передающего преобразователя, находящегося под воздей­ ствием измеряемой величины. Воздействие может осуществлять­ ся от чувствительного элемента средства измерения, находяще­ гося во взаимодействии с измеряемой средой, либо от промежу-

точного преобразователя, занимающего определенное место в цепи между чувствительным элементом и передающим преоб­ разователем;

2)линий связи, по которым передаются сигналы измери­ тельной информации, вырабатываемые передающим преобразо­ вателем;

3)измерительного устройства, предназначенного для полу­

чения сигнала измерительной информации в форме, удобной для восприятия наблюдателем или для дальнейшего использо­ вания.

Д л я изменения физического вида сигналов, их усиления, модуляции и кодирования в систему дистанционной передачи могут быть включены дополнительные, промежуточные преоб­ разователи.

Системы дистанционной передачи и передающие преобразо­ ватели могут быть подразделены на две большие группы: с уни­ фицированными сигналами и с неуниф.ицированными, естествен­ ными сигналами.

Используемые в промышленности системы дистанционной передачи и передающие преобразователи с унифицированными сигналами измерительной информации в свою очередь подраз­ деляются на системы и преобразователи с силовой компенсаци­ ей, частотно-ферродинамические и ферродинамические, а систе­ мы и преобразователи с естественными сигналами — на дифференциально-трансформаторные, реостатные (омические), индуктивные и сельсинные.

Кроме передающих преобразователей, в практике широко используются преобразователи, обеспечивающие связь между различными ветвями ГСП, а также преобразователи сигналов, предназначенные для приведения естественных сигналов дат­

чиков к унифицированному

виду, отвечающему требованиям

ГСП.

 

Для передачи сигналов измерительной информации на боль­

шие расстояния применяются

электрические телемеханические

устройства, характеризующиеся тем, что такая передача осуще­ ствляется по одной или ограниченному числу линий связи. Ра­ бота телемеханических систем контроля основана на их способ­ ности находить в большом количестве сигналов, посылаемых по одной линии связи, сигнал определенного вида. В пищевой про­ мышленности используется широкая номенклатура систем теле­ контроля. Однако телемеханические системы сравнительно до­ роги и зачастую не обладают высокой надежностью, присущей более простым системам дистанционных передач, сложны в на­ ладке и эксплуатации и применяются поэтому лишь в необходи­ мых случаях. Чаще всего применение систем телемеханического контроля оказывается целесообразным при передаче большого количества контрольной информации на несколько, а иногда десятки и сотни километров.

§2. СИСТЕМЫ И ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

СУНИФИЦИРОВАННЫМИ СИГНАЛАМИ

Всистемах дистанционной передачи с унифицированными

сигналами

сигнал измерительной информации, подаваемый

в линию

связи, приводится передающим преобразователем к

виду и уровню, отвечающим требованиям ГСП. Для преобразо­ вания унифицированного сигнала в показание средства измере­ ний в комплекте с преобразователями используются в качест-

 

Выыдной

сигнал

 

(0-5 или

0-2О»Я)

Рис. 12. Принципиальная схема унифицированного

электросилового преобразователя

ГСП.

 

ве вторичных приборов различные

измерительные устройства

(показывающие, самопишущие, интегрирующие).

Наиболее широкое распространение получили унифициро­

ванные преобразователи,

работающие на

принципе силовой

компенсации.

 

 

На рис.

12 приведена принципиальная схема унифицирован­

ного э л е к

т р о с и л о в о г о

преобразователя.

Измеряемая фи­

зическая величина воздействует на чувствительный элемент из­ мерительного устройства и преобразуется в усилие Р, пропорци­ ональное значению физической величины. Это усилие через рычажную систему / электросилового преобразователя урав­ новешивается усилием Р0 .с, создаваемым магнитоэлектрическим устройством обратной связи. При изменении измеряемой физи­ ческой величины и, следовательно, усилия Р происходит незна­ чительное (микронное) перемещение рычажной системы / и связанного с ней управляющего флажка 4 индикатора рассог­ ласования 5 дифференциально-трансформаторного типа (см. ни­ же), который преобразует это перемещение в управляющий сигнал в виде напряжения переменного тока. Управляющий сигнал поступает на электронный усилитель 6. После усиления

Смотрите также файлы