ВВЕДЕНИЕ. .
¹ Нормальная температура человеческого тела — 36.6 °C ±0.7 °C, или 98.2 °F ±1.3 °F. Приводимое обычно значение 98.6 °F - это точное преобразование в шкалу Фаренгейта принятого в Германии в XIX веке значения 37 °C. Поскольку это значение не входит в диапазон нормальной температуры по современным представлениям, можно говорить, что оно содержит избыточную (неверную) точность. Некоторые значения в этой таблице были округлены
ВВЕДЕНИЕ В курсе рассматриваются основные принципы организации и технической реализации систем автоматического управления технологическими установками и процессами, конструкции и использование устройств и элементов, входящих в системы регулирования и предназначенные для получения передачи, хранения и преобразования информации, а также реализации управляющих воздействий на объект. Для управления процессами во многих сферах человеческой деятельности используются специальные устройства или целые системы автоматического регулирования. Автоматика – древнегреческое слово, означающее «самодействие». Первые механизмы появились у египтян во II в до н.э., первые автоматы – у арабов на рубеже нашей эры 2000 лет назад. Первый поплавковый регулятор применил Ктесибиос в Греции за 300 лет до н.э. в водяных часах. В масляном фонаре 250 г н.э. поплавковый регулятор поддерживал уровень масла, играющего роль горючего. Херон из Александрии в 1 в. н.э. написал книгу «Пневматика», где привел несколько чертежей поплавкового регулятора. Однако, в то время преобладал ручной труд и принципиального значения на техническое развитие это не оказало. Задачу управления технологическим процессом на начальном этапе развития техники и производства решал человек, который, подавая определенные количества вещества или энергии, воздействовал на объект управления, одновременно «на глаз» оценивал ход процесса, при необходимости корректировал его и устанавливал момент его завершения (кузнец, выделка кож). По мере усложнения техники потребовалось более развитое и точное управление при необходимости существенного увеличения информации о процессе, в таких условиях ограниченность способностей человека регулировать «на глаз», «на ощупь» и «по наитию» стало тормозом для дальнейшего развития производства. Первыми помощниками в управлении стали измерительные приборы, человек вел процесс по стрелкам вблизи оборудования и в непосредственном контакте с потоками массы и энергии (тяжелые условия работы, но много дешевой рабочей силы, невысокая точность ведения процесса, малая ответственность). Создание специализированных автоматических устройств началось в эпоху промышленной революции. (Ползунов 1765 – р-р уровня котловой воды, Уатт 1784 центробежный р-р скорости вращения. 3 примера) Указанные приборы являлись механическими (регуляторами прямого действия), были жестко встроены в машины и их невозможно было использовать в других агрегатах, но имели простую конструкцию и обеспечивали высокую надежность функционирования. (3 примера). Т.о. для управления технологическими процессами со времен зарождения этой области техники в древности и до начала XX века применялись, в основном, простейшие механические, пневматические, электрические р-ры, расчет которых основывается на линейных одномерных моделях. Широкое внедрение локальных р-ров и систем управления связано с индустриализацией: увеличение мощности агрегатов, повышение критичности технологических параметров (T, P, взрывоопасность), удорожание рабочей силы. К этому времени относится появление электромеханических и электрогидравлических р-ров, им на смену (в СССР в 50-е годы) пришли электрические и пневматические р-ры. Важным техническим достижением явилось создание измерительных и исполнительных устройств с внешним источником энергии (пневмо, электро, гидро). Это позволило наряду с развитием р-ров организовать посты контроля и дистанционного воздействия и централизованные щиты управления (более комфортно). В развитии элементов, устройств и систем автоматики можно выделить несколько этапов: 1. На начальном этапе развития производства человек непосредственно управлял процессом сам, без специальных устройств регулирования. Дешевая рабочая сила, низкий уровень развития техники и производительности труда, малая единичная мощность агрегатов. Экономически целесообразен ручной труд и для регулирования процесса. 2. По мере роста потребления и усложнения производства требовалось более развитое и точное управление. Механизации и автоматизации подвергаются операции, которые человек не может выполнить в силу своих психофизических возможностей либо стабилизация параметров повышенной аварийной опасности. Используются регуляторы прямого действия, жестко встроенные в технологический объект. Стали появляться различные контрольно-измерительные устройства. Человек вел технологический процесс, находясь возле местных измерительных устройств, установленных непосредственно на оборудовании и работающих в прямом контакте с материальными потоками. 3. Дальнейший рост мощностей и размеров оборудования ужесточил требования к управлению. Важным техническим достижением явилось создание измерительных, регулирующих и исполнительных устройств с внешним источником энергии, в том числе с пневматическим и электрическим приводом. Развитие элементов систем управления косвенного действия. Это позволило организовать посты контроля и дистанционного управления и широко применить автоматические регуляторы. В результате значительно улучшились условия работы обслуживающего персонала: уменьшилась физическая нагрузка, более удобным стало рабочее место, благоприятнее стала и внешняя среда. Но пока специализация, отсутствие унификации, взаимозаменяемости. Перенести регулятор от одного объекта к другому зачастую невозможно. 4. Разрабатываются и используются непрерывные аналоговые регуляторы. С введением унифицированных измерительных и управляющих сигналов, передаваемых на расстояние, переработка информации была территориально отделена от технологического процесса. Схема регулирования собирается из отдельных элементов, они обычно заменяемы. Появилась возможность объединять местные посты в центральные щиты управления. 5. Цифровые локальные регуляторы и системы управления. Верхний уровень полностью «обезличен», унификация, взаимозаменяемость. Отличие в каналах информации, схемах управления. ТАР основные понятия
|
