การควบคุมและการควบคุมพารามิเตอร์ทางเทคโนโลยีหลัก: อัตราการไหล ระดับ ความดัน และอุณหภูมิ

ชุดของการดำเนินการเดี่ยวสร้างกระบวนการทางเทคโนโลยีเฉพาะ ในกรณีทั่วไป กระบวนการทางเทคโนโลยีดำเนินการโดยการดำเนินการทางเทคโนโลยีที่ดำเนินการแบบคู่ขนาน ตามลำดับ หรือร่วมกัน เมื่อจุดเริ่มต้นของการดำเนินการถัดไปเปลี่ยนไปเมื่อเทียบกับจุดเริ่มต้นของการดำเนินการก่อนหน้า

การจัดการกระบวนการเป็นปัญหาเชิงองค์กรและทางเทคนิค และปัจจุบันสามารถแก้ไขได้โดยการสร้างระบบการจัดการกระบวนการแบบอัตโนมัติหรือแบบอัตโนมัติ

วัตถุประสงค์ของการควบคุมกระบวนการทางเทคโนโลยีสามารถ: การทำให้ปริมาณทางกายภาพคงที่ การเปลี่ยนแปลงตามโปรแกรมที่กำหนด หรือในกรณีที่ซับซ้อนมากขึ้น การปรับเกณฑ์การสรุปบางเกณฑ์ให้เหมาะสม ผลผลิตสูงสุดของกระบวนการ ต้นทุนต่ำสุดของผลิตภัณฑ์ ฯลฯ

พารามิเตอร์กระบวนการทั่วไปที่อยู่ภายใต้การควบคุมและระเบียบรวมถึงอัตราการไหล ระดับ ความดัน อุณหภูมิ และพารามิเตอร์คุณภาพจำนวนหนึ่ง

ระบบปิดใช้ข้อมูลปัจจุบันเกี่ยวกับค่าเอาต์พุต กำหนดค่าเบี่ยงเบน ε (T) ค่าควบคุม Y (t) จากค่าที่กำหนด Yo) และดำเนินการเพื่อลดหรือกำจัด ε(T) โดยสิ้นเชิง

ตัวอย่างที่ง่ายที่สุดของระบบปิดที่เรียกว่าระบบควบคุมการเบี่ยงเบนคือระบบสำหรับรักษาระดับน้ำในถังให้คงที่ ดังแสดงในรูปที่ 1 ระบบประกอบด้วยทรานสดิวเซอร์การวัดแบบสองขั้นตอน (เซ็นเซอร์) อุปกรณ์ 1 ตัวควบคุม ( ตัวควบคุม) และกลไกแอคชูเอเตอร์ 3 ซึ่งควบคุมตำแหน่งของตัวควบคุม (วาล์ว) 5.

ข้าว. 1. แผนภาพการทำงานของระบบควบคุมอัตโนมัติ: 1 - เรกูเลเตอร์, 2 - ทรานสดิวเซอร์การวัดระดับ, 3 - กลไกขับเคลื่อน, 5 - ตัวควบคุม

การควบคุมการไหล

ระบบควบคุมการไหลมีลักษณะความเฉื่อยต่ำและการเต้นเป็นจังหวะของพารามิเตอร์บ่อยครั้ง

โดยทั่วไปแล้ว การควบคุมการไหลจะจำกัดการไหลของสารโดยใช้วาล์วหรือประตู การเปลี่ยนความดันในท่อโดยการเปลี่ยนความเร็วของไดรฟ์ปั๊มหรือระดับของบายพาส (เปลี่ยนทิศทางของการไหลผ่านช่องทางเพิ่มเติม)

หลักการของการประยุกต์ใช้ตัวควบคุมการไหลสำหรับตัวกลางที่เป็นของเหลวและก๊าซแสดงในรูปที่ 2, a, สำหรับวัสดุจำนวนมาก — ในรูปที่ 2, b

ข้าว. 2. รูปแบบการควบคุมการไหล: a — สื่อที่เป็นของเหลวและก๊าซ b — วัสดุจำนวนมาก c — อัตราส่วนของสื่อ

ในทางปฏิบัติของระบบอัตโนมัติของกระบวนการทางเทคโนโลยีมีหลายกรณีที่จำเป็นต้องรักษาอัตราส่วนการไหลของสื่อตั้งแต่สองสื่อขึ้นไปให้คงที่

ในรูปแบบที่แสดงในรูปที่ 2, c, การไหลไปยัง G1 เป็นหลัก และการไหล G2 = γG — สเลฟ โดยที่ γ — อัตราส่วนอัตราการไหลซึ่งถูกกำหนดไว้ในกระบวนการควบคุมแบบคงที่ของเรกูเลเตอร์

เมื่อโฟลว์หลัก G1 เปลี่ยน ตัวควบคุม FF จะเปลี่ยนแปลง G2 โฟลว์รองตามสัดส่วน

การเลือกกฎหมายควบคุมขึ้นอยู่กับคุณภาพที่ต้องการของการทำให้เสถียรของพารามิเตอร์

การควบคุมระดับ

ระบบควบคุมระดับมีลักษณะเช่นเดียวกับระบบควบคุมการไหล ในกรณีทั่วไป พฤติกรรมของระดับจะอธิบายโดยสมการเชิงอนุพันธ์

D (dl / dt) = Gin — โรคเกาต์ +Garr

โดยที่ S คือพื้นที่ของส่วนแนวนอนของถัง L คือระดับ Gin, Gout คืออัตราการไหลของสื่อที่ทางเข้าและทางออก Garr - ปริมาณของสื่อที่เพิ่มขึ้นหรือลดลงความจุ (สามารถ เท่ากับ 0) ต่อหน่วยเวลา T

ความคงที่ของระดับบ่งชี้ความเท่าเทียมกันของปริมาณของของเหลวที่จ่ายและบริโภค เงื่อนไขนี้สามารถมั่นใจได้โดยมีอิทธิพลต่อการจ่าย (รูปที่ 3, a) หรืออัตราการไหล (รูปที่ 3, b) ของของเหลว ในเวอร์ชันของเรกูเลเตอร์ที่แสดงในรูปที่ 3, c จะใช้ผลลัพธ์ของการวัดการจ่ายของเหลวและอัตราการไหลเพื่อทำให้พารามิเตอร์คงที่

พัลส์ระดับของเหลวมีการแก้ไข ไม่รวมการสะสมของข้อผิดพลาดเนื่องจากข้อผิดพลาดที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ที่เกิดขึ้นเมื่อการจ่ายและอัตราการไหลเปลี่ยนแปลง การเลือกกฎหมายควบคุมยังขึ้นอยู่กับคุณภาพที่ต้องการของการทำให้เสถียรของพารามิเตอร์ ในกรณีนี้ ไม่เพียงแต่จะใช้ตัวควบคุมตามสัดส่วนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงตัวควบคุมตำแหน่งด้วย

ข้าว. 3. แบบแผนของระบบควบคุมระดับ: a - มีผลกับแหล่งจ่ายไฟ b และ c - มีผลกับอัตราการไหลของสื่อ

การควบคุมความดัน

ความคงที่ของความดัน เช่นเดียวกับความคงที่ของระดับ บ่งบอกถึงความสมดุลของวัตถุ ในกรณีทั่วไป การเปลี่ยนแปลงของความดันอธิบายได้ด้วยสมการ:

V (dp / dt) = Gin — โรคเกาต์ +Garr

โดยที่ VE คือปริมาตรของอุปกรณ์ p คือความดัน

วิธีการควบคุมความดันคล้ายกับวิธีการควบคุมระดับ

การควบคุมอุณหภูมิ

อุณหภูมิเป็นตัวบ่งชี้สถานะทางอุณหพลศาสตร์ของระบบ ลักษณะไดนามิกของระบบควบคุมอุณหภูมิขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ทางกายภาพและเคมีของกระบวนการและการออกแบบเครื่องมือ ความไม่ชอบมาพากลของระบบดังกล่าวคือความเฉื่อยที่มีนัยสำคัญของวัตถุและบ่อยครั้งของทรานสดิวเซอร์การวัด

หลักการของการใช้เทอร์โมเรกูเลเตอร์นั้นคล้ายคลึงกับหลักการของการใช้เรกูเลเตอร์ควบคุมระดับ (รูปที่ 2) โดยคำนึงถึงการควบคุมการใช้พลังงานในโรงงาน การเลือกกฎหมายควบคุมขึ้นอยู่กับโมเมนตัมของวัตถุ: ยิ่งกฎหมายควบคุมมีความซับซ้อนมากเท่าใด ค่าคงที่ของเวลาของทรานสดิวเซอร์การวัดสามารถลดลงได้โดยการเพิ่มความเร็วของการเคลื่อนที่ของสารหล่อเย็น ลดความหนาของผนังของฝาครอบป้องกัน (ปลอก) เป็นต้น

การควบคุมองค์ประกอบผลิตภัณฑ์และพารามิเตอร์คุณภาพ

เมื่อปรับองค์ประกอบหรือคุณภาพของผลิตภัณฑ์หนึ่งๆ สถานการณ์อาจเป็นไปได้เมื่อมีการวัดค่าพารามิเตอร์ (เช่น ความชื้นของเมล็ดพืช) แบบแยกกัน ในสถานการณ์เช่นนี้ การสูญเสียข้อมูลและการลดความแม่นยำของกระบวนการปรับไดนามิกเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้

โครงร่างที่แนะนำของตัวควบคุมที่ทำให้พารามิเตอร์กลาง Y (t) คงที่ ซึ่งค่านั้นขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ควบคุมหลัก — ตัวบ่งชี้คุณภาพของผลิตภัณฑ์ Y (ti) แสดงในรูปที่ 4

ข้าว. 4. แผนผังของระบบควบคุมคุณภาพผลิตภัณฑ์: 1 — วัตถุ, 2 — เครื่องวิเคราะห์คุณภาพ, 3 — ตัวกรองการคาดการณ์, 4 — อุปกรณ์คอมพิวเตอร์, 5 — เครื่องปรับลม

อุปกรณ์คอมพิวเตอร์ 4 โดยใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของความสัมพันธ์ระหว่างพารามิเตอร์ Y (t) และ Y (ti) ประเมินคะแนนคุณภาพอย่างต่อเนื่อง ตัวกรองการคาดการณ์ 3 ให้พารามิเตอร์คุณภาพผลิตภัณฑ์โดยประมาณ Y (ti) ระหว่างการวัดสองครั้ง