Жылуалмасу аппараттарында автоматтты басқару жүйесін жетілдіру
Кіріспе
1 Технологиялық бөлім
1.1 Өндірістік пештің автоматты басқару жүйесінің сипаттамалары
1.2 Нан пісіру пештерінің түрлері
1.3 Құрылғының функционалдық сұлбасының сипаттамасы
1.4 Құрылымдықсұлбаныңсипаттамасы
1.5 Басқаруобъектісінсипаттау. Оныңдинамикалықжәнестатикалықсипаттамалары
1.6 Өлшеуішқұрылғыныңжұмысістеупринципі
1.7 ТРМ 10 реттеуішінің қолданылуы
2 Арнайы бөлім
2.1 Басқару объектісінің математикалық моделін құру
2.2 Нан пісіру камерасын автоматты басқару
2.3 Статикалық сипаттаманы құрастыру
2.4 Біріншіреттіматематикалықмоделдіқұрастыру
2.5 Аудандық әдіс бойынша математикалық модель құрастыру
2.6 Ротач әдісімен математикалық моделді құрастыру
2.7
2.8
2.9 Нан пісіру пешінің автоматтандырылған жүйесі
Үрдістегі реттелетін жүйесін зерттеу
Соңғы аппроксимацияланған модельді таңдау және ПИД.реттеуішінің параметрлерін анықтау
3 Еңбекті қорғау бөлімі
3.1 Еңбекті қорғау бойынша ұйымдастыру шаралары
3.2 Өндірістік қауіптер мен зияндылықтарды талдау
3.3 Сақтау шараларын қалыптастыру
3.4 Табиғи және жасанды жарықты ұйымдастыру
3.5 Оператор бөлмесіндегі өндірістік шуды төмендету шаралары
4 Экологиялық бөлім
4.1 Экологиялық мәселелер
4.2 Су ресурстарына зиянды қалдықтардың әсері
5 Экономикалық бөлім
5.1 Нан пісіру пешіне басқару жүйесін енізудегі техника экономикалық есептеу
5.2 Өңдеушілердің еңбек ақысы
5.3 Автоматтандыру құралдары мен аспаптарын сатып алуға кеткен шығындар
5.4 Автоматтандыру жүйесін енгізгеннен кейінгі экономикалық тиімділікті есептеу
Қорытынды
Қолданылған әдебиеттер
1 Технологиялық бөлім
1.1 Өндірістік пештің автоматты басқару жүйесінің сипаттамалары
1.2 Нан пісіру пештерінің түрлері
1.3 Құрылғының функционалдық сұлбасының сипаттамасы
1.4 Құрылымдықсұлбаныңсипаттамасы
1.5 Басқаруобъектісінсипаттау. Оныңдинамикалықжәнестатикалықсипаттамалары
1.6 Өлшеуішқұрылғыныңжұмысістеупринципі
1.7 ТРМ 10 реттеуішінің қолданылуы
2 Арнайы бөлім
2.1 Басқару объектісінің математикалық моделін құру
2.2 Нан пісіру камерасын автоматты басқару
2.3 Статикалық сипаттаманы құрастыру
2.4 Біріншіреттіматематикалықмоделдіқұрастыру
2.5 Аудандық әдіс бойынша математикалық модель құрастыру
2.6 Ротач әдісімен математикалық моделді құрастыру
2.7
2.8
2.9 Нан пісіру пешінің автоматтандырылған жүйесі
Үрдістегі реттелетін жүйесін зерттеу
Соңғы аппроксимацияланған модельді таңдау және ПИД.реттеуішінің параметрлерін анықтау
3 Еңбекті қорғау бөлімі
3.1 Еңбекті қорғау бойынша ұйымдастыру шаралары
3.2 Өндірістік қауіптер мен зияндылықтарды талдау
3.3 Сақтау шараларын қалыптастыру
3.4 Табиғи және жасанды жарықты ұйымдастыру
3.5 Оператор бөлмесіндегі өндірістік шуды төмендету шаралары
4 Экологиялық бөлім
4.1 Экологиялық мәселелер
4.2 Су ресурстарына зиянды қалдықтардың әсері
5 Экономикалық бөлім
5.1 Нан пісіру пешіне басқару жүйесін енізудегі техника экономикалық есептеу
5.2 Өңдеушілердің еңбек ақысы
5.3 Автоматтандыру құралдары мен аспаптарын сатып алуға кеткен шығындар
5.4 Автоматтандыру жүйесін енгізгеннен кейінгі экономикалық тиімділікті есептеу
Қорытынды
Қолданылған әдебиеттер
Тамақ өнеркәсібінің технологиялық үрдістерінде көп жағдайларда дайын өнімді алудың барлық кезеңдері материалдық ағындарды және шикізаттарды жылумен өңдеумен байланысты болады.
Жылуалмасу үрдістері арнайы жылуалмасу аппараттарында, соныме қатар технологиялық аппараттарының құрылымдық бөлігі боп табылатын жылуалмастырғыштарда жүзеге асады. Технологиялық үрдістер барысында жылуалмастырғыштар мен жылумен өңдейтін аппараттардың басқа түрлеріндеде динамикалық параметрлер бірталай өзгерістерге ұшырайды. Бұл өзгерістердің себептері шикізат ағымының немесе энергияның ағымының қасиеттерінің өзгеруінде, жылуалмастырғыштардың сипаттамаларының уақытша ауытқуларынан(олар қабырғаларға жабысып қалған өнім қалдықтары әсерінен қалыңдауы немесе басқа заттардың) да болуы мүмкін.
Өнімнің қажетті сапалылығын ұстап тұру және энергошығынды қысқарту үшін автоматты түрде берілген температуралық режимдерді ұстап тұру қажет.
Кез келген технологиялық үрдісті немесе объектті автоматты, немесе қолмен басқару үшін үрдіс пен объектті сипаттайтын жеке параметрлерінің өлшеу ақпараттары қажет. Бұл параметрлерге электрлік (ток күші, кедергі, қуат және т.б), механикалық (күш, момент күші, жылдамдық) және технологиялық (температура, қысым, шығын,деңгей және т.б) параметрлер, сонымен қатар заттардың құрамы мен қасиеттерін сипаттайтын параметрлер (тығыздық, тұтқырлық, электр өткізгіштік, оптикалық сипаттамалары, заттардың саны). Параметрлерді өзгерту алуан түрлі метрологиялық қасиеттермен нормаланған техникалық құралдар көмегімен іске асады. Әртүрлі саладағы технологиялық үрдістердің автоматты түрде немесе қолмен басқарылуында технологиялық өлшеу және өлшеу аспаптары қолданылады.
Жылуалмасу үрдістері арнайы жылуалмасу аппараттарында, соныме қатар технологиялық аппараттарының құрылымдық бөлігі боп табылатын жылуалмастырғыштарда жүзеге асады. Технологиялық үрдістер барысында жылуалмастырғыштар мен жылумен өңдейтін аппараттардың басқа түрлеріндеде динамикалық параметрлер бірталай өзгерістерге ұшырайды. Бұл өзгерістердің себептері шикізат ағымының немесе энергияның ағымының қасиеттерінің өзгеруінде, жылуалмастырғыштардың сипаттамаларының уақытша ауытқуларынан(олар қабырғаларға жабысып қалған өнім қалдықтары әсерінен қалыңдауы немесе басқа заттардың) да болуы мүмкін.
Өнімнің қажетті сапалылығын ұстап тұру және энергошығынды қысқарту үшін автоматты түрде берілген температуралық режимдерді ұстап тұру қажет.
Кез келген технологиялық үрдісті немесе объектті автоматты, немесе қолмен басқару үшін үрдіс пен объектті сипаттайтын жеке параметрлерінің өлшеу ақпараттары қажет. Бұл параметрлерге электрлік (ток күші, кедергі, қуат және т.б), механикалық (күш, момент күші, жылдамдық) және технологиялық (температура, қысым, шығын,деңгей және т.б) параметрлер, сонымен қатар заттардың құрамы мен қасиеттерін сипаттайтын параметрлер (тығыздық, тұтқырлық, электр өткізгіштік, оптикалық сипаттамалары, заттардың саны). Параметрлерді өзгерту алуан түрлі метрологиялық қасиеттермен нормаланған техникалық құралдар көмегімен іске асады. Әртүрлі саладағы технологиялық үрдістердің автоматты түрде немесе қолмен басқарылуында технологиялық өлшеу және өлшеу аспаптары қолданылады.
1. Ауэрман Л.Я. Технология хлебопекарного производства/ Л.Я Ауэрман. – СПб: Профессия, 2002. – 416 с.
2. Матвеева И.В., Белявская И.Г. Пищевые добавки и хлебопекарные улучшители в производстве мучных изделий/ И.В. Матвеева, И.Г Белявская. – М:, 2001. – 116 с.
3. Введение в специальность. / Под ред. Панфилова В.А. – М., 2007.
4. Технология и оборудование мукомольно-крупяного и комбикормового производства / Г.А. Егоров, Е.М. Мельников, В.Ф. Журавлев и др. – М.: Колос, 2009 – 428 с.
5. Машины и аппараты пищевых производств. В 2 кн. Кн. 1. / Под ред. Антипова С.Т. и др. – М., 2001.
Б.М. Азаров. Технологическое и оборудования хлебопекарных и макаронных предприятий. Москва, Агропромиздат. 2006г.
6. Лурье Б.Я.,Энрайд П.Дж. Классическое методы автоматического управление. – Санк-Петербург: БХВ - Петербург, 2004.-126с.
7.Бекбаев А.Б. Автоматика және өндірістік процесстерді автоматтандыру., Алматы 2001ж.
8.А.С. Востриков., Г.А. Франсузова Г.А., Теория автоматического регулирования., Москва 2004.
9. Розанов Ю.К., Соколов Е.М. Электронные устройства электромеханических систем, - М.: Академа, 2004;
10. Соколов В.А. Автоматизация технологических процессов промышленности. – М.: Агропромиздат, 2007;
11. Рудаков В.В., Мартикайнер Р.П. Синтез электроприводов с последовательной коррекцией, - Л.: Энергия, 2002;
12. В.А. Бесекерский, Е.П. Попов. Теория систем автоматического управления. С-П., Профессия., 2004г., 752с.
13. А.А. Ерофеев. Теория автоматического управления. С-П., Политехника, 2003.–304с.
14. Н.В. Бориев, Л.В. Седаков «Проектирование монтаж и эксплуатация систем автоматики» - М., Недра, 2000-260 с.
15. Конарев Ф.М., Пережогин Н.В и др. Охрана труда. Колос, 2003.
16.Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. - М.: Наука, 2004.
2. Матвеева И.В., Белявская И.Г. Пищевые добавки и хлебопекарные улучшители в производстве мучных изделий/ И.В. Матвеева, И.Г Белявская. – М:, 2001. – 116 с.
3. Введение в специальность. / Под ред. Панфилова В.А. – М., 2007.
4. Технология и оборудование мукомольно-крупяного и комбикормового производства / Г.А. Егоров, Е.М. Мельников, В.Ф. Журавлев и др. – М.: Колос, 2009 – 428 с.
5. Машины и аппараты пищевых производств. В 2 кн. Кн. 1. / Под ред. Антипова С.Т. и др. – М., 2001.
Б.М. Азаров. Технологическое и оборудования хлебопекарных и макаронных предприятий. Москва, Агропромиздат. 2006г.
6. Лурье Б.Я.,Энрайд П.Дж. Классическое методы автоматического управление. – Санк-Петербург: БХВ - Петербург, 2004.-126с.
7.Бекбаев А.Б. Автоматика және өндірістік процесстерді автоматтандыру., Алматы 2001ж.
8.А.С. Востриков., Г.А. Франсузова Г.А., Теория автоматического регулирования., Москва 2004.
9. Розанов Ю.К., Соколов Е.М. Электронные устройства электромеханических систем, - М.: Академа, 2004;
10. Соколов В.А. Автоматизация технологических процессов промышленности. – М.: Агропромиздат, 2007;
11. Рудаков В.В., Мартикайнер Р.П. Синтез электроприводов с последовательной коррекцией, - Л.: Энергия, 2002;
12. В.А. Бесекерский, Е.П. Попов. Теория систем автоматического управления. С-П., Профессия., 2004г., 752с.
13. А.А. Ерофеев. Теория автоматического управления. С-П., Политехника, 2003.–304с.
14. Н.В. Бориев, Л.В. Седаков «Проектирование монтаж и эксплуатация систем автоматики» - М., Недра, 2000-260 с.
15. Конарев Ф.М., Пережогин Н.В и др. Охрана труда. Колос, 2003.
16.Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. - М.: Наука, 2004.
Пән: Автоматтандыру, Техника
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 72 бет
Таңдаулыға:
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 72 бет
Таңдаулыға:
Мазмұны
Кіріспе
8
1
Технологиялық бөлім
10
1.1
Өндірістік пештің автоматты басқару жүйесінің сипаттамалары
10
1.2
Нан пісіру пештерінің түрлері
13
1.3
Құрылғының функционалдық сұлбасының сипаттамасы
14
1.4
Құрылымдықсұлбаныңсипаттамасы
17
1.5
Басқаруобъектісінсипаттау. Оныңдинамикалықжәнестатикалықсипатт амалары
18
1.6
Өлшеуішқұрылғыныңжұмысістеупринципі
20
1.7
ТРМ 10 реттеуішінің қолданылуы
21
2
Арнайы бөлім
29
2.1
Басқару объектісінің математикалық моделін құру
28
2.2
Нан пісіру камерасын автоматты басқару
32
2.3
Статикалық сипаттаманы құрастыру
35
2.4
Біріншіреттіматематикалықмоделдіқұр астыру
36
2.5
Аудандық әдіс бойынша математикалық модель құрастыру
37
2.6
Ротач әдісімен математикалық моделді құрастыру
38
2.7
2.8
2.9
Нан пісіру пешінің автоматтандырылған жүйесі
Үрдістегі реттелетін жүйесін зерттеу
Соңғы аппроксимацияланған модельді таңдау және ПИД-реттеуішінің параметрлерін анықтау
39
41
50
3
Еңбекті қорғау бөлімі
56
3.1
Еңбекті қорғау бойынша ұйымдастыру шаралары
56
3.2
Өндірістік қауіптер мен зияндылықтарды талдау
56
3.3
Сақтау шараларын қалыптастыру
57
3.4
Табиғи және жасанды жарықты ұйымдастыру
60
3.5
Оператор бөлмесіндегі өндірістік шуды төмендету шаралары
61
4
Экологиялық бөлім
63
4.1
Экологиялық мәселелер
63
4.2
Су ресурстарына зиянды қалдықтардың әсері
64
5
Экономикалық бөлім
66
5.1
Нан пісіру пешіне басқару жүйесін енізудегі техника экономикалық есептеу
66
5.2
Өңдеушілердің еңбек ақысы
66
5.3
Автоматтандыру құралдары мен аспаптарын сатып алуға кеткен шығындар
67
5.4
Автоматтандыру жүйесін енгізгеннен кейінгі экономикалық тиімділікті есептеу
68
Қорытынды
73
Қолданылған әдебиеттер
74
Кіріспе
Тамақөнеркәсібініңтехнологиялықүрді стеріндекөпжағдайлардадайынөнімдіал удыңбарлықкезеңдеріматериалдықағынд ардыжәнешикізаттардыжылуменөңдеумен байланысты болады.
Жылуалмасу үрдістері арнайы жылуалмасу аппараттарында, соныме қатар технологиялық аппараттарының құрылымдық бөлігі боп табылатын жылуалмастырғыштарда жүзеге асады. Технологиялық үрдістер барысында жылуалмастырғыштар мен жылумен өңдейтін аппараттардың басқа түрлеріндеде динамикалық параметрлер бірталай өзгерістерге ұшырайды. Бұл өзгерістердің себептері шикізат ағымының немесе энергияның ағымының қасиеттерінің өзгеруінде, жылуалмастырғыштардың сипаттамаларының уақытша ауытқуларынан(олар қабырғаларға жабысып қалған өнім қалдықтары әсерінен қалыңдауы немесе басқа заттардың) да болуы мүмкін.
Өнімнің қажетті сапалылығын ұстап тұру және энергошығынды қысқарту үшін автоматты түрде берілген температуралық режимдерді ұстап тұру қажет.
Кез келген технологиялық үрдісті немесе объектті автоматты, немесе қолмен басқару үшін үрдіс пен объектті сипаттайтын жеке параметрлерінің өлшеу ақпараттары қажет. Бұл параметрлерге электрлік (ток күші, кедергі, қуат және т.б), механикалық (күш, момент күші, жылдамдық) және технологиялық (температура, қысым, шығын,деңгей және т.б) параметрлер, сонымен қатар заттардың құрамы мен қасиеттерін сипаттайтын параметрлер (тығыздық, тұтқырлық, электр өткізгіштік, оптикалық сипаттамалары, заттардың саны). Параметрлерді өзгерту алуан түрлі метрологиялық қасиеттермен нормаланған техникалық құралдар көмегімен іске асады. Әртүрлі саладағы технологиялық үрдістердің автоматты түрде немесе қолмен басқарылуында технологиялық өлшеу және өлшеу аспаптары қолданылады.
Жұмыстың өзектілігі:жылуалмасу аппараттарында машиналарының ішіне келіп түсетін жылуалмасу шығынын (құраушы компоненттер) автоматты түрде бақылау мен реттеу, автоматты құрылғыларды жетілдіру.
Жұмыстың мақсаты: жылуалмасу аппараттарында автоматтты басқару жүйесін жетілдіру.Негізгі технологиялық параметрлерді автоматты бақылау және реттеу жүйесін жасау үшін ол үрдістерді сипаттайтын негізгі параметрлерді анықтап, олардың өзгеру заңдылықтарын орнатып және реттеу әдістерін анықтаукерек.
Дипломдық жұмыс міндеттемелері:
oo бақылау арналары бойынша бақылау объектісі және трансферттік функциясы түрінде оның математикалық моделін құру
oo бақылау арнасының жабық жүйесі үшін үлгілерді алуды дайындау және жүйенің алгоритмдік бақылау құрылымын сипаттау
oo Тұйық жүйедегі тұрақтылық облысын құру
oo АРЖ сапасына байланысты қойылған талаптарына сәйкес реттегіш баптауларын таңдау және есептеу
1.Технологиялық бөлім
1.1Өндірістік пештің автоматты басқару жүйесінің сипаттамалары
Қазіргі кездегі бар инженерлік реттеу әдістері қанағаттандырарлықтай сапаны қамтамасыздандырмайды. Динамикалық параметрлері өзгеріп отыратын объектілерді реттеген кезде маңызды мәселелердің бірі олардың робастылығын қамтамасыз ету, яғни бүкіл технологиялық үрдіс барысында тұйық жүйелердің орнықтылығын сақтап қалу. Осы тұрғыдан қарағанда реттеуіштердің шектік дәрежеде бапталуыЯ.З Цыпкин жүйесінде алғаш рет орнықтылық дәрежесі деген ұғымды енгізді және реттеуіштердің бапталуына аналитикалық өрнектер алынды, ол қарапайым реттеу жүйелерінің орнықтылықтыңшектік дәрежесін қамтамасыз етеді. Одан кейін бұл салада А.М. Шубладзе, А.В. Татаринов, және А.М. Цирлин сияқты ғалымдар кешігуі бар сызықты жүйенің орнықтылығыныңшектік дәрежесін оптималды шешу жолдарын ұсынды.
Олар кешігуі бар типтік жүйелерге орнықтылықтың шектік дәрежесін
аналитикалық өрнектеу және оларға қатысты объекттің модельдердің динамикалық параметрлерінің реттеуіштерін баптау жасалынған.
Үлкен диапазонда өзгеріп отыратын объекттерді реттеудің тағы басқа бір түрі реттеуішті үрдіс барысында автобаптаумен байланысты. Бірақ, қазіргі жағдайда жұмыс істеп тұрған өндірісті автобаптауға қою экономикалық шығындалуына байланысты , яғни объектті идентификациялаудан болатын тексеру әсерлерінен автобаптауға қою сирек болуы мүмкін. Осыдан қорытындылағанда, реттеуіштің баптауын автобаптауға қосқанда немесе ажыратқандағы моменттер арасында тұйық жүйенің робастылығы (мықтылығы немесе орнықтылығы) қамтамасыздандырылуы керек.
Тамақ өндірісіндегі жылу объектілерінде көбіне желі ішіндегі әрбір объектіге берілген параметрлері және кешігу буындары болады, оларға келіп түсетін әсерлер әртүрлі арналармен өтеді. Мұндай объектілерге көбінесе реттеудің екі контурлы жүйелерін қолданған жөн. Жоғарыда айтылғанға сәйкес олардың бапталуы жүйенің орнықтылығын қанағаттандыруы керек. Бірақ қазіргі кезде екі контурлы жүйе есептері шектік дәрежедегі орнықтылық талаптарына сай жасалмаған.
Басқару жүйелерін құрастыру үшін объекттің динамикасының математикалық моделін білу керек. Бірақ әдебиеттерде жылуалмастырғыштың басқару объектілерінің параметрлерін тарататын және автоматы басқару теориясының классикалық әдістерімен жүйенің есептеріне жарамды болатын математикалық моделдері қарастырылмаған
Автоматы реттеу мен басқарудың негізгі мақсаты өндірістік үрдісті сипаттайтын берілген тізбек бойынша орындалатын әртүрлі операциялардың автоматты орындалуы немесе алдын ала орнатылған заң бойынша ондағы мәндерді ұстап тұру немесе өзгерту боп табылады.
Автоматы реттеу электрометрияда кеңінен қолданылады, сонымен қатар электрлік пештердің кедергілерінің температуралық режимдерінде, пештік аппараттардың әртүрлі механизмдерінің автоматтты басқару жұмыстарында. Индукционды пештер мен құрылғыларда кернеудің қорек көзі мен құрылғының қуат коэффициенті, жеке үрдістердің қызу ұзақтығы және олардың жылулық режимі автоматы түрде реттеледі. Доғалық және термиялық пештерде берілген деңгейде олардың қуатын ұстап тұратын және олардың режимін тұрақтандырып тұратын, бұл пештердің кешендік автоматизациясының жұмыстарын жүргізетін автоматы реттеуіштер қолданылады.
Кейбір электротермиялық пештер өнеркәсіптік масштабта автоматтандырусыз ешқандай жұмысқа қосылмайды. Себебі, автоматтандыру ақаулықты азайтады, өнімнің сапасын жоғарылатады, өндірістің технологиялық көрсеткіштерін жақсартады, қызмет көрсету персоналын азайтады және олардың жұмыс істеу жағдайын жақсартады.
Электрлік пештерде әртүрлі материалдарды берілген температураға дейін қыздыру арқылы кедергі пайда болады.
Көп жағдайларда қыздырылғаннан кейін өнімнің температурасы қажетті шамаға келу үшін немесе қажетті уақытта үрдіс тізбегінен өту үшін кететін уақытты талап етеді.Осыған байланысты температураны автоматы реттейтін құрылғылардың негізгі мақсаты өнімді техникалық үрдістің талаптарына сай қажетті температураға дейін қыздырып сол температурада ұстап тұруды қамтамасыз ету. Бұл талаптар кең көлемде өзгеруі мүмкін.
Абсолюттік нөлдік температура. Кельвин шәкілі бойынша нөлге тең температура, мұндай температурада термодинамикалық жүйе ең төменгі энергияға ие болады. Бұл температура Фарангейт шәкілі бойынша -- 459,67°Ғ немесе Цельсий шәкілі бойынша -- 273,15 °С-қа сәйкес келеді және кез келген жүйе үшін теориялық тұрғыдан ең төменгі температура болып табылады. Газ қысым тұрақты болған кезде температураның түсуіне байланысты сығылады. Идеалды газ нөлдік температурада нөлдік көлемге жетуі мүмкін еді. Дегенмен температура абсолюттік нөлден жоғары болса, нақтылы газ газға немесе сұйықтыққа айналады. Абсолюттік нөлдік температурада жүйенің молекулалық (ішкі) энергиясы ең төменгі деңгейде болады, оны басқа жүйелерге беруге болмайды. Кельвин температуралық шәкілі үшін абсолюттік нөлдік температура нөлдік белгі болып табылады, ал бұл шәкілдің басты бірлігі болып Кельвин градусы қызмет атқарады.Роберт Бойль Абсолют нөл идеясын ұсынған адам.Абсолют нөл - молекулалардың жылулық қозғалыстары түгелдей тоқталатын кезіндегі ең төмен шекті температура. Бойль-Мариотт заңы бойынша мұндай температура кезінде нақты газдың қысымы мен көлемі нөлге тең болады.
Абсолют нөл табиғатта мүмкін болатын температураның ең төменгі шегі -- 273,16 К-ге тең, яғни жүз градустық шкала бойынша алынған нөлден 273,160 төмен. Термодинамикалық температура шкаласының және абсолют нөл температурасының болуы термодинамиканың екінші бастамасы тұжырымынан шығады. Температура абсолют нөл температураға жақындаған сайын жылудың энтропия, жылу сыйымдылығы т.б. сипаттамалары нөлге жуықтайды. Температураны дәл абсолют нөл температураға жақындату -- өте күрделі проблема. Дегенмен, соңғы кезде абсолют нөл температурасына градустың миллиондық үлесі жетпейтіндей температура алынды.
Сурет 1. Абсолютнөлтемпературасынаградустыңм иллиондықүлесі
Халықаралық тәжірибелік температуралық шкаласы(ХТТШ) өлшеуде өте ыңғайлы болып табылады, ол (негізгі реперлі нүктелер) заттың фазалық тепе-теңдік температурасын өндіруге негізделген. Негізгі реперлі нүктелер арасындағы температура интервалы интерполяциялық формула арқылы анықталады, ол халықаралық тәжірибелік температура шкаласының мәнімен эталондық құрылғылардың көрсеткіштерінің арасындағы байланысты орнатады.
Сурет 2. Манометрлі термометрлер
Манометрлі термометрлер оларда оқшауланған көлемде орналасқан, газ немесе булысұйықтың қоспасы, температураға байланысты сұйықтың қысымы өзгереді. Олар 5-тен +630 ОС - ға дейінгі температураны өлшеуде қолданады.
Кедергі термотүрлендіргіштері, температура өзгергенде әртүрлі материалдардың электрлік кедергілерінің өзгеруне негізделген.Бұл жағдайда температураны өлшеу шегі мынаны құрайды 10-260 тан + 1100 ОС металлды үшін, - 100 ден +300 ОС жартылайөткізгішті кедергі термометрлері үшін термистрлер.Термоэлектрлі термометрлер (термоэлектрлі түрлендіргіштер), олардың жұмыс істеу принципі әртекті термоэлектрод-өткізгіш немесе жартылай өткізгіштен тұратын тұйықталған тізбектің біреуінің температурасы өзгергенде электрқозғаушы күшінің пайда болуына негізделген. Олар - 50 ден + 2500 ОС дейінгі температураны өлшеуге қолданады. Жоғарыда аталған термометрлер температураны өлшеуге арналған контакты құралдар қатарына кіреді.
Қазіргі кезде электронды пештердің түрлері кеңінен қолданылуда. Олардың басты ерекшеліктері:
- кішкентай объектілерде жоғары энергия мөлшерін компенсациялау және жоғары қыздыру жылдамдығын және қажетті температураны алумүмкіндігі;
- өнімнің біркелкілігін жоғары дәрежеде қамтамасыз ету;
- үрдістегі қуаттың оңай ретттеуінің мүмкіндігі, температуралық режимді автоматтандыруының оңайлылығы;
Берілген дипломдық жобада реттеу объектісі ретінде нан пісіру электрлік пешінің температурасын автоматты реттеу жүйесі қарастырылған. Жүйені автоматты реттеу арқылы пештің температурасының өзгеруін тез арада және сапалы түрде реттеп отыруға болады.
1.2 Нан пісіру пештерінің түрлері
Нан пісіру пештері бұл өндірістің ең негізгі технологиялық жабдығы болып есептеледі. Пештің өнімділігі әдетте өндірістік қуаттың мөлшеріне байланысты болады. Өндірістік нан пісіру пештері мынадай негізгі элементтерден тұрады: пісіру камерасынан, жылу генераторынан,жылу беру жүйесінен және қосымша элементтерден.
Пештің құрылым ерекшеліктеріне байланысты, төмендегідей топтарға жіктеуге болады.
А) Технологиялық белгілері бойынша: арнайы нан түрлерін пісіруге немесе нанның көптеген түрлерін пісіруге арналған пештер.
Б) Өнімділігі бойынша: шағын өнімділікті (пеш табанының ауданы 8 м2 аспайтын пештер), орташа өнімділікті (табан ауданы 25 м2 аспайтын пештер) және жоғары өнімділікті пештер (табан ауданы 25 м2 асатын).
В) Пісіру камерасын қыздыру жүйесіне байланысты: тұйық пештер немесе тоннельді пештер болып бөлінеді.
Г) Оттықта жағатын отын түріне байланысты: газбен, сұйық отынмен, электор қуатымен және қатты отынмен қыздырылатын пештер.
Д) Жұмыс істеу тәртібі бойынша: үздіксіз немесе периодты жұмыс істеу пештері.
Е) Тасымалдау органына байланысты: аспалы бесікшелерге бекітілген қалыптары бар немесе сым торлы таспасы бар пештер.
ПХС-25 м нан пісіру пешінде көптеген нан өнімдерінің түрлерін, тоқаштар және прянниктер пісіруге болады.
Техникалық сипаттамалары
Өнімділігі,кгсағ:
Массасы 1кг қалыпта пісетін нан 600
1.3 Құрылғының функционалдық сұлбасының сипаттамасы
Электрпештерінің металды жүрекшесінің қызу температурасының автоматты түрлену жүйесінің функционалды сұлбасы төмендегі 1 суретте көрсетілген:
Сурет 3.Электрпештерінің металды жүрекшесінің қызу температурасының автоматты түрлену жүйесінің функционалды сұлбасы.
Температуралық режимді автоматты реттеу реттелетін шаманың берілген мәннен ауытқуына әсерін тигізетін белгілерді тудыратын, кері байланысы бар басқару жүйелерімен жүзеге асады
Зерттеу объектісі ретінде СУОП-015.2012М-43 өнеркәсіптік электрлік пешін қарастырамыз, ол ВРТ-3 жоғары жиілікті температураны реттеуіш базасында орындалған және температураны автоматты тұрақтандыру жүйесіне жатады.
Электрлік пеште температураны автоматты тұрақтандыру жүйесі аналогты электрлік тармақтарының автоматтандыру құралдары мен өндірістік аспаптардың мемлекеттік жүйесіндегі өндірістік аспаптарға сай орындалған. Оның құрылымдық сұлбасы 2 суретте көрсетілген.
И-102
Р-111
У-252
ЭП
тД
t
i
U
f
ÂÐÒ-3
Uбер
Сурет 4.Зерттелінетін АБЖ нің құрылымдық сұлбасы
Сигнал датчик температурасынан тД (термопара) кіріске беріледі. И-102 блогынан термопара сигналы қондырылған бергіш(задатчик) пен компенсацияланады және ол сигналдар айырмашылығы И-102 блогының алдын ала күшейткіші көмегімен күшейтіледі.
Күшейтілген сигнал қателігі реттелетін аналогты аспап Р-111 кірісіне келіп түседі, онда олар П, ПИ, ПИД реттеу заңдары арқылы өзгертіледі немесе қалыптасады. Реттеудің типтік заңдарын қолдану кері байланыстың тізбегіндегіRC- буындарының коррекциялануын (түзетілуін) қолданатын операционды күшейткіш базасында іске асады. Р-111 де шығыстағы тоқты және баланстың жойылуын , динамикалық баптау органдарын, басқарудың ажыратып-қосқышын, яғни объектті қолмен басқаруға көшіретін және "соққысыз" ауысуды қамтамасыз ететін индикаторлар бар.
Күшейтілген сигнал У-252 шығысынан кернеу түрінде электрпешінің (ЭП) қызу тізбегіне беріледі.
Егерде температураны реттеудің автоматты жүйесінің жалпы түрдегі функционалдық сұлбасын қарастырсақ, онда ол төмендегідей болады.
Сурет5.Температураны реттеудің автоматты жүйесінің функционалдық сұлбасы
Температураныавтоматыреттеужүйесіні ңжалпыжұмысістеупринципіобъекттің (біздіңжағдайдапештің) температурасынталапетілетіндеңгейде ұстаптұру. Бұлкелесідейкезеңдерденөтеді: (П) пештегітемпературадатчигінен (ТД) температураныңмәнереттеушіқұрылғыға кептүседі, олөзкезегіндеалынғанмәннемесеақпара тнегізіндебасқарушыәсертұрғызады. Бұләсерреттеуішкеорнатылғанбасқаруа лгоритмібойыншақалыптасады(формируе тся).
Арықарайреттеушіқұрылғыдан (РУ) сигналорындаушықұрылғыға - кернеудіңтиристорлықреттеуішінебері леді, олфазажылжытқышқұрылғымен (ФСУ) басқарылады. Фазажылжытқышқұрылғыныңжұмысістеупр инципіреттеуішсигналдарынасәйкестир исторлардыңқосылубұрыштарықыздырғыш қаберілетінкернеутемпературанықажет тідеңгейдеұстаптұраалатындайболуыке рек. Талапетілетінтемпературабергіш (задатчик)(З) көмегіменорнатылады.
Автоматтыбасқаружүйесініңалгоритмді ксұлбасынқұрастыруүшінсұлбаныңфункц ионалдықэлементтерініңәрқайсысыныңб ерілісфункцияларыналамыз.
а) алдын ала күшейткіштің дифференциалдық теңдеуін былай жазсақ:
Uу=К2U
Лаплас түрлендірілуін қолданамыз да теңдеудің операциялық жазылуын аламыз, одан беріліс функциясын табамыз:
Uу(p)=k2U(p)
W1(p)= =k2 =100
Осыдан инерциясыз буынды алатынымыз белгілі болады.
б)магнитті күшейткіш мынадай дифференциалдық теңдеумен көрсетіледі:T1 + i = k1Uу
егер беріліс функциямыз төмендегідей болса:
i(p)(T1p + 1)=k1Uу(p)
W2(p) = = =
Бұл жерде буынымыз инерционды.
в) қыздыру элементі бар электрлік пеш келесідей түрде дифферециалдық теңдеумен шешіледі:
T0 + = k0i
Оның беріліс функциясы мынадай түрде болады:
Θ(p)(T0p+1)=k0i(p)
W3(p) = = =
Мұнда инерциялық буын пайда болады.
г) Термопара келесідей дифференциалдық теңдеумен өрнектеледі:
T2 + UT = kTθ
Оның беріліс функциясы мынадай түрде болады:
UT(p)(T2p + 1) = kTθ(p)
W4(p)= = = - инерцилық буын.
Сурет6. Пештің температурасын басқару жүйесінің алгоритмдік сұлбасы.
Тұйықталмаған жүйенің беріліс функциясын тапсақ былай болады:
W(p)=W1(p)*W2(p)*W3(p)*W4(p)= =
Берілген әсер бойынша реттелетін мәннің тұйықталған жүйесіне беріліс функциясын табамызФ(p)= =, ары қарай берілген әсер бойыншареттелетін мәннің тұйықталған жүйесіне реттеу қателігінің беріліс функциясын табамыз:
Ф(p)= 1-Ф(p)= =
1.4Құрылымдықсұлбаныңсипаттамасы
Сурет7.Температураныавтоматыреттеуж үйесініңқұрылымдықсұлбасы
Жүйенің кірістік сигналы Uз кернеуі, ол датчик шығысындағы кернеуімен салыстырылады Uд ≈ Θ. Егер Uз != Uд болса, онда ε = Uз - Uд қателігі табылады.
Егер Uз Uд деп қарастырсақ, онда ε 0. Ары қарай қателік реттеуші орган РО кірісіне түседі, ол жерде ол күшейтіледі.реттеуші орган мынадай беріліс функциясына ие.
Uржоғарылағансайын,тиристорбұрыштар ытөмендейді, себебі
демек Uк қызу кернеуі дежоғарылайды.
Ркда өз кезегінде мәндері жоғарылайды:
демек,пештегітемпературадажоғарылай ды.
Егерε 0болса, ондапештемпературасыжылуалмасуәсері нентөмендейді.
Заңбойынша, жұмысістептұрғанреалдыжүйелердеорын даушымеханизмдерменбасқаруобъектіле рінашыпкөрсетуқиындауболады, себебіқұрылғыныңқұрылымдықсұлбасыон ыңқысқартылғанүлгісіретіндеболадыжә некейдебірнешереалдыобъекттібірблок қақоыптұруымүмкін ,кейдекерісіншебірнешеблокқабөліпта стауымүмкін.
Берілгенсұлбадағыбелгілердібылайшақ абылдасадаболады:
1) Басқару объектісі қыздыру пеші.
2) Реттеуші әсер тудыратын Uккернеудің тиристорлық реттеуіші.
3) Өлшеуіш құрылғы реттелетін айнымалыға белгілі функционалдық тәуелділігі бар, сигнал тудыратын, жүйе объектісінің негізгі элементі - датчик.
1.5Басқару объектісін сипаттау. Оның динамикалық және статикалық сипаттамалары.
Сурет 8. Басқару объектісі
Басқару объектісі қыздыру элементі бар пеш десек, онда тиристорлы түзеткішпен басқару жүзеге асады. Пештің изоляциясының жылулық кедергісі γкоэффициенті бар күшейткіш блогі және сумматорлар көмегімен жасалынады. С - пеш сиымдылығы. Төменде Matlab бағдарламасымен алынған пештің сипаттамалары көрсетілген.
Сурет 9.Matlab бағдарламасымен алынған пештің сипаттамалары
Сурет 9.Matlab бағдарламасымен алынған пештің сипаттамалары
1.6Өлшеуішқұрылғыныңжұмысістеупринц ипі
Датчиктіңберілісфункциясы
Температура датчигі ретінде термисторды қолдануға болады.
Термистор - жартылай өткізгішті резистор, оның электрлік кедергісі температураның өсуіне қарай жоғарылайды немесе төмендейді. Термисторлердің температуралық кедергі коэффициенті көбіне өте үлкен боп келеді (металл коэффициентінен он есеге үлкен), құрылғы қарапайымдылығы, әртүрлі механикалықжүктемелерде және әртүрлі климаттық жағдайларда жұмыс істей беруі, сипаттамаларының уақытқа тәуелсіз тұрақты болып тұруы оның артықшылықтарына жатады.
Терморезисторларды стержень, құбырлар, дисктер, шайбалар, моншақтар және ұнтақтау металлургиясы әдістеріне сәйкес жұқа пластинкалар ретінде жасалынады; олардың өлшемдері 1 -- 10 мкм-нен 1 -- 2 см аралығында болады. Терморезисторлардың негізгі параметрлері: номиналды кедергі, кедергінің температуралық коэффициенті, жұмыстық температурагың интервалы, таратылудың максималды жіберілетін қуаты.
Датчиктің қателігін келесідей түрде есептеуге болады:
; , =,
демек датчиктің қателігі 5% пайызды құрайды.
Зерттелінетін жүйедегі қолданылатын датчиктің сипаттамасын аламыз:
Сурет 10.Зерттелінетін жүйедегі қолданылатын датчиктің сипаттамасы
1.7 ТРМ 10 реттеуішінің қолданылуы
Температураны өлшейтін- реттеуішТРМ 10пропорционалды - интегралды - дифференциалды(ПИД) заңы бойынша аналогты немесе импульсті басқару жүктемелерінің кірістік параметрін өлшеуге арналған, сонымен қатар талап етілетін шектеулерден немесе екі позиционды реттеуден параметрлердің асып кетуі туралы мәлімет не сигнал беретін қосымша сигналдың қалыптасуын қамтамасыз етеді.
Дәлдік класы 0,50,25;
Температура реттеуіші үш типті корпуста шығарылады: қабырғаға ілінетін (настенный Н), щиттелген Щ1 және Щ2;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Температура,қысым, ылғалдылық, шығын, деңгей датчиктерінің кең спектрін қосатын әмбебап кірісі бар;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Қыздырғыш немесе тоңазытқыш режимін қолданып, өлшенген мәнді ПИД заңы бойынша реттейді;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Заманауи тиімді алгоритм бойынша ПИД - реттеуішті автобаптауға болады;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Талап етілетін шектеулерден немесе екі позиционды реттеуден параметрлердің асып кетуі туралы мәлімет не сигнал беретін қосымша сигнализация үшін қосымша кірісі бар;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Қуатты реттеу (мысалы, инфрақызыл шамды басқару үшін)ОВЕН БУСТ аспабымен 4...20 мА аналогты шығысы бар модификацияланған реттеуіш;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Үш фазалы жүктемені басқару мүмкіндігінің болуы;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Импульсті қорек көзі 90...245 В 47...63Гц;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Белсенді датчиктер үшін ішіне орнатылған 24В қорек көзі бар;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Аспаптың панелінің бетіндегі батырмалар арқылы бағдарламалауға болады;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Қорек көзін өшіргенде баптамаларды сақтап қалады;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Жоспарланбаған өзгертулерден баптамаларды қорғау.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
ТРМ 10 ның негізгі артықшылықтары
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Бөгеуілдерге орнықтылығы жақсартылған - жаңа ТРМ 10 толығымен МЕМСТ 51522 талаптарына электромагнитті А классты жабдықтары үшін сапалық критериі А функционалдауға сәйкестендірілген;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Сенімділігі жоғары - істен шығуға дейін 100000 сағат;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Өлшеу дәлдігі өте жоғары - өлшеу қателігі 0,15 % тен аспайды (дәлдік класы 0,250,5);
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Аралық тексеру интервалы ұзартылған -- 3 жыл;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Кепілдік уақыты ұзартылған -- 5 жыл;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Климаттық жұмыс істеу көрсеткіштері жақсартылған -- жұмыс істеу температурасының диапазоны -- 20 тан+50 Сқа дейін;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Әмбебап кірісті - аспап барлық әртүрлі типті датчиктермен жұмыс істей алады;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Барлық мүмкін құрылғылар типтері:
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Р -- эм реле;
К -- транзисторлы оптопара;
С -- симисторлы оптопара;
С3 -- үшфазалы жүктемені басқаруға арналған үш симисторлы оптопара ;
И -- САТ(ЦАП) параметр -- ток 4...20мА;
У -- САТ(ЦАП) параметр -- кернеу 0...10В;
Т -- қатты денелі релені басқаруға арналған шығыс.
Қорек көзі кернеуі кеңейтілген диапазонды 90...245В жиілігі 47...63Гц
24В ті қорек көзі жаңа ТРМ 10 ның барлық модификацияларында орнатылған - белсенді датчиктерді, шығыстық аналогтық құрылғыларды (ЦАП) немесе басқа да төменвольтті АБЖ ң тізбектерін қоректендіру үшін;
ПИД-реттеуіштің жетілдірілген математикалық моделі -- автобаптаудың заманауи алгоритмібар.
ТРМ 10 ның ПИД - реттеуішінің негізгі функциялары
ТРМ 10 температура, деңгей, шығын, қысым және т.б. датчиктерді қоса алатын әмбебап кірісі бар
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Қыздырғыш немесе тоңазытқыш режимін қолданып, өлшенген мәнді ПИД заңы бойынша реттейді;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Заманауи тиімді алгоритм бойынша ПИД - реттеуішті автобаптауға болады;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Талап етілетін шектеулерден немесе екі позиционды реттеуден параметрлердің асып кетуі туралы мәлімет не сигнал беретін қосымша сигнализация үшін қосымша кірісі бар;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Қуатты реттеу (мысалы, инфрақызыл шамды басқару үшін)ОВЕН БУСТ аспабымен 4...20 мА аналогты шығысы бар модификацияланған реттеуіш;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Үш фазалы жүктемені басқару мүмкіндігінің болуы;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Импульсті қорек көзі 90...245 В 47...63Гц;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Белсенді датчиктер үшін ішіне орнатылған 24В қорек көзі бар;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Аспаптың панелінің бетіндегі батырмалар арқылы бағдарламалауға болады;
Қорек көзін өшіргенде баптамаларды сақтап қалады;
Жоспарланбаған өзгертулерден баптамаларды қорғау.
Температура реттеуішінің функционалдық сұлбасы
Стандарт бойынша ТРМ 10 комлектациясында екі шығыстық құрылғы бар (ШҚ) (ВУ):
ШҚ1(ВУ1) -- аналогты немесе ШИМ-сигналды басқаруды жүктемемен қалыптастыру үшін
ШҚ2(ВУ2) -- екі позиционды реттеуге немесе сигнализация үшін арналған.
Температура реттеуіші ТРМ 10 температура датчигін қосатын кірісі бар және мәліметтерді өңдейтін, басқару сигналдарын қалыптастыратын микропроцессорлы блогы барбірканалды ПИД реттеуіші ретінде жасалған.
Температура реттеуішінің кірістері
Температура реттеуіші ТРМ 10 келесідей датчиктерді қосатын әмбебап бір кірісі бар :
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
ТСМ немесе ТСП 50100, Pt100 типті кедергі термотүрлендіргіштері;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
ТХК, ТХА, ТНН, ТЖК, ТПП(S), ТПП(R), ТВР(А-1, 2, 3), ТПР(В), ТМК(Т) термопаралары;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
0...5 мА, 0(4)...20мА унифицирленген сигналды тоғы бар немесе −50...+50 мВ, 0...1В кернеуі барбелсенді датчиктері.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Температура реттеуішінің ішінебелсенді датчиктер үшін 24 В +- 10% қорек көзі енгізілген
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Мәліметтерді өңдеу блогы
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Кіріс сигналын өңдеу үшін арналған (сандық фильтрация мен коррекциялау үшін), өлщенген мәнді индикациялау мен басқару сигналдарын қалыптастыру үшін арналған.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Мәліметтерді өңдеу блогына тағы екі логикалық құрылғы кіреді ЛҚ(ЛУ): ПИД реттеуіші және салыстырушы құрылғы (компаратор). Реттелетін мәннің көрсетіліп жатқан мәндері екі логикалық құрылғыға да барып отырады. Әрбір логикалық құрылғы өзіне тән баптаулары болады және олар бір-біріне тәуелсіз жұмыс жасайды.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
ПИД-температура реттеуішінің жұмысы
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
ПИД-температура реттеуіші - өзінің шығысында реттелетін шамасы берілген мәннен ауытқуын біртіндеп азайтуға апаратын басқару сигналын жасайыд. Аспапта орнатылған шығыстық құрылғыға байланысты бұл сигнал ШИМ импульсіне немесе 4...20мА болатындай аналогты сигналға түрленуі мүмкін.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
ТРМ10 дағы 4...20мА өлшемді ток шығыстағы сигналды ФИМ типті импульске түрлендіре алады және аспапты қуатты реттеуге қолдануға болады, мысалы инфрақызыл шамды басқаруға болады.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Импульстердің ізділігінің периодын 1 ден 99 с диапазон ішінде оператор немесе қолданушының өзі бекіте алады, ал ұзақтығы ПИД реттеуішінің шығыстық сигналының мәніне пропорционал.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
ПИД-температура реттеуішінің өз-өзін баптауы
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
ПИД-температура реттеуішініңөз-өзін баптайтын (самонастройка) режимі бар, ол кезде реттеуіш реттеу жүйесіне оңтайлы параметрлерді анықтай алады:
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
-интегралдау тұрақтысы;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
-дифференциалдау тұрақтысы;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
-пропорционалдық жолақтар;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Салыстыру құрылғысының жұмысы (компаратордың)
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Салыстыру құрылғысы(компаратор) екі позиционды заң бойынша өлшенетін мәнді реттеуге немесе берілген мәнге жеткендігі туралы сигнализациялауға арналған. Қолданушы немесе оператор бағдарлама түрінде компоратордың іске қосылу логикасын бере алады:
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
-түзу гистерезис (қыздырғыш үшін);
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
-кері гистерезис (тоңазытқыш үшін);
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Шығыстық құрылғылар
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
ТРМ10 ға стандарт бойынша логикалық құрылғыға мықтылап қатырылған екі шығыстық құрылғы орнатылады ШҚ1(ВУ1)жәнеШҚ2(ВУ2).
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
ПИД реттеуіштің шығыстық құрылғысының келесідей типтері бар:
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
-дискретті (эм реле 4А, транзисторлы немесе симисторлы оптопара, сыртқы қатты денелі релені басқаруға арналған шығыс);
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
-ЛҚ ның шығыс сигналын сандық аналогтық түрлендіргіш тоққа 4...20мА немесе сыртқы қорек көзінен қоректенетін 0...10В кернеуге.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Компоратордың шығыс құрылғысы реле 8А боп табылады.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Сонымен қатар, ТРМ 10 үш фазалы жүктемені басқара алады. Онда аспапқа тек қана бір ШҚ орнатылады, ол үш симисторлы оптопарадан тұрады, олардың бақылау сұлбасы нөл арқылы өтеді.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Температура өлшеуге арналған аспаптардың басқа да түрлері бар, оларды да атап кетейік:
Сурет 11.ОВЕН ДТС3194-PТ1000.
ОВЕН ДТС3194-PТ1000.B2.2502 датчигі құбырлардағы контурлы жылыту кезіндегі температураны өлшеуге арналады.
Датчик сыртқы коникалық бұрандаға ие R12" және дәнекер кабельден тұрады, ұзындығы 2м.
Сезімталдық элементі - Pt1000.
Температура ортасы
- 50...+120 °С
Қателік
(0,3+0,005t) °С
Ұзындығы:
- қауыз (қалтқылы бөлігі)
50 мм
- кабельді шығару
2 м
Сенсор типі
Pt1000 РСА1.2010.10L
Материал қорғау арматурасы
12Х18Н10Т
Қосылу схемасы
Екі сымды
Материал кабелі
силиконды кабель AWG24x2
(сыртқы орта әсеріне төзімді)
Қорғаныс деңгейі
IP67
Сурет 12. ОВЕН ДТС194 термотүрлендіргішінің габаритті сызбасы
Сурет 13. ОВЕН ДТС3015-PТ1000
ОВЕНДТС3015-PТ1000.В2.200 датчигіжелдеткішкезіндегіауалысудың температурасынөлшеугеарналады. Кабельдіңкорпусқақосылуыүшінарнайыс аңылауорналастырылған, олөзкезегіндебітеуішпенжабылады.
Датчиктіңқалтқылыұзындығы (монтажды) бөлігі200 мм.
Сезімталдық элементі - Pt1000*.
Температура ортасы
- 50...+120 °С
Қателік
(0,3+0,005t) °С
Монтажды бөлігінің ұзындығы
200 мм
Сенсор типі
Pt1000 РСА1.2010.10L
Қосылу схемасы
Екі сымды
Қорғаныс деңгейі
IP54
Сурет 14. ОВЕН ДТС3015 термотүрлендіргішінің габаритті сызбасы
Сурет 15. ОВЕН ДТС3225-PТ1000
Тағайындалуы
ОВЕН ДТС3225-PТ1000.В2 судың қапталған температура датчигі құбырлардағы контурлы жылыту кезіндегі температураны өлшеуге арналады.
Датчик құбырға бекітіледі, бекіту процесі қамыт арқылы іске асады. Жылу өткізгішті жақсарту үшін мысты тілімі бар, ол құбырдың қажет диаметріне дейін майысады. Кабельдің корпусқа қосылуы үшін арнайы саңылау орналастырылған, ол өз кезегінде бітеуішпен жабылады.
Сезімталдық элементі - Pt1000*.
Орта температурасы
- 50...+120 °С
Қателік
(0,3+0,005t) °С
Құбыр диаметрі:
- номиналды
40 мм или 114"
- минималды
20 мм или 12"
- максималды
Қамыт мөлшерінде ғана шектеледі
Қосылу схемасы
Екі сымды
Қорғаныс деңгейі
IP54
Сурет 16.ОВЕНДТС3225 термотүрлендіргішініңгабариттісызба сы
2 Арнайыбөлім
2.1 Басқаруобъектісініңматематикалықмод елінқұру
Басқаруобъектілерініңматематикалықс ипаттаммаларыныңәдістері
Жоғарытиімділіктібасқаружүйелерінқұ растыруүшіналдыменбасқаруобъектісін іңматематикалықмодельтүріндегісипат тамасықажет.
Күйайнымалыларыныңтәуелділігібелгіс ізбасқаруобъектілерінкеңістіккоорди наталарындабасқару (жинақталғанпараметрлерібарсызықтык өпөлшемдіжүйелер) қарапайымдифференциалдытеңдеулергеи есызықтыжүйелернемесеЛапласбойыншак өрсетілгенсипаттамаларғасайжүйелерқ олданылады.
Көпөлшемдісызықтыжүйелердіқарастыра йық, мұндаm - басқарулары, l - әсерлеріжәнеk - кірістері. Уақыт бойынша алынған жинақталған параметрлері бар сызықты жүйелер моделі:
(2.1)
мұнда х(t) - жүйе күйінің векторы, ;
u(t) - басқару (кірістерді) векторы , ;
у(t) - шығыстар векторы, ;
f(t) - әсерлер (возмущений) векторы , ;
А - nxn өлшемдігінің матрицасы;
В - nxmөлшемдігінің матрицасы;
D - nxөлшемдігінің матрицасыl;
С - kxnөлшемдігінің матрицасы
Лаплас түрлендіруін жүйеге қолданып, кешендік ауданында эквиваленттік моделін аламыз:
(2.2)
немесе
(2.3)
A, B,C және D тұрақты матрицаларда көрсеткіштер эквивалентті болғандықтан, жиіліктік немесе уақыттық көрсеткіштер ыңғайына қарай таңдалады. Мұндай модельдерді құрастырудың екі жолы бар: заттың энергиясы мен сақталу заңы түріндегі фундаменталды физикалық қатынастар немесе модельдердің параметрлерін эмпирикалық мәндері бойынша қайта орнату, мұндағы екінші жолы тәжрибеде көбірек қолданылады.
Объекттің математикалық моделін құрастыру үшін модельдердің параметрлерін эмпирикалық мәндері бойынша қайта құру қолданатын болсақ. Ол үшін зертханалық құрылғылар көмегімен басқару объектісін зерттейтін және математикалық модельқұратын мәліметтер аламыз. Ол өтпелі прцесстің мәліметтері қосымша А да көрсетіліп кеткен.
Өтпелі процесстің нормалануы MathCAD- та келесідей қатынаспен жүргізілді:
(2.4)
Сурет17.Өтпелі процесстің нормалануы
Бұл процесстердің динамикасы сәйкес келгендіктен екі процесстің мәліметтерін орташаландыруға болады, және орташаландырылған процесс үшін басқару объектісінің аппроксимациялық моделін іздеу керек.
Орташаландырылған өтпелі процесс төмендегі суретте көрсетілген.
Сурет 18.Орташаландырылған өтпелі процесс
Жалпы жағдайда объекттің беріліс функциясы үшін аппроксимацияланған өрнек құрылымы мынадай болады:
(2.5)
Басқару объектісінің күшейткіш коэффициентінКо статикалық сипаттамасы бойынша табуға болады. Беріліс функциясының уақыт тұрақтыларын жүйенің бірлік секірісінің реакциясына қарай табылады, яғни алынған орташаландырылған өтпелі процесс бойынша.
Пешті автоматтандыру кезінде басқару объектісіне қамырды дайын өнімге айналдыратын пісіру камерасы алынады. Пісіру камерасын автоматты басқару мәселесі келесідей, қамырдың қасиетін және пісіру процессінің механизмінің ерекшелігін ескере отырып пісіру камерасында жылу және ылғал алмасу шарты және ортаның параметрлерін тағайындау керек, яғни пісіру процессі тиімді, ал дайын өнімнің сапасы жоғары және стандартқа сәйкес болу керек.
Пісіру камерасының режимін басқару жүйесін синтездеу үшін міндетті түрде өтпелі және тұрақталған режимде кірістік және шығыстық режимнің арасындағы байланысты тұрақтандыратын математикалық модель тағайындау керек. Мұндай модельдің болуы пешті жобалау кезде автоматтандыру талабын қанағаттандыратын құрылымдық элементтерді таңдауға, ал қолданыстағы пештерде корректрлеуші элементтердің тиімді вариантын таңдауға мүмкіндік береді .
Пеш моделінің математикалық сипаттамасын аналитикалық есептеу арқылы немесе эксперименталь әдіспен алуға болады.
Кез келген пеш құрылымы жағынан көптеген ішкі кері байланысы бар және параметрлері тармақталған күрделі бейсызықты көпсиымдылықты объектіні көрсететінді, сондықтан оның математикалық моделін алу үшін, практикада қолдану үшін, қарапайымдататын қажеттіліктер еңгізіледі, яғни пешті құрылымы жағынан жеке бөліктерге бөледі, олардың әрқайсысын анықталған параметрлерімен, өзінің кірістік және шығыстық әсерімен сызықты бірсиымдылықты немесе екі сиымдылықты объект ретінде қарастырылады. 1-ші суретте ірі нан өнеркәсібінде қолданылатын және күрделі болып саналатын БН-50 тунелді пештің схемалық қимасы көрсетілген. Ол екі оттықты құрылғыдан 1 және 4, пісіру камерасының жоғарға түтіндік каналдан 2 және төменгі түтіндік каналдан 5 тұрады. Түтіндік каналдар және пісіру камерасы пештің ұзындығы бойынша бес бөлікке бөлінген І-V.
2.2 Нан пісіру камерасын автоматты басқару
Конвейерлі пештердегі пісіру процессін автоматтандыру үшін жылулық режимді келесідей басқару жүйесі қолданылады:
1) пісіру камерасының негізгі бөлігінде ортаның температурасы бойынша отын беруді автоматты басқару, қыздыратын газ, рециркуляция газы бойынша;
2) қыздыратын газ немесе рециркуляция газының және электрме қыздыру температурасы бойынша коррекциялау арқылы пісіру камерасының негізгі бөлігінде ортаның температурасы бойынша отын беруді автоматты басқару.
П, ПИ және ПИД- реттеу заңдылығымен жұмыс істейтін реттеуіштерді қолданғандағы көрсетілген жүйенің ЭЕМ моделдеудің салыстырмалық нәтижесікөрсетілген. Реттеу сапасының критериі ретінде келесідей оптималдық критерилер қабылданған, жоғарыда қарастырылған каналдар бойынша кездейсоқ әсерлер жүйесіне әсер еткенде Винера-Колмогорова критериі алдынады:
[z]- пісіру камерасындағы температураның ауытқуының квадраттар суммасының минимумы;
[x]- отын шығынының ауытқуының квадраттар суммасының минимумы.
Тұрақтылық жағынан пісіру камерасының жылулық режимінің ең жақсысы болып 9, 10, 11 варианттар саналады. Пеш жұмысының тиімділігі жағынан маңызды болып саналатын, отын шығынын реттеу шамасының ең аз ауытқуын 5, 6 және 10 варианттар береді. Сондықтан, оптималды екі критериді де ескере отырып тиімді деп қыздыратын газ температурасы бойынша коррекцияланатын пісіру камерасының температурасын реттеу жүйесін санаймыз. Мұндай жүйе пісіру камерасынның температурасын реттеудің жоғарға сапасын жүзеге асырады, кешігуі аз отын шығынының қозу компенсациясы бойынша. Бірақ пештің жылулық режимін реттеу жүйесінің қарастырылған барлық варианттар пешке түскен қамырдың сапасы бойынша реттелмейтін әсерледі ескермейді, нәтижесінде пісіру камерасының тұрақты температурасында дайын өнімнің сапасы - сыртқы бетінің түсі, қалыңдығы, жұмсағының физикалық қасиеті және т.б. - мейлінше өзгереді. Бұл қамырдың сапасын өзгерту арқылы дайын өнімнің сапасының біркелкі болмауын жоғарылатады, бірақ қыздыру газының температурасы мен пісіру камерасының температурасына әсер етпейді.
Отын шығынын басқару үш температураның функциясы арқылы жүзеге асады: пісіру камерасының негізгі бөлігіндегі ортаның, қыздыру газының және пештің шығысындағы дайын өнімнің қыздырылмайтын бөлігінде. Үш термопараны тізбектей қосады, ал термопараның қажетті күшейту коэффициентін ауыспалы кедергілерді іріктеу арқылы алады.
Мұндай жүйе пісірілетін нан өнімдерінің сапасының өзгеруі жағынан мүмкін қозуларына әсер етеді, өйткені дайын өнімнің бетінің температурасы өзгерген кезде қыздырылмайтын бөліктің температурасы біршама өзгереді, ол реттеуіш арқылы қабылданады. Мұндай шешім реттеу сапасын жоғарылатады, бірақ қамырдың сапасы бойынша қозулар көп болса жоғары сапалы өнім шығаруды кепілдемейді.
Қазіргі кезде пісіру процессі кезінде өнімнің дайындығын ескере отырып пісіру пешінің жылулық режимін оптималды басқару жүйесі өңделген. Ол екі реттеу контурынан тұрады, оның біріншісі отын беруді өзгерту арқылы пісіру камерасының температуралық режимін тұрақтандыруды жүзеге асырады, ал екіншісі өнімнің дайындылығына байланысты пісіру ұзақтығын басқару.
Екінші реттеу контурының негізі болып дайын өнімнің өлшеу түрлендіргіші саналады, ол орталық бөліктегі нанның температурасын дискретті өлшеу принципі бойынша жұмыс істейді. НӨҒЗИ мәліметтері бойынша бұл температура дайын өнімнің сұрыпына байланысты және ол 94-98оС тең болады. Экспериментальдік зерттеулер пісірудің соңына сәйкес, орталық бөліктегі нанның температурасы ӨО және пісіру жалғасының арасында сызықты байланыс болады .
Нан пісіру үрдісін автоматтандыру желісінде қолданылатын элементтерге таңдау жасау
Кептіргiш шкафтарда, пастеризаторларда, пештерде, cуыту техникасында, және тағы басқа технологиялық жабдықтарда қолданылады. Қысым, температура, ылғалдылық, шығын датчиктерінің кең қосылу үшін
әмбебап кірістері бар.
Сурет 19.Екі каналды өлшеуші-реттеуіш
Аналогты кiріс үшiн цифрларға фильтрлеу және кiретiн сигналдың коррекциясы жүреді.
Аспаптың функционалдық мүмкіндіктері:
-Кіріс сигналының сандық фильтрациясы.
-Өлшенетін өлшемнің квадраттық түбірін есептеу.
-Өлшенетін екі өлшемнің айырмашылықтары (Т=Т1-Т2).
-Өлшенген Т1, Т2 өлшемдердің ағындағы мәндерінің индикациясы.
-Айнымалы тоқтың қоректену кернеуі 90 ... 245 В 47-63Гц немесе тұрақты тоқ 20-375 В.
-Кірістірілген қорек көзі 24 В.
-Құрылғының беткі панелінің тетіктерін бағдарламалау.
-Қорек көзінен ажыратқанда күйдің сақталуы.
-Күйді бағдарланбаған өзгерістерден қорғау.
-Өлшемдердің жоғары дәлдігі - қателік15% жоғары емес.
-Ортадағы ауа температурасы: -20...+50⁰С.
-Әмбебап қорек көзі: = 90...264 В (номинал 220 В);
Сурет 20. Аспаптың функционалдық сұлбасы
Термодатчиктің кейбір үлгілері үшпозициялы импульсті реттеу заңдылығы бойынша шығарылады. Бұл жағдайда температураны бір канал бойынша реттеу үшін екі реле қолданылады (Р1 релесі және Р2 релесі). Реттеу режимі үшпозициялы деп аталады, себебі аспап қуатын басқару үшін үш команда қалыптасады (үш позиция) - қыздырылу қуатын жоғарылату (Р1 релесі қосылады), қыздырылу қуатын төмендету (Р2 релесі қосылады) және бейтарап позиция - екі реле де қосылады, қуат өзгермейді. Қуатты сатылы түрде өзгерту үшін импульсті басқару қолданылады. Қыздырылу қуатының жоғарылау және төмендеу сигналдары импульсті түрде беріледі. Импульстің ұзақтығы немесе импульстің қайталану ұзақтығы температураның уставкадан ауытқу шамасына тәуелді. Басқарылатын импульстердің арасындағы аралық уақыт және минималды уақыт баптау режимінің екінші деңгейінде жөндеуші береді.
Егер реттеу объектісінің жоғарғы жылулық инерциясы болса және жылуизоляциясы жақсы болса, онда импульсті басқарусыз үшпозициялы реттеу заңдылығы қолданылуы мүмкін. Бұл жағдайда Р1 релесі температураны жоғарылату командасын қалыптастырады, яғни қыздырғышты қосады, ал Р2 релесі температураны төмендету командасын қалыптастырады, яғни суытқышты қосу. Үшінші күй - екі реле де қосылады да, температура өзгермейді.
Температура реттеуіштері
ОВЕН ТРМ 1 термореттеуіші кептіру шкафындағы, пештердегі және басқа да технологиялық жабдықтардағы температураны өлшеу, тіркеу және реттеуге арналған.
Функционалдық мүмкіндіктері
* Кірістік шамаларды реттеу:
-екіпозициялық реттеу;- аналогты П- реттеуіш.
* Аналогты кіріс үшін кіріс сигналын сандық фильтрлеу және коррекциялауда
* Өлшенген шаманың шығыс сигналын 4...20 ма тіркеу
* Импульсті қорек көзі 90...245 В 47...63 Гц
* Аспаптың беткі панелінің тетіктерін бағдарламалау
* Баптауды өзгерістерден қорғау
2.3 Статикалық сипаттаманы құрастыру
Басқару объектісінің күшейту коэффициентін оның статикалық сипаттамасы бойыша табады. Әртүрлі эксперименттер арқылы келесі мәндерді алайық:
Кесте 1:
I, мА
0
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
0.5
0.55
0.6
0.65
0.7
T, C
2
13
41
79
117
158
200
239
280
319
355
390
Осы мәндерден алатын статикалық сипаттамамыз мынадай түрде болады:
Сурет 21.Статикалық сипаттама
Басқару объектісінің күшейткіш коэффициенті төмендегідей қатынаста болады:
(2.6)
2.4 Бірінші ретті математикалық моделді құрастыру
q=0 болған жағдайда бірінші ретті кешігуі бар математикалық моделді аламыз:
(2.7)
Нормаланған өтпелі процесстің күшейту коэффициенті бірге тең. Уақыт тұрақтысын мыа қатынастардан алуға болады:
(2.8)
(2.9)
(2.10)
Яғни, уақыт тұрақтысын табу үшін өтпелі процесстің графигімен қиылсатын 0.63 деңгейінде түзу жүргізу керек. Өтпелі процесіміз бірінші ретті болмағандықтан, оны сипаттау үшін кешігуді енгізу керек =61.
Сурет 22. Орташаландырылған өтпелі процесс
(2.11)
(2.12)
(2.13)
2.5 Аудандық әдіс бойынша математикалық модель құрастыру
q=1 және=0 болған жағдайда екінші ретті объектті аламыз. Уақыт тұрақтысы T1 жәнеT2 аудандық әдіс бойынша алуға болады:
(2.14)
Аудандық әдіс бойынша жүйенің математикалық моделін құрастырайық:
Алынғанмәніміз 0.75тенкішіболғандықтан,аудандықәді стіқолдануғаболмайды, аудандықәдістіңқысқартылғантүрінқол дануғаболады. Қысқартылған аудандық әдіс.
Бүгілу нүктесінің абсциссасы тең: ;
Күшейту коэффициенті: .
(2.15)
Уақыт тұрақтысын есептейік:
.
2.6 Ротач әдісімен математикалық моделді құрастыру
Өтпелі сипаттаманың орнатылған мәні h(infinity) сызығы мен абцисса осімен жанама боп өтетін нүктелер арасындағы уақыт интервалын Т0 анықтау үшін бугілу нүктесінде жанама жүргіземіз.
Қарастырылатын жағдайда : T0=440, tп=150, h(tп)=0,181.мәндерді енгіземіз: (q=1).
кешігуімізді =0 деп алып, келесі модельді аламыз:
(2.16)
T0 ді табу үшін бұрылу нүктесінен жанама сызық жүргіземіз де, 0 мен 1 деңгейлерімен қиылсатын нүктені табамыз.
Екінші ретті буын үшін Ротач әдісінің алгоритмін қолданамыз, яғни q=1 =61:
Мәндердің уақыт тұрақтыларын табайық:
Беріліс функциясы мынадай болады:
Өтпеліпроцессмынатеңдеубойыншаберіл еді:
2.7 Нан пісіру пешінің автоматтандырылған жүйесі
Автоматтандыру құралдары және аспаптардан жабдықталған рационалды жылыту жүйесі бар нан пісіру пештерін қолдану, әртүрлі энергия шығынын төмендетеді. Наубайханаларда көбінесе ПХС- 25 пешін қолданады. ПХС- 25 пеші әртүрлі салмақтағы үлкен диапазонды әртүрлі ассортименті нан- батон өнімдерін шығаруға арналған. ПХС- 25 пеші өзінің құрастырылуы жағынан көптеген жаңа үлгілерге сай шығарылып жатқан пеш түрлеріне ұқсас келеді. Тұйықталмаған камерасы, ауаның рециркуляциясы арқылы канальды қыздыруы бар.
Соңғы жылдары кең таралып келе жатқан тұйықталмаған құбырлы пештер де кіргішті- металдық шектеулер мен қатар жылумен қапталған каркасты- металдар да қолданады. Белгіленген жылу инерциясы арқасында мұндай пештерді қыздыру үшін 1-1,5 сағат қажет, сондықтан олар бір немесе екі бөлімді қамтамасыз етеді. Көбінесе пластикалық элементтерден жасалынатын конвейерлер бұл пеште жылу қатысында аз инерциялы жиелі подтан дайындалға. Туннельді пештерде көбінесе қызған ауалардың араласу принципі қолданады. Құбырдағы қызған ауа температурасы 550 С-ден аспауы керек. Бұл қыздырылатын металл құбырының жұмысының ұзақтығын ұзақтығын қамтамасыз етеді. Бұл пештер әртүрлі жағдайларда оңай тасымалданады. 8-суретте конвейерлі наубайханалық - желілі ПХС-25 пешінің қысқартылған сызба нұсқасы көрсетілген. Пешті қыздыру үшін газ немесе сұйық отын қолданады, ол арнайы екі жану құрылғысы арқылы жанады. Спиральды - стержань торлы конвейердің ені 2100мм, пісіру камерасының ұзындығы 1200мм. Конвейердің жетекші барабаны түсу құрылғысының жанында орналасқан. Жүкті конвейердің керуші механизмі. Керуші барабан бұрушы құрылғымен жалғанған, бұл конвейердің оң және сол бағытқа өзгеруін қамтамасыз етеді. Роликтер конвейерді қозғалысқа келтіреді. Конвейер жетегі электр - қозғалтқыштан, екі белдікті берілістен, вариатордан және редуктордан тұракды. Редуктордың шығыстық валы тісті жетекші барабанның валымен жалғанған.
Торды әртүрлі бітелу мен ластанудан тазалау үшін тордың төменгі жағынан тиеу құрылғысының жанында щеткалы механизм орнатылған. Пештер миниральды мақтамен қаптап, шектелген.
Наубайханалық құбырлы камераның ені - 2420мм, ұзындығы - 12000мм, биіктігі - 220мм. Пештің екі жағында қыздыру бөлімі орналасқан, біріншісі - тиеу жағында, екінші - түсіру жағында. Бұл екеуі де пештің бірінші бөлігінде орналасқан.
Қыздыру құрылғысы жану камерасынан және араластыру камерасынан тұрады. Жану камерасында цилиндрлі муфель, қызуға төзімді төсеніш жану массасының айналасынан қапталған. Қыздыру камерасының ұзындығы шамамен өзінің ұзындығының жартысына тең. Араластыру цилиндрі де қызуға төзімді төсеніштерден жасалған. Қыздыру және араластыру камераларының қабырғаларын суыту үшін арнауы терезелер арқылы салқын ауа үрленеді. Ол алдымен араластыру камерасын суытып, кейін қыздыру камерасына өтеді, содан соң қызған газбен араласып, қызу камерасынан каналдар жүйесіне беріледі.
Сурет23. ПХС-25 нан пісіру пешінің автоматтандырылған жүйесі
-2-бу, -19-метан, -40-жағатын газ.
Пісіру процесін автоматтандырғанда мыналарды қарастырылады, конвейердің электр жетегі арқылы басқарылуы және пеш желдеткіштері, пештің қызу температурасы көтерілген жағдайда автоматты қорғау құрылғысының іске келуі, пісіру камерасының температурасын реттеу, және будың шығыны мен өзгерісін автоматтандыру, пісіру камерасына түсетін ылғал ортаны реттеу, үздіксіз газ шығынын есептеу, автоматты бақылау және төтенше жағдайларда дыбыстық немесе белгілік көрсеткіштердің жұмыс параметрлері өзгерген жағдайда т.б. жағдайларда белгі беру қондырғысының іске асуын ескереді.
ПХС - 25 пешін автоматтандырудың сызба нұсқасы 23 суретте көрсетілген. Бұл тағам өнеркәсібін автоматтандыру институты арқылы құрылған. Пештің электр желісі арқылы басқарылуы арнайы кнопкаларды басу арқылы іске келеді. Пештің жануы 14а және 14б құрылғылары арқылы орындалады. Алаудың әр муфельге өтуін автоматтаған қорғау арқылы бақылап отырады. Муфель пешіндегі әртүрлі асқыну мен өзгерістерді де арнайы дифференциалды тигомер 6а, 6б. Қысым төмендегенде де белгі беретін сигнализация 19а, 19б. Муфель пешінің температурасы белгіленгін жағдайдан жоғарлап кеткенде КС 4 -4 типті потенциометр 17в қолданылады. Құбырларда ыстық газдардың дұрыс араласуы мен таралуы болмаған жағдайда ДРПВ - 2 типті 20а, 20б, 20в, 20г сигнализациялары арқылы ескертіледі.
Пеш белгілі бір температураға дейін қызғаннан кейін ішіне қамыр дайындамалары салынады. Пісіру процессі пеш температурасының автоматты реттелуі арқылы жүреді. Қөптеген пісіру ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Кіріспе
8
1
Технологиялық бөлім
10
1.1
Өндірістік пештің автоматты басқару жүйесінің сипаттамалары
10
1.2
Нан пісіру пештерінің түрлері
13
1.3
Құрылғының функционалдық сұлбасының сипаттамасы
14
1.4
Құрылымдықсұлбаныңсипаттамасы
17
1.5
Басқаруобъектісінсипаттау. Оныңдинамикалықжәнестатикалықсипатт амалары
18
1.6
Өлшеуішқұрылғыныңжұмысістеупринципі
20
1.7
ТРМ 10 реттеуішінің қолданылуы
21
2
Арнайы бөлім
29
2.1
Басқару объектісінің математикалық моделін құру
28
2.2
Нан пісіру камерасын автоматты басқару
32
2.3
Статикалық сипаттаманы құрастыру
35
2.4
Біріншіреттіматематикалықмоделдіқұр астыру
36
2.5
Аудандық әдіс бойынша математикалық модель құрастыру
37
2.6
Ротач әдісімен математикалық моделді құрастыру
38
2.7
2.8
2.9
Нан пісіру пешінің автоматтандырылған жүйесі
Үрдістегі реттелетін жүйесін зерттеу
Соңғы аппроксимацияланған модельді таңдау және ПИД-реттеуішінің параметрлерін анықтау
39
41
50
3
Еңбекті қорғау бөлімі
56
3.1
Еңбекті қорғау бойынша ұйымдастыру шаралары
56
3.2
Өндірістік қауіптер мен зияндылықтарды талдау
56
3.3
Сақтау шараларын қалыптастыру
57
3.4
Табиғи және жасанды жарықты ұйымдастыру
60
3.5
Оператор бөлмесіндегі өндірістік шуды төмендету шаралары
61
4
Экологиялық бөлім
63
4.1
Экологиялық мәселелер
63
4.2
Су ресурстарына зиянды қалдықтардың әсері
64
5
Экономикалық бөлім
66
5.1
Нан пісіру пешіне басқару жүйесін енізудегі техника экономикалық есептеу
66
5.2
Өңдеушілердің еңбек ақысы
66
5.3
Автоматтандыру құралдары мен аспаптарын сатып алуға кеткен шығындар
67
5.4
Автоматтандыру жүйесін енгізгеннен кейінгі экономикалық тиімділікті есептеу
68
Қорытынды
73
Қолданылған әдебиеттер
74
Кіріспе
Тамақөнеркәсібініңтехнологиялықүрді стеріндекөпжағдайлардадайынөнімдіал удыңбарлықкезеңдеріматериалдықағынд ардыжәнешикізаттардыжылуменөңдеумен байланысты болады.
Жылуалмасу үрдістері арнайы жылуалмасу аппараттарында, соныме қатар технологиялық аппараттарының құрылымдық бөлігі боп табылатын жылуалмастырғыштарда жүзеге асады. Технологиялық үрдістер барысында жылуалмастырғыштар мен жылумен өңдейтін аппараттардың басқа түрлеріндеде динамикалық параметрлер бірталай өзгерістерге ұшырайды. Бұл өзгерістердің себептері шикізат ағымының немесе энергияның ағымының қасиеттерінің өзгеруінде, жылуалмастырғыштардың сипаттамаларының уақытша ауытқуларынан(олар қабырғаларға жабысып қалған өнім қалдықтары әсерінен қалыңдауы немесе басқа заттардың) да болуы мүмкін.
Өнімнің қажетті сапалылығын ұстап тұру және энергошығынды қысқарту үшін автоматты түрде берілген температуралық режимдерді ұстап тұру қажет.
Кез келген технологиялық үрдісті немесе объектті автоматты, немесе қолмен басқару үшін үрдіс пен объектті сипаттайтын жеке параметрлерінің өлшеу ақпараттары қажет. Бұл параметрлерге электрлік (ток күші, кедергі, қуат және т.б), механикалық (күш, момент күші, жылдамдық) және технологиялық (температура, қысым, шығын,деңгей және т.б) параметрлер, сонымен қатар заттардың құрамы мен қасиеттерін сипаттайтын параметрлер (тығыздық, тұтқырлық, электр өткізгіштік, оптикалық сипаттамалары, заттардың саны). Параметрлерді өзгерту алуан түрлі метрологиялық қасиеттермен нормаланған техникалық құралдар көмегімен іске асады. Әртүрлі саладағы технологиялық үрдістердің автоматты түрде немесе қолмен басқарылуында технологиялық өлшеу және өлшеу аспаптары қолданылады.
Жұмыстың өзектілігі:жылуалмасу аппараттарында машиналарының ішіне келіп түсетін жылуалмасу шығынын (құраушы компоненттер) автоматты түрде бақылау мен реттеу, автоматты құрылғыларды жетілдіру.
Жұмыстың мақсаты: жылуалмасу аппараттарында автоматтты басқару жүйесін жетілдіру.Негізгі технологиялық параметрлерді автоматты бақылау және реттеу жүйесін жасау үшін ол үрдістерді сипаттайтын негізгі параметрлерді анықтап, олардың өзгеру заңдылықтарын орнатып және реттеу әдістерін анықтаукерек.
Дипломдық жұмыс міндеттемелері:
oo бақылау арналары бойынша бақылау объектісі және трансферттік функциясы түрінде оның математикалық моделін құру
oo бақылау арнасының жабық жүйесі үшін үлгілерді алуды дайындау және жүйенің алгоритмдік бақылау құрылымын сипаттау
oo Тұйық жүйедегі тұрақтылық облысын құру
oo АРЖ сапасына байланысты қойылған талаптарына сәйкес реттегіш баптауларын таңдау және есептеу
1.Технологиялық бөлім
1.1Өндірістік пештің автоматты басқару жүйесінің сипаттамалары
Қазіргі кездегі бар инженерлік реттеу әдістері қанағаттандырарлықтай сапаны қамтамасыздандырмайды. Динамикалық параметрлері өзгеріп отыратын объектілерді реттеген кезде маңызды мәселелердің бірі олардың робастылығын қамтамасыз ету, яғни бүкіл технологиялық үрдіс барысында тұйық жүйелердің орнықтылығын сақтап қалу. Осы тұрғыдан қарағанда реттеуіштердің шектік дәрежеде бапталуыЯ.З Цыпкин жүйесінде алғаш рет орнықтылық дәрежесі деген ұғымды енгізді және реттеуіштердің бапталуына аналитикалық өрнектер алынды, ол қарапайым реттеу жүйелерінің орнықтылықтыңшектік дәрежесін қамтамасыз етеді. Одан кейін бұл салада А.М. Шубладзе, А.В. Татаринов, және А.М. Цирлин сияқты ғалымдар кешігуі бар сызықты жүйенің орнықтылығыныңшектік дәрежесін оптималды шешу жолдарын ұсынды.
Олар кешігуі бар типтік жүйелерге орнықтылықтың шектік дәрежесін
аналитикалық өрнектеу және оларға қатысты объекттің модельдердің динамикалық параметрлерінің реттеуіштерін баптау жасалынған.
Үлкен диапазонда өзгеріп отыратын объекттерді реттеудің тағы басқа бір түрі реттеуішті үрдіс барысында автобаптаумен байланысты. Бірақ, қазіргі жағдайда жұмыс істеп тұрған өндірісті автобаптауға қою экономикалық шығындалуына байланысты , яғни объектті идентификациялаудан болатын тексеру әсерлерінен автобаптауға қою сирек болуы мүмкін. Осыдан қорытындылағанда, реттеуіштің баптауын автобаптауға қосқанда немесе ажыратқандағы моменттер арасында тұйық жүйенің робастылығы (мықтылығы немесе орнықтылығы) қамтамасыздандырылуы керек.
Тамақ өндірісіндегі жылу объектілерінде көбіне желі ішіндегі әрбір объектіге берілген параметрлері және кешігу буындары болады, оларға келіп түсетін әсерлер әртүрлі арналармен өтеді. Мұндай объектілерге көбінесе реттеудің екі контурлы жүйелерін қолданған жөн. Жоғарыда айтылғанға сәйкес олардың бапталуы жүйенің орнықтылығын қанағаттандыруы керек. Бірақ қазіргі кезде екі контурлы жүйе есептері шектік дәрежедегі орнықтылық талаптарына сай жасалмаған.
Басқару жүйелерін құрастыру үшін объекттің динамикасының математикалық моделін білу керек. Бірақ әдебиеттерде жылуалмастырғыштың басқару объектілерінің параметрлерін тарататын және автоматы басқару теориясының классикалық әдістерімен жүйенің есептеріне жарамды болатын математикалық моделдері қарастырылмаған
Автоматы реттеу мен басқарудың негізгі мақсаты өндірістік үрдісті сипаттайтын берілген тізбек бойынша орындалатын әртүрлі операциялардың автоматты орындалуы немесе алдын ала орнатылған заң бойынша ондағы мәндерді ұстап тұру немесе өзгерту боп табылады.
Автоматы реттеу электрометрияда кеңінен қолданылады, сонымен қатар электрлік пештердің кедергілерінің температуралық режимдерінде, пештік аппараттардың әртүрлі механизмдерінің автоматтты басқару жұмыстарында. Индукционды пештер мен құрылғыларда кернеудің қорек көзі мен құрылғының қуат коэффициенті, жеке үрдістердің қызу ұзақтығы және олардың жылулық режимі автоматы түрде реттеледі. Доғалық және термиялық пештерде берілген деңгейде олардың қуатын ұстап тұратын және олардың режимін тұрақтандырып тұратын, бұл пештердің кешендік автоматизациясының жұмыстарын жүргізетін автоматы реттеуіштер қолданылады.
Кейбір электротермиялық пештер өнеркәсіптік масштабта автоматтандырусыз ешқандай жұмысқа қосылмайды. Себебі, автоматтандыру ақаулықты азайтады, өнімнің сапасын жоғарылатады, өндірістің технологиялық көрсеткіштерін жақсартады, қызмет көрсету персоналын азайтады және олардың жұмыс істеу жағдайын жақсартады.
Электрлік пештерде әртүрлі материалдарды берілген температураға дейін қыздыру арқылы кедергі пайда болады.
Көп жағдайларда қыздырылғаннан кейін өнімнің температурасы қажетті шамаға келу үшін немесе қажетті уақытта үрдіс тізбегінен өту үшін кететін уақытты талап етеді.Осыған байланысты температураны автоматы реттейтін құрылғылардың негізгі мақсаты өнімді техникалық үрдістің талаптарына сай қажетті температураға дейін қыздырып сол температурада ұстап тұруды қамтамасыз ету. Бұл талаптар кең көлемде өзгеруі мүмкін.
Абсолюттік нөлдік температура. Кельвин шәкілі бойынша нөлге тең температура, мұндай температурада термодинамикалық жүйе ең төменгі энергияға ие болады. Бұл температура Фарангейт шәкілі бойынша -- 459,67°Ғ немесе Цельсий шәкілі бойынша -- 273,15 °С-қа сәйкес келеді және кез келген жүйе үшін теориялық тұрғыдан ең төменгі температура болып табылады. Газ қысым тұрақты болған кезде температураның түсуіне байланысты сығылады. Идеалды газ нөлдік температурада нөлдік көлемге жетуі мүмкін еді. Дегенмен температура абсолюттік нөлден жоғары болса, нақтылы газ газға немесе сұйықтыққа айналады. Абсолюттік нөлдік температурада жүйенің молекулалық (ішкі) энергиясы ең төменгі деңгейде болады, оны басқа жүйелерге беруге болмайды. Кельвин температуралық шәкілі үшін абсолюттік нөлдік температура нөлдік белгі болып табылады, ал бұл шәкілдің басты бірлігі болып Кельвин градусы қызмет атқарады.Роберт Бойль Абсолют нөл идеясын ұсынған адам.Абсолют нөл - молекулалардың жылулық қозғалыстары түгелдей тоқталатын кезіндегі ең төмен шекті температура. Бойль-Мариотт заңы бойынша мұндай температура кезінде нақты газдың қысымы мен көлемі нөлге тең болады.
Абсолют нөл табиғатта мүмкін болатын температураның ең төменгі шегі -- 273,16 К-ге тең, яғни жүз градустық шкала бойынша алынған нөлден 273,160 төмен. Термодинамикалық температура шкаласының және абсолют нөл температурасының болуы термодинамиканың екінші бастамасы тұжырымынан шығады. Температура абсолют нөл температураға жақындаған сайын жылудың энтропия, жылу сыйымдылығы т.б. сипаттамалары нөлге жуықтайды. Температураны дәл абсолют нөл температураға жақындату -- өте күрделі проблема. Дегенмен, соңғы кезде абсолют нөл температурасына градустың миллиондық үлесі жетпейтіндей температура алынды.
Сурет 1. Абсолютнөлтемпературасынаградустыңм иллиондықүлесі
Халықаралық тәжірибелік температуралық шкаласы(ХТТШ) өлшеуде өте ыңғайлы болып табылады, ол (негізгі реперлі нүктелер) заттың фазалық тепе-теңдік температурасын өндіруге негізделген. Негізгі реперлі нүктелер арасындағы температура интервалы интерполяциялық формула арқылы анықталады, ол халықаралық тәжірибелік температура шкаласының мәнімен эталондық құрылғылардың көрсеткіштерінің арасындағы байланысты орнатады.
Сурет 2. Манометрлі термометрлер
Манометрлі термометрлер оларда оқшауланған көлемде орналасқан, газ немесе булысұйықтың қоспасы, температураға байланысты сұйықтың қысымы өзгереді. Олар 5-тен +630 ОС - ға дейінгі температураны өлшеуде қолданады.
Кедергі термотүрлендіргіштері, температура өзгергенде әртүрлі материалдардың электрлік кедергілерінің өзгеруне негізделген.Бұл жағдайда температураны өлшеу шегі мынаны құрайды 10-260 тан + 1100 ОС металлды үшін, - 100 ден +300 ОС жартылайөткізгішті кедергі термометрлері үшін термистрлер.Термоэлектрлі термометрлер (термоэлектрлі түрлендіргіштер), олардың жұмыс істеу принципі әртекті термоэлектрод-өткізгіш немесе жартылай өткізгіштен тұратын тұйықталған тізбектің біреуінің температурасы өзгергенде электрқозғаушы күшінің пайда болуына негізделген. Олар - 50 ден + 2500 ОС дейінгі температураны өлшеуге қолданады. Жоғарыда аталған термометрлер температураны өлшеуге арналған контакты құралдар қатарына кіреді.
Қазіргі кезде электронды пештердің түрлері кеңінен қолданылуда. Олардың басты ерекшеліктері:
- кішкентай объектілерде жоғары энергия мөлшерін компенсациялау және жоғары қыздыру жылдамдығын және қажетті температураны алумүмкіндігі;
- өнімнің біркелкілігін жоғары дәрежеде қамтамасыз ету;
- үрдістегі қуаттың оңай ретттеуінің мүмкіндігі, температуралық режимді автоматтандыруының оңайлылығы;
Берілген дипломдық жобада реттеу объектісі ретінде нан пісіру электрлік пешінің температурасын автоматты реттеу жүйесі қарастырылған. Жүйені автоматты реттеу арқылы пештің температурасының өзгеруін тез арада және сапалы түрде реттеп отыруға болады.
1.2 Нан пісіру пештерінің түрлері
Нан пісіру пештері бұл өндірістің ең негізгі технологиялық жабдығы болып есептеледі. Пештің өнімділігі әдетте өндірістік қуаттың мөлшеріне байланысты болады. Өндірістік нан пісіру пештері мынадай негізгі элементтерден тұрады: пісіру камерасынан, жылу генераторынан,жылу беру жүйесінен және қосымша элементтерден.
Пештің құрылым ерекшеліктеріне байланысты, төмендегідей топтарға жіктеуге болады.
А) Технологиялық белгілері бойынша: арнайы нан түрлерін пісіруге немесе нанның көптеген түрлерін пісіруге арналған пештер.
Б) Өнімділігі бойынша: шағын өнімділікті (пеш табанының ауданы 8 м2 аспайтын пештер), орташа өнімділікті (табан ауданы 25 м2 аспайтын пештер) және жоғары өнімділікті пештер (табан ауданы 25 м2 асатын).
В) Пісіру камерасын қыздыру жүйесіне байланысты: тұйық пештер немесе тоннельді пештер болып бөлінеді.
Г) Оттықта жағатын отын түріне байланысты: газбен, сұйық отынмен, электор қуатымен және қатты отынмен қыздырылатын пештер.
Д) Жұмыс істеу тәртібі бойынша: үздіксіз немесе периодты жұмыс істеу пештері.
Е) Тасымалдау органына байланысты: аспалы бесікшелерге бекітілген қалыптары бар немесе сым торлы таспасы бар пештер.
ПХС-25 м нан пісіру пешінде көптеген нан өнімдерінің түрлерін, тоқаштар және прянниктер пісіруге болады.
Техникалық сипаттамалары
Өнімділігі,кгсағ:
Массасы 1кг қалыпта пісетін нан 600
1.3 Құрылғының функционалдық сұлбасының сипаттамасы
Электрпештерінің металды жүрекшесінің қызу температурасының автоматты түрлену жүйесінің функционалды сұлбасы төмендегі 1 суретте көрсетілген:
Сурет 3.Электрпештерінің металды жүрекшесінің қызу температурасының автоматты түрлену жүйесінің функционалды сұлбасы.
Температуралық режимді автоматты реттеу реттелетін шаманың берілген мәннен ауытқуына әсерін тигізетін белгілерді тудыратын, кері байланысы бар басқару жүйелерімен жүзеге асады
Зерттеу объектісі ретінде СУОП-015.2012М-43 өнеркәсіптік электрлік пешін қарастырамыз, ол ВРТ-3 жоғары жиілікті температураны реттеуіш базасында орындалған және температураны автоматты тұрақтандыру жүйесіне жатады.
Электрлік пеште температураны автоматты тұрақтандыру жүйесі аналогты электрлік тармақтарының автоматтандыру құралдары мен өндірістік аспаптардың мемлекеттік жүйесіндегі өндірістік аспаптарға сай орындалған. Оның құрылымдық сұлбасы 2 суретте көрсетілген.
И-102
Р-111
У-252
ЭП
тД
t
i
U
f
ÂÐÒ-3
Uбер
Сурет 4.Зерттелінетін АБЖ нің құрылымдық сұлбасы
Сигнал датчик температурасынан тД (термопара) кіріске беріледі. И-102 блогынан термопара сигналы қондырылған бергіш(задатчик) пен компенсацияланады және ол сигналдар айырмашылығы И-102 блогының алдын ала күшейткіші көмегімен күшейтіледі.
Күшейтілген сигнал қателігі реттелетін аналогты аспап Р-111 кірісіне келіп түседі, онда олар П, ПИ, ПИД реттеу заңдары арқылы өзгертіледі немесе қалыптасады. Реттеудің типтік заңдарын қолдану кері байланыстың тізбегіндегіRC- буындарының коррекциялануын (түзетілуін) қолданатын операционды күшейткіш базасында іске асады. Р-111 де шығыстағы тоқты және баланстың жойылуын , динамикалық баптау органдарын, басқарудың ажыратып-қосқышын, яғни объектті қолмен басқаруға көшіретін және "соққысыз" ауысуды қамтамасыз ететін индикаторлар бар.
Күшейтілген сигнал У-252 шығысынан кернеу түрінде электрпешінің (ЭП) қызу тізбегіне беріледі.
Егерде температураны реттеудің автоматты жүйесінің жалпы түрдегі функционалдық сұлбасын қарастырсақ, онда ол төмендегідей болады.
Сурет5.Температураны реттеудің автоматты жүйесінің функционалдық сұлбасы
Температураныавтоматыреттеужүйесіні ңжалпыжұмысістеупринципіобъекттің (біздіңжағдайдапештің) температурасынталапетілетіндеңгейде ұстаптұру. Бұлкелесідейкезеңдерденөтеді: (П) пештегітемпературадатчигінен (ТД) температураныңмәнереттеушіқұрылғыға кептүседі, олөзкезегіндеалынғанмәннемесеақпара тнегізіндебасқарушыәсертұрғызады. Бұләсерреттеуішкеорнатылғанбасқаруа лгоритмібойыншақалыптасады(формируе тся).
Арықарайреттеушіқұрылғыдан (РУ) сигналорындаушықұрылғыға - кернеудіңтиристорлықреттеуішінебері леді, олфазажылжытқышқұрылғымен (ФСУ) басқарылады. Фазажылжытқышқұрылғыныңжұмысістеупр инципіреттеуішсигналдарынасәйкестир исторлардыңқосылубұрыштарықыздырғыш қаберілетінкернеутемпературанықажет тідеңгейдеұстаптұраалатындайболуыке рек. Талапетілетінтемпературабергіш (задатчик)(З) көмегіменорнатылады.
Автоматтыбасқаружүйесініңалгоритмді ксұлбасынқұрастыруүшінсұлбаныңфункц ионалдықэлементтерініңәрқайсысыныңб ерілісфункцияларыналамыз.
а) алдын ала күшейткіштің дифференциалдық теңдеуін былай жазсақ:
Uу=К2U
Лаплас түрлендірілуін қолданамыз да теңдеудің операциялық жазылуын аламыз, одан беріліс функциясын табамыз:
Uу(p)=k2U(p)
W1(p)= =k2 =100
Осыдан инерциясыз буынды алатынымыз белгілі болады.
б)магнитті күшейткіш мынадай дифференциалдық теңдеумен көрсетіледі:T1 + i = k1Uу
егер беріліс функциямыз төмендегідей болса:
i(p)(T1p + 1)=k1Uу(p)
W2(p) = = =
Бұл жерде буынымыз инерционды.
в) қыздыру элементі бар электрлік пеш келесідей түрде дифферециалдық теңдеумен шешіледі:
T0 + = k0i
Оның беріліс функциясы мынадай түрде болады:
Θ(p)(T0p+1)=k0i(p)
W3(p) = = =
Мұнда инерциялық буын пайда болады.
г) Термопара келесідей дифференциалдық теңдеумен өрнектеледі:
T2 + UT = kTθ
Оның беріліс функциясы мынадай түрде болады:
UT(p)(T2p + 1) = kTθ(p)
W4(p)= = = - инерцилық буын.
Сурет6. Пештің температурасын басқару жүйесінің алгоритмдік сұлбасы.
Тұйықталмаған жүйенің беріліс функциясын тапсақ былай болады:
W(p)=W1(p)*W2(p)*W3(p)*W4(p)= =
Берілген әсер бойынша реттелетін мәннің тұйықталған жүйесіне беріліс функциясын табамызФ(p)= =, ары қарай берілген әсер бойыншареттелетін мәннің тұйықталған жүйесіне реттеу қателігінің беріліс функциясын табамыз:
Ф(p)= 1-Ф(p)= =
1.4Құрылымдықсұлбаныңсипаттамасы
Сурет7.Температураныавтоматыреттеуж үйесініңқұрылымдықсұлбасы
Жүйенің кірістік сигналы Uз кернеуі, ол датчик шығысындағы кернеуімен салыстырылады Uд ≈ Θ. Егер Uз != Uд болса, онда ε = Uз - Uд қателігі табылады.
Егер Uз Uд деп қарастырсақ, онда ε 0. Ары қарай қателік реттеуші орган РО кірісіне түседі, ол жерде ол күшейтіледі.реттеуші орган мынадай беріліс функциясына ие.
Uржоғарылағансайын,тиристорбұрыштар ытөмендейді, себебі
демек Uк қызу кернеуі дежоғарылайды.
Ркда өз кезегінде мәндері жоғарылайды:
демек,пештегітемпературадажоғарылай ды.
Егерε 0болса, ондапештемпературасыжылуалмасуәсері нентөмендейді.
Заңбойынша, жұмысістептұрғанреалдыжүйелердеорын даушымеханизмдерменбасқаруобъектіле рінашыпкөрсетуқиындауболады, себебіқұрылғыныңқұрылымдықсұлбасыон ыңқысқартылғанүлгісіретіндеболадыжә некейдебірнешереалдыобъекттібірблок қақоыптұруымүмкін ,кейдекерісіншебірнешеблокқабөліпта стауымүмкін.
Берілгенсұлбадағыбелгілердібылайшақ абылдасадаболады:
1) Басқару объектісі қыздыру пеші.
2) Реттеуші әсер тудыратын Uккернеудің тиристорлық реттеуіші.
3) Өлшеуіш құрылғы реттелетін айнымалыға белгілі функционалдық тәуелділігі бар, сигнал тудыратын, жүйе объектісінің негізгі элементі - датчик.
1.5Басқару объектісін сипаттау. Оның динамикалық және статикалық сипаттамалары.
Сурет 8. Басқару объектісі
Басқару объектісі қыздыру элементі бар пеш десек, онда тиристорлы түзеткішпен басқару жүзеге асады. Пештің изоляциясының жылулық кедергісі γкоэффициенті бар күшейткіш блогі және сумматорлар көмегімен жасалынады. С - пеш сиымдылығы. Төменде Matlab бағдарламасымен алынған пештің сипаттамалары көрсетілген.
Сурет 9.Matlab бағдарламасымен алынған пештің сипаттамалары
Сурет 9.Matlab бағдарламасымен алынған пештің сипаттамалары
1.6Өлшеуішқұрылғыныңжұмысістеупринц ипі
Датчиктіңберілісфункциясы
Температура датчигі ретінде термисторды қолдануға болады.
Термистор - жартылай өткізгішті резистор, оның электрлік кедергісі температураның өсуіне қарай жоғарылайды немесе төмендейді. Термисторлердің температуралық кедергі коэффициенті көбіне өте үлкен боп келеді (металл коэффициентінен он есеге үлкен), құрылғы қарапайымдылығы, әртүрлі механикалықжүктемелерде және әртүрлі климаттық жағдайларда жұмыс істей беруі, сипаттамаларының уақытқа тәуелсіз тұрақты болып тұруы оның артықшылықтарына жатады.
Терморезисторларды стержень, құбырлар, дисктер, шайбалар, моншақтар және ұнтақтау металлургиясы әдістеріне сәйкес жұқа пластинкалар ретінде жасалынады; олардың өлшемдері 1 -- 10 мкм-нен 1 -- 2 см аралығында болады. Терморезисторлардың негізгі параметрлері: номиналды кедергі, кедергінің температуралық коэффициенті, жұмыстық температурагың интервалы, таратылудың максималды жіберілетін қуаты.
Датчиктің қателігін келесідей түрде есептеуге болады:
; , =,
демек датчиктің қателігі 5% пайызды құрайды.
Зерттелінетін жүйедегі қолданылатын датчиктің сипаттамасын аламыз:
Сурет 10.Зерттелінетін жүйедегі қолданылатын датчиктің сипаттамасы
1.7 ТРМ 10 реттеуішінің қолданылуы
Температураны өлшейтін- реттеуішТРМ 10пропорционалды - интегралды - дифференциалды(ПИД) заңы бойынша аналогты немесе импульсті басқару жүктемелерінің кірістік параметрін өлшеуге арналған, сонымен қатар талап етілетін шектеулерден немесе екі позиционды реттеуден параметрлердің асып кетуі туралы мәлімет не сигнал беретін қосымша сигналдың қалыптасуын қамтамасыз етеді.
Дәлдік класы 0,50,25;
Температура реттеуіші үш типті корпуста шығарылады: қабырғаға ілінетін (настенный Н), щиттелген Щ1 және Щ2;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Температура,қысым, ылғалдылық, шығын, деңгей датчиктерінің кең спектрін қосатын әмбебап кірісі бар;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Қыздырғыш немесе тоңазытқыш режимін қолданып, өлшенген мәнді ПИД заңы бойынша реттейді;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Заманауи тиімді алгоритм бойынша ПИД - реттеуішті автобаптауға болады;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Талап етілетін шектеулерден немесе екі позиционды реттеуден параметрлердің асып кетуі туралы мәлімет не сигнал беретін қосымша сигнализация үшін қосымша кірісі бар;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Қуатты реттеу (мысалы, инфрақызыл шамды басқару үшін)ОВЕН БУСТ аспабымен 4...20 мА аналогты шығысы бар модификацияланған реттеуіш;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Үш фазалы жүктемені басқару мүмкіндігінің болуы;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Импульсті қорек көзі 90...245 В 47...63Гц;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Белсенді датчиктер үшін ішіне орнатылған 24В қорек көзі бар;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Аспаптың панелінің бетіндегі батырмалар арқылы бағдарламалауға болады;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Қорек көзін өшіргенде баптамаларды сақтап қалады;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Жоспарланбаған өзгертулерден баптамаларды қорғау.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
ТРМ 10 ның негізгі артықшылықтары
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Бөгеуілдерге орнықтылығы жақсартылған - жаңа ТРМ 10 толығымен МЕМСТ 51522 талаптарына электромагнитті А классты жабдықтары үшін сапалық критериі А функционалдауға сәйкестендірілген;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Сенімділігі жоғары - істен шығуға дейін 100000 сағат;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Өлшеу дәлдігі өте жоғары - өлшеу қателігі 0,15 % тен аспайды (дәлдік класы 0,250,5);
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Аралық тексеру интервалы ұзартылған -- 3 жыл;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Кепілдік уақыты ұзартылған -- 5 жыл;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Климаттық жұмыс істеу көрсеткіштері жақсартылған -- жұмыс істеу температурасының диапазоны -- 20 тан+50 Сқа дейін;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Әмбебап кірісті - аспап барлық әртүрлі типті датчиктермен жұмыс істей алады;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Барлық мүмкін құрылғылар типтері:
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Р -- эм реле;
К -- транзисторлы оптопара;
С -- симисторлы оптопара;
С3 -- үшфазалы жүктемені басқаруға арналған үш симисторлы оптопара ;
И -- САТ(ЦАП) параметр -- ток 4...20мА;
У -- САТ(ЦАП) параметр -- кернеу 0...10В;
Т -- қатты денелі релені басқаруға арналған шығыс.
Қорек көзі кернеуі кеңейтілген диапазонды 90...245В жиілігі 47...63Гц
24В ті қорек көзі жаңа ТРМ 10 ның барлық модификацияларында орнатылған - белсенді датчиктерді, шығыстық аналогтық құрылғыларды (ЦАП) немесе басқа да төменвольтті АБЖ ң тізбектерін қоректендіру үшін;
ПИД-реттеуіштің жетілдірілген математикалық моделі -- автобаптаудың заманауи алгоритмібар.
ТРМ 10 ның ПИД - реттеуішінің негізгі функциялары
ТРМ 10 температура, деңгей, шығын, қысым және т.б. датчиктерді қоса алатын әмбебап кірісі бар
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Қыздырғыш немесе тоңазытқыш режимін қолданып, өлшенген мәнді ПИД заңы бойынша реттейді;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Заманауи тиімді алгоритм бойынша ПИД - реттеуішті автобаптауға болады;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Талап етілетін шектеулерден немесе екі позиционды реттеуден параметрлердің асып кетуі туралы мәлімет не сигнал беретін қосымша сигнализация үшін қосымша кірісі бар;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Қуатты реттеу (мысалы, инфрақызыл шамды басқару үшін)ОВЕН БУСТ аспабымен 4...20 мА аналогты шығысы бар модификацияланған реттеуіш;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Үш фазалы жүктемені басқару мүмкіндігінің болуы;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Импульсті қорек көзі 90...245 В 47...63Гц;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Белсенді датчиктер үшін ішіне орнатылған 24В қорек көзі бар;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Аспаптың панелінің бетіндегі батырмалар арқылы бағдарламалауға болады;
Қорек көзін өшіргенде баптамаларды сақтап қалады;
Жоспарланбаған өзгертулерден баптамаларды қорғау.
Температура реттеуішінің функционалдық сұлбасы
Стандарт бойынша ТРМ 10 комлектациясында екі шығыстық құрылғы бар (ШҚ) (ВУ):
ШҚ1(ВУ1) -- аналогты немесе ШИМ-сигналды басқаруды жүктемемен қалыптастыру үшін
ШҚ2(ВУ2) -- екі позиционды реттеуге немесе сигнализация үшін арналған.
Температура реттеуіші ТРМ 10 температура датчигін қосатын кірісі бар және мәліметтерді өңдейтін, басқару сигналдарын қалыптастыратын микропроцессорлы блогы барбірканалды ПИД реттеуіші ретінде жасалған.
Температура реттеуішінің кірістері
Температура реттеуіші ТРМ 10 келесідей датчиктерді қосатын әмбебап бір кірісі бар :
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
ТСМ немесе ТСП 50100, Pt100 типті кедергі термотүрлендіргіштері;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
ТХК, ТХА, ТНН, ТЖК, ТПП(S), ТПП(R), ТВР(А-1, 2, 3), ТПР(В), ТМК(Т) термопаралары;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
0...5 мА, 0(4)...20мА унифицирленген сигналды тоғы бар немесе −50...+50 мВ, 0...1В кернеуі барбелсенді датчиктері.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Температура реттеуішінің ішінебелсенді датчиктер үшін 24 В +- 10% қорек көзі енгізілген
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Мәліметтерді өңдеу блогы
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Кіріс сигналын өңдеу үшін арналған (сандық фильтрация мен коррекциялау үшін), өлщенген мәнді индикациялау мен басқару сигналдарын қалыптастыру үшін арналған.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Мәліметтерді өңдеу блогына тағы екі логикалық құрылғы кіреді ЛҚ(ЛУ): ПИД реттеуіші және салыстырушы құрылғы (компаратор). Реттелетін мәннің көрсетіліп жатқан мәндері екі логикалық құрылғыға да барып отырады. Әрбір логикалық құрылғы өзіне тән баптаулары болады және олар бір-біріне тәуелсіз жұмыс жасайды.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
ПИД-температура реттеуішінің жұмысы
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
ПИД-температура реттеуіші - өзінің шығысында реттелетін шамасы берілген мәннен ауытқуын біртіндеп азайтуға апаратын басқару сигналын жасайыд. Аспапта орнатылған шығыстық құрылғыға байланысты бұл сигнал ШИМ импульсіне немесе 4...20мА болатындай аналогты сигналға түрленуі мүмкін.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
ТРМ10 дағы 4...20мА өлшемді ток шығыстағы сигналды ФИМ типті импульске түрлендіре алады және аспапты қуатты реттеуге қолдануға болады, мысалы инфрақызыл шамды басқаруға болады.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Импульстердің ізділігінің периодын 1 ден 99 с диапазон ішінде оператор немесе қолданушының өзі бекіте алады, ал ұзақтығы ПИД реттеуішінің шығыстық сигналының мәніне пропорционал.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
ПИД-температура реттеуішінің өз-өзін баптауы
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
ПИД-температура реттеуішініңөз-өзін баптайтын (самонастройка) режимі бар, ол кезде реттеуіш реттеу жүйесіне оңтайлы параметрлерді анықтай алады:
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
-интегралдау тұрақтысы;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
-дифференциалдау тұрақтысы;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
-пропорционалдық жолақтар;
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Салыстыру құрылғысының жұмысы (компаратордың)
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Салыстыру құрылғысы(компаратор) екі позиционды заң бойынша өлшенетін мәнді реттеуге немесе берілген мәнге жеткендігі туралы сигнализациялауға арналған. Қолданушы немесе оператор бағдарлама түрінде компоратордың іске қосылу логикасын бере алады:
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
-түзу гистерезис (қыздырғыш үшін);
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
-кері гистерезис (тоңазытқыш үшін);
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Шығыстық құрылғылар
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
ТРМ10 ға стандарт бойынша логикалық құрылғыға мықтылап қатырылған екі шығыстық құрылғы орнатылады ШҚ1(ВУ1)жәнеШҚ2(ВУ2).
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
ПИД реттеуіштің шығыстық құрылғысының келесідей типтері бар:
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
-дискретті (эм реле 4А, транзисторлы немесе симисторлы оптопара, сыртқы қатты денелі релені басқаруға арналған шығыс);
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
-ЛҚ ның шығыс сигналын сандық аналогтық түрлендіргіш тоққа 4...20мА немесе сыртқы қорек көзінен қоректенетін 0...10В кернеуге.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Компоратордың шығыс құрылғысы реле 8А боп табылады.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Сонымен қатар, ТРМ 10 үш фазалы жүктемені басқара алады. Онда аспапқа тек қана бір ШҚ орнатылады, ол үш симисторлы оптопарадан тұрады, олардың бақылау сұлбасы нөл арқылы өтеді.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Температура өлшеуге арналған аспаптардың басқа да түрлері бар, оларды да атап кетейік:
Сурет 11.ОВЕН ДТС3194-PТ1000.
ОВЕН ДТС3194-PТ1000.B2.2502 датчигі құбырлардағы контурлы жылыту кезіндегі температураны өлшеуге арналады.
Датчик сыртқы коникалық бұрандаға ие R12" және дәнекер кабельден тұрады, ұзындығы 2м.
Сезімталдық элементі - Pt1000.
Температура ортасы
- 50...+120 °С
Қателік
(0,3+0,005t) °С
Ұзындығы:
- қауыз (қалтқылы бөлігі)
50 мм
- кабельді шығару
2 м
Сенсор типі
Pt1000 РСА1.2010.10L
Материал қорғау арматурасы
12Х18Н10Т
Қосылу схемасы
Екі сымды
Материал кабелі
силиконды кабель AWG24x2
(сыртқы орта әсеріне төзімді)
Қорғаныс деңгейі
IP67
Сурет 12. ОВЕН ДТС194 термотүрлендіргішінің габаритті сызбасы
Сурет 13. ОВЕН ДТС3015-PТ1000
ОВЕНДТС3015-PТ1000.В2.200 датчигіжелдеткішкезіндегіауалысудың температурасынөлшеугеарналады. Кабельдіңкорпусқақосылуыүшінарнайыс аңылауорналастырылған, олөзкезегіндебітеуішпенжабылады.
Датчиктіңқалтқылыұзындығы (монтажды) бөлігі200 мм.
Сезімталдық элементі - Pt1000*.
Температура ортасы
- 50...+120 °С
Қателік
(0,3+0,005t) °С
Монтажды бөлігінің ұзындығы
200 мм
Сенсор типі
Pt1000 РСА1.2010.10L
Қосылу схемасы
Екі сымды
Қорғаныс деңгейі
IP54
Сурет 14. ОВЕН ДТС3015 термотүрлендіргішінің габаритті сызбасы
Сурет 15. ОВЕН ДТС3225-PТ1000
Тағайындалуы
ОВЕН ДТС3225-PТ1000.В2 судың қапталған температура датчигі құбырлардағы контурлы жылыту кезіндегі температураны өлшеуге арналады.
Датчик құбырға бекітіледі, бекіту процесі қамыт арқылы іске асады. Жылу өткізгішті жақсарту үшін мысты тілімі бар, ол құбырдың қажет диаметріне дейін майысады. Кабельдің корпусқа қосылуы үшін арнайы саңылау орналастырылған, ол өз кезегінде бітеуішпен жабылады.
Сезімталдық элементі - Pt1000*.
Орта температурасы
- 50...+120 °С
Қателік
(0,3+0,005t) °С
Құбыр диаметрі:
- номиналды
40 мм или 114"
- минималды
20 мм или 12"
- максималды
Қамыт мөлшерінде ғана шектеледі
Қосылу схемасы
Екі сымды
Қорғаныс деңгейі
IP54
Сурет 16.ОВЕНДТС3225 термотүрлендіргішініңгабариттісызба сы
2 Арнайыбөлім
2.1 Басқаруобъектісініңматематикалықмод елінқұру
Басқаруобъектілерініңматематикалықс ипаттаммаларыныңәдістері
Жоғарытиімділіктібасқаружүйелерінқұ растыруүшіналдыменбасқаруобъектісін іңматематикалықмодельтүріндегісипат тамасықажет.
Күйайнымалыларыныңтәуелділігібелгіс ізбасқаруобъектілерінкеңістіккоорди наталарындабасқару (жинақталғанпараметрлерібарсызықтык өпөлшемдіжүйелер) қарапайымдифференциалдытеңдеулергеи есызықтыжүйелернемесеЛапласбойыншак өрсетілгенсипаттамаларғасайжүйелерқ олданылады.
Көпөлшемдісызықтыжүйелердіқарастыра йық, мұндаm - басқарулары, l - әсерлеріжәнеk - кірістері. Уақыт бойынша алынған жинақталған параметрлері бар сызықты жүйелер моделі:
(2.1)
мұнда х(t) - жүйе күйінің векторы, ;
u(t) - басқару (кірістерді) векторы , ;
у(t) - шығыстар векторы, ;
f(t) - әсерлер (возмущений) векторы , ;
А - nxn өлшемдігінің матрицасы;
В - nxmөлшемдігінің матрицасы;
D - nxөлшемдігінің матрицасыl;
С - kxnөлшемдігінің матрицасы
Лаплас түрлендіруін жүйеге қолданып, кешендік ауданында эквиваленттік моделін аламыз:
(2.2)
немесе
(2.3)
A, B,C және D тұрақты матрицаларда көрсеткіштер эквивалентті болғандықтан, жиіліктік немесе уақыттық көрсеткіштер ыңғайына қарай таңдалады. Мұндай модельдерді құрастырудың екі жолы бар: заттың энергиясы мен сақталу заңы түріндегі фундаменталды физикалық қатынастар немесе модельдердің параметрлерін эмпирикалық мәндері бойынша қайта орнату, мұндағы екінші жолы тәжрибеде көбірек қолданылады.
Объекттің математикалық моделін құрастыру үшін модельдердің параметрлерін эмпирикалық мәндері бойынша қайта құру қолданатын болсақ. Ол үшін зертханалық құрылғылар көмегімен басқару объектісін зерттейтін және математикалық модельқұратын мәліметтер аламыз. Ол өтпелі прцесстің мәліметтері қосымша А да көрсетіліп кеткен.
Өтпелі процесстің нормалануы MathCAD- та келесідей қатынаспен жүргізілді:
(2.4)
Сурет17.Өтпелі процесстің нормалануы
Бұл процесстердің динамикасы сәйкес келгендіктен екі процесстің мәліметтерін орташаландыруға болады, және орташаландырылған процесс үшін басқару объектісінің аппроксимациялық моделін іздеу керек.
Орташаландырылған өтпелі процесс төмендегі суретте көрсетілген.
Сурет 18.Орташаландырылған өтпелі процесс
Жалпы жағдайда объекттің беріліс функциясы үшін аппроксимацияланған өрнек құрылымы мынадай болады:
(2.5)
Басқару объектісінің күшейткіш коэффициентінКо статикалық сипаттамасы бойынша табуға болады. Беріліс функциясының уақыт тұрақтыларын жүйенің бірлік секірісінің реакциясына қарай табылады, яғни алынған орташаландырылған өтпелі процесс бойынша.
Пешті автоматтандыру кезінде басқару объектісіне қамырды дайын өнімге айналдыратын пісіру камерасы алынады. Пісіру камерасын автоматты басқару мәселесі келесідей, қамырдың қасиетін және пісіру процессінің механизмінің ерекшелігін ескере отырып пісіру камерасында жылу және ылғал алмасу шарты және ортаның параметрлерін тағайындау керек, яғни пісіру процессі тиімді, ал дайын өнімнің сапасы жоғары және стандартқа сәйкес болу керек.
Пісіру камерасының режимін басқару жүйесін синтездеу үшін міндетті түрде өтпелі және тұрақталған режимде кірістік және шығыстық режимнің арасындағы байланысты тұрақтандыратын математикалық модель тағайындау керек. Мұндай модельдің болуы пешті жобалау кезде автоматтандыру талабын қанағаттандыратын құрылымдық элементтерді таңдауға, ал қолданыстағы пештерде корректрлеуші элементтердің тиімді вариантын таңдауға мүмкіндік береді .
Пеш моделінің математикалық сипаттамасын аналитикалық есептеу арқылы немесе эксперименталь әдіспен алуға болады.
Кез келген пеш құрылымы жағынан көптеген ішкі кері байланысы бар және параметрлері тармақталған күрделі бейсызықты көпсиымдылықты объектіні көрсететінді, сондықтан оның математикалық моделін алу үшін, практикада қолдану үшін, қарапайымдататын қажеттіліктер еңгізіледі, яғни пешті құрылымы жағынан жеке бөліктерге бөледі, олардың әрқайсысын анықталған параметрлерімен, өзінің кірістік және шығыстық әсерімен сызықты бірсиымдылықты немесе екі сиымдылықты объект ретінде қарастырылады. 1-ші суретте ірі нан өнеркәсібінде қолданылатын және күрделі болып саналатын БН-50 тунелді пештің схемалық қимасы көрсетілген. Ол екі оттықты құрылғыдан 1 және 4, пісіру камерасының жоғарға түтіндік каналдан 2 және төменгі түтіндік каналдан 5 тұрады. Түтіндік каналдар және пісіру камерасы пештің ұзындығы бойынша бес бөлікке бөлінген І-V.
2.2 Нан пісіру камерасын автоматты басқару
Конвейерлі пештердегі пісіру процессін автоматтандыру үшін жылулық режимді келесідей басқару жүйесі қолданылады:
1) пісіру камерасының негізгі бөлігінде ортаның температурасы бойынша отын беруді автоматты басқару, қыздыратын газ, рециркуляция газы бойынша;
2) қыздыратын газ немесе рециркуляция газының және электрме қыздыру температурасы бойынша коррекциялау арқылы пісіру камерасының негізгі бөлігінде ортаның температурасы бойынша отын беруді автоматты басқару.
П, ПИ және ПИД- реттеу заңдылығымен жұмыс істейтін реттеуіштерді қолданғандағы көрсетілген жүйенің ЭЕМ моделдеудің салыстырмалық нәтижесікөрсетілген. Реттеу сапасының критериі ретінде келесідей оптималдық критерилер қабылданған, жоғарыда қарастырылған каналдар бойынша кездейсоқ әсерлер жүйесіне әсер еткенде Винера-Колмогорова критериі алдынады:
[z]- пісіру камерасындағы температураның ауытқуының квадраттар суммасының минимумы;
[x]- отын шығынының ауытқуының квадраттар суммасының минимумы.
Тұрақтылық жағынан пісіру камерасының жылулық режимінің ең жақсысы болып 9, 10, 11 варианттар саналады. Пеш жұмысының тиімділігі жағынан маңызды болып саналатын, отын шығынын реттеу шамасының ең аз ауытқуын 5, 6 және 10 варианттар береді. Сондықтан, оптималды екі критериді де ескере отырып тиімді деп қыздыратын газ температурасы бойынша коррекцияланатын пісіру камерасының температурасын реттеу жүйесін санаймыз. Мұндай жүйе пісіру камерасынның температурасын реттеудің жоғарға сапасын жүзеге асырады, кешігуі аз отын шығынының қозу компенсациясы бойынша. Бірақ пештің жылулық режимін реттеу жүйесінің қарастырылған барлық варианттар пешке түскен қамырдың сапасы бойынша реттелмейтін әсерледі ескермейді, нәтижесінде пісіру камерасының тұрақты температурасында дайын өнімнің сапасы - сыртқы бетінің түсі, қалыңдығы, жұмсағының физикалық қасиеті және т.б. - мейлінше өзгереді. Бұл қамырдың сапасын өзгерту арқылы дайын өнімнің сапасының біркелкі болмауын жоғарылатады, бірақ қыздыру газының температурасы мен пісіру камерасының температурасына әсер етпейді.
Отын шығынын басқару үш температураның функциясы арқылы жүзеге асады: пісіру камерасының негізгі бөлігіндегі ортаның, қыздыру газының және пештің шығысындағы дайын өнімнің қыздырылмайтын бөлігінде. Үш термопараны тізбектей қосады, ал термопараның қажетті күшейту коэффициентін ауыспалы кедергілерді іріктеу арқылы алады.
Мұндай жүйе пісірілетін нан өнімдерінің сапасының өзгеруі жағынан мүмкін қозуларына әсер етеді, өйткені дайын өнімнің бетінің температурасы өзгерген кезде қыздырылмайтын бөліктің температурасы біршама өзгереді, ол реттеуіш арқылы қабылданады. Мұндай шешім реттеу сапасын жоғарылатады, бірақ қамырдың сапасы бойынша қозулар көп болса жоғары сапалы өнім шығаруды кепілдемейді.
Қазіргі кезде пісіру процессі кезінде өнімнің дайындығын ескере отырып пісіру пешінің жылулық режимін оптималды басқару жүйесі өңделген. Ол екі реттеу контурынан тұрады, оның біріншісі отын беруді өзгерту арқылы пісіру камерасының температуралық режимін тұрақтандыруды жүзеге асырады, ал екіншісі өнімнің дайындылығына байланысты пісіру ұзақтығын басқару.
Екінші реттеу контурының негізі болып дайын өнімнің өлшеу түрлендіргіші саналады, ол орталық бөліктегі нанның температурасын дискретті өлшеу принципі бойынша жұмыс істейді. НӨҒЗИ мәліметтері бойынша бұл температура дайын өнімнің сұрыпына байланысты және ол 94-98оС тең болады. Экспериментальдік зерттеулер пісірудің соңына сәйкес, орталық бөліктегі нанның температурасы ӨО және пісіру жалғасының арасында сызықты байланыс болады .
Нан пісіру үрдісін автоматтандыру желісінде қолданылатын элементтерге таңдау жасау
Кептіргiш шкафтарда, пастеризаторларда, пештерде, cуыту техникасында, және тағы басқа технологиялық жабдықтарда қолданылады. Қысым, температура, ылғалдылық, шығын датчиктерінің кең қосылу үшін
әмбебап кірістері бар.
Сурет 19.Екі каналды өлшеуші-реттеуіш
Аналогты кiріс үшiн цифрларға фильтрлеу және кiретiн сигналдың коррекциясы жүреді.
Аспаптың функционалдық мүмкіндіктері:
-Кіріс сигналының сандық фильтрациясы.
-Өлшенетін өлшемнің квадраттық түбірін есептеу.
-Өлшенетін екі өлшемнің айырмашылықтары (Т=Т1-Т2).
-Өлшенген Т1, Т2 өлшемдердің ағындағы мәндерінің индикациясы.
-Айнымалы тоқтың қоректену кернеуі 90 ... 245 В 47-63Гц немесе тұрақты тоқ 20-375 В.
-Кірістірілген қорек көзі 24 В.
-Құрылғының беткі панелінің тетіктерін бағдарламалау.
-Қорек көзінен ажыратқанда күйдің сақталуы.
-Күйді бағдарланбаған өзгерістерден қорғау.
-Өлшемдердің жоғары дәлдігі - қателік15% жоғары емес.
-Ортадағы ауа температурасы: -20...+50⁰С.
-Әмбебап қорек көзі: = 90...264 В (номинал 220 В);
Сурет 20. Аспаптың функционалдық сұлбасы
Термодатчиктің кейбір үлгілері үшпозициялы импульсті реттеу заңдылығы бойынша шығарылады. Бұл жағдайда температураны бір канал бойынша реттеу үшін екі реле қолданылады (Р1 релесі және Р2 релесі). Реттеу режимі үшпозициялы деп аталады, себебі аспап қуатын басқару үшін үш команда қалыптасады (үш позиция) - қыздырылу қуатын жоғарылату (Р1 релесі қосылады), қыздырылу қуатын төмендету (Р2 релесі қосылады) және бейтарап позиция - екі реле де қосылады, қуат өзгермейді. Қуатты сатылы түрде өзгерту үшін импульсті басқару қолданылады. Қыздырылу қуатының жоғарылау және төмендеу сигналдары импульсті түрде беріледі. Импульстің ұзақтығы немесе импульстің қайталану ұзақтығы температураның уставкадан ауытқу шамасына тәуелді. Басқарылатын импульстердің арасындағы аралық уақыт және минималды уақыт баптау режимінің екінші деңгейінде жөндеуші береді.
Егер реттеу объектісінің жоғарғы жылулық инерциясы болса және жылуизоляциясы жақсы болса, онда импульсті басқарусыз үшпозициялы реттеу заңдылығы қолданылуы мүмкін. Бұл жағдайда Р1 релесі температураны жоғарылату командасын қалыптастырады, яғни қыздырғышты қосады, ал Р2 релесі температураны төмендету командасын қалыптастырады, яғни суытқышты қосу. Үшінші күй - екі реле де қосылады да, температура өзгермейді.
Температура реттеуіштері
ОВЕН ТРМ 1 термореттеуіші кептіру шкафындағы, пештердегі және басқа да технологиялық жабдықтардағы температураны өлшеу, тіркеу және реттеуге арналған.
Функционалдық мүмкіндіктері
* Кірістік шамаларды реттеу:
-екіпозициялық реттеу;- аналогты П- реттеуіш.
* Аналогты кіріс үшін кіріс сигналын сандық фильтрлеу және коррекциялауда
* Өлшенген шаманың шығыс сигналын 4...20 ма тіркеу
* Импульсті қорек көзі 90...245 В 47...63 Гц
* Аспаптың беткі панелінің тетіктерін бағдарламалау
* Баптауды өзгерістерден қорғау
2.3 Статикалық сипаттаманы құрастыру
Басқару объектісінің күшейту коэффициентін оның статикалық сипаттамасы бойыша табады. Әртүрлі эксперименттер арқылы келесі мәндерді алайық:
Кесте 1:
I, мА
0
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
0.5
0.55
0.6
0.65
0.7
T, C
2
13
41
79
117
158
200
239
280
319
355
390
Осы мәндерден алатын статикалық сипаттамамыз мынадай түрде болады:
Сурет 21.Статикалық сипаттама
Басқару объектісінің күшейткіш коэффициенті төмендегідей қатынаста болады:
(2.6)
2.4 Бірінші ретті математикалық моделді құрастыру
q=0 болған жағдайда бірінші ретті кешігуі бар математикалық моделді аламыз:
(2.7)
Нормаланған өтпелі процесстің күшейту коэффициенті бірге тең. Уақыт тұрақтысын мыа қатынастардан алуға болады:
(2.8)
(2.9)
(2.10)
Яғни, уақыт тұрақтысын табу үшін өтпелі процесстің графигімен қиылсатын 0.63 деңгейінде түзу жүргізу керек. Өтпелі процесіміз бірінші ретті болмағандықтан, оны сипаттау үшін кешігуді енгізу керек =61.
Сурет 22. Орташаландырылған өтпелі процесс
(2.11)
(2.12)
(2.13)
2.5 Аудандық әдіс бойынша математикалық модель құрастыру
q=1 және=0 болған жағдайда екінші ретті объектті аламыз. Уақыт тұрақтысы T1 жәнеT2 аудандық әдіс бойынша алуға болады:
(2.14)
Аудандық әдіс бойынша жүйенің математикалық моделін құрастырайық:
Алынғанмәніміз 0.75тенкішіболғандықтан,аудандықәді стіқолдануғаболмайды, аудандықәдістіңқысқартылғантүрінқол дануғаболады. Қысқартылған аудандық әдіс.
Бүгілу нүктесінің абсциссасы тең: ;
Күшейту коэффициенті: .
(2.15)
Уақыт тұрақтысын есептейік:
.
2.6 Ротач әдісімен математикалық моделді құрастыру
Өтпелі сипаттаманың орнатылған мәні h(infinity) сызығы мен абцисса осімен жанама боп өтетін нүктелер арасындағы уақыт интервалын Т0 анықтау үшін бугілу нүктесінде жанама жүргіземіз.
Қарастырылатын жағдайда : T0=440, tп=150, h(tп)=0,181.мәндерді енгіземіз: (q=1).
кешігуімізді =0 деп алып, келесі модельді аламыз:
(2.16)
T0 ді табу үшін бұрылу нүктесінен жанама сызық жүргіземіз де, 0 мен 1 деңгейлерімен қиылсатын нүктені табамыз.
Екінші ретті буын үшін Ротач әдісінің алгоритмін қолданамыз, яғни q=1 =61:
Мәндердің уақыт тұрақтыларын табайық:
Беріліс функциясы мынадай болады:
Өтпеліпроцессмынатеңдеубойыншаберіл еді:
2.7 Нан пісіру пешінің автоматтандырылған жүйесі
Автоматтандыру құралдары және аспаптардан жабдықталған рационалды жылыту жүйесі бар нан пісіру пештерін қолдану, әртүрлі энергия шығынын төмендетеді. Наубайханаларда көбінесе ПХС- 25 пешін қолданады. ПХС- 25 пеші әртүрлі салмақтағы үлкен диапазонды әртүрлі ассортименті нан- батон өнімдерін шығаруға арналған. ПХС- 25 пеші өзінің құрастырылуы жағынан көптеген жаңа үлгілерге сай шығарылып жатқан пеш түрлеріне ұқсас келеді. Тұйықталмаған камерасы, ауаның рециркуляциясы арқылы канальды қыздыруы бар.
Соңғы жылдары кең таралып келе жатқан тұйықталмаған құбырлы пештер де кіргішті- металдық шектеулер мен қатар жылумен қапталған каркасты- металдар да қолданады. Белгіленген жылу инерциясы арқасында мұндай пештерді қыздыру үшін 1-1,5 сағат қажет, сондықтан олар бір немесе екі бөлімді қамтамасыз етеді. Көбінесе пластикалық элементтерден жасалынатын конвейерлер бұл пеште жылу қатысында аз инерциялы жиелі подтан дайындалға. Туннельді пештерде көбінесе қызған ауалардың араласу принципі қолданады. Құбырдағы қызған ауа температурасы 550 С-ден аспауы керек. Бұл қыздырылатын металл құбырының жұмысының ұзақтығын ұзақтығын қамтамасыз етеді. Бұл пештер әртүрлі жағдайларда оңай тасымалданады. 8-суретте конвейерлі наубайханалық - желілі ПХС-25 пешінің қысқартылған сызба нұсқасы көрсетілген. Пешті қыздыру үшін газ немесе сұйық отын қолданады, ол арнайы екі жану құрылғысы арқылы жанады. Спиральды - стержань торлы конвейердің ені 2100мм, пісіру камерасының ұзындығы 1200мм. Конвейердің жетекші барабаны түсу құрылғысының жанында орналасқан. Жүкті конвейердің керуші механизмі. Керуші барабан бұрушы құрылғымен жалғанған, бұл конвейердің оң және сол бағытқа өзгеруін қамтамасыз етеді. Роликтер конвейерді қозғалысқа келтіреді. Конвейер жетегі электр - қозғалтқыштан, екі белдікті берілістен, вариатордан және редуктордан тұракды. Редуктордың шығыстық валы тісті жетекші барабанның валымен жалғанған.
Торды әртүрлі бітелу мен ластанудан тазалау үшін тордың төменгі жағынан тиеу құрылғысының жанында щеткалы механизм орнатылған. Пештер миниральды мақтамен қаптап, шектелген.
Наубайханалық құбырлы камераның ені - 2420мм, ұзындығы - 12000мм, биіктігі - 220мм. Пештің екі жағында қыздыру бөлімі орналасқан, біріншісі - тиеу жағында, екінші - түсіру жағында. Бұл екеуі де пештің бірінші бөлігінде орналасқан.
Қыздыру құрылғысы жану камерасынан және араластыру камерасынан тұрады. Жану камерасында цилиндрлі муфель, қызуға төзімді төсеніш жану массасының айналасынан қапталған. Қыздыру камерасының ұзындығы шамамен өзінің ұзындығының жартысына тең. Араластыру цилиндрі де қызуға төзімді төсеніштерден жасалған. Қыздыру және араластыру камераларының қабырғаларын суыту үшін арнауы терезелер арқылы салқын ауа үрленеді. Ол алдымен араластыру камерасын суытып, кейін қыздыру камерасына өтеді, содан соң қызған газбен араласып, қызу камерасынан каналдар жүйесіне беріледі.
Сурет23. ПХС-25 нан пісіру пешінің автоматтандырылған жүйесі
-2-бу, -19-метан, -40-жағатын газ.
Пісіру процесін автоматтандырғанда мыналарды қарастырылады, конвейердің электр жетегі арқылы басқарылуы және пеш желдеткіштері, пештің қызу температурасы көтерілген жағдайда автоматты қорғау құрылғысының іске келуі, пісіру камерасының температурасын реттеу, және будың шығыны мен өзгерісін автоматтандыру, пісіру камерасына түсетін ылғал ортаны реттеу, үздіксіз газ шығынын есептеу, автоматты бақылау және төтенше жағдайларда дыбыстық немесе белгілік көрсеткіштердің жұмыс параметрлері өзгерген жағдайда т.б. жағдайларда белгі беру қондырғысының іске асуын ескереді.
ПХС - 25 пешін автоматтандырудың сызба нұсқасы 23 суретте көрсетілген. Бұл тағам өнеркәсібін автоматтандыру институты арқылы құрылған. Пештің электр желісі арқылы басқарылуы арнайы кнопкаларды басу арқылы іске келеді. Пештің жануы 14а және 14б құрылғылары арқылы орындалады. Алаудың әр муфельге өтуін автоматтаған қорғау арқылы бақылап отырады. Муфель пешіндегі әртүрлі асқыну мен өзгерістерді де арнайы дифференциалды тигомер 6а, 6б. Қысым төмендегенде де белгі беретін сигнализация 19а, 19б. Муфель пешінің температурасы белгіленгін жағдайдан жоғарлап кеткенде КС 4 -4 типті потенциометр 17в қолданылады. Құбырларда ыстық газдардың дұрыс араласуы мен таралуы болмаған жағдайда ДРПВ - 2 типті 20а, 20б, 20в, 20г сигнализациялары арқылы ескертіледі.
Пеш белгілі бір температураға дейін қызғаннан кейін ішіне қамыр дайындамалары салынады. Пісіру процессі пеш температурасының автоматты реттелуі арқылы жүреді. Қөптеген пісіру ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz