Reglarea automată a parametrilor tehnologici

MEMORIU JUSTIFICATIV

Automatica este o ramură a ştiinţei şi tehnicii care cuprinde totalitatea metodelor şi mijloacelor tehnice de stabilire a unor legături corespunzătoare între instalaţiile tehnologice şi dispozitive nou introduse, astfel încât conducerea proceselor de producţie să se desfăşoare fără intervenţia directă a omului.

Procesul este construit dintr-un grup de transformări realizate într-o instalaţie tehnologică, transformări caracterizate prin unul sau mai mulţi parametri.

Automatizarea reprezintă efectuarea de către dispozitive tehnice a unor operaţii manuale şi intelectuale anterior executate de om.

Aceasta presupune existenţa unor echipamente de colectare, de prelucrare a datelor şi de acţionare asupra proceselor ce urmează a fi automatizate, împreună cu terminale interactive, linii de transimisie, echipamente de intrare / ieşire şi sisteme de programe adecvate.

Instalaţia de automatizare este ansamblul de elemente şi echipamente care se interconectează cu procesul, în scopul realizării operaţiilor de conducere.

Comanda automată este o metodă a automaticii, care permite conducerea proceselor fără intervenţia directă a omului, pe baza principiului memorării acţiunilor necesare.

Se cunosc şi alte tipuri de comenzi: comanda manuală, la care omul intervine asupra elementului de execuţie; comanda secvenţială care se realizează după un program desfăşurat în timp care precizează succesiunea acţiunilor asupra unui sistem; telecomanda care este o comandă ce se realizează la distanţă.

Sistemul este un concept fundamental al automaticii.

Sistemul format din instalaţia de automatizare IA (echipamentul de automatizare sau dispozitivul de automatizare) şi procesul P (instalaţia de automatizat şi instalaţia tehnologică) se numeşte sistem automat S.A.

Introducerea automatizării în instalaţiile industriale conduce la reducerea efortului fizic, obţinerea unei producţii uniforme şi de calitate bună, prin realizarea comenzilor şi reglării automate ale diverşilor parametrii ce intervin în instalaţii. Prin automatizare se evită suprasolicitarea echipamentelor utilizate, ceea ce conduce la creşterea duratei lor de funcţionare, la creşterea securităţii muncii prin supraveghere, semnalizare, blocare sau comenzi automate.

I. ROLUL ŞI IMPORTANŢA SISTEMELOR

DE REGLARE AUTOMATĂ (SRA)

I.1. SARCINA REGLĂRII

Reglarea este acel proces, îndeplinit manual sau automat, prin care o mărime fizică este fie menţinută la o valoare precisă constantă, fie îşi schimbă valoarea în intervale de timp date conform unui anumit program, luând astfel o succesiune de valori prescrise.

Mărimea care trebuie menţinută la valoarea prescrisă este mărimea reglată.

Mărimi reglate sunt, de exemplu, temperatura, debitul, turaţia, tensiunea electrică, nivelul dintr-un rezervor etc. În afară de acestea, în tehnică intervin multe alte mărimi reglate. În tabelul 1 sunt enumerate cele mai uzuale mărimi reglate din diferite domeni ale tehnicii.

În cazul reglării manuale, omul se foloseşte de aparate de măsurat pentru a constata permanent diferenţa dintre valoarea instantanee (la un moment dat) şi valoarea prescrisă a unei mărimi fizice reglate şi acţionează în concordanţă cu succesiunea schimbărilor care au avut loc în starea mărimii fizice reglare prin intermediul altor aparate numite elemente de execuţie.

Principalele mărimi reglate din diferite domenii ale tehnicii (tabelul 1)

DOMENIUL MĂRIMI REGLATE

Construcţii de maşini Forţă

Cuplu

Viteză

Turaţie

Acceleraţie

Cursă, nivel, poziţie,

presiune etc.

Electrotehnică Tensiune

Curent

Putere (activă, reactivă)

Frecvenţă

Defazaj

Amplificare

Iluminare etc.

Chimie Temperatura

Presiune

Debit

Nivel

Proporţie de amestec

Concentraţia de ioni (pH)

Putere calorică

Concentraţia gazelor

Umiditate etc.

Tehnica transporturilor Viteză

Acceleraţie

Direcţie

Altitudine

Înclinare etc.

I.2. MĂRIMILE CARE INTERVIN ÎN PROCESUL

REGLĂRII MANUALE

Funcţia de reglare este specifică activităţii umane. Zilnic, reglăm diverse mărimi,diferite stări fizice. Reglăm de exemplu aparatele de radio pentru a obţine intensitatea şi tonalitatea dorită. Când mergem cu bicicleta, menţinem echilibrul, direcţia şi viteza necesare. Conducem automobile şi avioane, umplem vase cu apă până la un anumit nivel, reglăm instalaţia de încălzire sau de ventilaţie a locuinţei etc.

Toate acestea presupun observarea atentă a mediului înconjurător şi acţiunea omului asupra acestuia.

Pentru procesele tehnice, aplicarea reglării are o importanţă deosebită. Funcţionarea maşinilor cu abur, a turbinelor a motoarelor cu ardere internă etc. este

direct legată de reglarea turaţiei, a presiunii, a debitului de combustibil, a temperaturi, a ungerii etc.

În cazul fiecărei reglări se deosebeşte o mărime reglată şi o mărime de execuţîe.

Mărimea de execuţie este mărimea obţinută la ieşirea organului de execuţie şi cu ajutorul căreia se poate influenţa uşor mărimea reglată, pentru a o aduce la valoarea dorită.

De exemplu, dacă se cere ca într-un cuptor cu gaz să fie menţinută constantă temperatura, aceasta din urmă poate fi influenţată în sensul dorit (creşterea sau scăderea) prin modificarea debitului de gaz, de ardere. În acest caz, mărimea reglată este temperatura, iar mărimea de execuţie este debitul de gaz.

Dacă se urmăreşte menţinerea constantă a turaţiei unui motor de curent continuu, pentru variaţia turaţiei în sensul dorit, se variază curentul de excitaţie al motorului. Deci mărimea reglată este, în acest caz, turaţia, iar mărimea de execuţie este curentul de excitaţie al motorului