automatica bun.docx

download automatica bun.docx

If you can't read please download the document

  • date post

    09-Nov-2015
  • Category

    Documents

  • view

    23
  • download

    7

Embed Size (px)

Transcript of automatica bun.docx

CAPITOLUL. 1 Msurarea mrimilor electrice i neelectrice din mediul industrial 1.1 Generaliti Procesul de msurare presupune un fenomen de preluare a informaiei de la msurnd sub forma unei energii, transmiterea acesteia la o unitate de prelucrare ce stabilete valoarea mrimii msurate prin comparaie cu un etalon sau cu o scar i care o aplic unui bloc de ieire care poate avea i rol de indicator. Mrimea pot fi active, dac sunt purttoare de energie(de ex.: for, curentul electric etc.) sau pasive, dac informaia este coninut n structura msurandului (ex.: masa, rezistivitatea etc). Procesele tehnologice n care apar mrimi cu constante de timp mici , variind de la cteva milisecunde la cteva secunde, sunt considerate procese rapide . Astfel de mrimi sunt cele caracteristice acionrilor electrice i echipamentelor electroenergetice , cum ar fii: poziie ( spaiu , unghi), vitez (liniar i de rotaie ), mrimi electrice i magnetice ( curent, tensiune , flux magnetic ) . Acionrile electrice realizeaz comanda i reglarea motoarelor electrice de toate tipurile , iar echipamentele electroenergetice furnizeaz sau transform energia electric ( generatoare sincrone, redresoare, inversoare, convertoare de frecven sau de c.c). 1.1.1 Sistemele automate de reglare a proceselor rapide trebuie s ndeplineasc condiii din ce n ce mai grele impuse de cerinele industrial pentru nbuntirea calitii produselor i creterea productivitii utilajelor : gam larg de reglare ; viteza mare de rspundere ; constan n timp a parametrilor reglai ; nivel redus al semnalelor de intrare. Preluarea informaiei de la msurand se face de ctre traductor, un dispozitiv care, pe baza unei legi fizice, realizeaz transformarea unei mrimi fizice ntr-o mrime fizic, diferit de prima calitativ sau cantitativ. Traductorul care transform mrimea de msurat provenit de la msurand ntr-o alt mrime, adecvat unei prelucrri ulterioare, se numete traductor de intrare sau senzor, iar traductorul care transform semnalul prelucrat, purttor de informaie de msurare, ntr-un semnal ce poate fi folosit la locul de utilizare, se numete traductor de ieire. ntre traductorul de intrare i cel de ieire pot exista traductoare intermediare i de asemenea, blocuri de prelucrare i/sau modificare a semnalelor (blocuri de condiionare a semnalelor). Din punctul de vedere al mrimii de ieire, traductoarele se clasific n: - traductoare parametrice sau modulatoare, dac mrimea de ieire este un parametru de circuit electric (rezisten, capacitate, inductivitate); - traductoare generatoare sau energetice dac mrimea de ieire este tensiune, curent sau sarcin electric. Dup numrul transformrilor energetice din cadrul traductorului, traductoarele pot fi: directe, dac realizeaz o singur transformare ; complexe, dac n cadrul lor se realizeaz mai multe transformri. O variant constructiv deosebit de important din punctul de vedere alperformanelor o reprezint traductoarele difereniale, realizate din dou traductoare identice asupra crora msurandul acioneaz cu semne contrare. Aceast variant asigur o dublare a sensibilitii, creterea liniaritii i a benzii de frecvene, precum i o micorare a efectului perturbaiilor de mod comun.Principalele obiective ale msurrilor sunt : Monitorizare unui proces, de exemplu supravegherea ambientului termic ; Controlul unui proces, de exemplu controlul temperature ntr-un sistem de termostate ; Verificarea unor modele sau experimente;, de exemplu n cazul simulrilor pe calculator. 1.1.2 Proiectarea i operarea unui sistem de msurare presupune considerarea urmtoarelor etape : Sesizarea mrimii de msurat ; Condiioanarea i prelucrarea semnalelor ; Transmisia semnalului ce conine informaia ; Memorarea datelor ; Afiarea rezultatelor ; Asigurarea surselor de energie ; Protecia asigurarea unei funcionri corecte ; Service, calibrare i mentenan Dac se consider schema bloc simplificat a unui sistem de msur ( figura1.1 ) se observ c un rol important l are i prezentarea informaiei informaiei adic traductorul .

Fig 1.1 Proces automatizat cu traductorSchema de principiu a unui sistem de reglare convenional conine urmatoarele elemente (fig.1.1) : - regulator; - element de execuie; - proces; - traductor; - element de comparare. Marimile care intervin sunt: yREF - mrime de referin; y - valoare momentan; - eroare; u - mrime de comand; w - mrime de execuie; x - mrime din proces reprezentnd parametrul reglat; v perturbaie din exteriorul procesului.

1.2 Proces automatizat condus cu calculatorul

Figura 1.2 Proces automatizat condus cu calculatorul Dac procesul este condus cu un calculator de proces, schema bloc arat ca n figura 1.2 , n care: CP - calculator de proces; CP - consola operator; PG - periferice generale; CU - calculator universal; SIE - sistemul de interfa al ieirilor; SII - sistemul de interfa al intrrilor; SIA - sistem de interfa pentru intrri analogice; SIN - sistem de interfa pentru semnale numerice; P - proces; EE - element de execuie; T traductor . Se observ c n ambele scheme traductoarele sunt situate pe calea informaional avnd sensul de transmisie de la proces ctre sistemul de conducere, cuplate cu: - intrrile - la instalaiile tehnologice n care are loc procesul, conectarea fiind n funcie de natura fenomenelor analizate: mecanic, electric, etc.; - ieirile - la dispozitivele de automatizare, depinznd de caracteristicile constructive ale acestora. - semnalele de ieire ale traductoarelor sunt de natura: electric (tensiuni, cureni) - marea majoritate a echipamentelor de conducere fiind electrice sau electronice; - pneumatice (aer sub presiune) - n medii cu pericol de explozie sau incendiu, n care elementele electrice sunt interzise datorit riscului potenal de producere de scntei prin arc electric. Semnalele de ieire ale traductoarelor variaz, indiferent de domeniul de valori al mrimii de intrare intr-o gama fixat. Aceste domenii de variaie ale semnalelor se numesc semnal unificat, regulatorul putnd fi astfel adaptat la un traductor de orice natura . Tinnd cont de diversitatea marimilor care intervin in procese, traductoarele ramn elementele cu cea mai mare diversitate din sistemele de automatizare. Structura general a unui traductor

Figura 1.3 Structura general a unui traductor Se dau n fig1.3. elementele componente : a) Elementul sensibil (detector, captor, senzor) este elementul specific pentru detectarea mrimii fizice care intereseaz. El are capacitatea de a elimina sau reduce la minim influenele exercitate de alte mrimi dect cea care se msoara i care acioneaza simultan asupra traductorului. Sub aciunea mrimii de intrare are loc o modificare de stare a elementului sensibil care conine informaia necesar determinrii valorii acelei marimi. Modificarea presupune un consum energetic care poate fi luat: - din proces, in raport cu fenomenul fizic, cu puterea mrimii de intrare, cu cota din aceasta care poate fi cedat fr a-i afecta valoarea; - de la o surs auxiliara de energie, cnd modificarea de stare are ca efect variaii ale unor parametri de material, a cror evideniere necesit o surs auxiliar. n oricare din situaii, informaia asupra modificrii de stare nu poate fi folosit ca atare, ci necesit prelucrri ulterioare. b) Adaptorul are rolul de a adapta informaia de la ieirea elementului sensibil la cerinele impuse de aparatura de automatizare utilizata. Funcii realizate de adaptor: - adaptare - de nivel; - de putere (impedana); - comparaia cu unitatea de msura adoptata, prin conversia variaiilor de stare ale elementelor sensibile n semnale calibrate reprezentnd valoarea mrimii de intrare. Comparaia poate fi: - simultan, cnd mrimea etalon exercit o aciune permanent; - succesiv, cnd marimea etalon este aplicat din exterior, iniial, n cadrul operaiei de calibrare, anumite elemente constructive memornd efectele sale i utilizndu-le ulterior n procesul de msurare; - operaii asupra mrimii: n funcie de legile fizice pe care se bazeaz detecia, ele pot fi: - liniare (atenuare, amplificare, sumare, integrare, difereniere); - neliniare (produs, ridicare la putere, logaritmare); - realizarea unor funcii neliniare particulare intenionat introduse pentru compensarea neliniaritilor inerente i asigurarea unei dependente globale intrare - ieire liniare n cadrul traductorului. Adaptoarele pot fi: - electrice (electronice) - furnizeaza la ieire semnal electric; - pneumatice - furnizeaza semnal pneumatic. Dup forma de variaie a semnalului, se mpart n: - analogice, care presupun o variatie continu a unui parametru caracteristic, n semnal unificat, cum ar fi: - c.c.: 0,5 .5 mA; 2.10 mA; 4.20 mA; - tensiune continu: 0.10 V; 0.20 V; -10.+10 V; - presiune (aer): 20.10 kN/m2; - numerice - cnd sunt prevzute cu CAN (convertoare analog - numerice). S-au impus prin folosirea pe scar tot mai larg a echipamentelor de reglare numeric i a calculatoarelor de proces. Codurile numerice de ieire trebuie s fie compatibile cu echipamentele (interfeele calculatoarelor), mpunnd o standardizare i a semnalelor numerice furnizate de traductoare. Cele mai folosite coduri sunt: - binar natural pe 8, 10, 12, 16 biti; - binar codificat zecimal (BCD) pe 2, 3, 4 decade. c) Elemente de transmisie - sunt elemente auxiliare care realizeaz conexiuni electrice, mecanice, optice sau de alt natur n situaiile n care tehnologiile de realizare a traductorului o impun. d) Sursa de energie , necesar n cele mai frecvente cazuri, pentru a menaja energia semnalului util. 1.3 Amplificator pentru traductor n cazul cnd