Bireysel operasyonlar seti spesifik teknolojik süreçleri oluşturur. Genel olarak işlem Bir sonraki işlemin başlangıcı bir önceki işlemin başlangıcına göre kaydırıldığında paralel, sıralı veya kombinasyon halinde gerçekleştirilen teknolojik işlemler yoluyla gerçekleştirilir.
Teknolojik süreç kontrolü organizasyonel ve teknik bir sorundur ve günümüzde otomatik veya otomatik sistemler süreç kontrolü.
Yönetimin amacı teknolojik süreçşunlar olabilir: bazı fiziksel miktarların stabilizasyonu, belirli bir programa göre değiştirilmesi veya daha karmaşık durumlarda bazı genel kriterlerin optimizasyonu, sürecin en yüksek verimliliği, ürünün en düşük maliyeti vb.
İzleme ve düzenlemeye tabi olan tipik proses parametreleri arasında akış, seviye, basınç, sıcaklık ve bir dizi kalite göstergesi yer alır.
Kapalı döngü sistemleri, çıktı miktarları hakkındaki mevcut bilgiyi kullanır ve sapmayı ε( belirler. T) Kontrol edilen değişken Y(t)'yi belirtilen Y(o) değerinden çıkarın ve ε (t)'yi azaltmak veya tamamen ortadan kaldırmak için harekete geçin.
Sapma kontrol sistemi olarak adlandırılan kapalı sistemin en basit örneği, Şekil 1'de gösterilen, bir tanktaki su seviyesini dengelemeye yönelik sistemdir. Sistem, seviye 2 ölçüm dönüştürücüsünden (sensör), bir kontrol cihazından (1) (regülatör) ve regülatörün (valf) 5 konumunu kontrol eden bir aktüatörden (3) oluşur.
Pirinç. 1. Otomatik kontrol sisteminin fonksiyonel şeması: 1 - regülatör, 2 - seviye ölçüm dönüştürücüsü, 3 - aktüatör, 5 - regülatör.
Akış kontrolü
Akış kontrol sistemleri, düşük atalet ve parametrenin sık sık titreşmesiyle karakterize edilir.
Tipik olarak akış kontrolü, bir vana veya geçit kullanarak bir maddenin akışını kısmak, pompa tahrikinin hızını veya baypas derecesini (akışın bir kısmını ek kanallardan yönlendirmek) değiştirerek boru hattındaki basıncı değiştirmektir.
Sıvı ve gazlı ortamlar için akış düzenleyicilerin uygulama prensipleri Şekil 2, a'da, dökme malzemeler için - Şekil 2, b'de gösterilmektedir.
Pirinç. 2. Akış kontrol şemaları: a - sıvı ve gazlı ortamlar, b - dökme malzemeler, c - ortam oranları.
Teknolojik süreç otomasyonu uygulamasında, iki veya daha fazla ortamın akış hızlarının oranının stabilize edilmesinin gerekli olduğu durumlar vardır.
Şekil 2, c'de gösterilen devrede, G1'e giden akış önde gelen akıştır ve G2 = γ G, bağımlı olan akıştır; burada γ, regülatörün statik ayarı sırasında belirlenen akış oranı katsayısıdır.
Ana akı G1 değiştiğinde, FF kontrol cihazı bağımlı akı G2'yi orantılı olarak değiştirir.
Kontrol yasasının seçimi, parametre stabilizasyonunun gerekli kalitesine bağlıdır.
Seviye düzenlemesi
Seviye kontrol sistemleri akış kontrol sistemleri ile aynı özelliklere sahiptir. Genel durumda seviyenin davranışı diferansiyel denklemle tanımlanır.
D(dl/dt) = G giriş - G çıkış + G arr.
burada S kabın yatay kesit alanıdır, L seviyedir, Gin, Gut ortamın giriş ve çıkıştaki akış hızıdır, G arr tankta artan veya azalan ortam miktarıdır (0'a eşit olabilir) birim zaman başına t.
Seviyenin sabitliği, tedarik edilen ve tüketilen sıvı miktarlarının eşitliğini gösterir. Bu durum, sıvının beslemesi (Şekil 3, a) veya akış hızı (Şekil 3, b) etkilenerek sağlanabilir. Şekil 3, c'de gösterilen regülatör versiyonunda, parametreyi stabilize etmek için sıvı besleme ve akış ölçümlerinin sonuçları kullanılır.
Sıvı seviye darbesi düzelticidir; besleme ve akış hızı değiştiğinde ortaya çıkan kaçınılmaz hatalar nedeniyle oluşan hataların birikmesini ortadan kaldırır. Kontrol yasasının seçimi aynı zamanda parametre stabilizasyonunun gerekli kalitesine de bağlıdır. Bu durumda sadece oransal değil aynı zamanda konumsal kontrolörleri de kullanmak mümkündür.
Pirinç. 3. Seviye kontrol sistemlerinin şemaları: a - beslemeyi etkileyen, b ve c - ortamın akışını etkileyen.
Basınç regülasyonu
Basıncın sabitliği ve seviyenin sabitliği, nesnenin maddi dengesini gösterir. Genel olarak basınçtaki değişiklik aşağıdaki denklemle tanımlanır:
V(dp/dt) = G giriş - G çıkış + G arr.
burada V cihazın hacmidir, p ise basınçtır.
Basınç kontrol yöntemleri seviye kontrol yöntemlerine benzer.
Sıcaklık regülasyonu
Sıcaklık sistemin termodinamik durumunun bir göstergesidir. Sıcaklık kontrol sisteminin dinamik özellikleri, prosesin fiziksel ve kimyasal parametrelerine ve aparatın tasarımına bağlıdır. Böyle bir sistemin bir özelliği, nesnenin ve çoğunlukla ölçüm dönüştürücünün önemli ataletidir.
Sıcaklık kontrol cihazlarını uygulama prensipleri, tesisteki enerji tüketiminin kontrolünü dikkate alarak seviye kontrol cihazlarını uygulama prensiplerine benzer (Şekil 2). Kontrol yasasının seçimi nesnenin eylemsizliğine bağlıdır: ne kadar büyük olursa, kontrol yasası da o kadar karmaşık olur. Ölçüm dönüştürücünün zaman sabiti, soğutucunun hızının arttırılması, koruyucu kapağın (manşon) duvarlarının kalınlığının azaltılması vb. ile azaltılabilir.
Ürün bileşimi ve kalite parametrelerinin düzenlenmesi
Bir ürünün bileşimini veya kalitesini düzenlerken, bir parametrenin (örneğin tahıl nemi) ayrı olarak ölçüldüğü bir durum mümkündür. Bu durumda bilgi kaybı ve dinamik kontrol işleminin doğruluğunun azalması kaçınılmazdır.
Değeri ana kontrol edilen parametreye (ürün kalite göstergesi Y(ti)) bağlı olan bazı ara parametre Y(t)'yi stabilize eden bir regülatörün önerilen devresi Şekil 4'te gösterilmektedir.
Pirinç. 4. Ürün kalite kontrol sisteminin şeması: 1 - nesne, 2 - kalite analizörü, 3 - ekstrapolasyon filtresi, 4 - bilgi işlem cihazı, 5 - regülatör.
Bilgisayar cihazı (4), Y(t) ve Y(ti) parametreleri arasındaki ilişkinin matematiksel modelini kullanarak kalite göstergesini sürekli olarak değerlendirir. Ekstrapolasyon filtresi 3, iki ölçüm arasındaki aralıklarda tahmini bir ürün kalitesi parametresi Y(ti) üretir.
Proses kontrolünün genel görevi, yönetmeliklerin getirdiği teknolojik parametreler üzerindeki kısıtlamaları yerine getirirken belirli bir kriteri (maliyet, enerji maliyetleri vb.) en aza indirmek (maksimumlaştırmak).
Bu sorunu bir bütün olarak sürecin tamamı için çözmek zor olduğundan (birçok etkileyici faktör vardır), tüm süreç ayrı bölümlere bölünmelidir ve genellikle bu bölüm, kendi alt görevine (yem hazırlama, yem hazırlama, temizlik) sahip tamamlanmış bir teknolojik işleme karşılık gelir. süt işleme vb.)
Ayrı bir TP için optimallik kriterinin oluşturulması daha kolaydır. Bu, bir parametrenin stabilizasyonu için bir gereklilik ya da basit hesaplanmış bir kriter olabilir. Ayrı bir teknolojik süreç için kabul edilen optimallik kriterine dayanarak otomasyon problemi kolayca formüle edilir. Optimallik kriterine ek olarak, bu problemin çözümü, otomasyon nesnesinin tüm önemli giriş ve çıkış değişkenlerinin tanımlanması açısından bir analizinin yanı sıra, rahatsız edici ve kontrol iletim kanallarının statik ve dinamik özelliklerinin bir analizini gerektirir. etkiler.
Pirinç. 2.3. Akış kontrol şemaları: A- sıvı ve gazlı ortamlar; B- toplu malzemeler; V- çevre oranları
Aynı tipteki teknolojik işlemler (örneğin ısıtma işlemleri) ekipmanın tasarımında farklılık gösterebilir, fiziksel ve kimyasal özellikler bunlara dahil olan hammadde akışları vb. Ancak hepsi aynı kanunlara göre hareket eder ve genel kalıplara tabidir. Bu modellerin doğası öncelikle hangi parametrenin kontrole dahil olduğuna göre belirlenir. Tipik bir teknolojik sistemde meydana gelen bir proses sınıfı için, geniş bir sistem yelpazesi için kabul edilebilir standart bir otomasyon çözümü geliştirilebilir. Standart bir çözümün varlığı, otomatik bir kontrol sistemi oluşturma görevini büyük ölçüde basitleştirir.
İzleme ve düzenlemeye tabi olan tipik proses parametreleri arasında akış, seviye, basınç, sıcaklık ve bir dizi kalite göstergesi yer alır.
Akış düzenlemesi. Akış kontrol sistemleri, düşük atalet ve parametrenin sık sık titreşmesiyle karakterize edilir.
Tipik olarak akış kontrolü, bir valf veya geçit kullanılarak bir maddenin akışının kısılmasıdır; Pompa tahrikinin dönme hızındaki veya baypas derecesindeki değişiklikler (akışın bir kısmının ek kanallardan yönlendirilmesi) nedeniyle boru hattındaki basınçta değişiklik.
Sıvı ve gazlı ortamlar için akış düzenleyicilerin uygulama esasları Şekil 2.3'te gösterilmektedir, A, dökme malzemeler - Şekil 2.3'te, B.
Proses otomasyonu uygulamasında, iki veya daha fazla ortamın akış hızlarının oranının stabilize edilmesinin gerekli olduğu durumlar vardır.
Şekil 2.3'te gösterilen devrede, V, akış G 1 - liderlik ve akış - köle, nerede en- regülatörün statik ayarı sırasında belirlenen akış oranı katsayısı.
Öndeki iş parçacığı değiştiğinde G 1 regülatör FF bağımlı akışını orantılı olarak değiştirir G 2.
Kontrol yasasının seçimi, parametre stabilizasyonunun gerekli kalitesine bağlıdır.
Seviye düzenlemesi. Seviye kontrol sistemleri akış kontrol sistemleri ile aynı özelliklere sahiptir. Genel durumda seviyenin davranışı diferansiyel denklemle tanımlanır.
|
burada S, kabın yatay kesit alanıdır; L- seviye; C girişi, G çıkışı - giriş ve çıkışta ortamın akışı; varış ile.- Birim zamanda kapta artan veya azalan ortam miktarı (0'a eşit olabilir) T.
Seviyenin sabitliği, tedarik edilen ve tüketilen sıvı miktarlarının eşitliğini gösterir. Bu durum arzı etkileyerek sağlanabilir (Şekil 2.4, A) veya akış (Şekil 2.4, B) sıvılar. Şekil 2.4'te gösterilen denetleyici sürümünde, V, Parametreyi stabilize etmek için sıvı besleme ve akış ölçümlerinin sonuçları kullanılır. Sıvı seviye darbesi düzelticidir; besleme ve akış hızı değiştiğinde ortaya çıkan kaçınılmaz hatalar nedeniyle oluşan hataların birikmesini ortadan kaldırır. Kontrol yasasının seçimi aynı zamanda parametre stabilizasyonunun gerekli kalitesine de bağlıdır. Bu durumda sadece oransal değil aynı zamanda konumsal kontrolörleri de kullanmak mümkündür.
Basınç regülasyonu. Basıncın sabitliği ve seviyenin sabitliği, nesnenin maddi dengesini gösterir.
|
Nerede V- aparat hacmi; p - basınç.
Pirinç. 2.4. Seviye kontrol sistemlerinin şemaları:
A-yem üzerinde etkisi olan; B Ve V- orta akış üzerinde etkili
Denklemlerin (2.1) ve (2.2) benzerliği, basınç düzenleme yöntemlerinin seviye düzenleme yöntemlerine benzer olduğunu gösterir.
Sıcaklık regülasyonu. Sıcaklık sistemin termodinamik durumunun bir göstergesidir. Sıcaklık kontrol sisteminin dinamik özellikleri, prosesin fiziksel ve kimyasal parametrelerine ve aparatın tasarımına bağlıdır. Böyle bir sistemin bir özelliği, nesnenin ve çoğunlukla ölçüm dönüştürücünün önemli ataletidir.
Sıcaklık kontrol cihazlarını uygulama prensipleri, tesisteki enerji tüketiminin kontrolünü dikkate alarak seviye kontrol cihazlarını uygulama prensiplerine benzer (Şekil 2.4).
Kontrol yasasının seçimi nesnenin eylemsizliğine bağlıdır: ne kadar büyük olursa, kontrol yasası da o kadar karmaşık olur. Ölçüm dönüştürücünün zaman sabiti, soğutucunun hızının arttırılması, koruyucu kapağın (manşon) duvarlarının kalınlığının azaltılması vb. ile azaltılabilir.
Pirinç. 2.5. Ürün kalite kontrol sisteminin şeması:
1 - nesne; 2 - kalite analizörü; 3 - ekstrapolasyon filtresi; 4 - bilgi işlem cihazı; 5 - regülatör
Ürünün bileşimi ve kalitesi parametrelerinin düzenlenmesi. Bir ürünün bileşimini veya kalitesini düzenlerken, bir parametrenin (örneğin tahıl nemi) ayrı olarak ölçüldüğü bir durum mümkündür. Bu durumda bilgi kaybı ve dinamik kontrol işleminin doğruluğunun azalması kaçınılmazdır. Bazı ara parametreleri stabilize eden bir regülatörün önerilen devresi У(t), değeri ana düzenlenen parametreye bağlıdır - ürün kalite göstergesi U( T) Şekil 2.5'te gösterilmektedir. bilgi işlem cihazı 4, parametreler arasındaki ilişkinin matematiksel modelini kullanarak У(t) Ve У(t 1) kalite göstergesini sürekli olarak değerlendirir. Ekstrapolasyon filtresi 3 tahmini bir ürün kalite parametresi verir У(t 1) iki boyut arasındaki aralıklarda.
Güvenlik soruları ve görevler
1. Tarımsal üretimin teknolojik sürecini tanımlayabilecektir. 2. Kontrol nesnesi üzerindeki etki türlerini adlandırın. 3. Geçici Koruma yönetiminin yapısını ve ilkelerini özetlemek. 4. Tarımsal üretim otomasyonunun özellikleri nelerdir? 5. Proses otomasyonuna yönelik tipik teknik çözümleri adlandırın.
Otomatik düzenleme, teknolojik süreçlerin önceden belirlenmiş algoritmalara sahip gelişmiş cihazlar kullanılarak kontrol edilmesidir.
Örneğin günlük yaşamda otomatik düzenleme, ölçüm yapan ve bakımını yapan bir termostat kullanılarak gerçekleştirilebilir. oda sıcaklığı belirli bir düzeyde.
İstenilen sıcaklık ayarlandığında, termostat oda sıcaklığını otomatik olarak izler ve ayarlanan sıcaklığı korumak için ısıtıcıyı veya klimayı gerektiği gibi açar veya kapatır.
Üretimde proses kontrolü genellikle prosesin sıcaklık, basınç, seviye ve akış gibi teknolojik parametrelerini ölçen ve gereken seviyede tutan enstrümantasyon ve otomasyon aracılığıyla gerçekleştirilir. Az ya da çok büyük ölçekli üretimde manuel düzenleme birçok nedenden dolayı zordur ve çoğu süreç manuel olarak hiçbir şekilde ayarlanamaz.
Teknolojik süreçler ve süreç değişkenleri
Teknolojik süreçlerin normal uygulanması için, bunların meydana geldiği fiziksel koşulların kontrol edilmesi gerekir. Sıcaklık, basınç, seviye ve akış gibi fiziksel parametreler birçok nedenden dolayı değişebilmekte ve bunların değişimi prosesi etkilemektedir. Bu değişken fiziksel koşullara “süreç değişkenleri” denir.
Bazıları üretim verimliliğini düşürebilir ve üretim maliyetlerini artırabilir. Sistemin görevi otomatik düzenleme proses değişkenlerindeki keyfi değişikliklerle ilişkili üretim kayıplarını ve kontrol maliyetlerini en aza indirmektir.
Herhangi bir üretimde, hedef ürünün elde edilmesinde hammaddeler ve diğer başlangıç bileşenleri etkilenir. Herhangi bir üretimin verimliliği ve ekonomisi, teknolojik süreçlerin ve süreç değişkenlerinin özel kontrol sistemleri aracılığıyla nasıl kontrol edildiğine bağlıdır.
Kömürle çalışan bir termik santralde, suyu buhara dönüştürmek için gereken ısıyı üretmek üzere kömür öğütülür ve daha sonra yakılır. Buhar birçok amaç için kullanılabilir: iş için buhar türbinleri Hammaddelerin ısıl işlemi veya kurutulması. Bu madde ve maddelerin geçirdiği işlemler dizisine “işlem” denir. Süreç kelimesi sıklıkla bireysel operasyonları ifade etmek için de kullanılır. Örneğin kömürün öğütülmesi veya suyun buhara dönüştürülmesi işlemine işlem denilebilir.
Otomatik kontrol sisteminin çalışma prensibi ve elemanları
Otomatik kontrol sistemi durumunda, gözlem ve düzenleme, önceden yapılandırılmış cihazlar kullanılarak otomatik olarak gerçekleştirilir. Ekipman, tüm eylemleri manuel kontrole göre daha hızlı ve daha doğru bir şekilde gerçekleştirebilir.
Sistemin eylemi iki kısma ayrılabilir: Sistem, süreç değişkeninin değerindeki bir değişikliği tespit eder ve ardından süreç değişkenini ayarlanan değere dönmeye zorlayan bir düzeltici eylem gerçekleştirir.
Otomatik kontrol sistemi dört ana öğeden oluşur: birincil öğe, ölçüm öğesi, düzenleyici öğe ve son öğe.
Birincil eleman, süreç değişkeninin değerini algılar ve bunu ölçüm elemanına iletilen fiziksel bir miktara dönüştürür. Ölçüm elemanı dönüştürür fiziksel değişim birincil eleman tarafından üretilen, süreç değişkeninin büyüklüğünü temsil eden bir sinyale dönüştürülür.
Ölçüm elemanından gelen çıkış sinyali kontrol elemanına gönderilir. Kontrol elemanı, ölçüm elemanından gelen sinyali, ayarlanan değeri temsil eden bir referans sinyali ile karşılaştırır ve bu iki sinyal arasındaki farkı hesaplar. Daha sonra kontrol elemanı, süreç değişkeninin gerçek değeri ile ayarlanan değeri arasındaki fark olan bir düzeltme sinyali üretir.
Kontrol elemanından gelen çıkış sinyali son kontrol elemanına gönderilir. Son kontrol elemanı, aldığı sinyali, süreç değişkenini ayarlanan değere dönmeye zorlayan bir düzeltici eyleme dönüştürür.
Proses kontrol sistemleri dört ana unsurun yanı sıra aşağıdaki özelliklere de sahip olabilir: yardımcı ekipman Süreç değişkeninin büyüklüğü hakkında bilgi sağlar. Bu ekipman, kayıt cihazları, ölçüm cihazları ve alarm cihazları gibi enstrümanları içerebilir.
Otomatik kontrol sistemi türleri
İki ana tür vardır otomatik sistemler düzenleme: özellikleri ve dolayısıyla uygulamanın uygunluğu açısından farklılık gösteren kapalı ve açık.
Kapalı çevrim otomatik kontrol sistemi
Kapalı bir sistemde, kontrol edilen süreç değişkeninin değeri hakkındaki bilgi, bu değişkeni kontrol etmek ve düzenlemek için tasarlanmış tüm alet ve cihazlar zincirinden geçer. Böylece kapalı bir sistemde, kontrol edilen değerin sabit bir ölçümü gerçekleştirilir, ayarlanan değerle karşılaştırılır ve kontrol edilen değerin ayarlanan değere uygun hale getirilmesi için proses üzerinde uygun bir etki uygulanır.
Örneğin böyle bir sistem, bir tanktaki gerekli sıvı seviyesinin izlenmesi ve muhafaza edilmesi için çok uygundur. Yer değiştirici sıvı seviyesindeki değişiklikleri algılar. Ölçüm dönüştürücü, seviye değişikliklerini regülatöre gönderdiği bir sinyale dönüştürür. Bu da alınan sinyali önceden belirlenen gerekli seviyeyle karşılaştırır. Daha sonra regülatör bir düzeltme sinyali üretir ve bunu su akışını ayarlayan kontrol vanasına gönderir.
Açık çevrim otomatik kontrol sistemi
Açık döngü sisteminde, prosesin çıkışından girişine kadar ölçüm ve sinyal işleme aletleri ve cihazlarının kapalı zinciri yoktur ve kontrolörün proses üzerindeki etkisi, kontrol edilenin sonuç değerine bağlı değildir. değişken. Süreç değişkeninin mevcut ve istenen değeri arasında bir karşılaştırma yapılmaz ve herhangi bir düzeltici eylem oluşturulmaz.
Açık döngü kontrol sisteminin bir örneği otomatik araba yıkamadır. Bu, araba yıkamaya yönelik teknolojik bir süreçtir ve gerekli tüm işlemler açıkça tanımlanmıştır. Bir araba yıkamadan çıktığında temiz olması gerekir. Araç yeterince temiz değilse sistem bunu algılamaz. Burada bununla ilgili bilgi verecek, süreci düzeltecek bir unsur yok.
Üretimde bazı açık döngü sistemleri, bir dizi ardışık işlemin tamamlanmasını sağlamak için zamanlayıcılar kullanır. Proses çok kritik değilse, bu tür açık döngü kontrolü kabul edilebilir. Ancak süreç belirli koşulların doğrulanmasını ve gerekirse ayarlamaların yapılmasını gerektiriyorsa açık döngü sistemi kabul edilemez. Bu gibi durumlarda kapalı sistem kullanılması gerekmektedir.
Otomatik kontrol yöntemleri
Otomatik kontrol sistemleri iki temel kontrol yöntemi kullanılarak oluşturulabilir: bir süreç değişkenindeki sapmaları meydana geldikten sonra düzelterek çalışan kapalı döngü kontrolü; ve süreç değişkeninde sapmaların oluşmasını önleyen bozucu eylem ile.
Geri bildirim kontrolü
Kapalı döngü kontrolü, bir süreç değişkeninin ölçülen değerinin, başlatma ayar noktasıyla karşılaştırıldığı ve değişkenin ayar noktasından herhangi bir sapmasını düzeltmek için eylemin gerçekleştirildiği bir otomatik kontrol yöntemidir.
Kapalı döngü kontrol sisteminin ana dezavantajı, kontrol edilen süreç değişkeni ayar noktası değerinden sapıncaya kadar süreci düzenlemeye başlamamasıdır.
Kontrol sistemi buhar hattındaki kontrol vanasını açmaya veya kapatmaya başlamadan önce sıcaklığın değişmesi gerekir. Çoğu kontrol sisteminde bu tür kontrol eylemi kabul edilebilir ve sistem tasarımına dahil edilmiştir.
Bazılarında endüstriyel süreçler imalat gibi ilaçlar proses değişkeninin ayar noktası değerinden sapmasına izin verilemez. Herhangi bir sapma ürün kaybına neden olabilir. Bu durumda süreçteki değişiklikleri öngörebilecek bir düzenleyici sisteme ihtiyaç vardır. Bu proaktif düzenleme türü, bozulmaya dayalı bir kontrol sistemi tarafından sağlanır.
Rahatsızlık kontrolü
Rahatsızlık odaklı kontrol proaktif kontroldür çünkü kontrol edilen değişkende beklenen değişikliği tahmin eder ve bu değişiklik meydana gelmeden önce harekete geçer.
Bu, rahatsızlık kontrolü ile geri besleme kontrolü arasındaki temel farktır. Bir bozulma kontrol döngüsü, bozukluğu manipüle edilen değişkeni etkilemeden önce nötralize etmeye çalışırken, bir geri besleme kontrol döngüsü, manipüle edilen değişkeni etkiledikten sonra rahatsızlığı gidermeye çalışır.
Bir bozulma kontrol sisteminin, bir geri besleme kontrol sistemine göre bariz bir avantajı vardır. İdeal durumda, bozucu etkiyle kontrol edilirken, kontrol edilen değişkenin değeri değişmez, ayarlanan değerinde kalır. Ancak manuel bozulma kontrolü, bozukluğun kontrol edilen değişken üzerindeki etkisine ilişkin daha karmaşık bir anlayışın yanı sıra daha karmaşık ve doğru araçların kullanılmasını gerektirir.
Bir tesiste saf bir bozulma kontrol sistemi bulmak nadirdir. Bir bozulma kontrol sistemi kullanıldığında, genellikle bir geri besleme kontrol sistemi ile birleştirilir. Öyle olsa bile, bozulma kontrolü yalnızca çok hassas kontrol gerektiren daha kritik işlemler için tasarlanmıştır.
Tek devreli ve çok devreli kontrol sistemleri
Tek döngülü kontrol sistemi veya basit kontrol döngüsü, genellikle yalnızca bir birincil algılama elemanı içeren ve denetleyiciye yalnızca bir giriş sinyalinin işlenmesini sağlayan tek döngülü bir kontrol sistemidir.
Bazı kontrol sistemleri iki veya daha fazla birincil öğeye sahiptir ve denetleyici başına birden fazla giriş sinyalini işler. Bu otomatik kontrol sistemlerine "çok döngülü" kontrol sistemleri denir.
Nükleer santrallerin normal kararlı çalışması için, bir dizi termal parametrenin belirlenen sınırlar içinde tutulması gerekir. Bu işlevler, güvenilir, verimli ve kararlı çalışması büyük ölçüde güç ünitesinin bir bütün olarak çalışmasını belirleyen termal parametreler için otomatik kontrol sistemleri tarafından gerçekleştirilir.
Toplamda, bir nükleer enerji santrali ünitesinde yaklaşık 150 yerel otomatik kontrol sistemi (regülatör) bulunmaktadır; bunlardan yaklaşık 30-35'i en önemlisi olarak sınıflandırılabilir ve arıza durumunda güç ünitesi genellikle kapatılır. korumalar (buhar jeneratöründeki seviye regülatörleri, hava giderici, BRU-MV, ana devredeki basınç, vb.) veya güç ünitesinin yükü azalır (HPH'deki seviye regülatörleri).
Parametrelerin uzun süre manuel olarak bakımı zordur, zaman alıcıdır ve işletme personelinin belirli becerilere sahip olmasını gerektirir. Bir güç ünitesindeki regülatörlerin çalıştırılması ve operasyonel bakımı, personelin otomatik kontrol teorisinin temellerini, çalışma prensiplerini, regülatörlerin uygulandığı tasarımı ve donanımı bilmesini gerektirir.
Otomatik kontrol sistemleri, makinenin çalışmasını, teknolojik süreci karakterize eden, kontrollü değişkenler adı verilen herhangi bir fiziksel büyüklüğün (voltaj, basınç, seviye, sıcaklık, dönüş hızı vb.) değiştirilmesinin veya uzun süre sabit tutulmasının gerekli olduğu durumlarda kullanılır. veya hareketli bir nesnenin dinamiği.
Bu işlevleri yerine getiren cihazlara otomatik regülatörler denir.
Düzenlemenin amacı, belirtilen çalışma modunun düzenleyici kurumların yardımıyla düzenleyici tarafından sürdürülmesi gereken bir makine veya tesistir. Regülatör ve düzenlenen nesnenin birleşimine otomatik kontrol sistemi denir.
“Cascade-2” ekipmanına dayalı otomatik kontrol sistemi (CAP), enstrüman tasarımında mikroelektronik esas alınarak yapılır.
Ana bilgi kaynakları olarak, gerilime duyarlı elemanlara sahip Sapphire-22 tipi birincil transdüserler, dirençli termometreler ve termokupllar kullanıldı.
düşünelim fonksiyonel diyagram Regülatör mevcut parametre değerine dengelendiğinde D07 bloğunun açılması (Şekil 2.4).
Otoregülatörün mevcut değere göre kendi kendini dengelemesi, referans sinyalindeki bir değişikliğe dayanır. Anahtar “P” (manuel mod) konumundayken, “B” (daha fazla) veya “M” (daha az) düğmelerine basmak, kontrol cihazının ayarını yapar.
Şekil 2.4 – Mevcut parametre değeri için otomatik düzenleyici öz-dengesinin blok diyagramı
Anahtar “A” konumundayken (otomatik mod), P27 kontrol ünitesinin çıkış komutları (eksi 24V) “ ” veya “ ” girişlerine gönderilerek D07 bloğunun çıkış sinyalinde değişikliklere neden olur. Regülatör devreye alındığında, P27 bloğundan gelen kontrol darbelerinin entegratör üzerindeki etkisi durur (BVR rölesinin normalde kapalı kontakları açıktır) ve regülatör ayarı, açma anındaki proses parametresinin değerine eşit kalır. .
VVER-1000 reaktörünün CPS'si
Nükleer reaktör kontrol ve koruma sisteminin çözmesi gereken görevler:
1. Reaktörün gücünün veya diğer parametresinin gerekli hızda gerekli aralıkta değişmesinin ve gücü veya diğer parametrenin belirlenen belirli bir seviyede kalmasının sağlanması. Dolayısıyla bu fonksiyonun sağlanması için özel CPS elemanlarına ihtiyaç vardır. Bunlara otomatik kontrol organları (AR) denir.
2. Nükleer reaktivitedeki değişikliklerin telafisi. Bu görevi yerine getiren özel PPS organlarına tazminat organları denir.
3. Nükleer reaktörlerin fisyon zinciri reaksiyonunu durdurarak gerçekleştirebileceği nükleer reaktörlerin güvenli çalışmasının sağlanması acil durumlar
CPS'nin amacı:
TG tarafından ağa sağlanan güce göre nükleer reaktörlerin gücünü otomatik olarak düzenlemek veya gücü belirli bir seviyede stabilize etmek;
Bir nükleer reaktörü fırlatmak ve onu güce getirmek manuel mod;
Manuel ve otomatik modda reaktivitedeki değişiklikleri telafi etmek için;
Nükleer reaktörlerin acil korunması;
AZ'nin aktivasyonunun nedenlerini belirtmek için;
Bazı AZ sinyallerinin otomatik olarak yönlendirilmesi için;
Kontrol sisteminde meydana gelen arızaları bildirmek için;
Nükleer reaktörün ana kontrol odası ve kontrol odasındaki konumunun sinyalini vermek ve ayrıca IVS EB'nin kontrol sistemindeki her radyonun konumu hakkında bilgi almak.
Reaktör, çekirdekteki yakıt çekirdeklerinin merkezi roket motorunun ilerlemesini etkileyerek kontrol edilir.
Geliştirilmekte olan nükleer kontrol sistemi, katı soğurucuların çubuk şeklinde uygulanmasına yönelik bir yöntem sağlar. Mekanik kontrollerin yanı sıra, birincil devrenin soğutucusuna bir çözeltinin eklenmesi kullanılır. borik asit. Operasyonel güç kontrolü, katı bir soğurucu içeren yürütme organlarının mekanik hareketi ile gerçekleştirilir.
CPS için gereklilikler:
1. Elektriksel parametrelere ve modlara:
Kontrol sistemi en az iki bağımsız güç kaynağından güç sağlamak üzere tasarlanmıştır; bir kaynak kaybolduğunda kontrol sisteminin işleyişi sürdürülür;
Güç kaynağı parametrelerinin uzun süreli kapatılması sırasında, acil durum korumasının (EP) yanlış etkinleştirilmesi gerçekleşmez ve kontrol elemanları kendiliğinden hareket etmez;
Kontrol sistemi farklı sistemlerle bilgi alışverişini sağlamalıdır.
2. Güvenilirliğe doğru:
CPS hizmet ömrü en az 10 yıldır;
Kontrol fonksiyonları için MTBF 10 5 saat;
Nükleer reaktörün kapatılmasını gerektiren AZ fonksiyonlarının kullanılamama faktörü 10-5'ten fazla değildir;
Ortalama iyileşme süresi 1 saattir.
3. Ekipmana:
CPS ekipmanı, nükleer reaktör durmadan çalışırken, sistemin fonksiyonlarını ve reaktör kurulumunun çalışabilirliğini bozmadan, fırlatma hazırlığı sırasında kontrol araçlarını kullanarak CPS parametrelerinin yanı sıra fonksiyonel test imkanı da sağlar (RP). );
İletişim hatları, bir hattaki yangının fonksiyonları yerine getirememeye yol açmayacağı şekilde tasarlanmıştır.
4. Aktüatörlere:
Artan reaktivite yönünde kendiliğinden hareketin ortadan kaldırılması (arıza, güç kaybı vb. durumlarda);
Çalışma hızı saniyede 20 ± 2 mm;
Çalışan gövdeleri çekirdeğe sokma süresi 1,5 - 4 saniyedir;
A'dan Z'ye sinyal verilmesinden hareketin başlamasına kadar geçen süre 0,5 saniyedir;
Kontrol gövdesinin çalışma stroku 3500 mm'dir.
CPS bileşimi
PTK SGIU-M
PTK AZ-PZ
PTK ARM-ROM-UPZ
Ekipman güç kaynağı.
