A vegyipari szabályozástechnika alapjai

Tartalom

Előszó 9
1. Alapfogalmak: szabályozott szakasz, szabályozó, szabályozási kör 11
1.1. Ismert szabályozott szakaszok statikus leírása 11
1.1.1. Gázfűtésű izzítókemence 11
1.1.2. Csővezeték mint szabályozott szakasz 12
1.1.3. Hőcserélő 13
1.2. „Önbeálló szabályozott szakaszok" jellemzésének általános szempontjai 14
1.2.1. Az „önbeállás" fogalma 14
1.2.2. Általános szabályozástechnikai alapmennyiségek 14
1.2.3. A szabályozott szakasz általános jellemzése . 15
1.3. A jelleggörbe linearizálása a munkapontban 15
1.3.1. A módosított jellemző és a zavaró jellemző átviteli tényezője 15
1.3.2. A kis eltérések mint az eltérés jellemzői 17
1.3.3. Átszámítás a zavaró jellemző megváltozása és a módosított jellemző megváltozása között 17
1.4. A P típusú szabályozási kör statikus jellemzői 19
1.4.1. A felnyitott szabályozási kör 19
1.4.2. A zárt szabályozási kör 20
1.4.3. Önbeálló szakasz tulajdonsága P-szabályozóval 21
1.5. A szabályozási kör statikus viselkedése az alapjel megváltozásakor 21
1.5.1. Jelek a szabályozó bemenetén 21
1.5.2. A nyitott szabályozási kör 22
1.5.3. A zárt szabályozási kör 22
2. Szabályozott szakaszok és szabályozási körök átmeneti viselkedése 25
2.1. A szintszabályozás jellemzői 25
2.1.1. A szakasz logikai áttekintő leírása 25
2.1.2. A szakasz szabályozástechnikai leírása 26
2.1.3. A szakasz átmeneti függvénye és válasza a bemenőjel ugrásszerű változására 27
2.2. Szabályozás P-szabályozóval 29
2.2.1. Egyszerű úszós szintszabályozás 29
2.2.2. A zárt szabályozási kör időbeli viselkedése 30
2.2.3. Kiegészítő adatok a nem önbeálló szabályozott szakaszhoz 32
2.2.4. A P-szabályozás néhány további jellemzője 34
2.2.4.1. Szabályozási tartomány és arányossági tartomány 34
2.2.4.2. A szabályozó jellemző értékeinek összeállítása 35
2.2.4.3. A szabályozó bemenete 36
2.2.4.4. Időtől függő vezetőjellemző 36
3. Időkéséses és holtidős szabályozott szakaszok 39
3.1. Elektromos fűtésű izzítókemence 39
3.1.1. A kemence átmeneti folyamata 39
3.1.2. A szabályozás leírása 40
3.2. Keverőreaktor csővezetékkel 43
3.2.1. Szabályozástechnikai leírás 43
3.2.2. A csővezeték 43
3.2.3. Keverőreaktorok sorbakötése 44
A keverőreaktor szabályozási problémái 44
Kétállású szabályozó hiszterézissel 45
Önbeálló szakasz felfutási ideje és felfutási értéke 46
4. Érzékelők, távadók, szabályozók 49
4.1. Mechanikus elemek 49
4.1.1. Emelő, rugó, tömeg 49
4.1.1.1 Kétkarú emelő 49
4.1.1.2. Rugó 49
4.1.1.3. Egykarú emelő rugóval 50
4.1.1.4. A tömeg 50
4.2. Pneumatikus és hidraulikus elemek 51
4.2.1. Membránkamra, nyomás a membrán egyik oldalán 51
4.2.2. Membránkamra, nyomás a membrán mindkét oldalán 51
4.2.3. Fém csőmembrán 52
4.2.4. Hidraulikus csillapítótag 53
4.2.5. Lamináris fojtás 55
4.2.6. Egy tartály tárolókapacitása 56
4.2.7. Szűkítéses áramlásmérők 56
4.2.8. Tolattyús erősítő 59
4.2.9. Szabályozószelep 60
4.3. Elektromos és elektronikus szerkezeti elem 62
4.3.1. Ohmikus ellenállás, feszültségosztó és híd 62
4.3.2. Kondenzátor 63
4.3.3. Elektrodinamikus rendszer 63
4.3.4. Elektromos végrehajtó szervek 64
5. Összetett rendszerek, távadók 65
5.1. Fojtásos-tárolós rendszer 65
5.2. RC kombináció 66
5.3. A nyomásosztó 68
5.4. Fúvókás jelátalakító 69
5.4.1. Nyomásosztó turbulens fojtással 69
5.4.2. A kimeneti fojtás változtatása 69
5.5. Pneumatikus erősítő 71
5.5.1. Kombinált erősítő 71
5.5.2. Teljesítményerősítő 73
5.6. Távadók 74
5.6.1. Erőkompenzációs átalakító 74
5.6.2. Átalakítók felhasználása: távadók 77
5.6.2.1. Helyzettávadó 77
5.6.2.2. Nyomástávadó 77
5.6.2.3. Folyadékszint-távadó 77
5.6.2.4. Áramtávadó 78
5.7. Elektrohidraulikus szelep 79
5.8. Szelep, helyzetbeállítóval 80
5.9. Pneumatikus-mechanikus összehasonlító 83
Frekvenciavizsgálat 85
Előzetes megjegyzés 85
A frekvenciafüggvény 87
Áttérés a differenciálegyenletről
a frekvenciafüggvényre 89
A frekvenciafüggvény ábrázolása
helygörbeként a komplex számsíkon 90
Egyszerű rendszerek hely görbéi 91
P-tag 91
P-T1-tag 92
D-T1-tag 93
P-T2-tag 94
I-tag 95
Tagok összekapcsolásával kialakított rendszerek leírása 96
Additív kapcsolás 96
Soros kapcsolás 96
Egyhurkos szabályozási kör 97
Előszabályozás 98
Zavarkompenzáció 98
Kaszkádszabályozás 99
Frekvencia-jelleggörbék (BODE-diagram) 102
Soros kapcsolás frekvenciafüggvényének számítása és ábrázolása io2
A BODE-diagram alapelemei 105
A szabályozók alaptulajdonságai 111
Jeltovábbítók és osztályozási lehetőségek 111
Jeltovábbítók a szabályozók és
végrehajtó szervek részére 111
A szabályozók osztályozása 112
A P-, I-, D-szabályozó alapegység 113
7.2.1. P-rész 113
7.2.2. I-rész 114
7.2.3. D-tag 115
7.3. A szabályozó alaptípusok kombinációja 116
7.3.1. Pl-szabályozó 117
7.3.2. PD-szabályozó 118
7.3.3. PID-szabályozó 118
7.4. Állapotszabályozó 122
7.4.1. A szabályozott szakasz analitikus leírása állapotváltozókkal 123
7.4.2. A szabályozási koncepció 124
7.4.3. Modellezőtag 125
8. A szabályozók műszaki megvalósításának lehetőségei 127
8.1. A visszacsatolás mint konstrukciós elv 128
8.2. Példák visszacsatolt erősítőkre 128
8.2.1. Pneumatikus erősítő ernyedő visszacsatolással 128
8.2.2. Elektronikus erősítő késleltetett visszacsatolással 131
8.2.3. Elektronikus erősítő késleltetett ernyedő visszacsatolással 133
8.2.4. Elektronikus szabályozó kapcsolása 135
8.2.5. Hidraulikus erősítő merev visszacsatolással 136
8.2.6. Hiszterézissel terhelt állásos szabályozó termikus visszacsatolással 137
8.3. A szabályozó felépítése és a bekapcsolási jelenségek 139
8.3.1. Kézi vezérlőműszer 141
Szabályozási körök stabilitása 143
A nyitott szabályozási kör viselkedése az erősítés változásakor 143
A zárt szabályozási kör viselkedése 145
A szabályozási kör stabilitási terhelése 148
A stabilitás megítélése a BODE-diagramból 149
A zárt szabályozási kör frekvenciagörbéinek grafikus meghatározása F0(ico)-ból 152
10. Szabályozóberendezések tervezése és üzembe helyezése 154
10.1 A legfontosabb technológiai jellemzők
10.1.1. Hőmérséklet 154
10.1.2. Nyomás
10.1.3. Áramlás 155
10.1.4. Szint 155
10.1.5. Anyagjellemzők 155
10.2. A szabályozóberendezések tervezéséről 156
10.2.1. Általános áttekintés 156
10.2.2. A kapcsolási ábra felállítása 157
10.3. A megfelelő szabályozó és beavatkozó szerv kiválasztása 160
10.3.1. A szabályozók szerkezeti megoldásai, típusai és ezek alkalmazási lehetőségei 160
10.4. Néhány szó a szabályozók beállításáról 163
10.4.1. Előzetes megjegyzés a beállítási tartományokról 163
10.4.2. Az „optimálás" fogalma 164
10.5. Gyakorlati beállítási szabályok 166
10.5.1. Beállítás a szabályozott szakasz
tulajdonságainak függvényében 166
10.5.2. Beállítás a szabályozási kör adataitól függően (lengetési kísérlet) 168
Példák szabályozott berendezésekre 171
Előzetes megjegyzés villamos
műszerek használatához (robbanásvédelem) 171
A szabályozási körök ésszerű jelölése 173
Hőcserélő szabályozása 173
További egyszerű kaszkádszabályozások 174
Egysoros mélykemence szabályozása 175
Folyamatos polimerizációs üzem 177
Lepárlóoszlop szabályozása 179
Szárítóberendezés szabályozása 181
Függelék. Törvényes egységek 183
Irodalom 187

Témakörök