Пән бойынша негізгі ұғымдар, анықтамалар тізімі (глоссарий)

Пән бойынша негізгі ұғымдар, анықтамалар тізімі (глоссарий)

АБЖ - автоматты басқару жүйесі, басқарудың жалпы тапсырмасымен байланысты автоматты басқарудың техникалық құралдары кешені (ТҚК) мен жедел технологиялық персоналдың жиынтығы.

Автоматтандырылған технологиялық кешен (АТК) - бірігіп жұмыс жасайтын ТПБАЖ және БТН-ның жиынтығы.

Алғашқы өлшеу түрлендіргіш - бұл нысанда тікелей орнатылатын және өлшенетін ортаның әсерінде болатын сезімтал элемент, байланыс каналымен беру үшін қолайлы өлшенетін шаманы шығыс сигналына түрлендіреді.

АРЖ - автоматты реттеу жүйесі, өз бетімен өзгеретін сыртқы ауытқу әсерлері кезінде ұзақ уақыт бойына қандай да болмасын процестің өтуін сипаттайтын бір х шамасының немесе бірнеше х₁, х₂, х₃, ..., х_n шамаларының тұрақты мәндерін қолдау жүргізілетін тұйықталған динамикалық жүйе.

Бағдарламалық-логикалық басқару құрылғысы - қондырғыны жіберу, тоқтату, кезеңдік әрекетті қондырғыны алдын ала берілген уақытша бағдарлама бойынша бір жұмыс операциясынан екінші операцияға ауыстыру операциялары жүктелген автоматты құрылғылар.

Байланыс каналы бірінші түрлендіргіштен екінші құралға сигналды беру үшін қызмет етеді.

Бақылаудың автоматты құрылғылары (бақылау-өлшеу құралдары) - бұл технологиялық параметрлерді, яғни температураны, қысымды, шығын, деңгей және өнімнің сапалық параметрлерін жылдам және дәл өлшеуді қамтамасыз ететін құрылғылар.

Басқару - анықталған ақпараттың негізінде таңдап алынған және қолда бар бағдарлама немесе басқару мақсатына сәйкес нысанның жұмыс жасауын қолдауға немесе өзгеруіне бағытталған әрекеттердің жиынтығы.

Басқару критерийлері - толығымен алғандағы БТН-нің жұмыс жасауын сипаттайтын және ауытқушы және басқарушы әсерлерге байланысты сандық мәндерді қабылдайтын көрсеткіш.

Басқару пункті - ақпаратты беру құралдары және нысанды басқару органдары шоғырланған орын.

БТН - бұл технологиялық құрал-жабдықтардың және сәйкес тәртіп бойынша онда жүзеге асырылған технологиялық процестің жиынтығы.

Газ талдағыштар - газдық қоспаның көлемдік құрамын анықтау үшін тағайындалған құралдар.

Деңгей өлшегіштер - сұйықтықтың деңгейін өлшеу үшін құралдар.

Жеткізуші өлшеу түрлендіргіш - өлшенетін ақпараттың сигналын қашықтан беру үшін тағайындалған.

Кіріс парамтерлері - бұл технологиялық аппаратқа кіру кезіндегі материалдық және энергетикалық ағындар туралы түсінік беретін параметрлер.

Қалыпты технологиялық режим - процесті басқару кезінде қойылған тапсырманы шешуді қамтамасыз ететін параметрлер мәнінің жиынтығы.

ҚМЖ - құралдар мен автоматтандыру жабдықтарының мемлекеттік жүйесі.

Қосымша құрал - бұл бірінші түрлендіргіштен сигналды қабылдайтын және оны қабылдауға қолайлы түрде көрсететін құрылғы.

Қорғау құрылғылары - авариялар, өрт, жарылыс, құрал-жабдықтың істен шығуының алдын алу үшін тағайындалған автоматты құрылғылар.

Құралдың дәлдік класы - мүмкін болатын негізгі және қосымша қателіктердің шегімен анықталатынөлшеу құрал-жабдықтарының, сондай-ақ өлшеу дәлдігіне әсер ететін басқа да қасиеттердің қорытынды сипаттамасы.

Өлшеу сапасы өлшеудің дәлдігімен, сенімділігімен, дұрыстығымен, сондай-ақ мүмкін болатын қателіктердің мөлшерімен сипатталады.

Манометрлер - қысымды өлшейтін құралдар.

Метрология - өлшеу теориясы, олардың бірыңғайлылығын қамтамасыз ететін құралдар мен қажет дәлдікке қол жеткізу үшін әдістер туралы сұрақтармен айналысатын арнайы ғылым.

Өлшегіш құрал - процестің қандай да болмасын параметрі туралы сигналды, адамның тікелей қабылдауына түсінікті формада шығару үшін қызмет ететін өлшеу құрылғысы.

Өлшегіш түрлендіргіш - сигналды беру, онан әрі түрлендіру, өңдеу және сақтау үшін қолайлы, бірақ бақылаушыға бұл сигналды тікелей қабылдауға мүмкіндік бермейтін сигналды шығаратын өлшеу құралы.

Өлшем - берілген өлшемнің физикалық шамаларын көшірмелеу үшін тағайындалған өлшеу құралы.

Өлшеу - арнайы техникалық құралдарды пайдалана отырып тәжірибелі жолмен физикалық шаманың мәнін табу.

Өлшеу әдісі - бұл өлшеу құралдары мен қағидаларын қолдану әдістерінің жиынтығы.

Өлшеу жүйесі - бір-бірімен байланыс каналдары арқылы жалғанған, өлшенетін ақпаратты автоматты өңдеу, беру үшін қолайлы формада сигналдарды шығару үшін тағайындалған өлшеу құралдары (өлшем, өлшеу құралдары, өлшегіш түрлендіргіштер) мен қосымша құрылғылардың жиынтығы.

Өлшеу құралдары - өлшеу кезінде қолданылатын және нормаланған метрологиялық қасиеттері бар техникалық құрал.

Реттеу құрылғылары (реттегіштер) - технологиялық параметрдің берілген мәндерге ағымдық мәндердің тең болуын қолдау үшін тағайындалған автоматты құрылғылар.

Сигнал беру құрылғысы - параметрлердің мүмкін болатын шектен ауытқуы туралы жарық арқылы немесе дыбыстық сигналдар арқылы белгі беру жолымен персоналды автоматты түрде хабарлауға тағйындалған автоматты құрылғылар.

Термометрлер - заттың температурасын өлшейтін құралдар.

Технологиялық режим - барлық параметрлердің мәндерінің бір мезгілдегі жиынтығы.

ТПБАЖ - бұл басқару функциясын орындау үшін қажетті ақпаратты жинақтау мен өңдеу қазіргі заманғы автоматтандыру құралдары мен есептеу техникасын қолдана отырып жүзеге асырылатын БТН-ның (басқарудың технологиялық нысаны) тиімді жұмыс жасауын қамтамасыз ететін адам-машина жүйесі.

Тығыздық өлшегіштер - заттың тығыздығын өлшеу үшін тағайындалған құралдар.

Ішкі ауытқулар - бұл барлық кіріс парамтерлерін және қайсыбір шығыс параметрлерін, сондай-ақ қоршаған орта параметрлерін өзгерту кезінде БТН сырттан енетін ауытқулар.

Хроматографтар - сұйық көп компонентті және газды қоспаларды талдау үшін тағайындалған құралдар.

Шығын өлшегіштер - заттың шығындалуын өлшеу үшін тағайындалған құралдар.

Шығыс параметрлері - бұл шығатын ағындарды, яғни шығу кезіндегі өнімнің температурасы, қысымын сипаттайтын параметрлер.

Пәннің мақсаты мен тапсырмалары

Пәннің мақсаты - бақылау-өлшеу құралдары мен автоматтандыру жабдықтары, технологиялық процестерді бақылау мен реттеудің қазіргі заманғы әдістері облысындағы оқушылардың білімін, шеберлігін және дағдыларын қалыптастыру.

Пәнді оқыту тапсырмалары - БӨҚ мен АҚ (бақылау-өлшегіш құралдары мен автоматтандыру жабдықтары) әрекет етуінің қағидаларын және автоматтандыру құралдарын қолдану мүмкіндіктерін, құралдарды пайдалану ережелерін және технологиялық процестерді басқаруда оларды қолдануды, технологиялық процестерді автоматтандыру сызбасын құру және оқу ережелерін оқып үйрену.

Сабақ №1

1.Сабақ түрі: Дәріс

2.Тақырып: Кіріспе

3.Сабақ жоспары:

• Пәннің мақсаты;

• Тапсырмалары;

• Автоматизацияның даму тарихы туралы, автоматты жүйелердің түрлері туралы мәліметтер;

• Есептеу техникасының ролі;

4.Сабақтың мазмұны

Химия өнеркәсібінде кешенді механикаландыруға және автоматтандыруға үлкен көңіл бөлінеді. Бұл технологиялық процестердің өтуінің күрделілігімен және жоғары жылдамдығымен, сондай-ақ олардың режимнің бұзылуына сезімталдығымен және жұмыс жағдайының зияндылығымен, өңделетін заттардың жарылыс және өрт қауіптілігімен және т.б. түсіндіріледі.

Өндірісті механикаландыруды жүзеге асыру мүмкіндігіне қарай ауыр физикалық еңбек қысқарады, өндірісте тікелей қамтылған жұмысшылар саны азаяды, еңбек өнімділігі ұлғаяды. Механикаландырылған технологиялық процесте адам тікелей араласа береді, бірақ оның физикалық жұмысы батырмаларды басу, тетіктерді бұрау және т.б. ғана болмақ. Бұл жерде адамға механизмдер мен машиналарды басқару қызметі жүктелген.

Аппараттардың жүктемесі, машиналардың қуаттылығы, өндірістің күрделілігі мен көлемінің ұлғаюымен, қысымның, температураның және химиялық реакциялардың жылдамдығының жоғарылауымен механикаландырылған өндірістің өзінде қол еңбегін елестеті мүмкін емес. Мысалы, полиэтилен өндірісінде қысым 300 МПа жетсе, ал кальций карбиді өндірісінде электр пештеріндегі температура 3000⁰С тең, қайнап жатырған қабаттағы күкіртті колчеданның күйдірілуі бірнеше секундқа созылады. Мұндай жағдайларда тәжірибелі жұмысшының өзі, жұмыстың нормадан ауытқуы жағдайында процеске өз уақытында әсер ете алмауы мүмкін, ал ол аварияға, өрттің, жарылыстың болуына, шикізат пен жартылай өнімдердің үлкен бөлігінің бүлінуіне әкелуі мүмкін.

Адам ағзасының шектеулі мүмкіндіктері (шаршағыштық, қоршаған ортаның өзгеруіне және келіп түсетін ақпараттың көптігіне реакция жылдамдығының жеткіліксіздігі, қалыптасқан жағдайды бағалаудағы субъективтілік және т.б.) өндірісті одан әрі күшейтуге кедергі болып табылады. Машиналық өндірістің жаңа кезеңі келіп жетуде - автоматтандыру, яғни адам өндіріске тікелей қатысудан босайды, ал технологиялық процестерді, механизмдерді, машиналарды басқару қызметі автоматты құрылғыларға беріледі.

Қолмен орындалатын жұмыс операцияларында операторларды машиналар мен механизмдермен толықтай немесе ішін-ара алмастыруды механикаландыру деп атайды. Механикаландыру кезінде бақылау және басқару қызметі адамға қалмақ. Автоматтандыру - ең алдымен адамнан машинаға ақпарат ағынының азаюымен және әртүрлі деңгейлер мен басқару звеноларының өз бетінше қызметінің жоғарылауымен сипатталатын өндірістің жетілдірілу процесі.

Автоматтандыру өндіріс тиімділігінің негізгі көрсеткіштерінің жақсаруына әкеледі, атап айтқанда, санның ұлғаюына, сапаның жақсаруына және шығарылатын өнімнің өзіндік құнының төмендеуіне, еңбек өнімділігінің жоғарылауына. Автоматтық құрылғыларды енгізу өнімнің жоғары сапасын, ақаулар мен қалдықтардың қысқаруын, шикізат пен энергияның, негізгі жұмысшылар санының азаюын, ғимараттарды құрылысына капиталды шығындардың төмендеуін (өндіріс ашық аспан астында ұйымдастырылады), жабдықтардың жөндеу аралық жүрісі мерзімдерінің ұзаруын қамтамасыз етеді.

Қайсыбір қазіргі заманғы технологиялық процестердің жүргізілуі оларды толық автоматтандыру жағдайында ғана мүмкін болмақ (мысалы, атомдық қондырғыларда және жоғары қысымды бу қазандарында жүзеге асырылатын процестер, дегидрациялау процестері және т.б.). Процестерді қолмен басқару кезінде адамның араласуы және оның процеске өз уақытында араласпауы ауыр зардаптарға әкелуі мүмкін.

Арнайы автоматты құрылғыларды енгізу жабдықтың авариясыз жұмыс жасауына мүмкіндік береді, жарақат алу жағдайларын болдырмайды, атмосфералық ауа ластануын және су қоймаларының өнеркәсіптік қалдықтармен ластануын ескертеді. Автоматтандырылған өндірісте адам шығармашылық жұмысқа кіріседі - басқару нәтижелерін талдау, автоматты құралдар үшін тапсырмалар мен бағдарламаларды дайындау, күрделі автоматты құрылғыларды реттеу және т.б.

Автоматтандырудың онан әрі дамуы икемді өндірістік модульдердің - адамның қатысуынсыз ЭЕМ-нің көмегімен басқарылатын тәуелсіз өңдеуші кешендердің жасалуы болып табылды; икемді өндірістік ұяшықтарды, шикізат, реагент және басқа да қажетті материалдар мен ақпаратты беретін басқа өндірістік бөлімшелермен бірігу. Бұл ЭЕМ-нен басқарылатын машиналар жүйесінің жасалуына әкелді. Автоматтандырудың шешуші қадамы ЭЕМ-нің көмегімен барлық өндірістік қызметті интеграциялау болып табылады.

Сабақ №2

1.Сабақ түрі: Дәріс (4 сағат)

2.Тақырып: Тарау 2. Технологиялық параметрлерді автоматты бақылау.

2.1.Метрологияның негізгі түсініктері мен өлшеу құралдарының жіктелуі.

3.Сабақ жоспары:

• Метрология түсінігінің анықтамасы. Өлшеу. Өлшеу құралдары, олардың элементтері мен параметрлері;

• Өлшеу құралы. Тағайындалуы мен түрлері бойынша құралдарды жіктеу;

• Өлшеудің негізгі әдістері;

• Өлшеу сапасы;

4.Сабақтың мазмұны

1. Метрология анықтамасы. Өлшеулер. Өлшеу құралдары, олардың элементтері мен параметрлері

Өлшеу - арнайы техникалық құралдарды пайдалана отырып тәжірибелі жолмен физикалық шаманың мәнін табу.

Метрология - өлшеу теориясы, олардың бірыңғайлылығын қамтамасыз ететін құралдар мен қажет дәлдікке қол жеткізу үшін әдістер туралы сұрақтармен айналысатын арнайы ғылым.

Метрологияда тіке, жанама, тұтас және ортақ өлшеулерді ажыратады.

Барлық өлшеулер өлшем мен өлшеу құралдарының көмегімен жүзеге асырылады.

Өлшеу жабдықтары деп өлшеу кезінде қолданылатын және нормаланған метрологиялық қасиеттері бар техникалық жабдықтарды атайды.

Өлшем деп берілген көлемнің физикалық шамасын көшірмелеу үшін тағайындалған өлшеу құралдары. Мысалы, масса өлшемі ретінде таразы тастары, электрлік кедергі өлшемі - өлшегіш резистор, электрлік тербелістер жиілігінің өлшемі - кварцтық генератор. Бір ғана өлшемнің физикалық шамасын көшірмелейтін өлшем бір мәнді (мысалы, таразы тастары, ұзындықтың ақырғы өлшемдері, өлшегіщ ыдыс) деп аталады. Әртүрлі өлшемді аттас шамаларды көшірмелейтін өлшемдер көп мәнді (мысалы, бөлінулер түсірілген сызғыш, айнымалы сыйымдылықтың конденсаторы) деп аталады.

2. Өлшегіш құралы. Тағайындалуы мен түрі бойынша құралдардың жіктелуі

Процестің қандай да болмасын параметрі туралы сигналды, Бақылаушының тікелей қабылдауы үшін мүмкін болатын формада өлшегіш ақпарат сигналын шығару үшін қызмет тағайындалған өлшеу жабдығы өлшегіш құрал деп аталады. Беруге, одан әрі түрлендіруге, өңдеуге және сақтауға қолайлы, бірақ бақылаушыға бұл сигналды тікелей қабылдауға мүмкіндік бермейтін формадағы сигналды шығаратын өлшеу жабдықтары өлшегіш түрлендіргіш деп аталады. Алғашқы өлшеуіш түрлендіргішті (өлшейтін шама келтірілген, яғни өлшеуіш тізбектегі бірінші) және беруші өлшеуіш түрлендіргішті (өлшегіш ақпарат сигналын қашықтан беруге тағайындалған) ажыратады.

Шығу формасы бойынша барлық өлшеуіш құрылғыларды аналогтық және цифрлық деп бөледі. Аналогтық өлшеуіш құрылғыларында мәні бойынша шығу шамасы шығу болып табылады, әдетте бұл құрал шкаласымен көрсеткіштің жылжуы немесе тіркейтін құрылғының диаграммалық қағазында қаламның қозғалуы. Цифрлық өлшеуіш құрылғыларында өлшеуіш шама, санмен немесе кодпен көрсетілген өлшеудің ақырғы нәтижесі ретінде дискретті формада беріледі. Олар жоғары дәлдікке, сезімталдыққа, жылдам әрекет етуге ие, көрсеткіштердің субъективті есептелуімен байланысты қателігі болмайды, өлшеу-ақпараттық жүйелері мен есептеу техникасында пайдалану үшін қолайлы кодталған шығуы болады.

3. Өлшеудің негізгі әдістері

Өлшеу әдісі - бұл өлшеу құралдары мен қағидаларын қолдану әдістерінің жиынтығы.

Тікелей өлшеу үшін бірнеше негізгі әдістерді бөледі: тікелей бағалау, өлшеммен салыстыру, дифференциальды, нольдік, сәйкес келу.

Тікелей бағалау әдісі тікелей әрекет ететін өлшеу құралының есептеу құрылғысы бойынша өлшенетін шаманың мәнін береді. Мысалы, қысымды серіппелі манометрмен өлшеу. Бұл әдіспен өлшеу дәлдігі шектелген, бірақ өлшеу процесі тез жүреді. Бұл әдіспен өлшеу құралдарының тобына көрсететін, соның ішінде тілсызықты құралдар (маномтерлер, вольтметрлер, шығын өлшегіштер) жатады.

Айрықша дәл өлшеулерді орындау жағдайында өлшеммен салыстыру әдісін қолданады: өлшенетін шаманы көшірілген өлшеммен салыстырады. Мысалы, таразы тастарымен теңестіре отырып рычагты таразыда массан өлшеу.

Дифференциальды (айырмашылықты) әдіс бойынша өлшенетін және белгілі (көшірілген шамамен) шамалар мәндері арасындағы айырмашылықты қолданады. Мысалы, ұзындық өлшемін тексеру кезінде компараторда үлгі өлшемімен өлшемдерді салыстыру. Дифференциальды (айырмашылықты) әдіс айырмашылықты өлшеудің салыстырмалы дөрекі құралдарын қолдану кезінде де нәтижелерді жоғары дәлдікпен алуға мүмкіндік береді. Бірақ бұл әдісті, мәні өлшенетін мәнге жақын болатын белгілі шаманы үлкен дәлдікпен көшіру жағдайында ғана жүзеге асыруға болады.

4. Өлшеу сапасы

Өлшеу сапасы өлшеудің дәлдігімен, сенімділігімен, дұрыстығымен, сондай-ақ мүмкін болатын қателіктердің мөлшерімен сипатталады.

Өлшеу дәлдігін, яғни нәтижелердің өлшенетін шаманың ақиқат мәніне жақындығын көрсететін олардың сапасын анықтау үшін берілген өлшеуде өлшеу құрылғысының қате жіберушілігін білу қажет.

Өлшеу құрылғысының көрсеткіштерінің өлшенетін шаманың ақиқат мәннен ауытқуы оның қате жіберушілігімен сипатталады;

Қалыпты жағдайларда өлшеу құралдарының қате жіберушілігі негізгі қате жіберушілік деп аталады; әсер етуші шамалардың бірінің қалыпты мәннен ауытқуы немесе оның қалыпты мәндер облысынан шығуы салдарынан қосымша қате жіберушілік пайда болады.

Қате жіберушіліктер абсолютті және салыстырмалы шамалар түрінде беріледі.

Өлшеуіш құралдың көрсеткіші мен өлшенетін шаманың ақиқат мәнінің арасындағы айырмашылық абсолютті қате жіберушілік болып табылады.

Абсолютті қате жіберушілік γ:

, (1)

мұндағы А_Н - өлшеуіш құралдың көрсеткіші;

А_g - өлшенетін шаманың нақты мәні (үлгі түріндегі құралмен өлшенген).

Абсолютті қате жіберушілік өлгенетін шаманың бірлігінде көрсетіледі, яғни аталған сан болып табылады.

Өлшейтін құрал салыстырмалы қате жіберушілікпен β сипатталады:

(2)

Келтірілген қате жіберушілік β_келт - өлшеу құралының абсолютті қателігінің %-бен көрсетілген N нормалаушы мәнге қатынасы:

, (3)

мұндағы, N - өлшеудің жоғарғы шегіне, өлшеу диапазонына, шкала ұзындығына және т.б. тең деп шартты түрде қабылдауға болатын нормаланған мән.

Өлшеудің қате жіберушіліктерін анықтау үшін және өлшеу құралдарының көрсеткіштеріне түзетулер үшін оларды тексеріп отырады.

Өлшеу құралдарының жұмысының дәлдігін бағалау үшін өлшеу аппаратурасының дәлдік кластары орнатылған.

Өлшеу құралдарының дәлдік класы, мүмкін болатын негізгі және қосымша қате жіберушіліктердің шегімен, сондай-ақ мәндері, өлшеу құралдарының жекелеген түрлерінің стандарттарында орнатылатын, дәлдікке әсер ететін өлшеу құралдарының басқа да қасиеттерімен анықталатын оның қорытындыланған сипаттамасын береді. Өлшейтін құрылғылар алдын-ала берілген мүмкін болатын негізгі келтірілген қате жіберушілік (0,05-тен 4,0-ға дейін) бойынша дәлдік кластарына бөлінеді.

К=0,25; 0,5; 1,0; 1,5.

Көптеген өлшегіш құралдардың дәлдік класы, мүмкін болатын негізгі қате жіберушіліктің мәнімен сәйкес келетін сандармен белгіленеді:

, (4)

мұндағы, К - дәлдік класын білдіретін сан;

Δ_max - максимальды мүмкін болатын негізгі абсолютті қате жіберушілік;

Δ_норм - өлшегі құралдың нормаланатын мәні.

Өлшегіш құрал өлшеу ұқсастығымен және сезімталдығымен сипатталады. Өлшеу ұқсастығы, сол жағдайларда орындалатын басқалармен өлшенетін бір нәтижелердің жақындығын сипаттайды. Өлшеу құралының сезімталдығы S, Δх_кіру кірісінде өлшенетін шаманың оның өзгеруін болдыратын ΔХ_шығу өлшенетін құралдың шығысындағы сигналды өзгерту қатынасының қателесуі:

.

Сезімталдық табалдырығы - өлшегіш құралдың көрсеткіштерінің ең аз өлшену өзгеруін шақыруға қабілетті, өлшенетін шаманың ең аз өзгеруі.

Өлшеу құрылғыларын пайдалану кезінде алынатын нәтижелердің дәлдігі статикалық және динамикалық қасиеттерге байланысты. Динамикалық режимде өлшегіш құрылғыларды жинақтау олардың ішкі құрылымына және оларға кіретін элементтерге байланысты, көшпелі сипаттаманың тұрақты уақытымен сипатталатын инерциялықпен, өлшенетін технологиялық шаманың өзгеру кезеңінен бастап өлшегіш құрылғының шығу шамасының өзгеруі басталғанға дейінгі уақыт аралығымен анықталатын кешігумен, сондай-ақ шығу шамасының өзгеру диапазонының шегінде өзгерудің ең аз уақытымен анықталады.

5.Бақылау сұрақтары

1.Метрология дегеніміз не?

2.Өлшем және өлшегі құрал деп нені атайды? Мысал келтіріңіз.

3.Метрологияда қандай өлшеулерді ажыратады?

4.Метрологияда өлшеудің қандай әдістерін қолданады?

5.Өлшеу сапасы немен сипатталады?

6.Өлшеу жабдықтарының дәлдік класы нені білдіреді?

Дәріс 3

Қысымды өлшеу. Қысымды бақылау, қысымдардың айырмашылығы мен сиреуі.

Қысымның қысқаша сипаттамасы. Өлшем бірліктері. Құралдардың әрекет ету қағидасы бойынша және өлшенетін шаманың түріне қарай жіктелуі. Сұйықтықты, форма өзгеру және электрлік манометрлер.

Қысым ауданда біркелкі таратылған күштің және осы ауданның шамасына қалыпты таратылған қатынасымен сипатталады. Аппараттағы абсолютті қысым деп оның қабырғаларындағы газ немесе сұйықтықтың толық қысымын түсіндіріледі; Р_абс>Р_атм болғандағы оның (Р_абс.) және атмосфералық қысым (Р_атм) арасындағы айырмашылық артық қысым Р_арт деп аталады:

Р_арт = Р_абс - Р_атм,

ал Р_абс<Р_атм кезінде сиреу Рһ болады:

Рһ = Р_атм - Р_абс.

Бірліктердің халықаралық жүйесінде (СИ) қысым бірлігі паскаль (Па) болып табылады. Сондай-ақ келесі бірліктер қолданылады: кгс/см²; су.бағ.мм; сын.бағ.мм; (1 кгс/см² = 9,8·10⁴Па; 1 су.бағ.мм = 9,8 Па; 1 сын.бағ.мм = 133,3 Па).

Әрекет ету қағидасы бойынша қысымды өлшеу құралдары сұйықтықты, форма өзгеруші, жүк поршеньді және электрлік деп бөлінеді. Өлшенетін шаманың түріне қарай келесі құралдарды ажыратады: 1)манометрлер - артық қысымды өлшеу үшін; 2)вакуумметрлер - сиреуді өлшеу үшін; 3)мановакуумметрлер - артық қысым мен сиреуді өлшеу үшін; 4)тегеурін өлшегіштер, тарту күшін өлшегіштер және тарту күші мен тегеурін өлшегіштер - аз ғана артық қысым мен сиреуді өлшеу үшін (бірнеше кПа-ға дейін); 5)дифференциальды манометрлер (дифманометрлер) - қысымның ауытқуын (айырмашылығын) өлшеу үшін.

Сұйықтықты манометрлер. Бұл құралдарда өлшенетін қысым немесе сиреу, жұмыс сұйықтығының бағаны ретінде сынап, су, спирт және басқалары қолданылатын бағанның гидростатикалық қысымы теңгеріледі. Әртүрлі сұйықтықты манометрлер бар: U-бейнелі манометр, табақшалы манометр және еңкейтілген тұрбасы бар манометр, көрсеткіштерді тіркеуге және қашықтыққа беруге мүмкіндік беретін қалтқылы және қоңыраулы манометрлер.

ДТ-50 дифманометр (1 сурет) техникалық өлшеулер, қысымның айырмашылығын өлшеу үшін тағайындалған. Ол бір-бірімен өзара қақпақ арқылы хабар алмасатын екі әйнекті өлшегіш түтікшелер 1 түрінде орындалған және металлдан жасалған оправаға салынған U-бейнелі манометр.

1 сурет. ДТ-50 дифманометрі

Форма өзгертуші манометрлер. Бұл құралдарда өлшенетін қысым мен сиреу, формасының өзгеруі өлшенетін параметрге пропорционал болатын әртүрлі сезімтал элементтердің серпінді қарсы әрекет ету күшімен теңгеріледі, рычагтар арқылы тілсызыққа немесе құралдың қаламына беріледі.

Артықшылықтары: 1) құрылымының қарапайымдылығы мен сенімділігі; 2) көрсеткіштердің көрнекілігі; 3) көлемінің кішілігі; 4) жоғары дәлдігі; 5) өлшеудің кең мүмкіндіктері.

Сезімтал элементтер ретінде бір орамды түтікшелі серіппе, сильфон, мембраналы қорапша, көр орамды түтікшелі серіппе, босаң мембрана, қатты мембрана қолданылады.

2 сурет. Бір орамды түтікшелі серіппесі бар түтікшелі-серіппелі манометр

3 сурет. ДМ мембраналы дифманометрі

ДМ мембраналы дифманометрі (3 сурет) екінші дифференциальды-трансформаторлы құралдармен жұмыс жасайтын, индукциялық датчигі бар шкаласыз құрал болып табылады. Ол сұйықтық, бу және газдың артық қысымын, сиреуін немесе төмендеуін қашықтан өлшеу үшін тағайындалған. Дифманометрдің сезімтал элементі корпусқа орналастырылған және мембраналы қорапшалардан тұратын мембраналық блок болып табылады.

Жүк поршеньді манометрлер. Бұл құралдарда өлшенетін қысым, анықталған ауданның поршеніне әсер ететін жүктеменің шамасы бойынша анықталады.

Артықшылықтары: 1)жоғары дәлдік (0,02; 0,05; 0,2); 2)өлшеудің кең диапазоны (0,1-250 МПа). Әдетте, оларды шкаланы бөліктеу және форма өзгертуші манометрлерді тексеру үшін пайдаланады.

МП-60 жүк поршеньді үлгі манометрі бір орамды түтікшелі серіппесі бар техникалық манометрлерді тексеру үшін тағайындалған (4 сурет).

4 сурет. Жүк поршеньді үлгі манометрі

Электрлік манометрлер. Бұл құралдардың әрекеті қысым түрлендіргіштің электрлік парамтерлерінің өлшенетін қысымның шамасынан тәуелділігіне негізделген. Оларға мыналар жатады: 1) пьезоэлектрлік манометрлер; 2) кедергі манометрлері; 3) ионизациялық манометрлер; 4) радиоизотопты манометрлер.

Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі

Атырау политехникалық колледжі

Бекітемін

Оқу ісі жөніндегі директордың

орынбасары ___ Сейітқалиев М. Ә.

«____» ___________ 2008 ж.

Жұмыс оқу бағдарламасы

«Автоматтандыру және ТПБАЖ негіздері» пәні бойынша

Мамандығы: «251002 - Өнеркәсіптік жабдықтарды техникалық қызмет көрсету және жөндеу»

Кәсіби оқу орындары үшін типтік оқу бағдарламасының негізінде жасалды,

2002 ж.

«Қаралды»

айналымдық комиссиясының отырысында

мұнай - химиялық пәндер АКТ

«____» ____________ 2008 ж.

__________________ О. Д. Вельк.

Дайындаған: А. К. Ахпанбетова

Атырау қ., 2008 ж.

1.Тақырыптық жоспар және пәннің мазмұны

1.1 Пәннің тақырыптық жоспары

№

Тараулар мен тақырыптардың атаулары

Оқу уақытының саны

Барлығы

Теориялық

Практикалық

Кіріспе

2

2

-

1 тарау. Технологиялық параметрлерді автоматты бақылау

1.

Метрология негіздері мен автоматты бақылау жүйелері

2

2

-

2.

Қысымды бақылау

6

4

2

3.

Материалдың санын және шығындалуын бақылау

6

4

2

4.

Сұйықтық пен қатты төгілетін материалдар деңгейін бақылау

4

4

-

5.

Температураны бақылау

4

4

-

6.

Сапалық көрсеткіштерді бақылау

6

4

2

Тарау бойынша қорытынды:

28

22

6

2 тарау. Автоматты реттеу

1.

Автоматты реттеу туралы жалпы түсінік

4

4

-

2.

Автоматты реттегіштер мен орындаушы құрылғылар

6

6

-

Тарау бойынша қорытынды

10

10

-

3 тарау. Технологиялық процестерді автоматтандыру

1.

Басқару нысаны мен басқару жүйесі

4

4

-

2.

Автоматтанлыру жүйесін жобалау туралы негізгі түсініктер

4

2

2

3.

Негізгі химиялық-технологиялық процестерді автоматтандыру

12

8

4

Бақылау жұмысы

1

1

-

Тарау бойынша қорытынды:

4 тарау. Автоматтандырылған басқару жүйелері

1.

ТПБАЖ-дың негізгі анықтамалары

3

3

-

2.

ТПБАЖ-дың ішкі жүйелері «Жабдық жұмысын бақылау»

2

2

-

3.

Бағдарламалы басқарылатын автоматты манипуляторлар (өнеркәсіптік роботтар)

2

2

-

4.

ТПБАЖ-дың ішкі жүйесі «Жөндеу шаруашылығы»

2

2

-

Тарау бойынша қорытынды:

9

9

-

Резервтік уақыт

2

2

-

Барлығы пән бойынша:

72

60

12

1.2 Пән бағдарламасының мазмұны

Кіріспе

Пәннің маңыздылығы мен маман дайындаудағы оның мәні. Метрология, өндірісті механикаландыру және автоматтандыру туралы негізгі ұғымдар, терминдер мен анықтамалар. Өнім сапасын жақсартуға, негізгі технологиялық жабдықты жұмыс өнімділігін жоғарылатуға және еңбек жағдайларын жақсартуға автоматтандырудың әсері. Қоршаған ортаны қорғаудағы және энергоресурстар мен шикізатты үнемдеудегі автоматтандырудың ролі.

1 тарау. Технологиялық параметрлерді автоматты бақылау.

Тақырып 1.1 Метрология негіздері мен автоматты бақылау жүйелері

Терминдер мен анықтамалар. Сезімтал құралдың өлшеуінің әдістері мен құралдары, шкаланың бөліну бағасы, өлшеудің қате жіберушілігі, құралдардың дәлдік класы. Құралдардың мемлекеттік жүйесі (ҚМЖ) туралы қысқаша мәліметтер. Автоматты бақылау жүйелері туралы түсінік. Жергілікті және қашықтан бақылау жүйелерінің құрамы мен тағайындалуы.

Студент білуі тиіс:

• құралдардың жіктелуін, қате жіберушіліктердің барлық түрлерінің анықтамаларын, автоматты бақылау жүйелерінің түрлері, бақылау жүйелерінің құрамы мен тағайындалуы;

Жасай білуі тиіс:

• құралдардың қате жіберулерін есептеу, дәлдік класын анықтау, құралдың бөліну бағасы;

• өлшеу кешенінің құрылымдық сызбасын құру.

Тақырып 1.2 Қысымды бақылау

Қысымның өлшем бірліктері. Құралдарды жіктеу. Сұйықтықты, форма өзгертуші, жүк поршеньді манометрлердің әрекет ету қағидасы, олардың пайдаланылу облысы. Пневматикалық және электрлік шығу сигналдары бар қысымның өлшегіш түрлендіргіштері. Технологиялық жабдықтардағы және коммуникациялардағы қысымды өлшеу үшін құралдарды жөндеудің ерекшеліктері.

Студент білуі тиіс:

• қысымды өлшеу бірліктері;

• құралдардың жіктелуін, олардың әрекет ету қағидалары, жөндеу ерекшеліктері;

• құралдардың типтері;

• МСТ 21404-85 бойынша шартты бейнелеу.

Жасай білуі тиіс:

• көрсеткіштерді алу, шкала бойынша қысым бағасын, құралдың дәлдік класы, қате жіберушілерді есептеу, құралдың жарамдылығы туралы қорытынды жасау.

Практикалық жұмыс 1

Қысымды өлшеу.

Тақырып 1.3 Материалдар санын және шығынын бақылау

Материалдар санының және шығынының өлшем бірліктерін анықтау. Санды өлшейтін құралдардың әрекет ету қағидасын және жіктелуі. Жылдамдықты және көлемді датчиктер, интеграторлар, дозаторлар. Олардың технологиялық коммуникацияларда қондырылуының ерекшеліктері.

Шығын өлшегіштердің жіктелуі. Қысымның айнымалы және тұрақты әдістерінің маңыздылығы. Тарылтатын құрылғылардың типтері. Ротаметрлер. Электромагниттік, құйын тәрізді, акустикалық шығын өлшегіштер. Әрекет ету қағидалары және олардың қолданылу облысы. Технологиялық коммуникацияларда шығындарды түрлендіргіштерді жөндеу ерекшеліктері.

Практикалық жұмыс 2

Заттың санын және шығынын өлшеу.

Тақырып 1.4 Сұйықтық және қатты сусымалы материалдардың деңгейін бақылау

Құралдардың жіктелуі. Сұйықтықтар үшін бұрыш өлшегіштер: қалтқылы, қызулы, акустикалық, ультрадыбыстық, сыйымдылықты, дифманометрлік, пьезометрлік. Екі фазаның деңгейін бақылау. Қатты сусымалы материалдар үшін бұрыш өлшегіштер. Құралдардың әртүрлі типтерінің қолданылу облысы. Технологиялық жабдықта құралдардың жөндеу ерекшеліктері.

Студент білуі тиіс:

• технологиялық жабдықта құралдардың жөнделу ерекшеліктері, әрекет ету қағидасы, қолданылу облысы;

• деңгейді бақылау үшін құралдардың шартты белгіленуі;

Жасай білуі тиіс:

• сыртқы түрі бойынша, технологиялық жабдықта орнатылған деңгей өлшегішті және деңгейді түрлендіргішті ажырата білу;

• деңгейді бақылаудың функциональды сызбасын оқу және құрастыру.

Тақырып 1.5 Температураны бақылау

Жөндеу жұмыстары өндірісі кезіндегі және механикалық жабдықтарды қызмет көрсету кезіндегі температура бақылауының мәні. Температураны өлшем бірліктері. Температуралық шкалалар. Құралдарды жіктеу. Кеңейтілу термометрлері. Манометрлік термометрлер. Кедергінің термотүрлендіргіштері. Әрекет етуі, құрылымы, градирлеуші сипаттамасы. Термоэлектрлік термометрлермен кешенді жұмыс жасайтын өлшеу құралдары. Температураны өлшеудің байланыссыз әдісі. Технологиялық жабдықта термотүрлендіргіштерді жөндеудің ерекшеліктері.

Тақырып 1.6 Сапалы көрсеткіштерді бақылау

Газ талдағыштардың жіктелуі, құрылғылары, әрекет етуі. Сұйықтық талдағыштардың жіктелуі, құрылғылары, әрекет етуі. Хроматография негіздері.

Практикалық жұмыс 3

Көп компонентті қоспаларды талдау. Хроматограммалардың сызбасы.

Тарау 2. Автоматты реттеу

Тақырып 2.1 Автоматты реттеу туралы жалпы түсініктер

Реттеу нысаны туралы түсінік, оның негізгі қасиеттері және ауыспалы сипаттамалары. Ауытқушылық әсерлері. Реттеудің автоматты жүйесіндегі (РАЖ) ауыспалы процестер.

Студент білуі тиіс:

• автоматты реттеудің негізгі анықтамалары мен ұғымдары;

• нысандардың қасиеттері мен ауытқушылық әсерлері;

Жасай білуі тиіс:

• нысанның қасиеттерін, басқару критерийлерін, негізгі ауытқушылық әсерлерін анықтау;

• реттеу процесінің сапалық көрсеткіштерін таңдап алу.

Тақырып 2.2 Автоматты реттегіштер мен орындаушы құрылғылар

Реттеудің автоматты жүйесіндегі құрамды звено ретіндегі автоматты реттегіш. Автоматты реттегіштің құрылымы. Автоматты реттегіштердің жіктелуі. Сериялық реттегіштердің негізгі типтері, олардың қолданылу облысы. Пневматикалық және электрлік орындаушы құрылғылар. Реттеуіш органдар. Технологиялық жабдықта және коммуникацияда сезімтал элементтерді, өлшеуіш түрлендіргіштерді, орындаушы құрылғыларды және реттеуші органдарды жөндеудің ерекшеліктері.

Студент білуі тиіс:

• автоматты реттегіштердің тағайындалуын, олардың қолданылу облысын, құрылымын;

• орындаушы құрылғылардың тағайындалуы мен әрекет етуін және жөнделу ерекшеліктерін.

Жасай білуі тиіс:

• сыртқы түрі бойынша орындаушы құрылғыларды ажырату.

Тарау 3. Технологиялық процестерді автоматтандыру

Тақырып 3.1 Басқарылу нысаны мен басқару жүйесі

Басқаратын жүйенің тағайындалуы мен құрамы. Басқару жүйелерінің жіктелуі. Басқарылу нысаны мен басқару жүйесі.

Студент білуі тиіс:

• басқаратын жүйенің тағайындалуы мен құрамы;

• басқару жүйелерінің жіктелуі.

Жасай білуі тиіс:

• шығу және режимдік параметрлерді, сыртқы және ішкі ауытқу әсерлерін, басқару критерийлерін анықтау.

Тақырып 3.2 Автоматтандыру жүйелерін жобалау туралы негізгі ұғымдар

Автоматтандыру сызбасын орындау ережесі. Технологиялық жабдық және құбырлар бейнесі. Автоматтандыру сызбаларында автоматтандыру құралдары мен жабдықтарының бейнеленуі. Құралдардың позициялық белгіленуі. Басқару нысанын автоматтандырудың типтік шешімдері. Басқару критерийлері мен басқару мақсаты. Басқару нысанын талдау. Реттелетін, бақыланатын, сигнал беретін параметрлерді таңдау және қорғау шаралары.

Практикалық жұмыс 4

Автоматтандыру сызбаларын құрастыру қағидасы. Автоматтандырудың функциональды сызбаларын графикалық безендіру

Тақырып 3.3 Негізгі химиялық-технологиялық процестерді автоматтандыру

Гидромеханикалық процестерді автоматтандыру. Сұйықтықтар мен газдардың жылжу процесін автоматтандыру. Басқару нысаны ретіндегі сорап пен компрессор. Автоматтандырудың типтік шешімдері. Сигнал беру, блокадалау, қорғау құрылғылары. Сұйықтықты және газды жүйелерді тұндыру, центрифугалау, сүзу процестерін автоматтандыру. Автоматтандырудың типтік шешімдері. Сигнал беру, блокадалау, қорғау құрылғылары.

Практикалық жұмыс 5

Температураны, қысымды, деңгейді, заттың шығыны мен қүрамын реттеу және автоматты бақылаудың типтік сызбалары. Жеке тапсырма бойынша автоматтандырудың сызбаларын орындау.

Практикалық жұмыс 6

Сорапты, процессордың центрифуганың басқару, сигнал беру және қорғау сызбаларын үйрену және сызу. Механикалық және гидромеханикалық процестерді автоматтандыру. Жылу процестерін автоматтандыру.

Бақылау жұмысы

Тарау 4. Басқарудың автоматтандырылған жүйелері

Тақырып 4.1 ТПБАЖ-дың негізгі анықтамалары

ТПБАЖ-дың тағайындалуы мен құрамы. Автоматтандырудың техникалық құралдарының кешені.

Тақырып 4.2 ТПБАЖ-дың ішкі жүйесі «Жабдық жұмысын бақылау»

Ішкі жүйенің негізгі мақсаты мен тапсырмалары. Шығатын ақпарат. Бағдарламалық жабдықталуы. Ақпаратты жинау, беру және өңдеудің техникалық құралдарының жиынтығы.

Тақырып 4.3 Бағдарламалық басқарылатын автоматты манипуляциялар (өнеркәсіптік роботтар).

Өнеркәсіптік роботтардың қолданылу аймағы. Өнеркәсіптік роботтардың манипуляторлары мен манипуляциялау нысандарының тартып алуы. Өнеркәсіптік роботтармен басқару жүйелері - тағайындалуы мен жіктелуі.

Тақырып 4.4 ТПБАЖ-дың ішкі жүйесі «Жөндеу шаруашылығы»

Ішкі жүйенің тағайындалуы. Басқару және жөндеумен қамтамасыз ету бойынша ішкі жүйенің шешетін тапсырмалары. Ішкі жүйенің техникалық қамтамасыз етілуі.

2. Бақылау

Оқушылардың пән бойынша бағдарламалық материал мазмұнын меңгеру деңгейін анықтау және бағалау мақсатында, берілген мамандық бойынша жалпыға міндетті мемлекеттік стандартқа сәйкес бақылау жұмысы және сынақ түрінде бақылау жүргізіледі.

Әдебиет

Неізгі:

1. Шкатов Е. Ф., Шувалов В. В. Основы автоматизации технологических процессов химических поризводств, М. Недра, 1988 г.

2. Шувалов В. В., Огаджанов Г. А., Голубятников В. А. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности, М. Химия, 1991.

3. Лапшенков Г. И., Полоцкий Л. М. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности, М. Химия, 1988 г.

Қосымша:

4. Клюев А. С и др., Проектирование систем автоматизации технологических процессов, М. Энергия, 1980 г.

5. Попов Е. П., Юревич Е. И. Робототехника, М. Машиностроение, 1984 г.

Оқыту құралдары:

1. Тақырыптар бойынша плакаттар;

2. Оқулықтар мен оқу-әдістемелік құралдары.