主要な技術パラメータの制御と調整: 流量、レベル、圧力、温度

単一の操作のセットが特定の技術プロセスを形成します。一般的な場合、技術的プロセスは、次の操作の開始が前の操作の開始に対してシフトされる場合に、並行して、順次に、または組み合わせて実行される技術的操作によって実行されます。

プロセス管理は組織的および技術的な問題であり、今日では自動または自動化されたプロセス管理システムを作成することで解決されています。

技術的プロセス制御の目的は、ある物理量の安定化、特定のプログラムに従ったその変化、またはより複雑な場合には、何らかの要約基準の最適化、プロセスの最高の生産性、製品の最低コストなどです。

制御および規制の対象となる一般的なプロセスパラメータには、流量、レベル、圧力、温度、および多くの品質パラメータが含まれます。

閉鎖システムは、出力値に関する現在の情報を使用し、決定された値 Yo) からの偏差 ε (T) 制御値 Y (t) を決定し、ε(T) を低減または完全に除去するための措置を講じます。

偏差制御システムと呼ばれる閉鎖システムの最も単純な例は、図 1 に示す、タンク内の水位を安定させるためのシステムです。このシステムは、2 段階の測定トランスデューサー (センサー)、デバイス 1 の制御 (レギュレータ）と、調整体（バルブ）5 の位置を制御するアクチュエータ機構 3 から構成されます。

米。 1. 自動制御システムの機能図: 1 — レギュレーター、2 — レベル測定トランスデューサー、3 — 駆動機構、5 — 調整本体。

フロー制御

流量制御システムは、低慣性と頻繁なパラメータ脈動によって特徴付けられます。

通常、流量制御ではバルブやゲートを使用して物質の流れを制限し、ポンプドライブの速度やバイパス（流れの一部を追加のチャネルに迂回させる）の程度を変更することでパイプライン内の圧力を変更します。

液体および気体媒体に対する流量調整器の適用原理を、バルク材料の場合は図 2、a に、図 2、b に示します。

米。 2. 流量制御スキーム: a - 液体および気体媒体、b - バルク材料、c - 媒体比。

技術プロセスの自動化を実践する場合、2 つ以上の媒体の流量比を安定させる必要がある場合があります。

図 2、c に示すスキームでは、G1 への流れがマスター、流れ G2 = γG — スレーブ、ここで γ — 流量比であり、レギュレーターの静的調整のプロセスで設定されます。

マスタフロー G1 が変化すると、FF コントローラはスレーブフロー G2 を比例的に変化させます。

制御則の選択は、パラメーターの安定化に必要な品質によって異なります。

レベルコントロール

レベル制御システムは、フロー制御システムと同じ特性を持っています。一般的な場合、レベルの動作は微分方程式で記述されます。

D (dl / dt) = ジン — 痛風 + ガー、

ここで、Sはタンクの水平部分の面積、Lはレベル、Gin、Goutは入口と出口における培地の流量、Garrは容量を増減する培地の量（ 0 に等しい) 単位時間 T あたり。

レベルの一定性は、供給される液体の量と消費される液体の量が等しいことを示します。この条件は、液体の供給量 (図 3、a) または流量 (図 3、b) に影響を与えることで確保できます。図 3 の c に示すレギュレータのバージョンでは、液体の供給量と流量の測定結果がパラメータを安定させるために使用されます。

液面パルスは、供給量や流量が変化するときに発生する避けられない誤差による誤差の蓄積を排除する補正機能を備えています。規制則の選択は、パラメーターの安定化に必要な品質にも依存します。この場合、比例コントローラだけでなく位置コントローラも使用できます。

米。 3. レベル制御システムのスキーム: a — 電源に影響を与える、b および c — 媒体の流量に影響を与える。

圧力調整

圧力の一定性は、レベルの一定性と同様に、物体の物質バランスを示します。一般的な場合、圧力の変化は次の方程式で表されます。

V (dp / dt) = ジン — ゴウト + ガー、

ここで、VE は装置の容積、p は圧力です。

圧力制御方法はレベル制御方法と似ています。

温度管理

温度はシステムの熱力学的状態の指標です。温度制御システムの動的特性は、プロセスの物理化学的パラメーターと装置の設計に依存します。このようなシステムの特徴は、物体および多くの場合測定トランスデューサの慣性が大きいことです。

温度調節器の実装原理は、施設内のエネルギー消費の制御を考慮したレベル調整器の実装原理（図2）と似ています。規制法の選択は、オブジェクトの勢いに依存します。オブジェクトの勢いが大きいほど、規制法は複雑になります。測定トランスデューサの時定数は、冷却剤の移動速度を上げたり、保護カバー (スリーブ) の壁の厚さを薄くしたりすることによって減らすことができます。

製品の構成と品質パラメータの規制

特定の製品の組成や品質を調整する場合、パラメータ (穀物の水分など) が個別に測定される場合が考えられます。この状況では、情報の損失と動的調整プロセスの精度の低下は避けられません。

中間パラメータ Y (t) を安定させるレギュレータの推奨スキーム。その値は主要な制御パラメータである製品品質指標 Y (ti) に依存します。を図 4 に示します。

米。 4. 製品品質管理システムのスキーム: 1 — オブジェクト、2 — 品質分析装置、3 — 外挿フィルター、4 — 計算装置、5 — 調整器。

コンピュータ装置４は、パラメータＹ（ｔ）とＹ（ｔｉ）との間の関係の数学的モデルを使用して、品質評価を継続的に評価する。外挿フィルタ３は、２つの測定間の推定製品品質パラメータＹ（ｔｉ）を与える。