मुख्य तकनीकी मापदंडों का नियंत्रण और विनियमन: प्रवाह दर, स्तर, दबाव और तापमान

एकल संचालन का सेट विशिष्ट तकनीकी प्रक्रियाओं का निर्माण करता है। सामान्य स्थिति में, तकनीकी प्रक्रिया को तकनीकी संचालन के माध्यम से किया जाता है जो समानांतर, क्रमिक रूप से या संयोजन में किया जाता है, जब अगले ऑपरेशन की शुरुआत पिछले एक की शुरुआत के सापेक्ष स्थानांतरित हो जाती है।

प्रक्रिया प्रबंधन एक संगठनात्मक और तकनीकी समस्या है और आज इसे स्वचालित या स्वचालित प्रक्रिया प्रबंधन प्रणाली बनाकर हल किया जाता है।

तकनीकी प्रक्रिया नियंत्रण का उद्देश्य हो सकता है: कुछ भौतिक मात्रा का स्थिरीकरण, किसी दिए गए कार्यक्रम के अनुसार इसका परिवर्तन या अधिक जटिल मामलों में कुछ सारांश मानदंड का अनुकूलन, प्रक्रिया की उच्चतम उत्पादकता, उत्पाद की न्यूनतम लागत आदि।

नियंत्रण और विनियमन के अधीन विशिष्ट प्रक्रिया पैरामीटर में प्रवाह दर, स्तर, दबाव, तापमान और कई गुणवत्ता पैरामीटर शामिल हैं।

बंद प्रणालियाँ आउटपुट मानों के बारे में वर्तमान जानकारी का उपयोग करती हैं, विचलन ε (T) नियंत्रित मान Y (t) को इसके निर्धारित मान Yo से निर्धारित करती हैं) और ε (T) को कम करने या पूरी तरह से समाप्त करने के लिए कार्रवाई करती हैं।

एक बंद प्रणाली का सबसे सरल उदाहरण, जिसे विचलन नियंत्रण प्रणाली कहा जाता है, टैंक में जल स्तर को स्थिर करने के लिए प्रणाली है, चित्र 1 में दिखाया गया है। प्रणाली में दो-चरण मापने वाला ट्रांसड्यूसर (सेंसर), एक उपकरण 1 नियंत्रण ( रेगुलेटर) और एक एक्चुएटर मैकेनिज्म 3, जो रेगुलेटिंग बॉडी (वाल्व) 5 की स्थिति को नियंत्रित करता है।

चावल। 1. स्वचालित नियंत्रण प्रणाली का कार्यात्मक आरेख: 1 - नियामक, 2 - स्तर मापने वाला ट्रांसड्यूसर, 3 - ड्राइव तंत्र, 5 - नियामक निकाय।

प्रवाह नियंत्रण

फ्लो कंट्रोल सिस्टम की विशेषता कम जड़ता और लगातार पैरामीटर स्पंदन है।

आमतौर पर, प्रवाह नियंत्रण वाल्व या गेट का उपयोग करके किसी पदार्थ के प्रवाह को प्रतिबंधित करता है, पंप ड्राइव की गति या बाईपास की डिग्री (अतिरिक्त चैनलों के माध्यम से प्रवाह का हिस्सा मोड़ना) को बदलकर पाइप लाइन में दबाव को बदलता है।

तरल और गैसीय मीडिया के लिए प्रवाह नियामकों के आवेदन के सिद्धांतों को चित्र 2, ए, बल्क सामग्री के लिए - चित्र 2, बी में दिखाया गया है।

चावल। 2. प्रवाह नियंत्रण योजनाएं: ए - तरल और गैसीय मीडिया, बी - बल्क सामग्री, सी - मीडिया अनुपात।

तकनीकी प्रक्रियाओं के स्वचालन के अभ्यास में, ऐसे मामले होते हैं जब दो या दो से अधिक मीडिया के प्रवाह अनुपात को स्थिर करना आवश्यक होता है।

चित्र 2, c में दिखाई गई योजना में, G1 का प्रवाह मास्टर है, और प्रवाह G2 = γG — गुलाम है, जहां γ — प्रवाह दर अनुपात, जो नियामक के स्थिर विनियमन की प्रक्रिया में निर्धारित है।

जब मास्टर प्रवाह G1 बदलता है, तो FF नियंत्रक आनुपातिक रूप से दास प्रवाह G2 को बदल देता है।

नियंत्रण कानून का चुनाव पैरामीटर स्थिरीकरण की आवश्यक गुणवत्ता पर निर्भर करता है।

स्तर पर नियंत्रण

स्तर नियंत्रण प्रणालियों में प्रवाह नियंत्रण प्रणालियों के समान विशेषताएं होती हैं। सामान्य स्थिति में, स्तर के व्यवहार को अवकल समीकरण द्वारा वर्णित किया जाता है

डी (डीएल / डीटी) = जिन - गाउट + गार,

जहां S टैंक के क्षैतिज भाग का क्षेत्र है, L स्तर है, Gin, गाउट इनलेट और आउटलेट पर माध्यम की प्रवाह दर है, Garr - क्षमता बढ़ाने या घटाने वाले माध्यम की मात्रा (हो सकती है) 0 के बराबर) प्रति यूनिट समय टी।

स्तर की स्थिरता आपूर्ति और खपत तरल की मात्रा की समानता को इंगित करती है। तरल की आपूर्ति (छवि 3, ए) या प्रवाह दर (छवि 3, बी) को प्रभावित करके इस स्थिति को सुनिश्चित किया जा सकता है। चित्रा 3, सी में दिखाए गए नियामक के संस्करण में, पैरामीटर को स्थिर करने के लिए तरल आपूर्ति और प्रवाह दर के माप के परिणाम का उपयोग किया जाता है।

आपूर्ति और प्रवाह दर में परिवर्तन होने पर होने वाली अपरिहार्य त्रुटियों के कारण त्रुटियों के संचय को छोड़कर, तरल स्तर पल्स सुधारात्मक है। विनियमन कानून का चुनाव पैरामीटर स्थिरीकरण की आवश्यक गुणवत्ता पर भी निर्भर करता है। इस मामले में, न केवल आनुपातिक बल्कि स्थितीय नियंत्रकों का भी उपयोग करना संभव है।

चावल। 3. स्तर नियंत्रण प्रणाली की योजनाएं: ए - बिजली की आपूर्ति पर प्रभाव के साथ, बी और सी - माध्यम की प्रवाह दर पर प्रभाव के साथ।

दबाव नियमन

दबाव की निरंतरता, स्तर की स्थिरता की तरह, वस्तु के भौतिक संतुलन को इंगित करती है। सामान्य स्थिति में, दबाव में परिवर्तन को समीकरण द्वारा वर्णित किया जाता है:

वी (डीपी / डीटी) = जिन - गाउट + गार,

जहाँ VE उपकरण का आयतन है, p दाब है।

दबाव नियंत्रण विधियाँ स्तर नियंत्रण विधियों के समान हैं।

तापमान नियंत्रण

तापमान प्रणाली की थर्मोडायनामिक स्थिति का एक संकेतक है। तापमान नियंत्रण प्रणाली की गतिशील विशेषताएं प्रक्रिया के भौतिक-रासायनिक मापदंडों और तंत्र के डिजाइन पर निर्भर करती हैं। ऐसी प्रणाली की ख़ासियत वस्तु की महत्वपूर्ण जड़ता और अक्सर मापने वाले ट्रांसड्यूसर की होती है।

थर्मोरेगुलेटर के कार्यान्वयन के सिद्धांत सुविधा में ऊर्जा खपत के नियंत्रण को ध्यान में रखते हुए स्तर नियामकों (छवि 2) के कार्यान्वयन के सिद्धांतों के समान हैं। नियामक कानून का चुनाव वस्तु की गति पर निर्भर करता है: यह जितना अधिक होगा, नियामक कानून उतना ही जटिल होगा। शीतलक की गति की गति को बढ़ाकर, सुरक्षात्मक आवरण (आस्तीन) की दीवारों की मोटाई को कम करके, मापने वाले ट्रांसड्यूसर के समय को कम किया जा सकता है।

उत्पाद संरचना और गुणवत्ता मानकों का विनियमन

किसी दिए गए उत्पाद की संरचना या गुणवत्ता को समायोजित करते समय, एक स्थिति तब संभव होती है जब एक पैरामीटर (उदाहरण के लिए, अनाज की नमी) को अलग से मापा जाता है। इस स्थिति में, सूचना की हानि और गतिशील समायोजन प्रक्रिया की सटीकता में कमी अपरिहार्य है।

एक नियामक की अनुशंसित योजना जो कुछ मध्यवर्ती पैरामीटर Y (t) को स्थिर करती है, जिसका मान मुख्य नियंत्रित पैरामीटर पर निर्भर करता है - उत्पाद गुणवत्ता संकेतक Y (ti) चित्र 4 में दिखाया गया है।

चावल। 4. उत्पाद गुणवत्ता नियंत्रण प्रणाली की योजना: 1 - वस्तु, 2 - गुणवत्ता विश्लेषक, 3 - एक्सट्रपलेशन फ़िल्टर, 4 - कंप्यूटिंग डिवाइस, 5 - नियामक।

कंप्यूटिंग डिवाइस 4, मापदंडों Y (t) और Y (ti) के बीच संबंध के गणितीय मॉडल का उपयोग करते हुए, गुणवत्ता रेटिंग का लगातार मूल्यांकन करता है। एक्सट्रपलेशन फ़िल्टर 3 दो मापों के बीच एक अनुमानित उत्पाद गुणवत्ता पैरामीटर Y (ti) देता है।