Automatizarea instalatiilor

26
1. Elemente de acţionare pneumatică şi hidraulică. 2. Elemente de acţionare electrică. Elemente de acţionare electrică continuă. Elemente de acţionare electrică discontinuă (tip tot – nimic). 3. Regulatorul proporţional (P). 4. Regulatorul proporţional – integral (PI). 5. Regulatorul proporţional – derivativ (PD). 6. Regulatorul proporţional – integral – derivativ (PID). 7. Regulatorul neliniar. 8. Regulatoare continue. 9. Regulatoare discrete electronice. 10. Regulatoare electronice în impulsuri 11. Regulatoare electronice numerice. 12. Regulatoare automate directe. 13. Regulator direct de temperatură. 14. Regulator direct de debit. 15. Regulator direct de presiune. 16. Regulator direct de nivel. 17. Traductoare în sisteme de reglare automată. 18. Traductoare de temperatură. 19. Traductoare de presiune. 20. Traductoare de debit. 21. Traductoare de nivel.

description

automatizarea instalatiilor pentru constructii

Transcript of Automatizarea instalatiilor

Page 1: Automatizarea instalatiilor

1. Elemente de acţionare pneumatică şi hidraulică.

2. Elemente de acţionare electrică. Elemente de acţionare electrică continuă. Elemente de acţionare electrică discontinuă (tip tot – nimic).

3. Regulatorul proporţional (P).

4. Regulatorul proporţional – integral (PI).

5. Regulatorul proporţional – derivativ (PD).

6. Regulatorul proporţional – integral – derivativ (PID).

7. Regulatorul neliniar.

8. Regulatoare continue.

9. Regulatoare discrete electronice.

10. Regulatoare electronice în impulsuri

11. Regulatoare electronice numerice.

12. Regulatoare automate directe.

13. Regulator direct de temperatură.

14. Regulator direct de debit.

15. Regulator direct de presiune.

16. Regulator direct de nivel.

17. Traductoare în sisteme de reglare automată.

18. Traductoare de temperatură.

19. Traductoare de presiune.

20. Traductoare de debit.

21. Traductoare de nivel.

Page 2: Automatizarea instalatiilor

1. Elemente de acţionare pneumatică şi hidraulică.

Din punct de vedere constructiv, aceste elemente pot fi: cu membrană, cu piston, pentru mişcări de translaţie şi cu palete, pentru mişcări unghiulare. Pot fi comandate de regulatoare electronice sau pneumatice. La utilizarea regulatorului electronic, cuplarea între regulator şi elementul de execuţie se face prin intermediul unui convertor electro-pneumatic, care transformă liniar, semnalul unificat electric, într-un semnal unificat pneumatic. Un element de acţionare pneumatic, cu membrană ondulată, cu simplu efect este prezentat în Fig. I.6.1. Acesta este un ventil pneumatic cu membrană, de tipul normal deschis (ND).Elementul este de tipul normal deschis, pentru că în lipsa presiunii p, resortul menţine membrana ridicată, respectiv ventilul se află în poziţia de deschidere completă a secţiunii de trecere a aburului. Un exemplu de element de acţionare pneumatică, este prezentat în Fig. I.6.2 – un robinet cu ventil de tip normal închis (NI), acţionat pneumatic cu o membrană ondulată.

Page 3: Automatizarea instalatiilor

Părţile componente sunt aceleaşi ca şi în cazul prezentat în Fig. I.6.1, cu deosebirea că resortul este amplasat deasupra membranei şi împingerea membranei în jos determină tija să fie apăsată, respectiv ventilul închis. Alegerea unui element de execuţie, cu poziţia de normal deschis sau normal închis, este determinată de efectele pe care le aduce în proces, la poziţia normală a elementului, când dispare semnalului de comandă. Astfel, în cazul în care o rămânere în poziţia normal-închisă a ventilului, corespunde cu condiţia necesară eliminării unor efecte dăunătoare, datorate defectării sistemului automat, elementul de acţionare trebuie ales cu poziţia de funcţionare normal închisă .Pentru îmbunătăţirea răspunsului tranzitoriu şi a preciziei în funcţionare se foloseşte un alt element de acţionare pneumatică de tip cilindru cu piston–poziţionerul pneumatic . Acesta poate fi un piston cu simplu efect sau cu dublu efect.

Page 4: Automatizarea instalatiilor

Fig. I.6.3. Servomotor pneumatic de tip cilindru cu piston cu simplu efect; 1 – cilindru; 2 –piston; 3 – tijă de acţionare; 4 – resort elastic; 5 – racord pentru aer comprimat.

Principiul de funcţionare constă în aplicarea semnalului de comandă c, prin intermediul unei presiuni p, care determină forţa de acţionare asupra pistonului, respectiv comprimarea resortului şi deplasarea tijei de acţionare a organului de execuţie, proporţional cu presiunea aplicată. (v.Fig. I.6.4) Asupra pistonului se exercită două presiuni p1, p2, respectiv două forţe, de sensuri contrare, care determină deplasarea tijei de acţionare în sensul determinat de valoarea presiunii (forţei de acţionare) relative şi momentane, mai mare, dintre cele două presiuni. Presiunea poate fi de natură pneumatică (aer, azot) sau hidraulică (apă, ulei). Acţionarea pneumatică este recomandată reglării proceselor lente.

Fig. I.6.4. Servomotor pneumatic de tip cilindru cu piston cu dublu efect; 1 – cilindru; 2 –piston; 3 – tijă de acţionare; 4 şi 5 – racorduri pentru aer comprimat.

2. Elemente de acţionare electrică.

Acţionarea electrică a organelor de reglare se poate face:- continuu, cu ajutorul motoarelor electrice

Page 5: Automatizarea instalatiilor

- discontinuu, cu ajutorul electromagneţilor.

2.1 Elemente de acţionare electrică continuă.Utilizarea motoarelor pas cu pas permite acţionarea discretă a organelor de reglare. Pentru puteri reduse necesare acţionării organului de reglare se utilizează ca element de acţionare motorul de curent alternativ bifazat. Motorul de curent alternativ este un element robust, simplu şi cu inerţie mică, avantaje care-l situează înaintea motorului de curent continuu. Motoarele electrice, ca elemente de acţionare, au viteza de răspuns mai redusă decât cele pneumatice sau hidraulice, dezvoltă un cuplu mai redus pentru acelaşi volum, dar sunt mai fiabile şi mai uşor de întreţinut.

2.2 Elemente de acţionare electrică discontinuă (tip tot – nimic).Acţionarea cu electromagneţi se caracterizează prin realizarea cu a numai două poziţii ale organului de reglare – deschis sau închis. Asemenea elemente de acţionare sunt frecvent întâlnite în reglările industriale bipoziţionale. Trecerea dintr-o stare staţionară în cealaltă se realizează întrun timp scurt (0,1 sec), la aplicarea semnalului de comandă maxim.

a) Electroventilul – este un exemplu de electromagnet asociat cu un robinet cu ventil care constituie împreună un electroventil acesta este prezentat în Fig. I.6.7 şi se compune din:- elementul de acţionare (electromagnetul) – bobina 1, miezul feromagnetic 2, tija de acţionare a organului de execuţie 3, resortul 4, discul solidar cu tija pe care se sprijină resortul 5;- organul de execuţie (robinetul cu ventilul) – corpul robinetului 6, ventil 7, scaunul ventilului 8;

După poziţia normală (poziţie staţionară – neacţionat) electroventilele pot să fie de tip normal închis (NI) sau normal deschis (ND).

b) Releul intermediar – este un aparat de conectare ce are în componenţă un electromagnet şi mai multe contacte, atât de tip ND cât şi de tip NÎ.

Page 6: Automatizarea instalatiilor

Fig. I.6.7. Ventil electromagnetic (electroventil) de tip normal închis (NI); a – tensiunea labornele bobinei este U=0; b – tensiunea la bornele bobinei este U=Un; 1 – bobina

electromagnetului;2 – miezul feromagnetic (armătura mobilă);

3 – tija de acţionare a ventilului;4 – resort elastic;

5 – discul de sprijin al resortului solidar cu tija de acţionare;6 – corpul robinetului;7 – ventilul proriu-zis;8 – scaunul ventilului;

9 – bornă de contact a bobinei.

Fig. I.6.8. Releu electromagnetic (releu intermediar); a – bobina nu este alimentată: U=0;b – la bornele bobinei s-a aplicat tensiunea nominală: U=Un; 1 – bobină; 2 – armătură fixă;

3 – armătură mobilă; 4 – bornele de legătură ale bobinei; 5 – bornele de legătură alecontactelor; 6 – lamelele rigide ale contactelor (cu rol de contacte fixe); 7 – lamelă elastică

(cu rol de contact mobil); 8 – plotul contactului; 9 – regletă electroizolantă fixată delamelele elastice; 10 – suport electroizolant.

c) Releul de timp – este un aparat de conectare care se utilizează atunci când un anumit consumator trebuie alimentat pentru o perioadă de timp bine determinată sau atunci când un consumator trebuie alimentat după o perioada de timp bine determinată. În primul caz, se utilizează releele de

Page 7: Automatizarea instalatiilor

timp cu temporizare la revenire, iar în cazul al doilea releele de timp cu temporizare la acţionare.

Page 8: Automatizarea instalatiilor

3. Regulatorul proporţional (P).

Acest tip de regulator este caracterizat printr-o ecuaţie diferenţială:c (t) = KR∙a(t) (7.1.)unde, KR – este un parametru denumit ca factor de amplificare (factorul de proporţionalitate), al regulatorului . Acest factor KR constituie un parametru de acordare alregulatorului şi el poate fi modificat în limite largi, în funcţie de performanţele impuse SRA. Un regulator de tip P este caracterizat şi prin banda de proporţionalitate (BP), definită sub forma : R KBP = 100/Kr [%] (7.2.)

Valoarea acestui parametru este cuprinsă între 1 – 400 %; Răspunsul indicial ideal al regulatorului P este prezentat în Fig. I.7.1.; curba reprezintă răspunsul real, unde este eroarea în regim staţionar, pentru un semnal de intrare de tip treaptă unitară (a=1).Pentru cazul real, în funcţionarea acestui regulator intervine o întârziere de ordinul întâi sau de ordinul doi. Regulatorul P introdus într-o buclă de reglare poate conduce la o funcţionare stabilă, însă cu o eroare staţionară ε ≠ 0. Creşterea factorului de amplificare KR, determină o reducere a erorii staţionare ε şi o reducere a constantei de timp T a sistemului.

Fig. I.7.1. Graficul de funcţionare al regulatorului de tip P

Page 9: Automatizarea instalatiilor

4. Regulatorul proporţional – integral (PI).

Acest regulator combină efectul proporţional, cu un efect integral (integrează abaterea a(t) în timp şi este descris de următoarea relaţie:

Aceşti factori KR, TI, constituie parametrii de acordare ai regulatorului de tip PI şi ei pot fi modificaţi în limite largi. Un regulator de tip PI este o combinaţie între un regulator P, completat cu un regulator I, efectul integrator este cel care determină panta de unghi α, pentru răspunsul c(t) al regulatorului de tip PI.

Eroarea staţionară este ε=0, iar anularea acesteia, în timp, este determinată de efectul integral.

Page 10: Automatizarea instalatiilor

5. Regulatorul proporţional – derivativ (PD).

Regulatorul PD combină efectul proporţional, cu un efect diferenţial , deci derivează abaterea a(t), în timp. Efectul introducerii componentei derivative este de reducere a suprareglajului σ, atunci când apar perturbaţii bruşte sau, în perioada de pornire a procesului.Ecuaţia de funcţionare a unui regulator PD este :

Adăugarea efectului derivativ măreşte timpul tranzitoriu al perioadei de pornire, dar reduce depăşirea valorii prescrise a mărimii de intrare.

Page 11: Automatizarea instalatiilor

6. Regulatorul proporţional – integral – derivativ (PID).

Acest tip de regulator are în componenţa lui, toate cele trei efecte – P, I, D; funcţionarea lui este conform algoritmului descris mai jos, răspunsul indicial al regulatorului PID ideal este reprezentat în Fig. I.7.4.a, iar răspunsul real , în Fig. I.7.4.b:

Fig. I.7.4. Graficele de funcţionare ale regulatorului PID;a – răspuns ideal; răspuns real.

După cum rezultă din reprezentare, algoritmul PID se obţine ca o combinaţie liniară a celor trei moduri de acţiune PID.

Page 12: Automatizarea instalatiilor

7. Regulatorul neliniar.

Regulatoarele neliniare pot fi regulatoare tip bipoziţional sau de tip tripoziţional. Regulatorul bipoziţional are la ieşire un semnal de comandă c, echivalent cu poziţia unui contact electric cu 2 poziţii – o poziţie închisă, corespunzătoare valorii c = - M şi o a doua poziţia închisă, corespunzătoare valorii c = +M.Relaţiile matematice ce descriu funcţionarea regulatoarelor sunt:- pentru regulatorul bipoziţional:

- pentru regulatorul tripoziţional:

Fig. I.7.5. Graficul de funcţionare al regulatorului bipoziţional;

Page 13: Automatizarea instalatiilor

8. Regulatoare continue.

La regulatoarele continue, mărimile de intrare şi de ieşire sunt variabile continuu în timp şi dependenţa dintre acestea este de asemenea variabilă şi continuă în timp.După agentul purtător de energie, regulatoarele continue pot să fie:- electronice – la care mărimile de intrare a şi de ieşire c sunt de natură electrică;- pneumatice – la care a şi c sunt presiuni de aer;- hidraulice – la care intrarea a este o deplasare, iar ieşirea c este presiunea unui lichid;

a. Regulatoare continue electronice – aceste regulatoare au mărimile de intrare şi ieşire numai de natură electrică. Ele se mai găsesc în practică ca regulatoare unificate, adică semnalele a şi c sunt semnale unificate:- curent unificat: 2÷10mA c.c., 4÷20mA c.c. sau 0÷10mA c.c.;- tensiune unificată: 0,4÷ 2Vc.c., -10 ÷ +10V c.c., 0÷10V c.c.;

b. Regulatoare continue pneumatice – mărimile de intrare şi ieşire sunt presiuni de aer, adică semnale unificate de tipul 0,2÷1,0 bar şi se caracterizează prin o mare siguranţă în funcţionare

c. Regulatoare continue hidraulice – are ca mărime de intrare o deplasare, deci o mărime geometrică, iar la ieşire o presiune de lichid ( de obicei ulei hidraulic).

Page 14: Automatizarea instalatiilor

9. Regulatoare discrete electronice.

Aceste regulatoare sunt numai electronice, lucrează numai cu mărimi de natură electrică şi se caracterizează prin aceea că mărimea lor de ieşire „c” este formată dintr-o succesiune de impulsuri, iar mărimea de intrare, abaterea „a” este o mărime continuă. Impulsurile de la ieşirea regulatorului pot fi modulate în amplitudine sau durată , regulatorul fiind astfel un regulator în impulsuri sau codificate, în acest caz regulatorul fiind un regulator numeric.

Page 15: Automatizarea instalatiilor

10. Regulatoare electronice în impulsuri

Un regulator electronic în impulsuri (fig.I.7.8.) primeşte abaterea „a(t)” în mod discret, la anumite intervale de timp, sub formă de eşantioane. Prin eşantionare, se preiau valorile instantanee ale mărimii continue „a(t)”, la intervale de timp fixe „T”, pe o durată foarte scurtă „ ΔT ”, obţinându-se astfel semnalul discret „a*(t)”. Acest semnal constituie intrarea în regulator, care după prelucrarea abaterii discretizate, conform algoritmului propriu de reglare, produce la ieşire o mărime de comandă „c*(t)”, tot sub formă de impulsuri, de aceeaşi frecvenţă ”f =1/T”, ca şi cel de la intrare.

Semnalul de comandă „c*” este reţinut pe durata „T”, până la sosirea unui nou impuls, prin intermediul elementului de reţinere „ER”; toate celelalte elemente ale sistemului de reglare sunt continue: P procesul de reglat şi EE elementul de execuţie. Dispozitivele de eşantionare (E1, E2) pentru abaterea a şi pentru comanda c, sunt incluse constructiv în regulator. Pentru a se obţine performanţe de reglare bune, trebuie corelată viteza de funcţionare a eşantionatoarelor cu frecvenţa maximă a semnalului continuu preluat, pentrua nu se pierde informaţii utile din proces.

Page 16: Automatizarea instalatiilor

11. Regulatoare electronice numerice.

Regulatorul electronic numeric realizează semnalul de comandă „c*”, prin calcule numerice conform algoritmului de reglare propriu. Acest semnal este convertit în semnal analogic şi menţinut pe intervalul dintre două momente de eşantionare, de un element de menţinere a valorii ER (fig.I.7.9.). În fig.I.7.9. este prezentată schema bloc a regulatorului numeric în configuraţia unui sistem automat de reglare numerică. Elementul de prescriere numerică EPN, asigură semnalul de referinţă i*, care este comparat cu semnalul de reacţie e* convertit numeric de convertizorul analog/numeric CA/N după măsurarea acestuia la ieşirea din procesul P reglat.Abaterea, sub formă de semnal numeric, a* este semnalul de intrare în regulatorul numeric RN, care elaborează semnalul de comandă numeric c* , în baza algoritmului de reglare. Acest semnal este convertit analogic de CN/A şi menţinut, pe intervalul dintre două momente de eşantionare, de elementul de reţinere ER, asigurând semnalul de comandă pentru elementul de execuţie EE.

Trebuie remarcat faptul că la un sistem de reglare numerică apar în componenţa lui, o serie de elemente noi, specifice: elementul de prescriere numerică EPN, convertoarele analog/numerice CA/N şi convertoare numeric/analogice CN/A, elementul de reţinere a valorii ER, elementul de comparaţie numerică CN şi interfaţa I, împreună cu memoria (inclusiv monitorul) M, pentru urmărirea şi monitorizarea valorilor reprezentative pentru procesul de reglare. Regulatoarele numerice, treptat, devin cele mai utilizate elemente de calcul în practică, pentru că acestea pot asigura posibilitatea implementării unor algoritmi de reglare evoluaţi (ex: conducerea după stare), se pot integra într-un sistem ierarhizat condus decalculator, etc.

12. Regulatoare automate directe.

Aceste regulatoare se caracterizează prin aceea că în funcţionarea lor nu utilizează o sursă de energie exterioară, funcţionarea bazându-se, în principiu, pe legile fizice de dilatare volumetrică şi creşterea presiunii, odată cu temperatura, a fluidelor de umplere a circuitului activ existent în componenţa regulatorului. Astfel, sub influenţa temperaturii existente în procesul tehnologic, variaţia volumului de lichid sau variaţiile volumului şi presiunii gazului sau vaporilor saturaţi, se transmit prin intermediul unui tub capilar la elementul de

Page 17: Automatizarea instalatiilor

acţionare (ventil, clapetă), prin intermediul regulatorului, care în acest caz este ansamblul format de burduf împreună cu un resort. Regulatorul primeşte ca semnal de intrare variaţiile de volum ale lichidului din tubul capilar şi elaborează ca semnal de ieşire deplasarea „δ” care se transmite elementului de execuţie – ansamblul format din robinetul cu ventil şi tija

Trebuie remarcat faptul că la un sistem de reglare numerică apar în componenţa lui, o serie de elemente noi, specifice: elementul de prescriere numerică EPN, convertoarele analog/numerice CA/N şi convertoare numeric/analogice CN/A, elementul de reţinere a valorii ER, elementul de comparaţie numerică CN şi interfaţa I, împreună cu memoria (inclusiv monitorul) M, pentru urmărirea şi monitorizarea valorilor reprezentative pentru procesul de reglare. Regulatoarele numerice, treptat, devin cele mai utilizate elemente de calcul în practică, pentru că acestea pot asigura posibilitatea implementării unor algoritmi de reglare evoluaţi (ex: conducerea după stare), se pot integra într-un sistem ierarhizat condus de calculator, etc.

Page 18: Automatizarea instalatiilor

13. Regulator direct de temperatură.

Regulatorul direct de temperatură se compune din:- elementul sensibil 1, un rezervor mic (bulb) care conţine lichidul ce se dilată sub influenţa temperaturii;- tubul capilar 2, prin care se transmite dilatarea lichidului spre regulator (burduful elastic 3 cu resortul 4) şi elementul de execuţie 5 – robinetul cu ventil pentru abur; burduful elastic şi resortul transformă dilatarea în deplasarea „ δ ”; Robinetul cu ventil reglează debitul de abur care circulă prin serpentina montată în recipientul ce conţine lichidul la care trebuie reglatătemperatura. Prin creşterea sau reducerea debitului de abur circulat, va creşte sau reduce temperatura lichidului din recipient. Referinţa se realizează cu un dispozitiv cu şurub 6, care fixează poziţia ansamblului burduf-resort-ventil, în jurul căreia va oscila deplasarea „ δ ”.

15. Regulator direct de debit.

Page 19: Automatizarea instalatiilor

Regulatorul direct de debit, din figura următoare (Fig.I.7.11.), este un regulator direct ce poate fi utilizat, cu succes, atât la reglarea debituluilichidelor, cât şi pentru reglarea debitului la gaze. El se compune din următoarele elemente:

1 – diafragmă;2 – racord pentru prelevarea presiunii din amonte de diafragmă;3 – racord pentru prelevarea presiunii din aval de diafragmă;4 – membrana elastică;5 – resort elicoidal;6 – tija pentru acţionarea ventilului;7 – ventil(ND);8 – corpul robinetului;9 – şurub de reglare.Datorită pierderii de presiune, introduse de diafragma montată pe conductă, pe o parte a membranei va acţiona presiunea din amonte, iar pe cealaltă parte va acţiona presiunea (mai mică decât cea din amonte, datorită prezenţei diafragmei) din aval de diafragmă. Când debitul creşte peste valoarea prescrisă, reglată cu ajutorul şurubului de reglare, diferenţa dintre presiunea aplicată de-o parte şi de alta a membranei creşte şi determină coborârea ansamblului tijă + ventil. Aceasta duce la micşorarea secţiunii de trecere a robinetului şi implicit la micşorarea debitului prin conductă. În cazul în care debitul prin conductă scade faţă de valoarea prescrisă, diferenţa de presiune dintre cele două feţe ale membranei scade şi resortul împinge membrana în sus împreună cu ansamblul tijă-ventil, fapt care duce la creşterea secţiunii de trecere a robinetului şi deci creşterea debitului.

16. Regulator direct de presiune.

În figura care urmează este prezentat un regulator de presiune, care se utilizează şi în instalaţiile de alimentare cu gaze naturale. În componenţa sa intră următoarele elemente:1 – racord intrare;2 – clapetă obturatoare pentru reducerea secţiunii de trecere;3 – pârghie pentru acţionarea clapetei;4 – resort, pentru menţinerea pârghiei în contact cu membrana;5 – membrana elastică;6 – orificiu pentru punerea în legătură cu atmosfera;7 – resort pentru tensionarea membranei;8 – şurub pentru introducerea valorii de referinţă.

Page 20: Automatizarea instalatiilor

Funcţionarea este următoarea: dacă presiunea de pe faţa inferioară a membranei creşte, datorită reducerii consumului, membrana se deformează înspre partea superioară, acţionând astfel pârghia care urmăreşte membrana datorită arcului auxiliar. Pârghia, fiind solidară cu clapeta, o determină pe aceasta să se apropie de orificiul de admisie al gazului în regulator, cu efect de reducere a secţiunii de trecere a gazului, respectiv şi un efect de scădere a presiunii gazului , după clapetă. În schimb, dacă scade presiunea datorită măririi consumului de gaze resortul pentru tensionarea membranei o va împinge pe aceasta în jos, ducând la creşterea secţiunii de trecere prin orificiul de admisie în regulator, cu efect de creştere a presiunii gazului după clapetă. Prescrierea valorii de referinţă se realizează prin rotirea şurubului 8, va determina tensionarea mai mult sau mai puţin a membranei.

17. Regulator direct de nivel.

În cele ce urmează se prezintă un regulator direct de nivel (Fig.I.7.14.), care în practică este utilizat şi la oalele de condens. Aceste oale se montează în scopul de a opri ieşirea agentului termic, din aparatul de încălzire (aerotermă pe abur, registru pentru încălzire),sub formă de abur. El trebuie să plece din aparatul de încălzire numai sub formă lichidă (condens), în vederea cedării unei cantităţi cât mai mari de căldură, la trecerea prin aparat. Astfel aburul trebuie oprit să-şi continue drumul prin instalaţie, după ieşirea din aparat. Condensul se acumulează în oala de condens şi când acesta atinge un anumit nivel în oală, el trebuie evacuat, prin conducta de condens, înapoi spre centrala termică. Deschiderea orificiului de evacuare

Page 21: Automatizarea instalatiilor

Aceste oale se montează în scopul de a opri ieşirea agentului termic, din aparatul de încălzire (aerotermă pe abur, registru pentru încălzire),sub formă de abur. El trebuie să plece din aparatul de încălzire numai sub formă lichidă (condens), în vederea cedării unei cantităţi cât mai mari de căldură, la trecerea prin aparat. Astfel aburul trebuie oprit să-şi continue drumul prin instalaţie, după ieşirea din aparat. Condensul se acumulează în oala de condens şi când acesta atinge un anumit nivel în oală, el trebuie evacuat, prin conducta de condens, înapoi spre centrala termică. Deschiderea orificiului de evacuare a condensului din oală, se realizează prin intermediul unui plutitor.După cum se observă din figură, orificiul se găseşte la partea inferioară a oalei şi capacul său (mobil) se ridică datorită ridicării plutitorului ce urmăreşte nivelul lichidului. După scurgerea condensului din oala de condens, orificiul de evacuare se închide din nou, împiedicând astfel, ieşirea aburului din oală.

18. Traductoare în sisteme de reglare automată.

Într-un sistem de reglare automată, traductorul este un element capabil să măsoare un parametru tehnologic şi să-l transforme într-un semnal compatibil cu comparatorul de la intrarea regulatorului. Constructiv, traductorul şi elementele sale componente pot fi reprezentate simplificat, ca în schema bloc din fig.I.8.1:

Page 22: Automatizarea instalatiilor

Tr – traductor;Ad – adaptor;EP – element primar, care poate lipsi în majoritatea tipurilor de traductoare, necesitatea lui fiind determinată de metoda de măsurare (ex: cu diafragme de măsurare pentru debite), caz în care „e” dispare şi parametrul de ieşire din proces, fiind efectiv mărimea de intrare în traductor; ES – elementul sensibil, care furnizează la ieşire un semnal „ e”, apt pentru a fi transmis direct la distanţă, ca informaţie asupra măsurătorii (t.e.m. de la termocuplu sau electrozii de pH); Dm – dispozitivul de măsură, care asigură afişarea mărimii măsurate pe aparatul de măsură, preluat de la ES şi/sau îl transmite (r’) mai departe la dispozitivul A; A – dispozitiv de conversie - amplificare, care asigură transmiterea informaţiei „r”, ca semnal apt de a fi preluat de elementul de comparaţie al SRA;Trebuie menţionat faptul că unele regulatoare includ, prin construcţia lor, întreg ansamblul de măsurat; regulatoarele numerice au intrarea semnalului de reacţie, direct de la elementul sensibil (termocuplu, termorezistenţă), iar regulatoarele directe au inclusă complet, prin construcţie, toată linia de reacţie (inclusiv elementul sensibil) în componenţa lor.

Page 23: Automatizarea instalatiilor

18. Traductoare de temperatură.

Aceste elemente, în funcţionarea lor se bazează, în principiu, pe legile fizice de:- dilatarea corpurilor volumetrică şi creşterea presiunii, odată cu temperatura, a fluidelor de umplere a circuitului activ existent în component regulatorului.- schimbarea stării de agregare, de la solid la lichid sau de la lichid la gaz;- schimbarea rezistenţei electrice a conductorului sau a materialului semiconductor- radiaţia corpurilor;- radiaţia corpurilor;

În funcţie de poziţia pe care o are elementul sensibil al traductorului de temperatură şi a mediului la care se măsoară temperatura se pot distinge două metode de măsurare şi anume metoda cu contact direct şi metoda fără contact directEx de termometre:

Termometre de sticlă cu lichid Termometre bazate pe dilatarea corpurilor solide Termometre manometrice Termometre cu rezistenţă electrică Termometre termoelectrice Pirometre

Page 24: Automatizarea instalatiilor

19. Traductoare de presiune

Traductoare de presiune. Elementele sensibile utilizate în traductoarele pentru măsurarea presiunii sunt elementele elastice – tuburile Bourdon, membranele ondulate şi burdufurile, care convertesc presiunea într-o deplasare si la acestea se ataşează adaptoare care transformă deplasarea într-o mărime electrică proporţională cu presiunea.După principiul de funcţionare al acestor adaptoare ele se pot clasifica astfel:adaptoare rezistive; - adaptoare inductive; - adaptoare capacitive; - adaptoare tensometrice; - adaptoare piezometrice; - adaptoare termoelectrice; Adaptoarele rezistive se compun dintr-un reostat, al cărui cursor este antrenat prin deplasarea liniară şi proporţională cu presiunea măsurată, primită de la elementul sensibil elastic. Variaţia rezistenţei poate fi transmisă direct unui element de comparaţie adecvat

Domeniile de măsură sunt comparabile cu a traductoarelor cu element elastic,dar cu performanţe mult superioare.

Page 25: Automatizarea instalatiilor

20.Traductoare de debit

Aceste traductoare sunt destinate măsurării debitelor de fluide care curg prin conducte.Ceea ce apare caracteristic, pentru unele metode de măsurare a debitului unui fluid este elementul primar, separat de traductorul de măsură propriu-zis, cu rolul evident de a crea o mărime intermediară care să poată fi măsurată cu uşurinţă.Cele mai frecvente metode şi aparate de măsurare a debitelor de fluide sunt :1. măsurarea presiunii diferenţiale ΔP2. măsurarea înălţimii h 3. măsurarea forţei electromotoare 4. măsurarea vitezei de rotaţie a unei elice cu traductor cu turbină şi adaptor frecvenţă-curent.5. numărarea impulsurilor de vârtej Costul redus al metodei de măsurare a debitului, prin măsurarea presiunii diferenţiale, determină utilizarea pe scară largă a elementelor primare, în special a diafragmelor de măsură. În alegerea metodei şi elementelor de măsurare a debitului, utilizatorul trebuie să aibă în vedere, în principal, următoarele:- natura fluidului (lichid, gaz, vapori), puritatea lui şi principalele constant fizice la presiunea şi temperatura de lucru (densitate, agresivitate, conductivitate);- condiţiile impuse de proces (limite de variaţie a debitului, presiunea şitemperatura de lucru).

Page 26: Automatizarea instalatiilor

21.Traductoare de nivel

Traductoarele de nivel sunt necesare pentru asigurarea primirii de informaţii asupra evaluării unor cantităţi de fluide existente în rezervoare şi utilizează metode de măsurare a altor mărimi, acestea fiind adaptate măsurării nivelului. În procesul de măsurare a nivelului pot să apară o serie de problem speciale şi anume: vasele să fie sub presiune sau la temperaturi mari, prezenţa spumei la suprafaţa lichidului sau a valurilor, caracterul corosiv al lichidelor, etc. Măsurarea poate fi continuă, urmărindu-se permanent valoarea nivelului, sau numai în puncte, atunci când se urmăreşte numai atingerea unor nivele anume. Traductoarele de nivel se bazează în funcţionarea lor pe diverse metode de măsurare, de unde rezultă şi multitudinea de tipuri de astfel de traductoare. Se vor prezenta, pe scurt, câteva variante de nivelmetre cu principii diferite de funcţionare, cu menţiunea că pentru fiecare principiu există mai multe variante constructive. Acestea sunt:- nivelmetre cu aparate care măsoară presiunea hidrostatică, - nivelmetre cu plutitor- nivelmetre cu imersor,

nivelmetre bazate pe proprietăţile electrice de material - nivelmetre bazate pe radiaţii, 1. nivelmetre cu ultrasunete 2. nivelmetre cu microunde 3. nivelmetre cu radiaţii nucleare