Управление

ОСНОВЫ УПРАВЛЕНИЯ и ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ КАНАЛОВ

I. Основы процесса управления

Управление

Промышленное производство обычно подразделяется на ряд технологических процессов. Под технологическим процессом понимают такую переработку сырья и полу­фабрикатов, которая приводит к изменению их физиче­ских и химических свойств и превращению в готовую продукцию. Иными словами, технологический процесс - совокупность механических, физико-химических и дру­гих процессов целенаправленной переработки сырья и полуфабрикатов.

Примером технологического процесса является выпа­ривание раствора щелочи в выпарной станции для повы­шения его концентрации. Исходный полуфабрикат в этом процессе - слабый раствор щелочи, а продукция - креп­кий раствор. Слабый раствор, проходя через последова­тельную цепь выпарных аппаратов, постепенно увеличи­вает свою концентрацию за счет испарения воды и превращается в крепкий раствор щелочи заданной кон­центрации. Каждый технологический процесс характеризуется определенными технологическими параметрами, кото­рые могут изменяться во времени. В химической техно­логии такими параметрами являются расход материаль­ных и энергетических потоков, химический состав, температура, давление, уровень вещества в технологических аппаратах и др. Совокупность технологических парамет­ров, полностью характеризующих данный технологиче­ский процесс, называется технологическим режимом.

Каждый технологический процесс в общем цикле про­изводства имеет свое целевое назначение, в соответствии с которым к нему предъявляют определенные требова­ния - обеспечение заданной или максимальной произ­води- тельности, заданного или наилучшего качества продукции, заданных или минимальных затрат сырья (полуфабрикатов) и энергии на единицу готовой продукции и т. п. Так, целью технологического процесса выпарива­ния раствора в выпарной станции является увеличение концентрации полезного компонента в растворе. Поэтому к процессу выпаривания можно предъявить требования обеспечения заданного расхода и концентрации крепкого раствора (производительность и качество продукции) при минимальном расходе греющего пара (энергии) или заданного расхода и макси­мальной концентрации креп­кого раствора при заданном расходе греющего пара. Выполнение требований, предъявляемых к технологиче­скому процессу, возможно лишь при целенаправленном воздействии на его технологи­ческий режим. Любой технологический и процесс

подвержен действию различных факторов, случай­ных по своей природе, кото

Рис. 1. Емкость с притоком

рые нельзя заранее предусмотреть. Такие факторы называются и потреблением жидкости возмущениями. К ним относят­ся, например, случайные изменения состава сырья, тем­пературы теплоносителя, характеристик технологическо­го оборудования и др. Возмущающие воздействия на технологический процесс вызывают изменения техноло­гического режима, что, в свою очередь, приводит к изме­нению таких технико-экономических показателей процес­са, как производительность, качество продукции, рас­ход сырья и энергии и т. п. Поэтому для обеспечения за­данных (требуемых) технико - экономических показате­лей необходимо компенсировать колебания технологиче­ского режима, вызванные действием возмущений. Такое целенаправленное воздействие на технологический про­цесс представляет собой процесс управления. Совокуп­ность требований, осуществляемых в процессе управле­ния, называется целью управления. Наконец, сам уп­равляемый технологический процесс вместе с технологи­ческим оборудованием, в котором он протекает, являет­ся объектом управления. Объект управления и устройства, необходимые для осуществления процесса управления, называются систе­мой управления.

В качестве примера рассмотрим управление уровнем жидкости в емкости (баке), имеющей входной и выходной потоки, которые называются соответственно приток и потребление (рис. 1). При случайных (заранее неиз­вестных) колебаниях потребления, например за счет из­менения производительности насоса, для управления уровнем следует воздействовать на приток. Здесь целью управления является поддержание постоянного уровня жидкости в емкости, а целенаправленное воздействие на приток представляет собой процесс управления. Объект управления в этом примере - емкость с притоком и по­треблением и протекающий в ней процесс изменения уровня жидкости.