1. Разработка функциональной схемы системы

Согласно заданного варианта № 8, функциональная схема системы химического реактора изображена на рис. 1.

Рис. 1. Функциональная схема системы химического реактора

Она состоит из следующих элементов:

- электроклапаны А, В, Х, БП

- усилитель мощности

- датчики температуры Т и массы М

- нагревателя

- аналогово-цифровой преобразователь АЦП

- цифро-аналоговый преобразователь ЦАП

- цифровой задатчик параметров

- цифровой задатчик

- модуль ввода дискретных сигналов

- модуль вывода дискретных сигналов, - таймер

Технологический процесс приведённой выше схемы следующий:

В химический реактор загружается определённое N1 количество первого компонента - устанавливается задатчиком 1. Включается смеситель. После этого загружается определённое количество N2 второго компонента - устанавливается задатчиком 2. Включается нагрев реактора, доводится температура до tзад1 и поддерживается на этом уровне в течении времени К - устанавливается задатчиком 3. После этого выключается смеситель и включается охлаждение реактора. Когда температура достигнет значения tзад2, прекращается охлаждение и сливается полученный продукт. После слива продукта процесс повторяется до тех пор, пока включен автомат силовой цепи нагревателя. Можно полагать, что за время слива продукта температура в реакторе снизится на 1/3 от tзад2.

Загрузка компонентов и выпуск продукта производится с помощью соответствующих клапанов (задвижек), которые приводятся в состояние открыто/закрыто с помощью дискретных сигналов.

Возмущение - загрузка компонентов - происходит скачкообразно.

Точность задания:

- количество компонентов N1, N2 - дм

- измерение температуры - дt

Для математического расчёта и моделирования составим следующую функциональную схему системы химического реактора

Рис. 1а. . Функциональная схема системы химического реактора

Она состоит из следующих элементов:

Nзад1 - задатчик первого компонента

Nзад2 - задатчик второго компонента

tзад - задание температуры

АЦП - аналого-цифровой преобразователь

ЦВУ - цифровое вычислительное устройство

ЦАП - цифро-аналоговый преобразователь

У - усилитель мощности

ИУ - исполнительное устройство

УО - часть управляемого объекта

Дt - датчик температуры