curs 1 aptb 2015 prezentare ppt
DESCRIPTION
APTB-1TRANSCRIPT
Titular curs:
Ș.L.dr.ing. George IPATE
2/25/2015 1
Mod de evaluareLucrare de verificare pe parcurs – 30 puncte
O lucrare de verificare pe parcursul semestrului (săptămâna a 9-a din semestru), din celmult 7 cursuri şi anunţata cu minim 2 săptămâni înainte;
Lucrări practice – Realizarea si sustinerea unor referate de lucrari practice (4 lucrari) – 40puncte
Prin prezentarea şi susţinerea a patru referate L[i] ale lucrărilor de laborator realizate în perioada
evaluată. Structura notării unui referat de laborator este:
Condiţiile de admitere a unui referat de laborator sunt:
punctajul minim L[i] = 5;
referatul precedent să fie admis;
nerespectarea programării prezentării referatului duce la Nprog =0.
Participare activă la curs şi aplicaţii – 10 puncte
Colocviu – 20 puncte
Test grilă (online) cu răspunsuri multiple (20 întrebări) din tematica disciplinei - timp limitat
(25 minute)
cunoştinţe pentru nota 5: cunoaşterea, definirea şi explicarea noţiunilor de bază cu care operează disciplina;
cunoştinţe pentru nota 10: rezolvarea unor probleme specifice, dezvoltarea gândirii critice, cunoaşterea şi
capacitatea de analiză a documentelor curriculare şi a bibliografiei.
2/25/2015 2
puncteNNNiL prezredprog 10622][
Obiectivele disciplinei
Curs
Prezentarea cadrului conceptual, definirea noţiunilor cucare se operează, descrierea principalelor repere aleAutomatizarii Proceselor.
Analiza problemelor specifice cu care se confruntă taranoastra în procesul de implementare a aquisului comunitarde mediu.
Aplicaţii
Capacitatea de a aplica cunoştinţele teoretice şideprinderile experimentale la studii de caz din sferaingineriei mediului.
Elaborarea de rapoarte şi proiecte folosind un limbajtehnico-ştiinţific adecvat într-o formă corectă şi clară.Rezolvarea unor probleme practice reale.
2/25/2015 3
Cuprins
CAPITOLUL 1: Conceptele generale ale automaticii
1.1 Sisteme, structuri de sisteme automate
1.2 Clasificarea sistemelor automate
1.3 Reprezentarea simbolică a SRA
1.4 Particularităţile automatizării în industria alimentară şi în protecţia mediului
CAPITOLUL 2: Procesul tehnologic obiect al automatizării
2.1 Procesul ca sistem intrare - ieşire
2.2 Procesul ca sistem intrare – stare - ieşire
2.3 Exemplificări analiză procese tehnologice
CAPITOLUL3: Identificarea proceselor
3.1 Principii şi metode utilizate de identificare a
proceselor
3.2 Funcţii de transfer pentru elemente şi sisteme
3.3 Identificarea experimentală a proceselor
2/25/2015 4
CuprinsCAPITOLUL 4: Sisteme de reglare automata liniare
4.1 Funcţia de transfer a SRA liniare
4.2 Performanţe statice şi dinamice
4.3 Algoritmi de reglare liniari PID
CAPITOLUL 5: Sisteme de reglare automată neliniare
5.1 Neliniarităţi tipice
5.2 Algoritm de reglare bipoziţional
5.3 Algoritm de reglare tripoziţional
CAPITOLUL 6: Microcontrollere
6.1 Structura sistemelor numerice pentru automatizare
6.2 Circuite de intrare-ieşire pentru sisteme numerice.
6.3 Reţele numerice seriale pentru conducerea proceselor
CAPITOLUL 7: Traductoare
7.1 Rolul şi structura traductoarelor
7.2 Caracteristicile statice ale traductoarelor – precizia de măsurare
7.3 Caracteristicile dinamice ale traductoarelor
7.4 Alegerea traductoarelor
2/25/2015 5
CuprinsCAPITOLUL 8: Elemente de execuţie
8.1 Rolul, structura şi caracteristicile elementelor de execuţie
8.2 Elemente de acţionare electrice
8.3 Elemente de acţionare pneumatice
8.4 Elemente de acţionare hidraulice
8.5 Organe de reglare
CAPITOLUL 9: Reglarea automată a debitului
9.1 Aspecte generale – cerinţe metrologice
9.2 Traductoare de debit volumic şi masic
9.3 Reglarea automată a debitului volumic
CAPITOLUL 10: Reglarea automată a presiunii
10.1 Structura părţii fixate
10.2 Traductoare de presiune
10.3 Reglarea automată a presiunii la gaze
2/25/2015 6
CuprinsCAPITOLUL 11: Reglarea automată a temperaturii
11.1 Aspecte generale
11.2 Traductoare de temperatură
11.3 Reglarea automată a temperaturii în procese de ardere
CAPITOLUL 12: Reglarea automată a nivelului
12.1 Funcţia de transfer a părţii fixate
12.2 Traductoare de nivel
12.3 Reglarea automată a nivelului la lichide
12.4 Reglarea automată a nivelului la materiale granulare
CAPITOLUL 13: Reglarea automata a turatiei motoarelor electrice
10.1 Structura părţii fixate
10.2 Traductoare de turatie
10.3 Variatoare de frecventa
CAPITOLUL 14: Reglarea automată a umiditatii solului
10.1 Structura părţii fixate
10.2 Traductoare de umiditate a solului
10.3 Modulul de control
2/25/2015 7
Lucrări practice (laborator)
Aspecte organizatorice. Abordarea conceptuală şi practică a controlului automat
1. Structura şi principiile sistemelor automate
2. Procesul obiect al automatizării
3. Identificarea proceselor
4. Performanţele sistemelor de reglare liniare
5.. Reglarea automată a debitului
6. Reglarea automată a nivelului
7. Reglarea automată a temperaturii
8. Reglarea automată a presiunii
2/25/2015 8
Bibliografie selectiva
Dumitrache Ion, s.a., Automatizări electronice, EDP, Bucureşti, 1993
Marinoiu G., s.a., Elemente de execuţie. Robinete de reglare, Ed. Tehnică,
Bucureşti, 1999
Murad Erol, Controlul automat al proceselor (Note de curs), U.P.B., 2010 – 2013
Murad Erol, Automatizarea proceselor tehnologice si biotehnologice (Indrumar de
laborator, editie Web) U.P.B., 2010
Murad Erol, BAZASRAFP5, unit module sisteme conducere automată, FP V2.1,
UPB, 2007
http://www.controlguru.com/pages/table.html
http://arduino.cc/
http://www.facstaff.bucknell.edu/mastascu/econtrolhtml/CourseIndex.html
http://www.expertune.com/glossary.aspx
http://ctms.engin.umich.edu/CTMS/index.php?aux=Home
http://techteach.no/kurs/praktisk_pidreg/index.htm
2/25/2015 9
AUTOMATIZAREA PROCESELOR TEHNOLOGICE SI BIOTEHNOLOGICE
Curs 1
Capitolul 1. Consideratii generale asupra
automaticii
2/25/2015 10
In decursul dezvoltării societăţii omul a dorit să realizeze valori
materiale şi spirituale care să îi asigure şi să-i înfumuseţeze
existenţa.
Ca urmare omul a imaginat şi pus la punct tehnologii de
producţie, în care munca manuală să fie minimă, materializate
în maşini şi instalaţii cu care se prelucrează materiale, se
consumă energie şi în final se obţin produse utile societăţii.
2/25/2015 11
Automatizarea proceselor de producţie elimină
intervenţia directă a operatorului asupra acestora, lui
revenindu-i sarcini de conducere generală, deci
predominant de munca intelectuală.
Robotizarea are ca scop preluarea în mare parte şi a
activităţiilor intelectuale necesare producţiei.
2/25/2015 12
Au fost create sisteme electronice de calcul
numeric (denumite curent calculatoare) cu care se
poate atinge un nivel foarte înalt de conducere a
proceselor de producţie, astfel încât prezenţa
operatorului practic numai este necesară.
2/25/2015 13
In cadrul cursului se vor utiliza foarte des noţiuni a căror
semnificaţie trebuie să fie foarte exactă:
Sistem - model fizic realizabil al unui ansamblu de
obiecte naturale sau create artificial care
acţionează împreună în vederea realizării unui
obiectiv comun, în care unele mărimi sunt cauza şi
altele sunt efectul.
2/25/2015 14
Proces - succesiune de transformări, transferuri de
masă şi energie, care caracterizează diverse obiecte sau
fenomene în desfăşurarea lor spaţio-temporală.
Procesul tehnologic are ca obiectiv realizarea unui
produs. Procesul este o subclasă a clasei generale a
sistemelor.
Model – reprezentarea (de cele mai multe ori
simplificată) a unui sistem, care permite obţinerea de
informaţii despre comportarea sistemului analizat.
2/25/2015 15
Experiment - este un proces de extragere a datelor
de la un sistem prin modificarea valorilor
intrărilor acestuia.
Automatica este o parte a ştiinţelor tehnice care
studiază teoria si practica realizării constructive a
sistemelor de conducere, destinate eliminării
intervenţiei umane în elaborarea deciziilordirecte privind funcţionarea proceselor.
2/25/2015 16
Automatizarea reprezintă aplicarea automaticii la
un proces sau la o clasă de procese.
Obiectul automatizării îl reprezintă conducerea,
fără intervenţia directă a unui operator uman a
transformărilor, a transferurilor de energie şi masă
caracteristice unui proces tehnologic în vederea
satisfacerii unui criteriu de calitate.
2/25/2015 17
Sistem automat - ansamblul format din procesul
(tehnic) condus şi echipamentul de automatizare
(de conducere) care asigură desfăşurarea
procesului după anumite legi.
Din punct de vedere al automatizării interesează
procesele fizice care au loc în instalaţiile
tehnologice, denumite procese de producţie sau
tehnologice.
2/25/2015 18
Automatizarea unui proces asigură evoluţia dorită a acestuia
în conformitate cu un program prestabilit, cu luarea în
considerare a tuturor regimurilor de funcţionare şi a condiţiilor
tehnologice specifice.
2/25/2015 19
2/25/2015 20
Senzor lumina (fotorezistor)
LED
Referinta (Int lumina)Semnal senzor
Comanda (tensiune)
Astfel pe lângă cerinţa de a menţine regimuri de funcţionare
prescrise, prin automatizare se asigură funcţii de pornire-
oprire, protecţie şi interblocare, semnalizare-alarmare,
monitorizare mărimi caracteristice.
2/25/2015 21
Automatizarea proceselor are ca efecte directe sau
indirecte reducerea costurilor specifice de producţie,
creşterea calităţii şi creşterea productivităţii muncii prin:
- creşterea capacităţii reale de lucru a maşinilor şi instalaţiilor;
- îmbunătăţirea şi stabilizarea parametrilor calitativi;
- mărirea siguranţei în exploatare;
- utilizarea optimă a resurselor materiale şi energetice şi
micşorarea pierderilor;
- reducerea eforturilor fizice şi psihice ale operatorului uman;
- reducerea poluării mediului.
2/25/2015 22
In teoria generală a sistemelor, în automatică precum şi înmulte alte ştiinţe se utilizează pentru modelarea sistemelor schemebloc.
Schemele bloc sunt o modalitate de modelare abstractă graficăa unui sistem care utilizează elemente denumite blocuri, reprezentategrafic sub forma de dreptunghiuri, cercuri, elipse, etc.
Un bloc reprezintă o entitate funcţională caracterizată prinmărimi de intrare, mărimi de ieşire şi o funcţională (funcţională detransfer) care leagă mărimile de ieşire, care sunt efectul, de mărimilede intrare, care sunt cauza.
Dacă funcţionala este cunoscută, blocul se denumeşte alb(white box), iar dacă nu este cunoscută se denumeşte negru (blackbox) .
2/25/2015 23
In teoria sistemelor exista următoarea definiţie:
Un model (M) pentru un un sistem (S) şi un experiment (E)este un obiect (orice) pe care poate fi aplicat E pentru a obţineinformaţii despre S.
Schema bloc generală a unui sistem S.
unde:
I – mărimi de intrare;
S – sistem;
E – mărimi de ieşire.
2/25/2015 24
Referitor la aceasta schema generală se pot distinge doua
aspecte esenţiale: probelma directă şi problema inversă.
Problema directa consta in:
I, S – cunoscute, E – necunoscut; ceea ce reprezintă
obiectul simulării sistemelor.
2/25/2015 25
Problema indirectă are doua varianteposibile:
i) I, E – cunoscute, S – necunoscut; ceea ce reprezinta
obiectul identificării sistemelor.
ii) S, E – cunoscute, I – necunoscut; ceea ce reprezintă
obiectul automaticii.
Toate aceste aspecte ce se întâlnesc în automatică,
reprezintă o sinteza generală a conducerii sistemelor
de la modul cel mai general până la la cel mai
particular.
2/25/2015 26
2/25/2015 27
VĂ MULŢUMESC PENTRU ATENŢIA
ACORDATA !