1. Jaka funkcje w urządzeniach pneumatycznych pełni wzmacniacz mocy ?

Wzmacniacz mocy stanowi swego rodzaju zawór trójdrożny, który łączy siłownik z przewodem zasilającym lub atmosferą. Zawór ten sterowany sygnałem ze wzmacniacza wstępnego odznacza się stosunkowo dużą średnicą gniazda i otworu upustowego. Umożliwia to szybkie zmiany ciśnienia wyjściowego wzmacniacza mocy. Sygnał wyjściowy tego wzmacniacza uruchamia bezpośrednio zespół wykonawczy. Wzmacniacz mocy charakteryzuje się dużym natężeniem przepływu powietrza, zapewniającym w krótkim czasie uzyskanie wymaganego ciśnienia w linii pneumatycznej i siłowniku. Grzybek zaworu ma kształt kuli, stożka lub talerza; do jego napędu stosowane są mieszki sprężyste lub membrany

W stanach ustalonych dopływ do mieszka wyjściowego oraz odpływ powietrza do atmosfery jest praktycznie odcięty. W stanach przejściowych otwarty jest albo dopływ powietrza zasilającego albo odpływ do atmosfery. Wzmacniacze tego typu pracują bez ciągłego poboru powietrza. Zmiana ciśnienia wejściowego P₁ powoduje zmianę położenia przegrody, co pociąga za sobą otwarcie jednego z dwóch gniazd zaworu i w konsekwencji zmianę ciśnienia P₂ w mieszku wyjściowym. Zmiana ciśnienia P₂ trwa aż do momentu zrównania się sił działających z obu stron przegrody. Siły te powstają w wyniku działania ciśnień powietrza i ugięcia elementów sprężystych (mieszki, sprężyna). Przy niewielkich przemieszczeniach przegrody zmiany siły od elementów sprężystych są współmiernie małe w porównaniu z siłami pochodzącymi od ciśnień. W takim przypadku równanie statyczne wzmacniacza ma postać:

gdzie: Δp - zmiany ciśnień wejściowych i wyjściowych,

A - czynne powierzchnie mieszków wejściowych i wyjściowych.

Z zależności tej wynika współczynnik wzmocnienia

i zwykle wynosi od 1 do 20.

2. Opisać zasadę działania bloku wzmacniaczy dysza - przesłona oraz wzmacniacz mocy.

Wzmacniacz przesłonowy (dysza - przesłona) składa się z dwóch oporów pneumatycznych, stałego 1 i zmiennego 2, połączonych szeregowo za pośrednictwem komory przejściowej 3. Opór 1 ma postać przewężenia o stałym przekroju A₁. Pole przekroju A₂ oporu zmiennego 2 zależy od położenia przesłony 4. Powietrze zasilające o stałym ciśnieniu p_o przepływa przez otwór stały do komory przejściowej a następnie przez opór zmienny do ośrodka o ciśnieniu p₂ (najczęściej do atmosfery). Suma spadków ciśnień na oporach 1 i 2 ( Δp₁+Δp₂=Δp) ma wartość stałą i równą Δp=p_o-p₂. Zmiana wartości poru zmiennego 2 powoduję zmianę spadku ciśnienia na tym oporze z wartości Δp₂ do na Δp₂'. W ślad za tym następuje zmiana wartości na Δp₁' tak aby spełnić zależność Δp₁'+Δp₂'=Δp=const. Przez zmianę oporu 2 zmienia się ciśnienie p₁ ciśnienie to jest sygnałem wyjściowym wzmacniacza, natomiast przesunięcie przesłony x spełnia rolę sygnału wejściowego. W regulatorach pneumatycznych wzmacniacz typu dysza-przesłona spełnia zwykle rolę wzmacniacza wstępnego z którego sygnał wyjściowy przekazywany jest do wzmacniacza mocy. Sygnał wyjściowy tego wzmacniacza uruchamia bezpośrednio zespół wykonawczy. Wzmacniacz mocy charakteryzuje się dużym natężenia przepływu powietrza zapewniającym w krótkim czasie uzyskanie wymaganego ciśnienia w linii pneumatycznej i siłowniku.

3. Co nazywamy oporem pneumatycznym, pojemnością, indukcyjnością pneumatyczną ?

Oporem (rezystorem) pneumatycznym jest dowolny element przepływowy, który wywołuje trwały spadek ciśnienia przepływającego powietrza. Charakteryzuje go oporność pneumatyczna R, będąca współczynnikiem proporcjonalności między spadkiem ciśnienia Δp i masowym natężeniem przepływu Q_m.

Jednostka pochodna „om płynowy” 1Ω_p = 10⁸ [
]

Opory mogą być:

1. liniowe, b) nieliniowe.

Ad. a) oporność nie zależy od natężenia przepływu a zależność Δp= f(Q_m) jest równaniem linii prostej. Opory liniowe maja postać kapilar o długości l przynajmniej 10-razy większej od średnicy wewnętrznej d,
w których panuje przepływ laminarny

Ad. b) oporność jest funkcją natężenia przepływu, a zależność Δp=f(Q_m) przedstawia równanie linii wykładniowej. Oporami nieliniowymi są wszystkiego rodzaju przewężenia, w których zazwyczaj występuje przepływ burzliwy, dlatego też czasami opory te nazywa się oporami turbulentnymi. Należą tu kryzy, dysze zawory, krótkie kanały połączeniowe itp.

Pojemnością pneumatyczna charakteryzują się wszelkiego rodzaju komory jak: zbiorniki, przewody rurowe. Objętość ich jest stała (komory sztywne) lub zmienia się proporcjonalność od działającego ciśnienia (komory elastyczne). Pojemność pneumatyczna C odgrywa rolę współczynnika proporcjonalności między masowym natężeniem przepływu powietrza Q_m i prędkością zmian ciśnienia w komorze dp/dt.

Q_m=C dp/dt

C = Q_m/(dp/dt)

[C] = kg/s (m²s)/N = kgm²/Ns = ms²

jednos pochod „farad płynowy” 1Fp = 10^-8 [ms²]

Indukcyjność pneumatyczna. Wpływ bezwładności poruszającego się powietrza na spadek ciśnienia występuje przede wszystkim w liniach pneumatycznych o znacznych długościach lub szybkich zmianach natężenia przepływu. Wpływ ten zależy od współczynnika L zwanego indukcyjnością (inertancją) pneumatyczną zdefiniowaną jako: L=Δp/(dQ_m/dt)

[L] = (Ns²)/m²kg = 1/m

Jednostka pochodna „henr płynowy” 1Hp = 10⁸ [1/m].

4.Opisać cechy członu inercyjnego pierwszego i wyższego rzędu; członu inercyjnego z komorą przepływową

5. Podać zakresy wartości sygnałów standardowych w układach regulacji.

Sygnal 0,2-1,0-bar 3-15psi

zasilanie1,4bar 20 psi

Zdecydowana większość produkowanych obecnie urządzeń regulacyjnych należy do systemów średnio-wartościowych. Ciśnienie powietrza zasilającego wynosi w nich 120 lub 140 kPa a wyjątkowo 0,6 lub 0,3 MPa. Systemy wysoko-ciśnieniowe pracujące przy ciśnieniach do 10 MPa stosowane są jedynie w serwomechanizmach specjalnych. W ostatnich latach w układach pneumatycznych wprowadzono systemy niskociśnieniowe o ciśnieniu zasilania 1,2 do 3,0 kPa. Zakres zmian sygnału wyjściowego jest unormowany i wynosi 20 do 100 kPa.

6. Omówić zasadę pracy przetwornika pneumatycznego:

Rozróżniamy pneumatyczne przetworniki sygnałów pośrednich (siła, przesunięcie, prąd ). przetwarzającego i wzmacniacza mocy. Zespół przetwarzający stanowi z reguły Składają się one z zespołu wzmacniacz pneumatyczny typu dysza przesłona , objęty proporcjonalnym sprzęrzeniem zwrotnym. Działanie zespołu przetwarzającego oparte jest na zasadzie kompensacji sił lub przesunięć . Zapewnia to dużą dokładność i małą wrażliwość na zmiany charakterystyki kaskady pneumatycznej wzmacniacza oraz zmiany ciśnienia zasilania . Stosowane w przetwornikach wzmacniacze mocy nie różnią się od wzmacniaczy używanych w regulatorach. Są one budowane jako wzmacniacze membranowe jak i mieszkowe z ciągłym lub bez ciągłego wypływu powietrza. Przetwornik zamienia sygnał wychodzący z czujnika na odpowiedni sygnał standardowy o zakresie 20-100 kPa.

Przykładem przetwornika pneumatycznego może być przetwornik (pośredni) - mieszkowy siły: (rysunek1)

Przetwornik składa się ze wzmacniacza wstępnego ( dysza 1, opór2, przesłona3), dźwigni4 i mieszka sprzęrzenia zwrotnego 5. Wzmacniacz mocy 6 jest wykonany jako wzmacniacz membranowy lub mieszkowy z ciągłym lub bez ciągłego wypływu powietrza.

Dla stanu równowagi ΔM₁= ΔM₂

ΔM₁- zmiana momentu spowodowana zmianą siły wejściowej ΔF

ΔM₂- zmiana momentu zależna od przyrostu ΔP_m działającego na mieszek sprzęrzenia zwrotnego 5 o czynnej powierzchni A ΔP_m=ΔF l₁/A l₂

Sprężyna 7 jest przeznaczona do nastawiania początkowej wartości sygnału wyjściowego P_{m min.} Dla początkowej wartości zakresu sygnału wejściowego F_min.

7. Narysować i opisać działanie dowolnego przetwornika pneumatycznego.

Rozróżniamy przetworniki:

• pośrednie (sygnałów pośrednich takich jak siła, przesunięcie, prąd)

• pomiarowe (sygnałem jest ciśnienie, temperatura)

• międzysystemowe.

Przetw pomiarowy wysokich ciśnień

Składa się z czujnika w postaci rurki Bourdona (1) i przetwornika pośredniego, działającego na zasadzie kompensacji sił. Sygnałem wyjściowym jest siła proporcjonalna do mierzonego ciśnienia. Siła ta jest przetworzona w przetworniku pośrednim na sygnał pneumatyczny w postaci ciśnienia wyjściowego. Zakres mierzonych ciśnień p zależy od sztywności rurki Bourdona i czynnej powierzchni mieszka sprzężenia zwrotnego (2).Zakres ten można zmieniać

w pewnych granicach przesuwając mieszek(2).Sprężyna(3)jest przeznaczona do nastawiania początkowej wartości sygnału pneumatycznego i ma na celu polepszenie stabilności pracy przetwornika przy niewielkich obciążeniach wyjściowych. Wzmacniacz mocy (5) ma budowę mieszkową.

8. Co oznacza dwustopniowe przetwarzanie wielkości regulowanej.

Sygnał ciśnieniowy przetwarzany na przesunięcie, potem przesunięcie na wzrost ciśnienia i wzmocnienie. Najpierw jest przesunięcie dysza przesłona a potem przetwarzanie sygnału ciśnieniowego p_o na inny zakres. Przetwornik składa się z: - czujnika; - wzmacniacz dysza przesłona, - wzmacniacza mocy. Przykładem jest przetwornik wysokich ciśnień.

9. Jaką funkcje w układzie regulacji pełni człon pomiarowy (przetwornik).

W układach automatyki dąży się do ujednolicenia sygnałów. Sygnały te wówczas nazywa się sygnałami standardowymi. Wprowadzenie takich sygnałów ułatwia połączenie ze sobą poszczególnych elementów układu zależnie od potrzeb oraz znacznie ogranicza liczbę potrzebnych elementów (blokowe systemy regulacji). Sygnały przychodzące z czujników pomiarowych nie zawsze maja postać sygnałów standardowych. W takich przypadkach zachodzi konieczność stosowania dodatkowego elementu tzw. przetwornika pomiarowego. Zmienia on sygnał przychodzący z czujnika pomiarowego w odpowiedni sygnał standardowy

W przetworniku może nastąpić:

a) zmienia wartości sygnału bez zmiany jego natury fizycznej. Przetwornik służy do zmiany zakresu zmienności tej samej wielkości fizycznej.

b)Zmiana natury fizycznej sygnału. W tym przypadku przetwornik słuzy do zmiany jednej wielkości fizycznej na inna wielkość fizyczną.

10. Skąd otrzymuje i gdzie podaje sygnały przetwornik w układzie regulacji ?

Dąży się do ujednolicenia sygnałów w układach automatyki . Sygnały te nazywamy standardowymi. Wprowadzenie takich sygnałów ułatwia połączenie ze sobą poszczególnych elementów układu zależnie od potrzeb oraz znacznie ogranicza liczbę potrzebnych elementów. Sygnały pochodzące z czujników pomiarowych nie zawsze mają postać sygnałów standardowych. W takich przypadkach zachodzi konieczność zastosowania dodatkowego elementu tzw. Przetwornika pomiarowego. Przetwornik pomiarowy zmienia sygnał przychodzący z czujnika na odpowiedni sygnał standardowy i podaje go na węzeł sumacyjny(porównujący), a z tamtąd na regulator. Z regulatora idzie on na element wykonawczy wpływa to tym samym na parametry wejściowe.

W pomiarowych przetwornikach ciśnienia następuje przetwarzanie ciśnienia na normowany sygnał ciśnieniowy (standardowy) o zakresie 20 - 100 kPa. Przykładowo przetwornik wysokich ciśnień typu A104 przetwarza ciśnienia o różnych zakresach w zależności od wykonania 0,6 - 40 Mpa na sygnał standardowy. Składa się on z czujnika w postaci rurki Bourdona i przetwornika pośredniego , działającego na zasadzie kompensacji sił.

11. Jakimi cechami powinien charakteryzować się dobry przetwornik?

Powinien on charakteryzować się następującymi cechami:

1.Niezawodność - określa się za pomocą prawdopodobieństwa P(t) pracy urządzenia bez uszkodzeń w ciągu czasu t. P(t) = e^-λt, gdzie
- int, uszkodzenia całego urządzenia wyznacza się doświadczalnie.

2.Dokładność - oznacza klasę dokładności lub błąd podstawowy oraz błędy dodatkowe wywołane zmianą warunków zewnętrznych. Wartość liczby klasy dokładności najczęściej oznaczamy - wartość granicznego dopuszczalnego błędu dokładności δ, wyrażonego w % zakresu zmian sygnału wyjściowego urządzenia Δy = y_max - y_min, błąd ten można wyrazić wzorem
, gdzie e_p - błąd poprawności określający rozbieżność między charakterystyką teoretyczną i rzeczywista urządzenia pomiarowego e_w - graniczny błąd wierności określający rozrzut wartości sygnału wyjściowego urządzenia pomiarowego otrzymanej w serii u pomiarów tej samej wartości wielkości wejściowej (nieznanej).

3.Próg pobudliwości (nieczułości) e_n - określa najmniejszy przyrost wielkości wejściowej x, przy którym następuje zauważalna zmiana wielkości y. Wielkość progu pobudliwości w urządzeniu pomiarowym do celów automatycznej regulacji nie powinna przekraczać od 0,02 do 0,5% zakresu pomiarowego urządzenia.

12. Definicje zakresu proporcjonalności, czasu całkowania, czasu różniczkowania.

Zakres proporcjonalności jest to odwrotność współczynnika k_p (proporcjonalności) wyrażona w procentach x_p=(1/k_p)*100% gdzie k_p- wielkość bezwymiarowa. Zakres proporcjonalności można rozumieć jako procentowa cześć pełnego zakresu zmian wielkości wejściowej e potrzebną do wywołania zmiany wielkości wyjściowej u o pełen zakres.

Czas całkowania (zdwojenia) T_i określa intensywność działania całkującego regulatora. Czas zdwojenia T_i w regulatorach PI i PID jest czasem po upływie którego zmiana sygnału wyjściowego u skokowej zmianie podwaja swoją wartość w stosunku do zmiany u spowodowanej działaniem proporcjonalnym.

Czas różniczkowania (wyprzedzenia) T_d określa intensywność działania różniczkującego regulatora. Dzięki działaniu różniczkującemu regulator może bardzo silnie reagować już na małe zmiany odchylenia regulacji e, jeżeli szybkość tych zmian jest duża, dzięki czemu „uprzedza” spodziewany dalszy wzrost e przez odpowiednie oddziaływanie na obiekt regulacji. Czas różniczkowania T_d określa działanie różniczkujące w regulatorach PD i PID. Zmiana wielkości wyjściowej w regulatorze PD wyprzedza o czas T_d odpowiedź regulatora P przy wymuszeniu liniowo narastającym.

13. Jakie parametry charakteryzują jakość procesu regulacji ?

Wskaźniki jakości regulacji dotyczą określonych cech odpowiedzi układu na sygnał skokowy lub częstotliwościowy, albo maja postać funkcjonału. Określone cechy odpowiedzi skokowej dotyczą dopuszczalnych odchyłek:

1. statycznych - e_s,

2. dynamicznych - e_dmax

oraz kształtu przebiegów przejściowych

Ad. a) Odchyłka statyczna e_s w układach regulacji jest różnicą sygnałów: wartości zadanej y_z i sygnału wyjściowego z obiektu y w stanach ustalonych
.

Ad. b) Maksymalna odchyłka dynamiczna regulacji e_dmax jest jednym z ważniejszych wskaźników w ocenie jakości dynamicznej układu. W układach z regulatorami astatycznymi gdzie e_dmax = A₁, natomiast w układach z regulatorami statycznymi e_dmax = A₁ + A₂.

Układy:

Oscylacyjny aperiodyczny

- regul. astatycznym; -regul. sttyczną (RYSUNKI) w chuj rysunków

Bezpośrednimi wskaźnikami jakości odpowiedzi skokowej:

1. czas ustalania T_u

2. przeregulowanie (oscylacyjność) χ

Ad a) jest okres czasu, jaki upływa od chwili wystąpienia skokowego wymuszenia zakłócającego do chwili gdy odchyłka regulacji osiągnie wartość ustaloną z tolerancją ± e_n.

Na ogół wartość e_n przyjmuje się jako równą 5% wartości odchyłki początkowej maksymalnej.

Ad. b) charakteryzuje skłonność układu regulacji do oscylacji. Przeregulowanie określa się jako bezwzględną wartość stosunku sąsiednich amplitud przebiegu.
.

Przebiegi, w których wartość przeregulowana χ równa się 0 nazywane są przebiegami aperiodycznymi a pozostałe oscylacyjnymi.

14. Defincja pojęć : przeregulowanie, czas regulacji, uchyb ustalony (statyczny) uchyb maksymalny.

Wskaźniki jakości regulacji dotyczą określonych cech odpowiedzi układu na sygnał skokowy lub częstotliwościowy, albo maja postać funkcjonału. Określone cechy odpowiedzi skokowej dotyczą dopuszczalnych odchyłek:

3. statycznych - e_s,

4. dynamicznych - e_dmax

oraz kształtu przebiegów przejściowych.

Ad. a) Odchyłka statyczna e_s w układach regulacji jest różnicą sygnałów: wartości zadanej y_z i sygnału wyjściowego z obiektu y w stanach ustalonych.

Ad. b) Maksymalna odchyłka dynamiczna regulacji e_dmax jest jednym z ważniejszych wskaźników w ocenie jakości dynamicznej układu. W układach z regulatorami astatycznymi gdzie e_dmax = A₁, natomiast w układach z regulatorami statycznymi e_dmax = A₁ + A₂.

Układy:

Oscylacyjny aperiodyczny

- regul. astatycznym; -regul. sttyczną )

Bezpośrednimi wskaźnikami jakości odpowiedzi skokowej:

3. czas ustalania T_u

4. przeregulowanie (oscylacyjność) χ

Ad a) jest okres czasu, jaki upływa od chwili wystąpienia skokowego wymuszenia zakłócającego do chwili gdy odchyłka regulacji osiągnie wartość ustaloną z tolerancją ± e_n.

Na ogół wartość e_n przyjmuje się jako równą 5% wartości odchyłki początkowej maksymalnej.

Ad. b) charakteryzuje skłonność układu regulacji do oscylacji. Przeregulowanie określa się jako bezwzględną wartość stosunku sąsiednich amplitud przebiegu..

Przebiegi, w których wartość przeregulowana χ równa się 0 nazywane są przebiegami aperiodycznymi a pozostałe oscylacyjnymi.

15. Narysować charakterystyki skokowe regulatorów PI, PID dla dwóch różnych współczynników wzmocnienia, czasu całkowania, czasu różniczkowania.

16 Wym i schar met doboru nastaw regulatora

1. Zieglera-Nicholsa (na podst. pom.) zaletą tej metody jest to że obliczone nastawy gwarantują stabilność (prawie zawsze) układu regulacji choć niezapewniają dobrych wskażników jakościowych.W celu poprawy tych wskaźników (zmniejszenie przeregulowania, czasu regulacji) można dokonać korekty wyznaczonych nastaw traktując obliczone nastawy jako bazowe patrząc jednak na skutki, jakie niesie ze sobą zmiana poszczególnych parametrów w przypadku regulatora PI zaleca się nastawić mniejszą wartość wsp. Wzmocnienia niż dla regulatora P, co wynika destabilizującego wpływu ujemnego przesunięcia łączonego wprowadzonego przez działanie całkujące I. Z kolei (PID) można zwiększyć kp jak też intensywność I, co wyraża się zmniejszeniem zadanego zdwojenia.

2. Metoda Pessena - różni się od ZN wartościami współczynników

kp=0,2 Ti=0,33ToscTd=0,5Tosc

3. Reguła Manssena i Offereinsa - opiera się na regułach ZN

4. Metoda ZN (tablicowa) - wada to konieczność wyznaczania charakterystyk skokowych

17. Opisać metodę doboru nastaw regulatora.

Metody:

1. dobór nastaw z wykorz danych tabel.

2. dobór nastaw z charakterystyk skokowych

3. metoda Zieglera-Nicholsa.

Ad. a) decydujący wpływ na nastawy ma stosunek
, gdzie T₀ - czas opóźnienia, T_z - stała czasowa zastępcza. Stosunek ten wyznaczony jest z transmitancji G₀(s). Wyznaczone z tablic optymalne nastawy regulatorów odbiegają od wartości najlepszych w układzie rzeczywistym. Te ostatnie musiałyby ulegać zmianom zależnie od zmian charakterystyki obiektów. Zalecane nastawy podają więc orientacyjne wartości i w jakim kierunku należy zmieniać nastawy by uzyskać pożądane przebiegi.

Ad. b) Stosując metody oparte na pomiarze charakterystyk skokowych zakłada się, że obiekt można uważać za obiekt inercyjny z opóźnieniem. Dla takiego obiektu określa się na podstawie charakterystyki skokowej podstawowe parametry a następnie z tabel dobiera się wartości nastaw regulatora.

Ad. c) Ustawiamy działanie regulatora na działanie P. Dla PI uzyskujemy to przez nastawienie długiego czasu zdwojenia T_i a dla PID dodatkowo możliwie krótkiego czasu wyprzedzenia T_d, po czym zwiększamy współczynnik wzmocnienia k_p aż do granicy stabilności (drgań słabo tłumionych). Wyznaczamy wówczas okres drgań T_kr i wzmocnienie regulatora, przy którym mamy niestabilność, tzn k_p = k_pkr.

Zalecane nastawy regulatorów w tej metodzie:

P k_p = 0,5 k_pkr

PI k_p = 0,45 k_pkr T_i = 0,85 T_kr

PID k_p = 0,6 k_pkr T_i = 0,5 T_kr T_d = 0,12 T_kr.

18. W jaki sposób można pozbyć się w regulatorze akcji całkującej i różniczkującej?

Pozbycie się akcji całkującej : przez zwiększenie czasu T ( wpływ całkowania będzie się uwidaczniał przy mniejszych częstotliwościach czyli po dłuższym czasie)

PI : G(s) = Kp ( 1+ 1/Ti s)

Pozbycie się akcji różniczkującej przez zmniejszenie czasu Td ( zwiększenie częstotliwości ,przy której wpływ różniczkowania staje się niewidoczny

PID: G(s) = Kp ( 1+ 1/Tis + Td/Ts+1)

19. Co znacza pojęcie rodzaj pracy regulatora - wymień rodzaje pracy oraz wpływ zmiany rodzaju pracy regulatora w trakcie normalnej eksploatacji.

20. Regulatory bezpośredniego działania temp. Ciś. Poziom- schematy opisy działania:

Są to regulatory które energię potrzebną do przestawienia zaworu nastawczego pobierają z procesu regulowanego za pomocą czujnika. Nie wymagają one stosowania dodatkowych źródeł (spręrzarki).Istota polega na wykorzystaniu energii sygnału wyjściowego czujnika do bezpośredniego przestawienia nastawnika. Zaletą tego typu regulatora jest prosta i zwarta budowa, niska cena i duża niezawodność działania. Jednak zakres ich stosowania ogranicza się do regulacji stałowartościowej o małej wartości.

Regulatory te działają na ogół w sposób proporcjonalny.

Regulator ciśnienia (rysunek

Wzrost ciśnienia powoduje przymykanie zaworu , zwiększenie dławienia i w konsekwencji obniżenie ciśnienia za zaworem. Organem wykonawczym jest zawór dwugniazdowy. Grzybek połączony jest sztywno z membraną. Regulowane ciśnienie doprowadzone jest pod membraną - wytwarza ono siłę działającą do góry. Siła od sprężyny jest skierowana przeciwnie . Grzybek zaworu ustala się w położeniu, w którym siły te równoważą się. Zmieniając nakrętką naciąg sprężyny zmieniamy wartość ciśnienia , przy którym nastąpi równowaga( zmieniamy więc wartość zadaną).

Regulator poziomu Najprostszym regulatorem poziomu jest regulator pływakowy. Jest on stosowany do utrzymywania stałej wartości poziomu cieczy w zbiornikach otwartych i ciśnieniowych . Czujnikiem w tych regulatorach jest pływak umieszczony bezpośrednio w zbiorniku lub w specjalnej komorze pływakowej. W zbiornikach ciśniemiowych z reguły są stosowane komory pływakowe. (RYSUNEK):

OPIS - Ruch pływaka 1 zamieniany jest na obrót wałka 3 i za jego pośrednictwem przekazywany na dźwignię 2. Przesunięcie dźwigni 2 przenoszone jest przez cięgło 4 na dźwignię 5 przestawiającą zawór 6 . Przejście wałka 3 przez ściankę komory pływakowej uszczelnione jest dławnicą ,układ może więc działać przy istnieniu nadciśnienia w zbiorniku. Wartość zadana poziomu jest określana przez miejsce zainstalowania komory pływakowej i oczywiście nie może być zmienna bez jego przebudowy. Regulator poziomu jest regulatorem proporcjonalnym a zakres proporcjonalności można zmieniać przez zmianę miejsca zamontowania cięgła 4 . Dokładność działania regulatora poziomu zajeży od sił oporu jakie muszą być pokonane przy przestawieniu zaworu, tzn. od sił działających na grzybek zaworu oraz od sił tarcia występujących na wszystkich przegubach oraz w zaworze. Jeżeli bowiem na pływak nie działają siły zewnętrzne to jego zanurzenie jest stałe a położenie odpowiada poziomowi w zbiorniku.

Regulator temperatury Regulator temp. Bezpośredniego działania jest przeznaczony do pracy w urządzeniach grzejnych , np.: w wymiennikach ciepła (RYSUNEK)

Czujnikiem jest termometr manometryczny. Spirala termometryczna 1 ,mieszek przegrzania 2 ,kapilara 3 ,i mieszek wykonawczy 4 wypełnione są cieczą manometryczną. Spirala termometryczna zanurzona jest w czynniku ,którego temperatura jest regulowana . Temperatura cieczy manometrycznej jest więc taka sama jak w obiekcie regulowanym. Pod wpływem zmian temp. Zmienia się objętość

cieczy manometrycznej. Zmieniając swoją objętość ciecz manometryczna działa na mieszek wykonawczy 4 i powoduje zmianę położenia grzybka zaworu. Zmniejsza się lub zwiększa wskutek tego strumień przepływającego czynnika grzewczego, zapewniając tym samym rządaną wartość temperatury.

21.Narysować układ regulacji poziomu wody w kotle . SCHEMAT

23.Schamat i opis działania ustawnika pozycyjnego .

Sygnałem wejściowym siłownika jest sygnał m , a sygnałem wyjściowym przesunięcie liniowe u lub kątowe φ . W siłownikach małej mocy sygnał m dostarcza energii do siłownika . Przy dużych mocach siłowników lub pożądanej nieliniowej charakterystyce statycznej siłownika , sygnał m steruje pomocniczym wzmacniaczem mocy . Sygnał wyjściowy siłownika nadąża wówczas za zmianami wartości sygnału m . Dodatkowe wzmacniacze siłowników pneumatycznych i hydraulicznych nazywane są ustawnikami pozycyjnymi (pozycjonerami).Sygnał wejściowy m w siłownikach pneumatycznych stanowi ciśnienie p_u . Wśród siłowników pneumatycznych można wyróżnić siłowniki membranowe ze sprężyną , siłowniki membranowe bez sprężyny i siłowniki tłokowe .Ustawnik pozycyjny stanowi wzmacniacz pneumatyczny ze sprzężeniem zwrotnym , który zapewnia jednoznaczność między sygnałem sterującym p_u a przesunięciem u . Zależność statyczna między wielkościami p_u i u zespołu siłownik-wstawnik jest zwykle liniowa . Wprowadzając sprzężenie zwrotne poprzez odpowiednio ukształtowaną krzywkę uzyskuje się zależność u=f(p_u) w postaci nieliniowej .Ustawnik pozycyjny umożliwia takie podwyższenie ciśnienia p_u' , działającego na membranę siłownika aż do ciśnienia zasilania , które może być wyższe od ciśnienia zasilania regulatora p_o . Ustawnik zapewnia również możliwość zmiany zakresu proporcjonalności urządzenia regulującego . Zakres ten w odniesieniu do ustawnika pozycyjnego jest równy : Yp_ust= WZÓR *100% ; u_max - maksymalny skok trzpienia siłownika ; u - skok trzpienia spowodowany przyrostem ciśnienia Δp_u .Ustawniki pozycyjne umożliwiają takie sterowanie sygnałem p_u' z jednego regulatora kilkoma siłownikami RYSUNEK .

Przy zmianie sygnału sterującego p_u doprowadzonego do sprężystego mieszka 1 , przesłona 2 zmienia ciśnienie kaskadowe p_k . Po wzmocnieniu tego ciśnienia we wzmacniaczu mocy 3 otrzymuje się sygnał p_u' , działajacy na membranę siłownika 4 . Ciśnienie p_u' osiąga taką wartość , przy której przesunięcie u przez sprężynę 5 wywołuje siłę równoważącą siłę od mieszka 1 . Jednoznaczność między sygnałem p_u a przesunięciem u zależy od sztywności sprężyny 5 i powiązania kinetycznego tej sprężyny z trzpieniem siłownika . Jest oczywiste , że w zależności od siły tarcia i innych sił zewnętrznych , działających na nastawnik , ciśnienie p_u wywołuje różne ciśnienia p_u' .

24. Co określa współczynnik wymiarowy zaworu K_v .

Do wyznaczania wymiarów zaworu stosowana jest metoda tzw współczynnika wymiarowego K_v. Współczynnik K_v wynika z równania przepływu cieczy przez opór hydrauliczny, jaki stanowi zawór. Występujący na zaworze spadek ciśnienia Δp_v przy przepływie burzliwym jest równy:

Δp_v =ξ(ρ/2)*ω²

Strumień objętościowy Q przepływający przez zawór: Q=Aω;

1. pole przekroju przepływowego przez zawór

ξ- wsp oporu przepływu

Przy przepływie wody ( ρ=1g/cm³) i spadku ciśnienia Δp_v = 1kg/cm² wsp K_v liczbowo był równy strumieniowi objętościowemu wody w m³/h. Wsp K_v jest równy strumieniowi objętościowemu w m³/h cieczy o gęstości ρ=1000 kg/m³ , przepływającej przez zawór przy spadku ciśnienia w zaworze o zaworze 0,1 MPa i ustalonym skoku u grzybka

;
;

p_vo=0,1 MPa; ρ_o =1000 kg/m³ ;Δp_v - rzeczywisty spadek ciśnienia na zaworze w MPa ; ρ- rzeczywista gęstość cieczy przepływająca przez zawór w kg/cm²

Ze wzoru wynika że wsp K_v uwzględnia zarówno pole przekroju przepływowego A, przepływu ξ. Współczynnik ten zależy od kształtu zaworu i grzybka oraz od chropowatości ścianek. Zależnośc K_v =f(A) jest wyznaczana doświadczalnie. Szczególnie ważną rolę przy doborze zaworu spełnia współczynnik K_{v max}

odpowiadajacy całkowitemu otwarciu zaworów. Wsp. ten charakteryzuje minimalny opór hydrauliczny zaworu. Znajomość K_{v max} zdanych z katalogu wytwórcy zaworów pozwala określić średnice nominalną zaworu.

25.Rodzaje charakterystyk zaworu .Ogólnie dla zaworu i przepustnic można wyróżnić następujące charakterystyki :a) otwarcia zaworu A=f(u) (charakterystyka konstrukcyjna) jest to zależność pola powierzchni przekroju przepływowego A od przesunięcia h grzybka zaworu . b) przepływowa (wewnętrzna) zaworu k_v=f(h) ; charakterystyka ta podaje zależność między współczynnikiem przepływu k_v a przesunięciem u grzyba zaworu . Jest to charakterystyka statyczna zaworu określająca jego własności nastawcze . c) robocza zaworu Q=f(h) ; charakterystyka ta podaje zależność natężenia przepływu płynu w warunkach pracy zaworu , w instalacji zalezna od przesunięcia h grzybka zaworu. W praktyce przyjmuje się , że charakterystyki otwarcia i przepływowe zaworu są tego samego kształtu . Oznacza to , że współczynnik k_v zmienia się analogicznie jak pole przekroju przepływowego A w funkcji przesunięcia grzybka h. Wystarczy więc przy znanej charakterystyce otwarcia , którą można na ogół wyznaczyć obliczeniowo , z wymiarów grzyba i gniazda znaleźć doświadczalnie tylko jedną wartość współczynnika k_v , by mieć całą charakterystykę przepływową zaworu . Zwykle jest to wartość k_vmax przy maksymalnym otwarciu zaworu . ad.a) charakterystyka otwarcia zaworu jest zależna od kształtu i wymiarów grzybka . W praktyce stosowane są dwa podstawowe typy charakterystyk otwarcia zaworów używanych do płynnej regulacji strumienia : stałoprocentowa (logarytmiczna) i liniowa . W zaworach przeznaczonych do sterowania typu zamknięte-otwarte stosowane są tzw. grzybki szybkootwierające . Zawór taki służy do regulacji dwupołożeniowej a jego charakterystyka nazywana jest przekaźnikową 9szybko zamykająca).CHARAKTERYSTYKA. Charakterystyki otwarcia zaworu : 1-liniowego , 2,3-stałoprocentowego 4-szybko otwierającego (zamykającego). Charakterystyka wewnętrzna ma taki sam kształt jak charakterystyka otwarcia . Można więc te charakterystyki traktować również jako wewnętrzne (oś rzędnych w wartościach względnych wsp. przepływu WZÓR ).Z obserwacji charakterystyk wynika że w zaworze o liniowej charakterystyce otwarcia pole przepływu A jest proporcjonalne do przesunięcia wrzeciona h . W zaworze o charakterystyce otwarcia stałoprocentowej przyrost pola przepływu ΔA jest proporcjonalny do iloczynu przyrostu przesunięcia wrzeciona Δh i pola przepływu istniejącego przed zmiana . Nazwa „charakterystyka stałoprocentowa” pochodzi stąd że względna zmiana pola przepływu występująca przy określonej zmianie położenia wrzeciona , np. o 2% zakresu powoduje taką samą procentową zmianę pola przepływu A , np. o 8% niezależnie od tego czy stopień otwarcia zaworu jest duży czy mały. Charakterystykę stałoprocentową wyraża się wzorami : WZÓR α-stały wsp. charakterystyczny dla danego zaworu dla całkowitego zamknięcia (h=0) WZÓR zwykle α=50 . Cechy zaworów o charakterystyce otwarcia stałoprocentowej : - wzmocnienie zaworu zwiększa się wraz ze zwiększeniem stopnia otwarcia zaworu . - teoretycznie zawory te nie zamykają się szczelnie . Najmniejsz wartość pola przepływu WZÓR .ad.c) Mając ch - kę wewnętrzną można wyznaczyć ch - kę roboczą , czyli zależność między przesunięciem wrzeciona zaworu , a strumieniem przez zawór w danej instalacji. Warunki pracy zaworu wmontowanego w danej instalacji mogą być scharakteryzowane przy mijaniu parametru. WZÓR Δp_o - spadek ciśnienia w zaworze całkowicie otwartym . Charakterystyki robocze zaworów zależne są od wsp. c . CHARAKTERYSTYKI *2 Charakterystyki robocze zaworów stałoprocentowych są bardziej zbliżone do prostoliniowych niż ch - ki zaworów liniowych . Dotyczy to szczególnie zaworów pracujących w warunkach , w których wartość parametru c nie przekracza 0,5.

27.Jakie funkcje mogą realizować cyfrowe regulatory prędkości obrotowej .

1.Lagodna regulacja prędkości w celu uniknięcia wahań prędkości spowodowanych różnicą ciśnień spalania w poszczególnych cylindrach.2.Szybkie oddziaływanie na ilość dawki paliwa w przypadku zbyt dużej prędkości obrotowej .3.Możliwość pracy silnika na niskich prędkościach obrot przy małych prędkościach manewrowych statku. 4. Zabezpieczenie przed pracą silnika w prędk. Krytycznych w celu uniknięcia drgań rezonansowych. 5. Zabezpieczenie silnika przed nadmiernym M_o wału . 6. Zabezpieczenie silnika przed praca przy zbyt małej ilości pow. doł.

Poza tym : - muszą zapewnić stabilną pracę silnika , - wymaganą jakość regulacji we wszystkich stanach pracy silnika , - ograniczenie dawki paliwa w zależności od nastawy prędk. Obrot. , - utrzymanie rozruchowej dawki paliwa , - ograniczenie dopływu paliwa na sygnał z turbosprężarki , - zabezpieczenie silnika przed spadkiem ciś. oleju smarowego , - zabezpieczenie silnika przed spadkiem ciśnienia wody chłodzącej cylindry i tłoki .

Programowanie funkcji regulatora : - ustalenie regulowanej dawki paliwa , - ustawienie zakresu prędkości krytycznej , - ograniczenie max. wartości prędk. obrot. , - wskaźnik ustawienia zerowego skoku śruby nastawnej , - max. Pozycja serwomotoru , - zmiana zakresu wzmocnienia błędu , - wpływ nastawy paliwa na wzrost prędk. , - wskaźnik ograniczenia charakterystyki prędkości , - wskaźnik ograniczenia ch. powietrza doładowujacego. BLOKI FUNKCJONALNE . 1. Obwód sterowania siłownikiem. 2. Obwód pomiaru prędk. obrot. silnika. 3. Obwód wyboru wartości zadanej . 4. Obwód sterowania prędk. obrot. silnika . 5. Moduł charakterystyk granicznych silnika. 6. Obwód start/stop. 7. Obwód wybierania minimum. 8. Obwód wykrywania uszkodzeń.

28. Opisać istotę sterowania programowego zespołem napędowym ze śrubą nastawną.

Najczęściej stosowanym rozwiązaniem sterowania zespołem napędowym SG - śruba napędowa - kadłub, na polskich statkach są układy sterowania programowego. Układy te nie zapewniają jednak maksymalnej sprawności pracy zespołu w całym zakresie zmian warunków zewnętrznych. Sterowanie programowe zespołem napędowym polega na automatycznej realizacji związku funkcyjnego pomiędzy dwoma parametrami pracy zespołu równolegle z utrzymaniem wartości zadanej prędkości lub mocy silnika. Programy wyznacza się bezpośrednio z charakterystyk napędowych stosując kryterium: minimalnego zużycia paliwa dla różnych prędkości statku lub na podstawie charakterystyk silnika, śruby, kadłuba z uwzględnieniem warunku maksymalnej sprawności pracy zespołu napędowego. Stosowane na statkach układy sterowania pracują wg następujących programów: H=f(n) - skok śruby w funkcji prędkości obrotowej; M=f(n) - moment silnika w funkcji prędkości obr. Program wyznaczany jest dla warunków przyjętych za najbardziej typowe dla statku. Przewidując na jakich trasach będzie pływał statek i jakich oporów kadłuba należy się spodziewać wyznacza się program zmiany nastaw. Sterowanie wg tak określonego programu w warunkach innych niż te dla których został on opracowany jest zawsze związane ze spadkiem sprawności. Zmiany warunków zewnętrznych wpływają głównie na sprawność śruby, a praktycznie nie mają wpływu na sprawność silnika.

29.Narysować i opisać schemat blokowy układu pracującego wg. Programu H=f(n) SCHEMAT

1-dżwignia sterujaca , 2-pokrętło korekty programu , 3-regulator prędkości obrotowej , 4- mechanizm zmiany skoku , z₁,z₂-zadajniki pneumatyczne , k₁,k₂-krzywki przestrzenne

Układ H=f(n) z ręczną korektą programu . Obrót dźwigni sterującej 1 wraz z połączonymi z nią krzywkami przestrzennymi , powoduje zmianę wartości ciśnień p₁,p₂ na wyjściu z zadajnika. Spowoduje to zmianę skoku śruby i prędk. obrot. silnika przez układy nadążne (sterowanie ciśnieniami p₁ i p₂). Programy zmian nastaw skoku śruby i obrotów sil. określane są odpowiednim ukształtowaniem profili krzywek przestrzennych k₁ i k₂. Istnieje szereg różnych programów optymalnych ponieważ muszą one się zmieniać wraz ze zmianami charakterystyki oporów kadłuba przy zmianie warunków pływania (np. warunków zewnętrznych , stanu załadowania). Dlatego też na krzywkach przestrzennych odwzorowanych jest szereg programów przy czym pojedynczy profil jest programem sterowania optymalnym dla określonych warunków. Położenie wzdłużne krzywek (wybór programu) można ustawić ręcznie lub automatycznie. Na schemacie pokazane jest urządzenie sterujące z ręcznym wyborem programu . Wyboru programu dokonuje operator przez ustawienie dźwigni 2 w wybrane położenie , np. „pływanie swobodne” , „holowanie” , „trałowanie” . Dźwignia 1 steruje się obciążeniem zespołu

30. W jaki sposób i dlaczego zabezpiecza się SG współpracujący ze śrubą nastawną.

W układach sterowania zespołem napędowym ze śrubą nastawną wg programu H=f(n) jest niebezpieczeństwo przeciążenia silnika zwłaszcza momentem obrotowym. Nastąpi to po zmianie położenia dźwigni sterującej np. od „bardzo wolno” do „cała naprzód”, układ nastawi maksymalne wartości skoku i wartości prędkości obr. silnika . Są dwa sposoby zabezpieczenia silnika przed przeciążeniem: a) przez zastosowanie układu, który redukuje skok śruby, gdy nastawa listwy paliwowej osiąga wartość maksymalną. Dźwignia sterująca umieszczona na pulpicie mostkowym wyposażona w dwie krzywki K1 i K2 na profilach na których naniesiono program zmiany skoku śruby H i prędkości obrotowej n. Krzywki oddziaływują na zadajniki pneumatyczne Z1 i Z2 ( precyzyjnie reduktory), z których sygnały pneumatyczne podawane są odpowiednio do serwomechanizmu zmiany skoku 2 oraz do reduktora prędkości obrotowej 1. Wartości sygnałów wychodzących z zadajników są proporcjonalne do wychylenia dźwigni sterującej. Określonemu położeniu dźwigni odpowiada jedna i zawsze ta sama (dla danego programu) para nastaw skoku śruby i prędkości obr. Silnika. Prędkość obr. silnika (śruby) utrzymywana jest na zadanym poziomie przez regulator prędkości obrotowej. Regulator steruje dawką paliwa H ( ustawieniem wydatku pomp wtryskowych) tak, aby rzeczywiste obroty silnika n były równe obrotom zadanym n_z. Aktualna wartość dawki paliwa zależy w głównej mierze od warunków zewnętrznych, stanu załadowania, stanu kadłuba czyli od wielkości zakłucających Z. Sygnał h_max reprezentuje sygnał korekcyjny zmniejszający skok śruby, gdy w regulatorze prędkości obr. wygenerowany zostanie sygnał maksymalnej nastawy paliwowej. Zmniejszenie skoku śruby zmniejsza wartość momentu obr. silnika co wywołuje gwałtowny przyrost prędkości obr. bez konieczności przeciążenia silnika. rys

b) przez zastosowanie urządzeń programujących, w których program sterowania zmienia się płynnie ze zmianą prędkości statku (z dodatkową stabilnością prędkości statku na zadanym poziomie) Dźwignią zadajnika 1 nastawia się sygnał zadanej prędkości statku. Regulator 2 porównuje prędkość z rzeczywistą statku z prędkością zadaną i za pośrednictwem serwomechanizmu 3 obraca wał z krzywkami 4, zmieniając wartości zadane skoku H_z i prędkości obrotowej śruby n. Sygnał prędkości podawany jest do regulatora 2 oraz do serwomechanizmu korekty programu 6, który przesuwa krzywkę sterującą skokiem śruby. W ten sposób skok śruby i prędkość obr. zespołu napędowego zmieniają się płynnie wraz z prędkością statku, a w sytuacjach ustalonych osiągają wartości bliskie optymalnym dla danego programu.

31. Jakie podstawowe zadania stawia się układowi sterującemu zepołem napędowym ze srubą nastawną?

Polega na racjonalnej eksploatacji układu napędowego w całym okresie jego żywotności, wywiera dominujący wpływ na koszty oraz na jakość wzajemnej współpracy poszczególnych elementów. Oddziaływanie na procesy zachodzące w zespole napędowym powinno być takie aby sumaryczne koszty eksploatacyjne (koszty paliwa, remontów i związanych z tym przestojów) były jak najmniejsze. Sprowadza się to do doboru takich parametrów pracy zespołu, które zapewniają najwyższą sprawność napędową oraz wolną od przeciążeń, bezawaryjną pracę silnika i śruby w różnych warunkach pływania.

Układ sterujący w oparciu o uzyskane informacje ( x- sygnał wartości zadanej , y- sygnał o bieżącym stanie pracy zespołu napędowego ) powinien wypracować takie nastawy dla silnika i śruby aby zostały spełnione wymagania:

• jazdy z zadaną prędkością lub mocą

• aby zadana prędkość utrzymana była przy pracy zespołu napędowego z maksymalną sprawnością

W oparciu o w/w zalecenia zapiszemy w pamięci komputera algorytm. Układ sterujący dobiera nastawy skoku śruby i prędkości obrotowej tak aby zostały spełnione powyższe wymagania:

• czasowe obciążanie silnika

• zabezpieczenie silnika przed przeciążeniem

• praca w stanach awaryjnych

• zabezpieczenie przed pracą w zakresie obrotów krytycznych

• kontrola przebiegu rozruchu i zatrzymania silnika

32. Kiedy mówimy o sterowaniu optymalnym zespołem napędowym ze śrubą nastawną?

Sterowanie optymalne zespołem napędowym polega na wyznaczeniu optymalnej pary nastaw skoku śruby i prędkości obrotowej, do czego wymagana jest znajomość aktualnych charakterystyk silnika, śruby i kadłuba lub wypadkowa charakterystyka napędowa całego zespołu napędowego. Układy napędowe, w których regulacja prędkości statku odbywa się poprzez jednoczesne ustalenie prędkości obrotowej n i skoku śruby H.

Położenie optymalnego punktu pracy uzależnione jest od szeregu wartości o charakterze stochastycznym, jak warunki zewnętrzne, stan kadłuba, stan śruby czy silnika. Złe nastawy powodują wysokie straty. Dla danej prędkości statku istnieje tylko jedna para nastaw (n,H) przy której występuje maksymalna sprawność zespołu napędowego.System (mikrokomputerowy) doboru optymalnych nastaw zespołu napędowego ze śrubą nastawną umożliwia realizację wielu zadań, z których najważniejsze to: - wyznaczanie optymalnych (ze względu na max sprawność śruby i silnika) nastaw prędkości obr silnika i skoku śruby w każdych warunkach pływania; - wyznaczania pkt pracy silnika w polu charakterystyki i określenie czy praca silnika odbywa się w tzw polu pracy silnika bez ograniczeń czasowych w polu o ogranicz czasie przebywania czy też polu przeciążeniowym; - wyznaczenie godzinowego, jednostkowego i globalnego zużycia paliwa; - wyznaczenia aktualnej charakterystyki napędowej; - wyznaczenie max i min prędkości statku, przy których występuje przeciążenie silnika z uwzględnieniem warunków pływania; - wyznaczenie powyższej wielkości dla przewidywalnych programowych warunków pływania np. przy wzroście oporów o 100%;

34. Jaki wpływ ma zmiana warunków zewn. Na spr. Silnika i śruby

Może powodować zarówno zwiększenie jak i zmniejszenie spr. Całego układu. Zależy to od war. Zewn. Zmiana warunków pływania wpływa głównie na spr. Śruby. Nastepuje zmiana polożenia punktu wsp.

Warunki pływania określa krzywa T _D1 , w których będzie pływał statek . Przecinając charakterystykę H = f(n) tworzy z nią punkt pracy dla tych warunków (A) .

Przy zmianie warunków pływania z T _D1 na T _D2 otrzymujemy punkt pracy (B) . Warunki zewn. uległy pogorszeniu , wzrósł moment obrotowy śruby oraz obciążenie . Przyrost momentu obrotowego śruby może być tak duży , spowoduje przeciążenie silnika napędzającego śrubę . Z tych względów układy sterowania pracujące wg tego programu powinny być wyposażone w urządzenia zabezpieczające silnik przed przeciążeniem . pogorszenie warunków zewn. spowoduje również spadek sprawności śruby , a przez to i układu napędowego .

Ad 2. Praca programu odbywa się po prostej M = f(n) . Przy zmianie warunków pływania z T_D1 na T _D2 punkt pracy przesuwa się z (A) na (D) . Spadek sprawności jest teraz mniejszy niż w przypadku poprzedniego programu .Inną zaletą pływania wg tego programu jest to , ze nie wymaga specjalnego zabezpieczenia silnika przed przeciążeniem . Nadążając za zmianami warunków zewnętrznych układ sterujący będzie dobierał taki skok śruby , aby nie spowodować przeciążenia silnika .

32.Co oznacza pojęcie przetwornik inteligentny?

Przetwornik inteligentny składa się z dwóch zasadniczych zespołów: - układu pomiarowego i układu przeliczająco zarządzającego. Zadaniem pierwszego jest wytworzenie sygnału elektr. o wartości proporcjonalnej do mierzonej wielkości fizycznej. Układ przeliczający dokonuje skalowania sygnału elektr. ,często wykonuje jego linearyzacje oraz odpowiada za sposób prezentacji(rodzaj jednostek), komunikacje z innymi urządzeniami systemu ( np. komputerem). Przyrządy inteligentne są zwykle wyposażone we własny wyświetlacz ciekłokrystaliczny, umożliwiający bezpośrednią prezentację wartości mierzonej na stanowisku pomiarowym.

33. Jakie cechy wyróżniają przetwornik inteligentny?

Rozwój elektroniki, a z nią systemów komputerowych umożliwił przeniesienie części funkcji układu pomiarowego do czujnika. Czujnik zintegrowano z układem umożliwiającym przetworzenie sygnału wielkości mierzonej już na postać cyfrową odporną na działanie czujników zakłócających. Wymagało to wyposażenia czujnika w inteligencję umożliwiającą jego adresowanie i sterowanie funkcjami komunikacji. System taki można łatwo rekonfigurować, minimalizację ilości kabla niezbędnego do przesłania informacji(praca w pętli), ze względu na cyfrowy protokół komunikacyjny jest odporny na zakłócenia zewnętrzne. W ciągu ostatnich kilku lat powstała nowa koncepcja tzw. Przetworników inteligentnych. Charakteryzuje się ona odmienną filozofią konstrukcji. Zwykle jest to zwarta budowa, przyrząd jest niepodzielny natomiast dzięki bardzo szerokim zakresom pomiarowym ma dużą rozpiętość stosowania.

31.Wymienić i scharakteryzować metody pomiaru natężenia przypływu medium.

Pomiary przepływu prowadzi się w celu określenia ilości cieczy bądź gazów płynących rurociągiem. Zadanie to realizowane jest pomiar prędkości przepływu V(m/s) strumienia objętości Q(m³/s) lub strumienia masy M(kg/s). Pomiędzy nimi występują związki Q=A*V i M= ρ*Q A- powierzchnia rurociągu V- prędkość przepływu ρ- gęstość czynnika Do pomiarów przepływu najczęściej używa się następujących przypadków: - przepływomierze oparte na pomiarze ciśnienia różnicowego( kryzy, rurki spiętrzające) - przepływomierze objętościowe - przepływomierze masowe - przepływomierze mierzące prędkość przepływu

W celu dobrania odpowiedniego przepływomierza należy dokładnie sprecyzować warunki pomiaru: nie ma idealnego przepływomierza dla dowolnych warunków.

30.Znajomość funkcji przypisanych poszczególnym przyciskom na panelu regulatora cyfrowego EGS 2000 oraz DGS 8800.

DEAD BAND- strefa nieczułości Funkcja ta umożliwia redukcję oscylacji listwy paliwowej wartość strefy nieczułości jest ustawiana przez mechanika i zwykle wynosi 2 1/min dla normalnej żeglugi. Jeśli przycisk nie jest wciśnięty, regulator będzie pracował przy zmniejszonym wzmocnieniu w strefie martwej. Redukcja jest ustawiana parametrem 77 zwanym REDCTION GAIN. Współczynnik zmniejszenia 5 oznacza że działanie siłownika jest 5 razy słabsze.

ROUGH SEA- wzburzone morze Wciśnięcie przycisku wprowadza inne nastawy parametrów regulatora. Regulator włącza działanie różniczkujące co daje charakterystykę regulatora PID. Funkcja D jest ustawiana parametrem 73 D-GAIN ON/OFF (wzmocnienie).

FUEL SETPOINT- zadawanie dawki paliwa Funkcja jest blokowana przez stacyjkę CHANGE LOCK, należy kluczyk pozostawić w położeniu OPEN. Ustawienie dzwigni w położeniu DEAD SLOW ustawi listwę 0%, w położeniu FULL na 10% niezależnie od wartości prędkości obrot. Silnika. Skalowanie tej funkcji może być prowadzone parametrami 96 i 97.

Przyciski t6estujące regulatora- mogą być użyte we wszystkich trybach pracy systemu. Naciskając jeden z przycisków powoduje się wprowadzenie ustawionych wartości bezpośrednio z panela i można je zwiększać lub zmniejszać (+ , -)Wprowadzane zmiany można zobaczyć poprzez wybranie odpowiedniego numeru parametru. Parametrami symulowanymi są : CMD- zadana wartość prędkości obrotowej( parametr 2) RPM- rzeczywista prędkość obrotowa (parametr 3) PITCH- wartość skoku śruby (parametr 4) SCAV- ciśnienie powietrza doładowania( parametr 5)

---