Traductor de Umiditate

Prin Sistem de Reglare Automată (SRA) se înțelege un sistem realizat astfel încât între mărimea de ieșire și mărimea de intrare se realizează automat, fără intervenția omului, o relație funcțională care reflectă legea de conducere a unui proces.

Rolul SRA : Sistemele de reglare automată au rolul de a asigura menținerea automată – fără intervenția omului – a unor mărimi tehnologice la o valoare prestabilită, de regim.

Scopul SRA: Automatizarea are ca scop înlocuirea omului în realizarea diverselor operații din procesul de producție

1.1.Clasificarea SRA

După caracterul informației apriorice asupra IT se deosebesc:

SRA cu informație apriorică completă – caracteristicile instalației tehnologice IT sunt practic invariabile în timp;

SRA cu informație apriorică incompletă – caracteristicile instalației tehnologice IT se modifică (sub influența unor perturbări) într-un mod care nu este dinainte cunoscut; pentru a compensa influența unor asemenea modificări asupra performanțelor sistemului se folosesc elemente suplimentare, de adaptare, rezultând sisteme adaptive.

După dependențele – în regim staționar – dintre mărimile de ieșire și de intrare ale elementelor componente se deosebesc:

SRA liniare – când dependențele sunt liniare; din punct de vedere matematic sistemele liniare sunt descrise prin ecuații liniare;

SRA neliniare – când cel puțin una din dependențe este neliniară; din punct de vedere matematic sistemele neliniare sunt descrise prin ecuații neliniare;

După caracterul prelucrării semnalelor se deosebesc:

SRA continue – când toate mărimile care intervin sunt continue în timp;

SRA discrete – când cel puțin una dintre mărimi are o variație discretă în timp;

După aspectul variației în timp a mărimii de intrare (și deci și al mărimii de ieșire) se deosebesc trei categorii:

sisteme de reglare automată – dacă mărimea de intrare (de referință) este constantă;

sisteme cu program – dacă mărimea de intrare (de referință) variază după un anumit program;

sisteme de urmărire – dacă mărimea de intrare (de referință) variază aleatoriu în timp (mărimea de ieșire urmărește mărimea de referință);

După numărul de bucle principale (de reglare) se deosebesc:

SRA cu o buclă de reglare (un singur regulator automat);

SRA cu mai multe bucle de reglare (mai multe regulatoare automate);

După viteza de răspuns a IT la un semnal aplicat la intrare se deosebesc :

SRA pentru procese rapide – când constantele de timp ale IT nu depășesc 10 secunde (acționările electrice);

SRA pentru procese lente – când IT au constante de timp mai mari și de multe ori au și timp mort;

După modul de anihilare a mărimii perturbatoare, pot fi:

SRA după abatere – care nu folosesc direct informațiile privind mimea perturbatoare, ci acțiunea acesteia sub forma abaterii ε a mărimii reglate xe față de valoarea prescrisă a mărimii de referință;

SRA după perturbare – în care mărimea perturbatoare este măsurată direct și se acționează direct asupra mărimilor procesului (realizarea lor este greoaie – număr mare de mărimi perturbatoare);

SRA combinate sau în cascadă – conțin atât sisteme după abatere (cu reacție) cât și sisteme după perturbare;

După caracteristicile construcției dispozitivelor de automatizare se deosebesc:

SRA unificate – când toate mărimile care circulă sunt unificate, adică au aceeași gamă și aceeași natură; la sistemele unificate, diferite blocuri ale dispozitivelor de automatizare pot fi conectate în diferite moduri rezultând astfel o varietate mare de structuri realizate cu un număr relativ mic de elemente componente;

SRA specializate – când nu se întâmplă acest lucru;

După agentul purtător de semnal se deosebesc:

SRA electronice,

SRA pneumatice,

SRA hidraulice,

SRA mixte.

1.2. Schema bloc a unui SRA. Mărimi de intrare/ieșire

ELEMENTE COMPONENTE:

EC – element de comparație

RA – regulator automat

EE – element de execuție

Tr – traductor

IT – instalație tehnologică

MĂRIMI DE INTRARE/IEȘIRE:

Xi – mărimea de intrare în sistem

Xr – mărimea de reacție

ε – semnalul de eroare (abaterea)

Xc – mărimea de comandă

Xm – mărimea de execuție

Xp – mărimi perturbatoare

Xe – mărimea de ieșire

1.3. Rolul elementelor componente

Elementul de comparație (EC) are rolul de a compara permanent mărimea de ieșire a instalației tehnologice cu o mărime de același fel cu valoare prescrisă (considerată constantă), rezultatul comparației fiind semnalul de eroare ε (abaterea); este de regulă un comparator diferențial;

Regulatorul automat (RA) are rolul de a efectua anumite operații asupra mărimii ε primită la intrare, respectiv are rolul de a prelucra această mărime după o anumită lege, numită lege de reglare, rezultatul fiind mărimea de comandă Xc aplicată elementului de execuție;

Elementul de execuție (EE) are rolul de a interveni în funcționarea instalației tehnologice pentru corectarea parametrilor reglați conform mărimii de comandă transmise de RA;

Instalația tehnologică (IT) este în cazul general un sistem supus unor acțiuni externe numite perturbații și acțiunii comenzii generate de RA, a cărui mărime de ieșire este astfel reglată conform unui program prescris;

Traductorul (Tr) este instalat pe bucla de reacție negativă a SRA, și are rolul de a transforma mărimea de ieșire a IT, de regulă într-un semnal electric aplicat EC;

Convertorul electro/pneumatic sau pneumo/electric (CONV I/P sau P/I) are rolul de a converti semnalul obținut la ieșirea RA într-un semnal de altă natură fizică, necesar pentru comanda EE, atunci când acestea sunt diferite; dacă semnalul de la ieșirea RA și cel necesar pentru comanda EE sunt de aceeași natură fizică, atunci convertorul poate să lipsească;

TRADUCTOARE

Generalități.performanțe. clasificare

În scopul măsurării mărimilor fizice care intervin într-un proces tehnologic, este necesară, de obicei, convertirea acestora în mărimi de altă natură fizică pentru a fi introduse cu ușurință într-un circuit de automatizare.

Traductoarele sunt elemente din structura sistemelor automate care au rolul de a măsura valorile parametrului reglat și de a converti acest parametru (de obicei o mărime fizică neelectrică) într-o mărime fizică (de obicei electrică) dependentă de prima, compatibilă cu mărimea de intrare în elementul următor al sistemului.

Traductoarele sunt cunoscute și sub denumirea de elemente de măsură, destinate măsurării mărimilor conduse și a unor mărimi semnificative, pe baza cărora se pune în evidență echilibrul proceselor.

Prin intermediul traductoarelor putem obține informațiile necesare conducerii automate a proceselor în circuit închis.

Traductoarele sunt montate de regulă pe bucla de reacție.

Structura generală a traductoarelor este foarte diferită, de la un tip de traductor la altul, cuprinzând unul, două sau mai multe convertoare conectate în serie. În majoritatea cazurilor, structura generală a unui traductor este cea din figura următoare:

Elementul sensibil numit și detector, efectuează operația de măsurare propriu-zisă, luând contact cu mediul al cărui parametru se măsoară; este specific fiecărui parametru măsurat;

Adaptorul numit și transmiter asigură transformarea (adaptarea) semnalului măsurat într-un alt semnal, în general electric sau pneumatic, unificat, semnal ce se pretează pentru transmiterea la distanță.

De obicei, adaptorul cuprinde și sursa de energie care face posibilă convertirea mărimii Xo în mărimea Xe.

Funcționare:

Mărimea de intrare Xi (de exemplu: presiune, nivel, forță etc.) este convertită de către elementul sensibil într-o mărime intermediară X0 (deplasare liniară sau rotire), care este transformată în mărimea de ieșire Xe (tensiune electrică, rezistență electrică, inductanță, capacitate etc.), aplicată circuitului de automatizare cu ajutorul adaptorului.

Mărimea de ieșire a traductoarelor :

pentru sistemul electronic unificat E, este un semnal electric în gama 2-10 mA

pentru sistemul electronic nou de automatizare (S.N.A.) (sistemul electronic unificat F) este un semnal electric în gama 4-20 mA

pentru sistemul unificat pneumatic folosesc ca semnal unificat presiunea de 0.2-1daN/cm2.

Caracteristicile generale ale traductoarelor

La un traductor, mărimea de intrare Xi și cea de ieșire Xe sunt de natură fizică diferită, însă sunt legate între ele printr-o relație generală de dependență de forma:

Xe = f(Xi)

Relația de dependență poate fi o funcție liniară sau neliniară, cu variații continue sau discontinue.

Performanțele traductoarelor pot fi apreciate pe baza următoarelor caracteristici:

natura fizică a mărimilor și de ieșire de intrare (presiune, debit, tempe-ratură, deplasare etc., respectiv rezistență electrică, curent, tensiune etc.);

puterea consumată la intrare și cea transmisă elementului următor (de sarcină); de obicei, puterea de intrare este relativ mică (câțiva wați, miliwați sau chiar mai puțin), astfel încât elementul următor în schema de automatizare este aproape totdeauna un amplificator;

caracteristica statică a traductorului – este reprezentarea grafică a relației generale de dependență dintre mărimea obținută la ieșirea traductorului și mărimea aplicată la intrarea sa; este prezentată în figura de mai jos:

liniaritatea – se referă la aspectul caracteristicii statice a elementelor și, această caracteristică nu trebuie să prezinte curburi și histerezis pe tot domeniul de variație al mărimilor de intrare și ieșire.

sensibilitatea absolută sau panta Ka – este raportul dintre variația mărimii de ieșire și a mărimii de intrare:

sensibilitatea – reprezintă limita raportului dintre variația infinit mică a mărimii de ieșire și cea de intrare, când ultima tinde spre zero, adică:

Observație:

este necesar ca această sensibilitate să fie constantă pe tot domeniul de măsură, adică elementul să fie liniar, în caz contrar sensibilitatea putându-se defini în jurul oricărui punct de funcționare;

în mod normal, elementele de măsurat prezintă un anumit prag de sensibilitate, adică o valoare limită Xi sub care nu mai apare o mărime măsurabilă la ieșire.

panta medie (Km) – se obține echivalând caracteristica statică cu o dreaptă având coeficientul unghiular:

Km = tg α ≈ Ka

domeniul de măsurare – definit de pragurile superioare de sensibilitate Xi max și Xe max și de cele inferioare Xi min și Xe min; reprezintă intervalul în care variază mărimea de intrare și în care traductorul are precizia cerută.

precizia – definită în funcție de eroarea relativă a traductorului, exprimată în procente:

rapiditatea sau timpul de răspuns – reprezintă intervalul de timp în care un semnal aplicat la intrare se va resimți la ieșirea elementului; acest timp poate fi oricât de mic, dar niciodată nul, putând fi asimilat cu inerția.

finețea sau gradul de finețe – se caracterizează prin cantitatea de energie absorbită de traductor din mediul de măsură, recomandându-se să fie cât mai mică pentru a nu influența desfășurarea procesului; alegerea traductorului se va face în funcție de parametrul reglat, în funcție de mediul de măsură, în funcție de tipul semnalului: continuu, electric sau neelectric, discontinuu, ș.a.

comportarea dinamică – caracteristică ce se referă la capacitatea elementului traductor de a reproduce cât mai exact și fără întârziere variațiile mărimii măsurate.

reproductibilitatea – reprezintă proprietatea elementelor de a-și menține neschimbate caracteristicile statice și dinamice pe o perioadă cât mai lungă de timp, în anumite condiții de mediu admisibile.

CLASIFICAREA TRADUCTOARELOR

CAPITOLUL II

Traductorul de nivel

2.1.Traductorul de nivel cu plutitor

La utilizarea traductorului cu plutitor nu este necesară cunoașterea densității lichidului.

Schemă de principiu, construcție și funcționare:

2.2.Traductorul de nivel cu imersor

Schemă de principiu, construcție și funcționare:

Pentru traductorul cu imersor, este necesar să se știe valoarea densității lichidului.

Se poate adapta foarte ușor la un traductor de tipul balanță de forțe, metoda fiind aplicabilă dacă se cunoaște densitatea lichidului, principalele erori fiind date de dependența de temperatură a densității, aceste erori putând fi compensate.

2.3.Traductoare de debit

Măsurarea debitului este o problemă legată de curgerea unui fluid. Ca fenomen, curgerea este caracterizată prin viteză însă, de cele mai multe ori, interesează debitul.

Debitul poate fi:

volumic Qv = volumul de fluid care trece printr-o secțiune a conductei de curgere, în unitatea de timp

masic Qm = masa de fluid care trece printr-o secțiune a conductei de curgere, în unitatea de timp

Qm = ρ . Qv

Traductorul de debit cel mai simplu se bazează pe faptul că un fluid care curge, poate pune în mișcare de rotație un sistem mecanic.

2.4.Traductorul de debit cu paletă

Se obține prin montarea unei palete pe direcția de curgere a fluidului.

Funcționare: Datorită curgerii fluidului, asupra paletei acționează o forță care o rotește în jurul articulației, rotire care este pusă în evidență printr-un traductor de deplasare unghiulară; cu cât forța este mai mare, cu atât unghiul α este mai mare.

Deplasarea paletei în mediul conductor lichid aflat sub acțiunea unui câmp magnetic produce, conform legii inducției electromagnetice, o tensiune electromotoare proporțională cu viteza de deplasare a lichidului prin conductă.

Dezavantaje : măsurarea modifică debitul de curgere a fluidului iar informația care se obține este însoțită de erori.

2.5.Traductorul electromagnetic de debit

Schema de principiu a unui astfel de traductor este următoarea:

Indicația voltmetrului V este proporțională cu viteza de curgere, deci cu debitul fluidului.

Măsurătorile nu sunt influențate de vâscozitatea fluidului, densitatea sau conductibilitatea acestuia și nici de modul de curgere laminar sau turbulent.

Precizia de măsurare este de ± 1% la lichide cu o conductibilitate minimă de 100 μS/cm și viteze între 0 – 1 m/s până la 10 m/s.

CAPITOLUL III

CAPITOLUL IV

MǍSURI DE PROTECȚIA MUNCII ȘI ECHIPAMENTELOR ELECTRICE

4.1. ACCIDENTE DATORATE CURENTULUI ELECTRIC

Dacă între două puncte ale corpului omenesc se aplică o diferență de potențial, prin corp trece un curent electric. Această trecere este însoțită de fenomene ale căror efecte se manifestă prin șocuri electrice, electrocutări și arsuri.

4.1.1. Electrocutările

Electrocutările reprezintă acțiunea curentului electric asupra sistemului nervos și muscular și pot avea următoarele efecte:

• contracția mușchilor;

• oprirea respirației ;

• fibrilația inimii ;

• pierderea temporară a auzului și vocii ;

• pierderea cunoștinței ;

Electrocutările se produc prin:

atingeri directe, adică atingerea elementelor conductoare ale unei instalații electrice aflate sub tensiune.

atingeri indirecte, reprezintă atingerea unui element conductor care in mod normal nu este sub tensiune dar care in mod accidental poate fi pus sub tensiune.

Tensiunea la care este supus omul în cazul atingerii indirecte se numește tensiune de atingere Ua.

Tensiunea de pas, Upas, este tensiunea la care este supus omul la atingerea a două puncte de pe sol sau pardoseală (considerate la 0,8m) aflate la potențiale diferite.

Tensiunea de pas poate să apară în apropierea unor prize de pământ de exploatare sau de protecție, prin care trece curentul de exploatare, sau în apropierea unui conductor aflat sub tensiune și căzut la pământ.

Pentru prevenirea accidentelor electrice prin atingere directă un rol important îl au normele de protecția muncii, pe baza cărora omul este instruit:

să nu atingă echipamentele aflate sub tensiune

să folosească echipamentul de lucru și de protecție

să organizeze punctul de lucru astfel încât să nu existe pericolul de electrocutare

Pentru prevenirea accidentelor electrice prin atingere indirectă, se folosesc diferite instalații de protecție care să acționeze imediat în caz de defect, limitând tensiunile de atingere la valori reduse admise de norme și să deconecteze în timp echipamentul afectat.

Factorii care determină gravitatea electrocutărilor:

valoarea curentului prin corpul omenesc;

calea de închidere a curentului;

durata acțiunii curentului;

starea fizică a omului;

frecvența curentului;

atenția omului în timpul atingerii.

Un alt factor deosebit de important care determină gravitatea electrocutărilor este rezistența electrică a corpului omenesc în momentul atingerii. Valoarea și caracterul rezistenței electrice a corpului omenesc depind de: țesutul muscular, aparatul circulator, organele interne, de sistemul nervos cât și de procesele biofizice și biochimice foarte complicate care au loc în corpul omenesc.

Factorii de care depinde rezistența corpului omenesc sunt:

tensiunea la care este supus corpul

locul de pe corp cu care omul a atins elementul sub tensiune

suprafața de contact

umiditatea mediului

temperatura mediului înconjurător

durata de acțiune a curentului

4.1.2 Arsurile

Arsurile electrice se pot produce în diferite situații de scurtcircuitare accidentală, la înlocuirea siguranțelor în timp ce în rețea este un defect care nu a fost înlăturat, la deconectarea unor separatoare sub sarcină, punerilor la pământ însoțite de arcuri electrice etc.

Arsurile și metalizarea pielii pot avea loc în general când omul se află în aproprierea unui arc electric și se datorează în general căldurii mari degajate de arcul electric. Sunt și arsuri datorate trecerii unui curent mare prin corpul omenesc.

Arsurile electrice au consecințe grave, fiind mai periculoase decât celelalte arsuri.

4.2. MǍSURI DE PROTECȚIA MUNCII ȘI ECHIPAMENTELOR ELECTRICE

Pentru evitarea accidentelor prin electrocutare, este necesară eliminarea posibilității de trecere a unui curent periculos prin corpul omului.

Măsurile, amenajările și mijloacele de protecție trebuie să fie cunoscute de către tot personalul muncitor din toate domeniile de activitate.

Principalele măsuri de prevenire a electrocutării la locurile de munca sunt :

Asigurarea inaccesibilității elementelor care fac parte din circuitele

electrice și care se realizează prin :

– amplasarea conductelor electrice, chiar izolate, precum și a unor echipamente electrice, la o înălțime inaccesibilă pentru om. Astfel, normele prevăd ca înălțimea minimă la care se pozează orice fel de conductor electric să fie de , la traversarea părților carosabile de , iar acolo unde se manipulează materiale sau piese cu un gabarit mai mare această înălțime să depășească cu 2- gabaritele respective ;

– izolarea electrică a conductoarelor ;

– folosirea carcaselor de protecție legate la pământ ;

– îngrădirea cu plase metalice sau cu tăblii perforate, respectându-se distanța impusă până la elementele sub tensiune.

La utilizarea uneltelor și lămpilor portative alimentate electric, sunt obligatorii :

– verificarea atentă a uneltei, a izolației și a fixării sculei înainte de începerea lucrului ;

– evitarea răsucirii sau a încolăcirii cablului de alimentare în timpul lucrului și a deplasării muncitorului, pentru menținerea bunei stări a izolației ;

– menajarea cablului de legătură în timpul mutării uneltei dintr-un loc de muncă în altul, pentru a nu fi solicitat prin întindere sau răsucire ; unealta nu va fi purtată ținându-se de acest cablu ;

– evitarea trecerii cablului de alimentare peste drumurile de acces și în locurile de depozitare a materialelor (dacă acest lucru nu poate fi evitat, cablul va fi protejat prin îngropare, acoperire cu scânduri sau suspendare) ;

– interzicerea reparării sau remedierii defectelor în timpul funcționării motorului sau lăsarea fără supraveghere a uneltei conectate la rețeaua electrică ;

Folosirea mijloacelor individuale de protecție și mijloacelor de avertizare.

Mijloacele de protecție individuală se întrebuințează de către electricieni pentru prevenirea electrocutării prin atingere directă și pot fi împărțite în două categorii :

principale și auxiliare.

Mijloacele principale de protecție constau din : tije electroizolante, clești izolanți și scule cu mânere izolante. Izolația acestor mijloace suportă tensiunea de regim a instalației în condiții sigure ; cu ajutorul lor este permisă atingerea parților conducătoare de curent aflate sub tensiune.

Mijloacele auxiliare de protecție constau din : echipament de protecție (mănuși, cizme, galoși electroizolanți), covorașe de cauciuc, platforme și grătare cu piciorușe electroizolante din porțelan etc. Aceste mijloace nu pot realiza însa singure securitatea împotriva electrocutărilor. Întotdeauna este necesară folosirea simultană cel puțin a unui mijloc principal și a unuia auxiliar.

Mijloacele de avertizare constau din plăci avertizoare, indicatoare de securitate (stabilite prin standarde și care conțin indicații de atenționare), îngrădiri provizorii prevăzute și cu plăcuțe etc. Acestea nu izolează, ci folosesc numai pentru avertizarea muncitorilor sau a persoanelor care se apropie de punctele de lucru periculoase.

Deconectarea automată în cazul apariției unei tensiuni de atingere periculoase sau a unor scurgeri de curent periculoase.

Se aplică mai ales la instalațiile electrice care funcționează cu punctul neutru al sursei de

alimentare izolat faza de pământ. Întrerupătorul automat cu protecție la curenți de defect este destinat prevenirii electrocutării prin atingere indirectă.

Menționând faptul ca un curent de defect de 300- poate deveni, în anumite condiții, un factor provocator de incendii, aparatul prezentat asigură protecția și împotriva acestui pericol.

Întrerupătorul este prevăzut cu carcase izolante, și este echipat cu declanșatoare termice, electromagnetice și releu de protecție la curenți de defect.

Izolarea suplimentară de protecție constă în executarea unei izolări suplimentare față de izolarea obișnuită de lucru, dar care nu trebuie să reducă calitățile mecanice și electrice impuse izolării de lucru.

Izolarea suplimentară de protecție se poate realiza prin :

– aplicarea unei izolări suplimentare între izolația obișnuită de lucru și elementele bune conducătoare de electricitate ale utilajului ;

– aplicarea unei izolații exterioare pe carcasa utilajului electric ;

– izolarea amplasamentului muncitorului față de pământ.

4.3. Măsuri de prevenire și stingere a incendiilor.

În timpul exploatării mașinilor electrice, pe lângă pericolul electrocutării curentul electric poate provoca incendii, datorită încălzirii aparatajului electric în timpul funcționării, în timpul scurtcircuitului sau suprasarcinilor. Arsurile electrice produse prin deranjamentele părții electrice pot provoca arsuri personalului sau pot determina aprinderea prafului aglomerat sau a amestecului gazelor din atmosfera încăperii.

Pentru prevenirea pericolului de aprindere din cauza scânteilor și a supraîncălzirii, trebuie luate următoarele măsuri:

– La regimul de funcționare în plină sarcină, părțile motorului electric nu trebuie să se încălzească până la o temperatură periculoasă (lagărele nu trebuie să depășească temperatura de 80ºC).

– Părțile din clădiri și părțile din utilaje care sunt expuse acțiunii arcului electric trebuie să fie neinflamabile.

– Siguranțele, întrerupătoarele și alte aparate asemănătoare, care în timpul exploatării pot provoca întreruperea curentului electric, trebuie acoperite cu carcase.

– Părțile reostatelor și ale celorlalte aparate care se încălzesc în timpul funcționării trebuie montate pe socluri izolate termic.

– Utilajul care lucrează în medii de praf sau gaze trebuie să fie acționat cu motoare electrice antiexplozive, iar instalațiile și aparatajul să fie în execuție antiexplozivă.

– Pentru a se putea interveni cu eficacitate în caz de incendiu, se recomandă ca lângă mașinile-unelte (sau în secții) să fie amplasate extinctoare cu CO2. Folosirea apei este interzisă la stingerea incendiilor în instalațiile electrice, deoarece prezintă pericol de electrocutare și determină și extinderea defecțiunii.

CONCLUZII

BIBLIOGRAFIE

1. BAZELE ELECTROTEHNICII. TEORIA CAMPULUI ELECTROMAGNETIC-

ANEXĂ