автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.05, диссертация на тему:Некоторые способы и приспособления для улучшения метрологических и эксплуатационных характеристик газоаналитических приборов и систем

РГ6 од

, ПВО "КШВСШЯ ШТНТЗТ АВШЙГШ

I

На правах рцкотесз

ризков Мктор Федорович

ДЕШ СПОСОБ« та ПРИСТРО! ДЛЯ П0Л1ПЗЕННЯ

йетролопчш та екшуатацшйх характеристик гдзоаодтчних приладь та систем

Спец1алънкть 05.13.03 -»елвывнти 1 пркстро1 обчяслЕвальной

5т*эйн1йн та >оястга нправМиня

'Я а Т ¡0 Ф ;2 О -Е !Р А ч •Яисертац'П на &дабу7?тя чтдкового (Сыпана кандидата тежПчних наук

Ки1в - 1993

Работа викоиаиа в Укра1нськсмц нацково-яои^йвокц Ьиститцт! внал1тичного прилайойздаванна иацково-вирсбинчог о об'вднаака "Анал1тприлад" (и.Ки!в).

Науковкй карIвник: доктор твхи!чкшс нацк, с.к,с.

Кадук Борис Григорович

0©1ц1ён1 олонаитк: доктор техн1чкия; варг.

професор, акаден!к

Украйни

Осадчдк Еолодиквр Ётепаяовкч

кандидат техн!чацх надн Бах1ад1ев врасту» 1укур-огли

Пров!дна останова: Свец1адьнв конструкторсъив

ввро засоб!в анал1тично1 техн!кв, и.Яягород

г-

Эахист дисвртацИ в|дбудетъся ___—1993 р.

о___—годин! на эзс1данн1 спец1ал1зовано1 ради К 109.02.01

КиКвського 1иституту автоиатики на адресов: Ки1в-107, вул.На-г!рна,22.

3 днсёртац1ев ножна ознайомитись у 616л¡отец1 Ки!всьиого 1нституту автоматики.

Автореферат роз!слано -----------—1993 р,

Вчвний секретар Спвц1ал1зовано1 ради, кандидат твхн!чних кацк

' - 3 -

ЗАГППЫ1А ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

(ЖТШМЫПСТо ПРОБЛЕИН. Охорона навколивнього серодовииа сьо-годн! е такой з ваплнвов лроблеаоп як, наприкяад, боротьба за а!ц-иий бвз'ядерний пир або освоения коснссу. Проведения досл!дв.ень а, проблей навколивнього свредовида иае на «вт1: створвнна елтииаль-них умов дли активно! д!яльност1 ладини при увов! збвроявння та пол1пзошш властиоостей навколиннього середовнза; роздобку новиз? технолог1й проыислового 1 с!льськогосподарського аиробиицтва, яи! дозволить запоб1гтв викнданно вк!дливнх речопин та в!дход!з а атмосфера; орган1зац1п рац1онально1 експлуатацП пригодних ресурс!», иасаипврвд водник, зоавльниж $ б!олог{чпих, а одночэснии забазпз-ченняи I» охоронн, в^дновлонна та розвнреного в1дтвореиья; охоро-иу та збврвзенна генофонду виво! прнроди.

При проваденн! будь-яких наукових дося!даони, розробц! прокис-ловия техиолог!й потр1бан 1нструнент, акий дозволяе гЛгьпкно он1-нпвати т! чи 1на1 лроцеси, цо в!дбучавться. До таких !нетрунэнт!э, 50 використопуаться в ЙСУ технояоМчниыи процзсанн та автоноино для контроля забрудясния атыосфсри вк1длнвимн речовннаан, надевать газоанал1тнчн1 ! ч^ривальн! прилади {газоапая1ззтори) та систэии.

Так1 приладн 1 сисгоын повншп працвиата Йи.шврврчао, протагон трнвалого часу, без втручанна лвдини проводит» вна!ргв<иша а£з ка-руватн технолог1ч»ики прсцесаки 1 видавати !кфораац!а поо см!ст того чи 1нвого компонента у нанколивньл<у свредоьид!, або у тохнодо-г!чному цикли При цьому прилади 1 систиын повннн! ката висок! ао~ тролоМчн! та енсшгуа7пц1 (чЛ характеристики.

Багатод!апазоин{ га:)оанал!затор|< э аьтоматичним инбароа зону вимхрввання до цьаго часу були в!дсутн! взаРМ!. а збЬьвстш к1лькост! обладнаинв автоматики, ца забезнечце ш>тр1бн1 иетродог|ч-н1 характеристики автоматичных нрилад!п, эначно ускпаднсе газоаиа-л!затори, збЬьмуе 1х габарити та вагу, пог1ряус ная1Ан!сть.

ПЕТОЙ ДИС'ЕРЩШШ! РОШН б досл1дмония,|а роэробка новмх сно-соб1в та пристро!», ян! б дозволили пол!нмити иитрологЬи! те вкс-плуатзц!йн! характеристики нрилад!» I систем.

Н в1дпов!дносг! до цк'1 мети в робот! ставлягьсо 1 вир!в!,,втъса так1 задач! досл^аенш;:

- досл!д«енни прилцнн!» ! способ!» побудили лригтро^н автоматичного вибору дЬшазоц1в вим!рм.'ання багатодтпаэонних газоанал!-эатор1В та гаэоаиал!тич/шх систем, а таном метод!в п1лвичвннв 1» точиост!;

- дисл!д1сини 1 розробка багатоканнлышх регцАвтор!в темиера-тури 1 способ!» элимвння иохибки ригулицанна теморатури;

- роэробка принцип!в побудг-ни м^роирицог.орних пристроЬ те алгоритм!в 1х функц1онуйшжя а мотов п!двкквнма точност! прнлади I систем газового пнал!зу.

_ 4 -

ИЕТОДН ДОСШД1ЕННЯ базувться на внкористанн1 творвтичних основ 1нформац1йно-вии!р1тально! техн1ки, теорП автоматичного рсгу-яввання, теорП похийок. Були використан! иетоди !ы!тац!йного мо-делвванна за допомогоп цифровой обчислввально! техн!ки. Результаты досл!дхень еиспериментальио перев!рен! д лабораториях та проннсло-енх умовах.

11ЙУК0ВЙ НОВИНА прац! пологае у тому цо:

- визначена силадова похибки, цо виникае при перемкнвнн! д!а-'пазон1в багатод!апазонних газоанал!затор!в;

- запролонований спос!б змениення похибки за рахунок введения додаткового пристроо паи'ят1;

- запролонований принцип ввидк!сно! коыутацП у багатоканаль-яих регуляторах температуря;

- запропонована структурна схема багатоканального регулятора тенператури на основ! вицезгаданого принципу;

- обгрунтована побудова структурно-функц!оналъно1 схеми оброб-ви !нфоркац!1 газоаная!тичних лриладтв та систем на баз! накропро-цесорно! техн!кн;

- розроблви! алгоритмы для ы!кропроцесорннх пристроив автоматичного вибору д{апазон!в вим!рпвання та багатоканальиих рвгулп-тор1в температуря, хотр! рвал!эувтъ в!дстоиван! принципи.

ПРЙКТНЧНЙ ЦШИСТЬ виконаних досл!д«внь полагав в току, цо за 1я иаслЦками створено ряд пристро!в автоматичного вибору д!апа-гон)в вии1рпваннп> багатоканальних регулятор1в температуря, м!нро~ процесорних прнстроТв, цо дозволяать пол!п«ити точн!сть внм1рюван-нп. зменшити габарити та вагу гпзаанал!затор1в, п1двй*ити 1х на-д!йн1сть.

ПРЙКТИЧНЕ ВТ1ЛЕННЯ яасА1дк1В'роботи було зд!йснено в УкраТн-ському НД1 анал!тич;юго пркладобудувапяп п!д час роэроЗки газоана-л!затор1в ГИП-СН, 323ИН01. ЗШПШ. 'Б23Ш03.

Принципи, структур»! схеая та пристрЫ, реал1зован! у ироцес1 виконання диссртац!йо! роботи, 'мсгхуть'бути використан! в 1нвнх приладах газового анал1зд, 1нформлц(йннх системах та системах автоматичного керування р!зними технолог!чними процесами.

ЙПР0БАЦ1Я РОБОТИ. Основы! положения проведених досл!дхечь та иасл!дки 1х впровадшення допов5дались ! обговорювались на в1г.:,хох наукових сем1нарах та науково-технгчних конференц!ях, в тому чйсл! на В!внародн!й конфрренцИ по вим!ривальн!й техн!ц1 "Шра-ЭО".

ПУБЛ1КЛЦ11. За темов дисертацП опубл!ковано 15 роблт, в тому числ! 5 авторських св1доцтв на винаходи,

структуре ТА ОППЯ!" РОБОТИ. Аисертац!я склпдетъся 13 вступу, трьох розд5л1в, яипновку, прр^и'ку л!тератури (80 наймснувань), додптк!в 1 вм1«ще 1^5 стор!нок друкованпго тексту, ЗЯ илг.к;нкЗв та 2 таблиц!.

- 5 -ЗИ1СТ РОБОТЙ

Н ВСТЗП1 розглануто стан проблеии та п1Д1фвс:лвна актцаль-н^ть проведении дослЦхень у вибраноиу наираыку. Соирицлъован! кета та завдання дослЦяинь, »скипи! полоханил дисиртац1йно1 ро-боти 1 вккладена 11 загальна харантвристика.

И ИШ0Н9 Р03Д1П1 проанад1эова1М иохибка, вннихаать при форауванн1 робочих д!льнкць д1апаззн1в втПрвванни багатод1апаэон~ них газоанализатор!в, сфорвульопаи! криторП под1яу пивного д1апл-эону вимрвваино на п1дд1апаэоин,

Лкдо уввитн похибку газианад!затора пи сукупн1сть аддНивно! та нцльт!шл1к.чтивно1 складовнх, то кояиа лвреионатись, до Тх вносок ц загальну похибку нводнакозий } заловить о)д залмчан« эм1няо1 X а иозая робочого д5алазону.

Зкцо иорнусться а£полатна похнбка, то за ноыадикнх а;ычань 8 похнбка будо обуновлвватксь адд1гквквв силадовоз, 1 иизна явял робочого та позного д{апалон!о сп!впадавть.

При зб1 дыани! эиаченна X зростае нудьтнпл(катшша скдадова ! вер-кна ивжа робочиго д!апазону буда обуыовллвати'-ь здоб1льаого ц!вв складоооа, Чип нонва иул1.типл1г.атиы<а складова похибкн, тнв б1аь-вв робочий д!апазои наблизитьсв до повного д1апл;юму вшМрсванна газоанал1затора.

2кцо норыуетьса вЦносиа похибка, та рабочий д1апазон (його пиана ые$а) вкзн .чаетьса адд1тиино«1 складопоа, 1 чин вина иеиее, тны б1льоз робочий диапазон иабяидасться ро ш.анвго дьшазону вы-ы1рвванна.

Задаачи допустимо значения аддпивно! 1 худыипя1ка1йыш1 складовнх похибкн, мовна визнлчиги роооч! д1лм!Я1|1 д1аплзону зи-н1рввашш, у иввях яких загальна похнбка но гшрнвмчить допустимого значении,

Такиа чином, за допоипгов параиотрнчно! адлпгацИ эдШниеть-са поди ловного д!апазону вии1рсгашш на л1дд1алаэони, тобто $ор-нування робочих д!л1>ииць у ивяах яких похибм не пернь.^уе гранично допустимого значения.

Для реа^знцИ адаптацИ використииу^тьса прис грIй, до склада-Б1ься а трьох основных бло1.1в: блоку вии!ргнания крути.'ии I координат» положения д(а|шаон(о> котряй в залцанис;I в!д виду адаптацИ зд1йсиве або инономнв входного сигналу на посНйний кьи^(ц1внт, або в1дн1мания посПйних р!вн1в сигнал!в I:» входного сигналу, або обидв! онсрпцИ одначасио; вии1р»вляьниго лвр«творши.»ч;», котрий зд1йснве пврвтворимии вхЦноги сигналу на тий йоги имд, икмй а зручннм для спо»ивач1в йиы1рвв;шдмшТ |нфирклц1Т; блину, икий кв~ руе зи1нов мрутйзни та початково! коордииати »уннцП иорвтнпрешш у в1д1Юп1д|/огт1 до реал1зова»о1 ФункцИ адаптацИ.

- 6 -

9кцо система д1апазон1в створсна дискретним змЬшванням коеф!- -ц1внту первтворення Садаптац1я за доиомогоп мультипл1кативного уз-годхення), то аддНивна складова пихибии сп1впаде з ц!ев складовов повного д1апазону т!льки на остангпй д1льниц1 i Суде змениуватись пропорц1онально крутизн! первтворення Î3 эменавнням зм!нно1 X, Вулътипл1кативна складова збар!гае г,вое значения на вс1х д!лянках ■роВочого д1апазону.

■Якцо система д1апазон1в створена в1дн!нанням постШшх р!вн!в сигнал!« (адаптац!я за допомогов адд1тивного узгодяення), то адд1-тквна складова похибкн хоча й будо однаковов на ycix робочих Ai-дянках, але буде менвов, н!< ца складова повного д!апазону. Мультн-пл1кативиа силадова розппд1ляеться р!внои1рно по !пдд1апазонах i таков будв менее ц!еТ ж складово1 повного д!апазону, оск!льки е врсяорц1оналъноп р1зниц! uix поточним значениям X i координатою тютнъо! hgb] д!ланки.

'Розгишут! методн адаптацП дозволявть зробити оптимальний ви-61р po3Mipïв рибочих Riana30HiB з метою одврхання граничнодопусти-кнх voxhôok у межах цчк дюпазон1в.

Ъ автоматичних газоанал1заторах вим1рсвання зд1йснв&ться трн-вахкй час без вгручання оператора. П]'д час цього процесу вх!дний ' сигнал кosв лрийиати будь-як! значения у межах повного д1апазону •»миЧрввання. 'Ви61р дАапазону у цьому pasi потр!бно робити автоматично, "Овз «част! япвратара» Тиму при итворенн! багатод^апазонних авт»ыатичних газоанял1затар1в до 1х складу необх!дно вводити пристрой автоматичного вибору д1плазон1в вим1ряьання (АБДВ).

Ъ роздЫ эроблено анал!э пристрой ШДВ, як] використовувть-ca ï аитоматичних газоаиал1затарая.

3 точки зору парамвтричиоЗ ;вдапт<(ц13 багатод1апаэониий газоанализатор з пристроем АВДВ ип*нп яобразити у вигляд1 трьох Функ-цЧапальних пристро!в: пристрст ирибшйдготовки, котрий здхйсние поперядни подготовку газово! нр^йи ' осуиаиня, очицвння, й1докреи-лення заваяапчих компонент1в, стабШзацаю тазових поток1в); пар-вмнного виы1рввалыюго перотвсгржгаача (датчика), здтйснве перв-творення 1нформатнр||иго паракетру коицеитрацИ анал1зувмо1 рвчови-ии в проб! в елвктрнчний сигнал; хт.оринного вии1рввального "Rpc-творввача, котрий зд1йсняе л!дсилення, пврвтворення елоктричн^о сигналу датчика до р1вна е.бо виду, ннобх!дного для роботи настуа-них ланок системи.

Пристрой Й1!ДВ мохв зд1йснюг>.ати паракбтричну адаптац1л в будь-якому з вузл1п газоанализатора. Skj;o динам1чрий д1апазон переин-ного вим1рюнальноги перетворьвача охоплюв повиий диапазон газоанализатора, то адаптацП, як правило, п>длягая вторишшй вик1рю-зальний первтворюпач, як^о Hi, то аялитпц1я зд1йснн1кться або в пристро! пробпп1дготовки, обо у самому иврпинному перетворавач!.

Якцо динаи1чнкЯ д1апазон пврвинного вим!ровального пврвтворв-вача охоплюе повний робочий д1апазон газоанализатора, а датчик о низькооинии i забозпечуе достатн1А. р1ввнь сигналу, викорнстовувть пристро! АВДВ прямо! дП„ котр! авлавть собов сукугш!сть пороговня пристр01в, n¡akj¡b40hhx до виходу пврвинного ви*!рВВаЛЫ10Г0 перо-творивача. Ьс к!льк!сть дор1внвЕ к!лькост! д!апазон!в газоанал!аа~ тора, а порiг спрацвванна встановлввтьсв р1дАшц для порюго прнс-тров - Dopuiiia hoií вна!роианни первого д1«1азону; дла другого -верхн!йлме«К вшпрпвлння другого д1апазону 1 т.д.

SA^e сигнал 11(1) на вход! лрнстров АВДВ,.знаходиться нивчв pla-нв первого д!апазону вив1рвванна, то вс 1 подрговк пристро! в!дкла-ч&нt>: i коеф{ц1Бнт пврвтворення вторинного*вям!равальиого парвтво-рв&ача в1дповЦае первому д!апазону вив!р|шания.

При порввидвнн! эх1дниы сигналов р1вня,.первого диапазону спрв-цьовуе первнй пороговий пристрia I паровикамвторннни! винтовальный паретворювач на другий д!апазон виы!рвванно 1т,д. При змвп-eshhi вхiдн010 сигналу виникае зворотнМ.пррцвс.

Пристро! АВД8 цього типу иавть добру.ввидк!сть, ррагуванни, в нростиии 1 над!Аними, Вавлм&ов. осо5лив1стьв е в, цр робота циа прист'роТв не заловить в!д, ввидкост!iрвагуванна вии1рввалы1ЧО тракту газоанал!затора. УНа*. на прркхиц! пристро! АВДИ цього типу новна викориБтовувати»т1льки..в< гаэоанал1затораж а иизькооишш первиннии иеретворввачс*ч оск1льни ус!i порогов! пристро1 п1дклача-штьсу паралвльно ди вторинного виы!рввальншо парвтворввачА I 3HU-вуоть вкв!валентний onip навантавенна датчик|в.

В багатьох газоанализаторах роль первинних вин!рввальних nepv-творввач!в в1д!гравть датчики з висохни внутр1вн1и опором, До таких налавить биьвкть 1он!здц!Аних, оптнчиих, ультразвуков**, , акустичних датчик1в. Дли узгодхвшш двврела сигналу з кавантаави-híík у вхЦних каскадах вторииних винтовальни* поротворввач1э таких газоанал!затор!в внкористовувтьсв складн! висовочут^из! п!д-сияввач! з велики« вх!днии опорой. 3 цьоиу раз| застрсування прй-стро1в АВДВ npsuol д!1 стае неиоаливнм.

В таких внпадках виксристовувть пристро1 АВЛй- сдЦкувчого типу. Вони п!дклачавться до виходу вторинного BHstlflasiWdioro паро-творввача, по дозволяе застосувати Тх у гааоаналиатодай, а эмсоко-оиниин датчиками.

ИристрIП АВДВ сл!диувчого типу снладасгься з двчд пороговый пристроив та реверсивного л!чилышка з дввифраторон, 5Т,ан котриг визначавть вийраниП д!апазон виа1ршоанни, I гоноратера, т.актовнк 1нпульс1в, Píbhí спрацьовузатш пороговия пркптроТв ц1дбяраать в1дпов1дии«и: дла первого - вэрхн1й вев! д!апяэона вм&^рвзанна (Uonl); дла другого - значении, вне враховув коов!ц1«нт а^алтацИ (Uon2).

- 8 -

Ящо виионуеться уипва Uon2 < (Jrx < Uonl, то обидва порогов! прмстро! блокувть проходтння тлктових 1мпульс1в Ft на яходи реверсивного л!чильника I вибраиий д!апазон заливаеться незы!ннии. 9кцо вх!дний сигнал Ubx перепилить впрхнв меяу д5апазоно bhmí-рввання (трбто Uonl), то сирацве лервий пороговий пристр!й i так-товий 1кпульс зб1яыить значения л!чилышка на одиницв. Иове значения буде в!дпов1датм иа-сгдпноиу, б1лья високону д!апазону вии!-рвваиня. Якцо вх!дний тхгнал Ubx зменвиться до значения, менвого Uon2 для цього д1ппазона вии1рпвання, спрацве другий пороговий пристр1й 1 тактовий ¡ипульс анонвить стан л1чилыжка на одиницв. Ца буде в!длов1дати б1льп нваькому д!апазонд ним!рввання. Таким чинов, пристр!й ПОДО сл!дкуе за вих!дноя напругоп вторинНого вив1ривального перетворввача такик чином, цоб в она знлходиласъ g sicsas Uan2 < Ubx с Uonl.

Позитнзнини вкосгсми пристрой СТДВ ся1дкуичого типу е:

- робота в1д вик1дногв сигнала вториниого перетворввача, rço дозволяв застосовувати його в тазоанал!заторах з 15ддь-якии датчиков;

- практично однакова скяадн!сть за. Зуди-т1ко1 к\лькост1 д^апа-eonlo.

Особливо перспективнин е використанкп пристроив АВДВ сл!дкув-<ззг© типу у складнях !нфориацШт-вии1рЕваяьких системах.

S резд!д! зробяено анал!з лохкбок, sxl викикавть при переии-йвна! д{апааои!в в багатод!апазониих пристроях та систеиах.

Вкзвявно, cío при первинками! д!апазоиа з'являеться похибка, аСсолатио значении яко! дор1внпЕ:

¿(Ж)-!/*** • e'*.'(i- 4),

дэ Uaax - верхнв значения' д!апазона вив!рввання; а - ковф!ц!еит адаптацП.

В газонал!эаторах, як! иавть тривалий перех!дний процве, ця похибка моде суттево вплинути на !ифориац1в про значения концент-paull,

Запропоновано спос!б зиенвення похибки, вниликано! первмккан-няи д!апазон1в, за рахунок впровадввння пристрою паы'ят!. H раз! . а1дхилепня вии!рввального сигналу за neii д!апазона спрацьйвув пристр1й(ЩВ 1 водночас !з лервииканняи д1апазона переводить при-етр!й паи'ят! до ревину запаа'птовування. Час запам'ятовуваиня бе-ротьег такий.доб п1д час первх!дного процесу при перениканн! д!а-пазона значения вив!рввального сигналу Ubhr 1 кнозник д!апазона цни!рсвання на виход! вим!рввального канала *вр!внввали б 1х зна-- чэнняв у ноиант спрацьовування пристрою ВВДВ.

- 9 -

Иозитивн! яност1 автоматичних перв«икач1в з пристроями па-а'ят! особливо ефвнтивио виявляятъся п!д час зйоЧв пристроТв, у випадку раптового перевантавонио газоаная!затор!в по концентрац!1.

Внасл!док проведен«« досл!д»««1> розроблеио пркстрШ ОВДВ для газоанал1тичник прилад!в та систем э врахуваннян специ$!кн процес!в, до в!дбуваиться в траитак пробоп!дготовки, пврвин'них ви-(прюральния перетворвяачах, ! способ!в в!добра*енна виы!ривально1 |нфор»ац11. У розд1л! обгрунтовуеться структурна схеиа пристрою, наведен! структур«! схец» багатод!апазонних автокатичних газойна- . л!затор!в, побудованих э використаиняи запропоновайого приртров

явда.

Я ДРУГОИЯ Р03Д1/Н зроблено анал!з систва автоиатичного рвгу-япзання теыператури, яя! внкористовуяться ц газоанал!тичн!й тех-Показано, цо у и-зах одн!^ ионструйц!! приладу аоае з'яви-тясь нообх1дн1сть стаб!л!за1|!1 теиператури об'йй'Нв з вйроким д!г апазопс?] характеристик: обсвгу терностатованогё об'екту, потуя-ност! для п1дтрМ!!ання задано! теапературм, власнв стаб1л!зуеао1 тенператури. Тону досить актуальное] е задача по створепмя ун!вер-садышх сястси автоаатичного рогулавашш, прод&тийх для стйорвнна багатоксналыт рсгулптор!й теапературй.

Зроблсяо апал!з термостату, а« систени автоиатичного регули-вання тезисратурп. Й!шл!зусчя динан!чи! характеристики тайо! си-стоал, нообх!д»о зралозузатй ян теплотехи1чи1, так I алвктричн! паранетри, Тепло, ккя онд1лдсться п!д час териостатування об'екта, акукулпйтьсз яка ! саноснтьг.я кр1зь пов1тряи! проварки, камеру, тепло!золяц!а ! иояух у навколианв свр0довйб5в. Р^вняння теплооб-а!ну для объекта, цо энаходиться всередеи! каиери термостата, мае внгляд:

до Йоб(Ь) - потуан!сть, ^о вид!ляет1><ся <оИ'екпмг;

Соб - теплоеик!сть об'екта;

Ппр.Побк.Побс - теплов! пров!дност1: пома, о'б'екиш I ка-иерон; 1пи об'ектон ! середовицем;

ТобШ.ТпрШДкШ.ТсИ) - твнператури об'екта, пов!трсиого

проварку, каиери, евредовица;

I - поточний час.

Якщо вир!«уеться задача по стаб!л!зац!1 твнператури з наперед встановлении значениям, то перех!дну функц!и систвии мовна визна-чити за допомогов р!вняння:

К /с) «мп [Р)

и[П~ иКрч(?)'Ки»1р) '

- 10 -

де Кип(р) - перех|дна функция пвретворювача температуры;

Крц - перах!диа функц!я рвГ-уливальиого пристрой.

При програмно-часовомц рвГУлшванн! йодночас 1з збурввчны впдивок' эм4кюеться' етелаиний сигнал йор1вна«нв. Б цьоыу випадиу йерах^дна характеристика' системи автоматичного.регцяввания буде мат» вигляд;

j ; Kpvfr) __ Кру (р)> Кип (р)

КфУ* К»-(И' Kuni/O

Сизначивайпочйтков1'умовир1Вияння твплообм!ну i П1д16равсн nepexiftHi харайтермстйкилйиок1 chèt&mh', оТрййавМЬ йодвль активного тзрностата» в вй!й'зв'язйн!|д61'велич«ии; тйьпвратцра об'екту та абуривчйй вплив.'

Й робоН й'ойазано,'' щ8 р1вййнЙЙ ' дМ дйнаИНШ'хлрактёристик сйствйи BBtoiiaift4iltii-b" рКЬДО&йШг tfkètlV I ^¿«-Вйгйтоианальйй«-рвгулотор1в fékheijliià^'; nfepbkiÀka' xâphitÎépHèiiiKa'якйХвизнача-etbcu Тййй V ¿1йЙ'» НрЬздШ'айал1здё*1>с<Г" структурна схема

багатоканальногй " рйГЦлятора' тейиера+цри, визНйчав^ься парех^днг харамтёристики'бш'атоканальних регулятор!и з пропорм^ййим та про-nopiliftiio-iHTÈ'rji'iijibHHu законам регулвваннй.

Зроблвно!шр$виялЫ1Ий анал1з похибкй багатоканальнИх таод-ноианаЛЬййХ pertfantopifi, ¿к! Мавть однаковий закон регулювання!' керуваннявинонавчим еяеыентом. Розглянут1 Причини зб! льавшю'по-хибки й1домих багатонанальних регулятора. Внасд^док проведвних досл!д?еНь розроблеио cnuc i б зиенвення похибкй багатоканального регулятора з ииротно-1мпулъснйн управл1нняи иавантщенняы.

Й роздШ занропотйана i обгрунтована структурна'схема багатйнайального регулятора 1з ввйдк1снов комутац1еь регулввчого пристров, яка забвзпвчуе точность 1пдтримання теиператури, в!дпо-в1днц одИокайальному регулятору. До того ж у запропонован!й схем! йена допимшшк запаикятовувчих або керувчих пристроив, цо дозво-лйс tioBHifcTfi вийористати позитивнГ якосп бага»оканальних регуля-

"Pio,.......'

ЛаслГдкн ROCJiiftseHb були реал]зован1 в процес! розробки система тер'мвстатувашш автоматичного газоанал1затора 334КПИ04'. В' р'оздУлi нквед'ейа структурна схема i зроблено короткий опис газЬа^а^'з'ато^а, т'а' пристроив термостатування.

Й.ТРЕТ^кШ il3Д1ЛîI* розгляну'т! питания використання й!крй-ti^oiietlo^HoTI1 t'eXHÎKH для п'ол1!пвекня м'отролог!чних та експлуатаЦ'!1-f№kx фрактерист'ик газоана*!тичвих прйлад!й 1 систем.

Зромб1Ш анализ ¡|1ункц1анальйп1' побудовй газооиал1загор1в на основ?, ^йсирогно!1 ёлей'ен'тйо! ба'зй та к1кропроцвсор1в.

Йзто"атйчйий газоанализатор складпяться $з сцкунипст! ирис*-ро1в, ч'о виконуить Tatti функцИ*. оброСку Ь|формацШшх сигналов;

- и -

автоматично регулявання параметр!в газових та елвктричних вузл!в; автоматична кврувания роботов приладу. До складу газоанал!затор1в, роэроблених на ochobí м!кропроцвсорно1 техн!ки, входять три нов1 Функц1ональн! групи: вторинн! перотворювач!; м!крспроцесорний пристр!й обробки !нформац!1; узгодвувальн! та виконавч! пристро!. Така функциональна побудова дозволяв м!кропроцесору прийиати сиг-нали вторинних перетворввач!в, оброблпти 1х за заданим алгоритмом 1 виробляти сигнали, керупть виконавчими пристроями. При так!й структур! виникае мо«лип!сть за допомогов програмних засоб!в обро-бки !кфориац!! та кэруванна процвсом вим!рвванна реал!зувати р!з-номан!thí функцП влектронного обладнання.

У розд!л! проанал!зован! характеристики м!кропроцвсорних на-бор!в та ы1кро-Е0М, сформульован! критерП застосування конкрет-них типíв м!кропроцесор1в у газоанал!заторах р!зно! складност!, Вказано, що найперспективнавими е цифров! процвсори обробки ана-логових сигнал!в класу КР1813ВЕ1 I "Рената-2". На 1х основ! мов-на створввати складн! електрони! пристро"! для газоанал!затор!в при загальн!й к1лькост! IНС не б!льве десяти.

Розглянут! структурн! схеми пристроив автоматичного вибору д!апазон!в вим!рввання та багагоканальних грегуля*а.р!в температури в газоанал!заторах, побудованих з внкористанпяа ыйщтщгоцесорноТ

ТВХН1КИ.

■Показано, як за допои от ош ¡лропрамнвро гопасогбу (ромаяуэться функцП 'сл^дкуячо! сисггвии авто матичного юибцру апв&опу <вим%в-яаяпя та пристроя этвл'ят!., розглянут! -у первому :рсвд:1<я1. 'Иаво-¡дятъся :розро6лен1. алгарит«и жиконашиГ *}их однкцК*.

Запропстовано cnocii'C чисяо1мпульсного грегулввання (гешедеаггу-1рн доя чгёпропроцвсарних 'багатоканальних ¡регуляторов, >у »втдпот^д-ШОСЧЗ ДО ЯКОГО ПОСЛЙ'ДОВНЗ'СФЬ Й1»ПУЛЬС1'В HaniBnnp'í 0Д1'В мяпрупи «ив-лвшгя (розподгляеться ига ¡дЧлянни 'ds И ЧмпульсЗ«. Падала -при идгог-ipamrfeft шбробц1 'поточного знамения теигтратцри фегуяьованопо »сгб * -гекта шиэначпетъся, >яку 'к1яь-йст>ъ йлпушьса® m Я 8 íH ггрвба тподати ¡до «anpí'BHHKa. проведено досдадввння то «ииористоннв ¡розгяянуггогс •способу -в двохпозиц!йному, 'пропарцайноау tra «npanoptftflHO-üwrertpMb-<ному ¡регуляторах темпвратури,

В процвс) досл1д«еиня двохпозицг'йного гбагатоканаяьного ¡регулятора температури розроблено алгоритм нвповнопо чшикання 1 вими-кання нагр!вального елемента, цо дозволяе п!двш*ити точн1сть п!д-трииання температури. Величина максимально- та м!н!мальнонеобх1д-но! потужност! визначавться з умови :

Рвах = Рном + Pti + Pul; Pain = Рном - Pt2 - Pu2, др Рном - noiyiHicTb, необх!дна для п!дтримання Тном в нор-

- %2 -

кадьшх ийавах навколивнього середовица I напруги кивлеккя;

РМ,Р12 - потувшеть, необх^дна для коып ,1сацП впливу теи-ператури навколнзнього середовнча;

,*Ри1,Ри2 - потузн!сть, необх^дна для коыпенсацП впливу зн1ни напрут живлвння.

Цли пропорц1йно-1нтегрального регулятора температури розроб-яоис алгоритм, в якоыу ¡ктегрування зд!йснветься за рахунок затршжи обробки усередненого за ¡»¡значений час значения сигналу. Час затриикн дор1внзс часу усереднекня I мае бути боьанц за постыну часу теплових переходных процеди термостата.

Проведен! досл1дЕеккя викорисган! прн розрсбц! автоматичного газоанал!затора 1лкроконцвнтрзц!й орган1чнмх речовин в атыосфйр-ноиу пов!тр! населенмх пуштв (иоделъ 623КГШ03). и роздШ роз-гладаеться структурна схеыа 1 даеться короткий опис газоанал!за-тора та ьпкропроцесориого пристров.

ОСНОВШ ВПСНОВКИ I НАСШРИ РОБОТИ

Дисертац1Йка робота присвячена вир!нвшш актуально! задач! - створенни нгчих способов та пристроТв автоыатнзацП виы1рвваль-иих процессе у газоанал!тичних приладах та системах, як! дозвола--нть пол1пяити иетролог1чн! та вксплуатащйн! характеристики остан-II ¡х,

IIIд час проведения коаплексних теорвтичиих ! експэриавнталь-шзх досл!даень отриман1 так1 наследии:

1. Зроблений аналЬ похибок, но вииикаить при пвреыиканн! д1аназон!в виы!равання багатод!апазонних газоанал!затор!в та 1и-В^д автокатичних систеы. Ззпропонппано способ запровадазння прк-суров па1г'«т$, елий дозволяе суттево знизити похибку, обуиовлену Й?)рех|днияи процвелыи при первмиканн1 д!апазон1в.

2. Роэдоблен1 структурн1 схехи та конкрвтн! пристроТ автоматичного ьибору д!апазо1ив вмарювання, як1 рвал1зувть занропоно-раний спос!б I иаить ш'двицену перенкодост!йк1сть та ввкдкод!в,

3. Проанал!зован! системы терыостатування сучасних газоанализаторов, принципы побудови багатоканпльних рвгулитор!в теыпвра-7ури, Запрононований спос1б нвидк1сно! комутацП в багатоканаль-НИХ регуляторах з виротно^мпульснии регцлввчии пристроек, який дрзволяе п1двнц! ( точи!сть п1дгриыання температури.

4. Розроблен! структур»! схеыи та конкрвтн! багатоканальн1 рвгулятори твинератури, цо репл!зувть запропоноваиий споп'б ! до-зволявть знвявити обсяг електронного обладнання.

' 5. ;1роанал!зопана функц!опальна побцдоеа автоы тичних газо-акаг!затор!ь на основ! мпфопроцесорно! тсхн1кн. Досл!джел! ирин-

- .13 -

ципи побудови автоыатичннх переиикач1в !д1алазон1в \га^багатокана-льних регуляторов температуря и а1кропроцэсорних,газоанал!заторах.

6. РозробленГ структур«! схеми та-м!кропроцесорна система управлЬшя 1 обробки вим1рювалъно1 !нфоркац!1 газолнал1тичаих при-лад1в, систем та р1зних пристро!в автоматики з невеликим обсаг'ом електронного обладнання.

7. Розроблен1 алгоритии 1 програии автонатизацН виы!рпваль-ного процесу для и1кропроцвсорних пристро!в автоыатичннх газоана-л!затор!в.

8. Сформульоват в дисертацП полояення та рвкомендацП опу-бл!ковано в десяти друкованих роботах i п1дтвердяе1т п'ятьма ав-торськиии свЦоцтваии.

9. НаслЦки роботи апробован! 1 впров.адявн! в газоанал!зато-рах, чо сер!йно випускавться, а само :

- у перетворпвач! виы!рввальному ГИП-СН СТ9. 25-75 (Ра.840.032)-8В);

- в автоматичному газоанал1затор! 323ИН01 (TU 25-0571.0114-84);

- в автоматичному газоанал!затор1 334ШЮ4 • (Ра 2.040.253);

- в автоматичному газоанал!затор1'623ШШЗ CTU 25-7557.0031-89).

Основн! полояеянд -дисвртацИ опубликован!<у таких роботах:

1. й.с.1012120.'Пламвнно-ионизационний газоанализатор. Рыяков:В.О.,г'Примисскнй'В.'О., "йаталов И.Г. Опубл'. -вгБал. -изобр. •TÜ4,-1982г.

2. - А.с;Г075141."Пламенно-ионизационный газоанализатор.

: Рыаков'В;Ф.,'ИримисскиЙ1В.®., "Ваталов М.Г. Опубл. в<-Бия. г.изобр, ИН7, '1*984г. ,

3.-Отчет поШ!Р ""Исследование возможности создания.газоанализатора гдля измерения суммн^углеводрродов' в очиченннх газах <яимиче-< свих- производств'ЧНГОЩектр, f М79г,

"4.fРняков В.Ф.,"Медяновский*1)уИ.Барынина .-»В."А. гСоздание .и опыт ,"применения автоматических-газоанализаторов\для контроля содержания углеводородов в атмосферной-воздухе-и промыиленнвх выбросах. Сб. докладов вколы-сенинара,'Казань,'1985г., с.32-33. 5. Рыжков В'.Ф., Шаталов М.Г., Коссонович Ф.Ю. Автоматический газоанализатор суммы углеводородов для контроля промыиленнвх выбросов. Сб. трудов Института технической теплофизики ЙП UCCP, К., 1981г.

Б. Рняков В.Ф., Паталов М.Г., Лпрченло В.И. Автоматизация измерительных процессов в гаэоаналитических приборах для контроля загрязнения атмосферы. Сб. докладов общества "Знания", К., 197Пг.. с.18-13.

- 14? -

7. РЬеков-Еаталов L4F., Ларченко В.П., Павловская Я,В. Информационные газоизыерителшше системы для контроля загрязнения' атыосфври'. Об. докладов Всесоюзной'конференции "ННС-77", Баку.,. 19?7г.

Бг. П'.с.734575-. Автоматический переключатель поддиапазонов многопредельных:приборов. Рывков-В.Ф., Ваталов Ц.Г., Ларчвнко В Л!. Опубл. в Еел:. кзойр. КФВу 1980г. 9. А. с, 151 i664'. SttpofxTBO для измерения неиетановнх угяеводоро-, двв в газах. Рвжов В.©., Мадяновскнй В.П., Онргор А.И. Опубл. в Бел. изобр. КЗВ, 1989г.

10. Отчет по MP "Исследования по создании газоанализатора-сигнализатора предельно-допустимых концентраций вредных органических паров к газов в воздухе производственных поведений" ВНЩонтр. 1983г.

11. Kaduk B.C., Rj/zhkov U.Ph. Microprocessor-based adapter for multi-range saxiffiUH-deEand asieter. Horkes of conference 1ЙЕК0, Й., 1990, p.130-133.

12. Рывков В.Ф., Гулей В.В., Медяновский Ш.Н. Применение никропро-цессорной техники в автоыатическон газоанализаторе углеводородов Дли контроля загрязнения атыосферы.

Сб. fвзисов BIT АН УССР, К., 1987г., с.28-27.

13. Ринков 6.©. Еедяновскчй Ш.Н. и др. Принципы построение газо. анализаторов контроля загрязнення атмосферы с примененной .

микропроцессоров. Сб. тезисов НТТ АН УССР, К,, 1385г.

14. Рнвков В.®., Ввдяновский В.Н., Фиргер П.И. Газоанализатор неиетановнх углеводородов в атмосферной воздухе.

Сб. тезисов НТТ АН УССР, К., 1990г., с.41.

15. ft.с. 174(5291. Газоанализатор неметановых углеводородов, Рывков В.Цедяновский II.II., Фиргер А.И., Опубл. в [¡пл.изобр, N25, 1992г.

iv;HHOtBTji автоматики . Тир.№0 ^