મુખ્ય તકનીકી પરિમાણોનું નિયંત્રણ અને નિયમન: પ્રવાહ દર, સ્તર, દબાણ અને તાપમાન

સિંગલ ઓપરેશન્સનો સમૂહ ચોક્કસ તકનીકી પ્રક્રિયાઓ બનાવે છે. સામાન્ય કિસ્સામાં, તકનીકી પ્રક્રિયા તકનીકી કામગીરી દ્વારા હાથ ધરવામાં આવે છે જે સમાંતર, અનુક્રમે અથવા સંયોજનમાં હાથ ધરવામાં આવે છે, જ્યારે આગલી કામગીરીની શરૂઆત પાછલા એકની શરૂઆતની તુલનામાં સ્થાનાંતરિત થાય છે.

પ્રક્રિયા વ્યવસ્થાપન એ એક સંસ્થાકીય અને તકનીકી સમસ્યા છે અને આજે તે સ્વચાલિત અથવા સ્વયંસંચાલિત પ્રક્રિયા વ્યવસ્થાપન સિસ્ટમો બનાવીને ઉકેલાય છે.

તકનીકી પ્રક્રિયા નિયંત્રણનો હેતુ આ હોઈ શકે છે: અમુક ભૌતિક જથ્થાનું સ્થિરીકરણ, આપેલ પ્રોગ્રામ અનુસાર તેનું પરિવર્તન અથવા વધુ જટિલ કેસોમાં કેટલાક સારાંશ માપદંડનું ઑપ્ટિમાઇઝેશન, પ્રક્રિયાની સૌથી વધુ ઉત્પાદકતા, ઉત્પાદનની સૌથી ઓછી કિંમત વગેરે.

નિયંત્રણ અને નિયમનને આધીન લાક્ષણિક પ્રક્રિયા પરિમાણોમાં પ્રવાહ દર, સ્તર, દબાણ, તાપમાન અને સંખ્યાબંધ ગુણવત્તા પરિમાણોનો સમાવેશ થાય છે.

બંધ સિસ્ટમો આઉટપુટ મૂલ્યો વિશે વર્તમાન માહિતીનો ઉપયોગ કરે છે, વિચલન ε (T) નિયંત્રિત મૂલ્ય Y (t) તેના નિર્ધારિત મૂલ્ય Yo માંથી નક્કી કરે છે) અને ε(T) ને ઘટાડવા અથવા સંપૂર્ણપણે દૂર કરવા પગલાં લે છે.

બંધ સિસ્ટમનું સૌથી સરળ ઉદાહરણ, જેને ડેવિએશન કંટ્રોલ સિસ્ટમ કહેવાય છે, તે ટાંકીમાં પાણીના સ્તરને સ્થિર કરવા માટેની સિસ્ટમ છે, જે આકૃતિ 1 માં દર્શાવેલ છે. સિસ્ટમમાં બે-તબક્કાના માપન ટ્રાન્સડ્યુસર (સેન્સર), ઉપકરણ 1 નિયંત્રણ ( રેગ્યુલેટર) અને એક્ટ્યુએટર મિકેનિઝમ 3, જે રેગ્યુલેટીંગ બોડી (વાલ્વ) 5 ની સ્થિતિને નિયંત્રિત કરે છે.

ચોખા. 1. ઓટોમેટિક કંટ્રોલ સિસ્ટમનું કાર્યાત્મક ડાયાગ્રામ: 1 — રેગ્યુલેટર, 2 — લેવલ મેઝરિંગ ટ્રાન્સડ્યુસર, 3 — ડ્રાઈવ મિકેનિઝમ, 5 — રેગ્યુલેટિંગ બોડી.

પ્રવાહ નિયંત્રણ

પ્રવાહ નિયંત્રણ પ્રણાલીઓ ઓછી જડતા અને વારંવાર પેરામીટર પલ્સેશન દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે.

સામાન્ય રીતે, ફ્લો કંટ્રોલ વાલ્વ અથવા ગેટનો ઉપયોગ કરીને પદાર્થના પ્રવાહને પ્રતિબંધિત કરે છે, પંપ ડ્રાઇવની ઝડપ અથવા બાયપાસની ડિગ્રી (વધારાની ચેનલો દ્વારા પ્રવાહના ભાગને ડાયવર્ટ કરીને) ને બદલીને પાઇપલાઇનમાં દબાણમાં ફેરફાર કરે છે.

પ્રવાહી અને વાયુયુક્ત માધ્યમો માટે ફ્લો રેગ્યુલેટરના ઉપયોગના સિદ્ધાંતો આકૃતિ 2, a, જથ્થાબંધ સામગ્રી માટે - આકૃતિ 2, b માં દર્શાવવામાં આવ્યા છે.

ચોખા. 2. પ્રવાહ નિયંત્રણ યોજનાઓ: a — પ્રવાહી અને વાયુયુક્ત માધ્યમો, b — બલ્ક સામગ્રી, c — મીડિયા ગુણોત્તર.

તકનીકી પ્રક્રિયાઓના ઓટોમેશનની પ્રેક્ટિસમાં, એવા કિસ્સાઓ છે જ્યારે બે અથવા વધુ માધ્યમોના પ્રવાહ ગુણોત્તરને સ્થિર કરવું જરૂરી છે.

આકૃતિ 2, c માં દર્શાવેલ યોજનામાં, G1 તરફનો પ્રવાહ મુખ્ય છે, અને પ્રવાહ G2 = γG — સ્લેવ, જ્યાં γ — પ્રવાહ દર ગુણોત્તર છે, જે નિયમનકારના સ્થિર નિયમનની પ્રક્રિયામાં સેટ છે.

જ્યારે માસ્ટર ફ્લો G1 બદલાય છે, ત્યારે FF નિયંત્રક પ્રમાણસર સ્લેવ ફ્લો G2 ને બદલે છે.

નિયંત્રણ કાયદાની પસંદગી પેરામીટર સ્થિરીકરણની આવશ્યક ગુણવત્તા પર આધારિત છે.

સ્તર નિયંત્રણ

લેવલ કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સમાં ફ્લો કંટ્રોલ સિસ્ટમ જેવી જ લાક્ષણિકતાઓ હોય છે. સામાન્ય કિસ્સામાં, સ્તરનું વર્તન વિભેદક સમીકરણ દ્વારા વર્ણવવામાં આવે છે

ડી (ડીએલ / ડીટી) = જિન — સંધિવા + ગર,

જ્યાં S એ ટાંકીના આડા ભાગનો વિસ્તાર છે, L એ સ્તર છે, જિન, સંધિવા એ ઇનલેટ અને આઉટલેટ પરના માધ્યમનો પ્રવાહ દર છે, ગાર — ક્ષમતામાં વધારો અથવા ઘટાડતા માધ્યમની માત્રા (આ હોઈ શકે છે. 0) પ્રતિ એકમ સમય T.

સ્તરની સ્થિરતા પૂરા પાડવામાં આવેલ અને વપરાશમાં લેવાયેલા પ્રવાહીના જથ્થાની સમાનતા દર્શાવે છે. આ સ્થિતિ પુરવઠા (ફિગ. 3, એ) અથવા પ્રવાહીના પ્રવાહ દર (ફિગ. 3, બી) ને પ્રભાવિત કરીને સુનિશ્ચિત કરી શકાય છે. આકૃતિ 3, c માં દર્શાવેલ રેગ્યુલેટરના સંસ્કરણમાં, પ્રવાહી પુરવઠા અને પ્રવાહ દરના માપનના પરિણામોનો ઉપયોગ પરિમાણને સ્થિર કરવા માટે થાય છે.

જ્યારે પુરવઠા અને પ્રવાહ દરમાં ફેરફાર થાય છે ત્યારે અનિવાર્ય ભૂલોને કારણે ભૂલોના સંચયને બાદ કરતાં પ્રવાહી સ્તરની પલ્સ સુધારાત્મક છે. નિયમન કાયદાની પસંદગી પણ પરિમાણ સ્થિરીકરણની આવશ્યક ગુણવત્તા પર આધારિત છે. આ કિસ્સામાં, માત્ર પ્રમાણસર જ નહીં, પણ સ્થિતિકીય નિયંત્રકોનો ઉપયોગ કરવો શક્ય છે.

ચોખા. 3. સ્તર નિયંત્રણ પ્રણાલીઓની યોજનાઓ: a — પાવર સપ્લાય પર અસર સાથે, b અને c — માધ્યમના પ્રવાહ દર પર અસર સાથે.

દબાણ નિયમન

દબાણની સ્થિરતા, સ્તરની સ્થિરતાની જેમ, પદાર્થનું ભૌતિક સંતુલન સૂચવે છે. સામાન્ય કિસ્સામાં, દબાણમાં ફેરફાર સમીકરણ દ્વારા વર્ણવવામાં આવે છે:

V (dp/dt) = જિન — સંધિવા + ગર,

જ્યાં VE એ ઉપકરણનું વોલ્યુમ છે, p એ દબાણ છે.

દબાણ નિયંત્રણ પદ્ધતિઓ સ્તર નિયંત્રણ પદ્ધતિઓ જેવી જ છે.

તાપમાન નિયંત્રણ

તાપમાન એ સિસ્ટમની થર્મોડાયનેમિક સ્થિતિનું સૂચક છે. તાપમાન નિયંત્રણ પ્રણાલીની ગતિશીલ લાક્ષણિકતાઓ પ્રક્રિયાના ભૌતિક-રાસાયણિક પરિમાણો અને ઉપકરણની ડિઝાઇન પર આધારિત છે. આવી સિસ્ટમની વિશિષ્ટતા એ પદાર્થની નોંધપાત્ર જડતા અને ઘણીવાર માપન ટ્રાન્સડ્યુસર છે.

થર્મોરેગ્યુલેટરના અમલીકરણના સિદ્ધાંતો લેવલ રેગ્યુલેટર્સ (ફિગ. 2) ના અમલીકરણના સિદ્ધાંતો જેવા જ છે, જે સુવિધામાં ઊર્જા વપરાશના નિયંત્રણને ધ્યાનમાં લે છે. નિયમનકારી કાયદાની પસંદગી ઑબ્જેક્ટના વેગ પર આધારિત છે: તે જેટલું મોટું છે, તેટલું વધુ જટિલ નિયમનકારી કાયદો. શીતકની હિલચાલની ગતિ વધારીને, રક્ષણાત્મક કવર (સ્લીવ) ની દિવાલોની જાડાઈ ઘટાડીને માપન ટ્રાન્સડ્યુસરનો સમય સતત ઘટાડી શકાય છે.

ઉત્પાદનની રચના અને ગુણવત્તાના પરિમાણોનું નિયમન

આપેલ ઉત્પાદનની રચના અથવા ગુણવત્તાને સમાયોજિત કરતી વખતે, પરિસ્થિતિ શક્ય છે જ્યારે પરિમાણ (ઉદાહરણ તરીકે, અનાજની ભેજ) સ્પષ્ટ રીતે માપવામાં આવે છે. આ પરિસ્થિતિમાં, માહિતીની ખોટ અને ગતિશીલ ગોઠવણ પ્રક્રિયાની ચોકસાઈમાં ઘટાડો અનિવાર્ય છે.

નિયમનકારની ભલામણ કરેલ યોજના જે કેટલાક મધ્યવર્તી પરિમાણ Y (t) ને સ્થિર કરે છે, જેનું મૂલ્ય મુખ્ય નિયંત્રિત પરિમાણ પર આધારિત છે — ઉત્પાદન ગુણવત્તા સૂચક Y (ti) આકૃતિ 4 માં દર્શાવવામાં આવ્યું છે.

ચોખા. 4. ઉત્પાદન ગુણવત્તા નિયંત્રણ સિસ્ટમની યોજના: 1 — ઑબ્જેક્ટ, 2 — ગુણવત્તા વિશ્લેષક, 3 — એક્સ્ટ્રાપોલેશન ફિલ્ટર, 4 — કમ્પ્યુટિંગ ઉપકરણ, 5 — નિયમનકાર.

કમ્પ્યુટિંગ ઉપકરણ 4, પરિમાણો Y (t) અને Y (ti) વચ્ચેના સંબંધના ગાણિતિક મોડલનો ઉપયોગ કરીને, ગુણવત્તા રેટિંગનું સતત મૂલ્યાંકન કરે છે. એક્સ્ટ્રાપોલેશન ફિલ્ટર 3 બે માપ વચ્ચે અંદાજિત ઉત્પાદન ગુણવત્તા પરિમાણ Y (ti) આપે છે.