Kontrolli i procesit

Inxhinier teknolog Trajan Ivanovski

Kontrolli i procesit

Për vitin III

Arsimi i mesëm profesional Teknik kimiko-teknologjik

Teknik i ushqimit

Shkup, 2012

Botues: MINISTRIA E ARSIMIT DHE SHKENCËS E REPUBLIKËS SË MAQEDONISË Rr. Mito Haxhivasilev Jasmin, p.n. Shkup

Recensentë:

1. Dr. Kiril Lisiçkov, profesor me korrespodencë në FTM, Shkup 2. Inxhinier i diplomuar Mediana Nikollovska, profesor, Shkollën e mesme.,, Orde Çopella,, - Prilep 3. Inxhinier i diplomuar Rajna Bogeska, profesor, Shkollën e mesme.,, Marija Kiri – Skllodovska,, - Shkup

Përkthyes: Sadulla KAMBERI Lektor: Shkëlzen HALIMI

�� . 22-4282/1 �� 28.07.2010 �� . Me vendim të Ministrit të Arsimit dhe Shkencës të Republikës së Maqedonisë numër 22-4282/1 të datës 28.07.2010, lejohet përdorimi i këtij libri.

CIP – �� "��.�� ", �� 621.317(075.3) �!#��!��, $�� %�� III �� : ��-�� : �� / $�� . - �� : �� , 2010. - 150 ��. : ��. ; 27 �� ISBN 978-608-226-142-3 COBISS.MK-ID 84284170

Shtypi: Grafi cki centar dooel, Shkup

Parathënie

Me fillimin e realizimit të programit arsimor nga lënda e Kontrollit të procesit për profilet teknik kimiko-teknologjik dhe teknik ushqimor, është paraqitur nevoja për botimin e librit adekuat për këtë lëndë. Duke iu falënderuar përvojave të mëparshme të fituara dhe mbështetjen nga kolegët gjatë përpunimit të dorëshkrimeve të përkohshme, mendoj se është momenti që të botohet libër nga kjo lëndë. Përmbajtjet që janë përfshirë në këtë libër janë adekuate për planin dhe programin mësimor, edhe pse në ato janë ngërthyer plotësime dhe fusha të tjera të caktuara janë thelluar. Gjithashtu, fushat tematike të përfshira nga matja dhe rregullimi automatik, teknika, automatizimi dhe drejtimi me proceset mund të jenë përherë të plotësuara dhe të aftësohen drejtë nevojave të kontrollit. Përmbajtjet janë paraqitur në mënyrë të qartë, të kapshëm, por edhe mënyrë e mjaftueshme profesionale dhe adekuate për nxënësit e kësaj moshe. Gjatë përpunimit të librit janë përdorur me tekste vizatime, fotografi, skema, diagrame dhe tabela nga librat e ndryshëm, revista ose ueb faqe të kompanive të njohura botërore nga fusha e teknikës, automatizimit dhe drejtimit me proceset. Kuptimet më të rëndësishme, shprehjet, formulat dhe rregullat në tekst në veçanti janë theksuar dhe janë shënuar. Ndjejë nevojë dhe obligim që t’u shprehë falënderim të madh të gjithë autorëve, kompanive, kolegëve dhe bashkëpunëtorëve tanë, si dhe të gjithë atyre që në mënyrë bujare kanë dhënë kontribut gjatë përgatitjes së këtij libri. Pres që me bashkëpunim të mëtejshëm, sugjerim dhe njohje të reja ato të më ndihmojnë për përmirësimin e kualitetit të përmbajtjeve të librit, për çka çdoherë ekziston hapësirë dhe mundësi.

Nga autori

3

I MATJA DHE AUTOMATIZIMI

Qëllimet mësimore:

Nxënësi: - Definon sisteme për matje, kontroll edhe për menaxhim - Përshkruan strukturë të sistemeve për matje, kontrollim edhe për menaxhim, - E sqaron funksionimin e sistemeve për matje, kontrollim dhe për menaxhim në proceset prodhuese - I sqaron shndërrimet dhe përpunimet e të dhënave të matura analoge dhe digjitale - Jep shembuj për sisteme matëse, rregulluese dhe menaxhuese

HYRJE – SISTEMET PËR MATJE, KONTROLLIM DHE PËR MENAXHIM

Fillimet e matjeve të madhësive të ndryshme fizike, kimike dhe teknike janë të lidhura me aktivitetet akoma më të hershme njerëzore në fushën e ekonomisë dhe të teknikës. Matja si procedurë paraqet marrje e të dhënave për vlerën e madhësisë së caktuar, por edhe krahasimi i tyre me vlerën referente që më parë të definuar të asaj madhësie të njëjtë.

Për shembull, temperatura e trupave tregohet në njësi oC, gjatë së cilës për t = 0 oC është

marrë pika e ngrirjes së ujit të distiluar, përderisa t = 100 oC është e marrë pika për vlimin e ujit. Shtypja e fluideve tregohet në njësitë N/m2, për derisa për vlerën referente nuk mund të merret shtypja atmosferike PATM = 101325 N/m2,,por vakumi absolut, P0 = 0 N/m2

Njësia matëse duhet të përcaktohet saktësisht, e njohur dhe e përsëritur. Gjatë zhvillimit industrial janë inkuadruar shumë njësi matëse edhe të standardizuara për vetitë elementare dhe të kryera fiziko-kimike. Gjatë kohës së matjes, madhësia matëse tregohet me numër matës dhe me njësi matëse, për shembull intensiteti i rrymës I = 10A. Kjo do të se vlera e matur është dhjetë herë më e madhe nga vlera e kontraktuar për njësinë e intensitetit të rrymës 1 A. Rezultatet nga matja gjatë zhvillimit industrial janë marrë në tre mënyra:

5

Kontrolli i procesit për vitin III

- matja me dorë dhe shënimet;

- matja dhe regjistrimi i të dhënave me pajisje matëse dhe regjistrator;

- automatizimi i matjes dhe përpunimi i rezultateve me llogaritës.

Sistemi paraqet përbërje – të më shumë elementeve detyra e së cilës është që të veprojnë bashkërisht për shkak të realizmit të qëllimit të caktuar – matjes, kontrollimit ose menaxhimit.

1. Sistemi për matje – shërben për matje dhe regjistrim të vlerave të ndonjë madhësie. Ai përmban objekt të matjes, aparatet matëse të përbëra nga pjesa matëse dhe nga pjesa e ndjeshme, bartës të sinjaleve, shndërrues dhe përforcues të sinjaleve (sipas nevojës).

2. Sistemi për rregullim - shërben për matje dhe mirëmbajtje të vlerave të ndonjë madhësie. Ai përmban objekt të rregullimit, pajisje matëse (e përbërë nga pjesa matëse dhe nga pjesa e ndjeshme), transmetues të sinjaleve, shndërrues të sinjaleve, shndërrues dhe përforcues të sinjaleve, pajisje ekzekutive, dhënës të vlerës dhe rregullator.

3. Sistemi për menaxhim – shërben për realizimin e veprimit menaxhues (drejtues) me të cilat

e shpie sjelljen e objektit në kah të dëshiruar. Ai përmban objekt drejtues, pajisje matëse (i përbërë nga pjesa matëse dhe pjesa e ndjeshme), transmetues të sinjaleve, shndërrues dhe përforcues të sinjaleve, pajisje ekzekutive, dhënës i vlerave dhe rregullator (llogaritës).

Fjalët kyçe: Matje, vlerë referente, njësi matëse, numër matës, pajisje matëse, sistem për matje, sistem për rregullim, sistem për menaxhim (drejtim).

6

Vlera e dhënë

(b)

Figura 1.1 RUAJTJA E SHTYPJES KONSTANTE Të SISTEMIT:

a) RREGULLIMI ME DORË; b) MEKANIZIMI (GJYSMË AUTOMATIKE); c) RREGULLIMI AUTOMATIK

Vlera e matur

c)


RËNDËSIA E SISTEMEVE PËR RREGULLIM AUTMATIK

1. Rregullimi automatik dhe industria bashkëkohore Përmes aplikimit të automatizimit dhe informatikës, arritjet e sotme në fushën e rregullimit

automatik të proceseve prodhuese, sistemeve transportuese dhe sistemet komunikuese e përmirësojnë kualitetin e mjeteve teknike, kushteve të prodhimit dhe të punës. Shkalla e automatizimit të proceseve paraqet tregues të kulturës së prodhimit në objekt të caktuar ekonomik.

2. Shembull: Ruajtja e madhësisë së caktuar të procesit (rrjedhja e gazrave) mund të ekzekutohet në mënyrat vijuese:

A) Rregullimin me dorë e realizon punëtori me lëvizjen e ventilit për rrjedhje të gazit me dorë. Kjo mënyrë e drejtpërdrejtë e kontrollit me dorë të pajisjes ekzekutive kërkon përdorim të energjisë muskulore, angazhim dhe rrezik nga lëndimi i njeriut. Metoda është e lirë, e thjeshtë, por edhe jo praktike. B) Rregullimin gjysmë automatik – e realizon punëtori me lëvizje të ventilit për rrjedhje të gazit përmes elektromotorit dhe kontrolluesit (drejtuesit) nga largësia. Kjo mënyrë ndërmjetësuese e kontrollit të mekanizuar mbi pajisjen ekzekutive nuk kërkon përdorim të energjisë muskulore, angazhimit fizik ose rrezikut nga lëndimi i njeriut. Metoda është e shpejtë dhe efikase, e lidhur me llogari dhe vlerësime të situatave. C) Rregullimin automatik – e realizon rregullatori, i cili reagon në ndryshime të vlerave të madhësive dhe me lëvizje të ventilit për rrjedhje të gazit përmes elektromotorit. Kjo mënyrë e drejtpërdrejtë e kontrollimit të automatizuar mbi pajisjen ekzekutive nuk kërkon përdorim të energjisë muskulore, angazhim fizik ose mendor, si dhe rrezikun nga lëndimi i njeriut. Metoda është e shpejtë dhe efikase, e bazuar në automatizimin e plotë të proceseve prodhuese dhe është e lidhur me llogaritje, detyra, përdorim të llogaritësve dhe rregullatorëve. Edhe pse e shtrenjton procesin, investimi shpejtë paguhet përmes rezultateve prodhuese.

Fig. 1 – Rregullimi me dorë, gjysmë automatik dhe automatik

7


3. Përparësitë dhe rëndësia e rregullimit automatik Rregullimi automatik është shkalla më e lartë e mekanizimit të proceseve prodhuese, e cila me aplikimin e metodave dhe mjeteve të automatizimit i shndërron makinat dhe proceset në automatike. Roli i njeriut në proceset e automatizuara dhe instalimet sillet në kreator, organizator dhe mbikëqyrës të sistemeve. Ai i projekton, konstrukton, zhvillon dhe i mbanë sistemet për kontroll ose për menaxhim Përfitimet dhe vlerat e rregullimit automatik mund të jenë nga pikëpamjet teknike dhe nga ato shoqërore: A) Tekniko - ekonomike

- produktiviteti i lartë i proceseve - transmetim i lartë dhe kualiteti i prodhimeve - çmimi i ulët dhe shpenzimet e gjysmëfabrikateve dhe energjisë - mbrojtja e punëtorit nga proceset e rrezikshme dhe të vështira - udhëheqja e proceseve shumë të shpejta dhe të komplikuara kimike, nukleare dhe të tjera

B) Shoqërore-kulturologjike - çlirimi i njeriut nga funksionet e përditshme monotone - mundësia për punë kreative dhe krijuese në repartet - logjika, përpunimi digjital i të dhënave dhe programet - standardi i lartë dhe kultura e të jetuarit - mbrojtja e mjedisit jetësor dhe mjedisit të punës

Fjalët kyçe: Rregullimi automatik, shkalla e rregullimit automatik, rregullimi me dorë, rregullimi gjysmë automatik, rregullimi automatik, mekanizimi, përfitimet dhe përparësitë tekniko – ekonomike dhe shoqëroro-kulturologjike

Pyetje dhe detyra: 1. Çka paraqet procedura e matjes dhe e menaxhimit me instalimet! 2. Proceset industriale? 3. Çka është njësia matëse dhe çfarë kushte duhet që të plotësoj 4. Sqaroje dallimin elementar mes sistemeve për matjen e sistemeve për rregullimin e të

madhësive fizike! 5. Përshkruaj karakteristikat e menaxhimit automatik! 6. Potencoi përparësitë tekniko –ekonomike të rregullimit automatik!

8


FUNKSIONI I SISTEMEVE PËR RREGULLIM AUTOMATIK

1. Sistemi për matje (përcjellje) të madhësive fiziko – kimike Sistemet që shfrytëzohen për matjen e madhësive fiziko –kimike të gjendjes së materieve dhe të proceseve janë të përbërë nga pajisjet adekuate matëse dhe elementet tjera plotësuese. Pajisjet matëse për disa madhësi janë paraqitur në Tabelën 1

Tabela 1- Aparatet matëse për madhësitë fiziko -kimikeLloji i madhësisë fiziko-kimike 1. Shtypja P (kPa)

2. Rrjedhja e fluidit F (m3/s) 3. Niveli i lëngjeve L (m)

4. Temperatura T (K) 5. Pozicioni s (mm) 6. Numri i rrotullimeve n (s-1)

7. Shpejtësia v (m/s) 8. pH - vlera 9. Intensiteti i rrymës elektrike I (A)

Instrumentet matëse Manometri, vakuumetri

Gazë matësi, ujëmatësi, matëse Venture Nivel matësi, notuesi

Termometri, termistori Zhiroskopi Matësi i rrotullimeve

Shpejtësi matësi, taksimetri pH-metri, kolorimetri Ampermetri, unimetri

Te fig. 2 është paraqitur struktura e një sistemi për matje të procesit të caktuar teknologjik të inkuadruar. Ai i përmban këto elemente vijuese, të cilat kanë funksione të caktuara në punën e këtij sistemi:

- pjesa e ndjeshme (reagon në ndryshimin e madhësisë që duhet të matet – gyp, sondë, membranë, lopata etj.

- Pjesa matëse (e matë vlerën e madhësive – tabela matëse, indikatori, ekrani etj.) - Transmetues (e bartë sinjalin nga pjesa e ndjeshme drejt asaj matëse – kabllo, gyp, tel etj.) - Shndërrues (e përkthen sinjalin nga njëra natyrë në tjetrën – spirale, transmetues, reaktiv

etj.) - Përforcues (e përforcon sinjalin matës – transformatori, pistoni, hundor etj.)

9

PË R F O R C U E S


Fig. 2 — Sistemi për matje

2. Sistemi për rregullim (mirëmbajtjen) e madhësive fiziko - kimike Sistemet që përdoren për rregullimin e madhësive fiziko – kimike të gjendjes së materieve dhe të proceseve janë të përbërë prej pajisjeve adekuate matëse dhe rregulluese, si edhe elemente plotësuese. Ato kanë funksione të caktuara në punën e këtyre sistemeve, por detyra e tyre e përbashkët është që ta ruajnë vlerën e madhësisë së nivelit të caktuar ose ta ndryshojnë sipas ligjshmërisë së caktuar.

Te fig. 3 është paraqitur struktura e një sistemi për rregullimin e temperaturës së dhomës në procesin e caktuar teknologjik (tharëse, furrë dhe e ngjashme). Sistemi përbëhet nga pajisjet dhe makinat që vijojnë:

1. Termometri 2. Ura elektrike matëse 3. Galvanometri 4. Potenciometri

5. Elektromotori 6. Reduktori 7. Dyer për ajër

Fig. 3 – Rregullimi i temperaturës në dhomë në procesin teknologjik

10

shkaktues

Objekti i rregulluar

Ajri i ftohur


Ndryshimi i temperaturës në dhomë indukton sinjal adekuat elektrik në galvanometër, i cili e ndryshon gjendjen e potenciometrit. Kjo pajisje përmes përforcuesit e kyç elektromotorin, i cili i hap ose i mbyllë dyert për sjelljen e ajrit të ftohur. Me këtë, ruhet temperatura në dhomë.

3. Sistemi për drejtim

Sistemet të cilët përdoren për drejtimin (menaxhimin) me proceset teknologjike, instalimeve dhe mjeteve transportuese janë të përbërë nga pajisjet matëse dhe rregulluese, pajisje ekzekutive, llogaritëse dhe elemente plotësuese. Ato kanë funksione të caktuara në punën e këtyre sistemeve, me detyrë të përbashkët t’i orientojnë objektet në kahun e dëshiruar. Te figura 4 është e treguar struktura e një sistemi për drejtim (menaxhim) me zjarr kundërajror nga topi, me ndihmën e radarit – llogaritës të preferuar, të cilët i caktojnë koordinatat e fluturueses, shpejtësisë së tij dhe parametrat tjerë të veprimit. Mbi bazë të atyre të dhënave, përforcuesi e zhvendos armën dhe e orienton nën këndin e caktuar të lartësisë, në momentin e veprimit.

Fig. 4 – Sistemi për drejtim (kahëzim) automatik

11

Aeroplani (qëllimi) Pika e takimit të paraparë e raketës dhe aeroplanit

Topi kundërajror me servomekanizëm për lëvizjen e gypit

Llogaritësi Radari Përfrcuesi Këndi i

lartësisë


Fjalët kyçe: Sistemi për matje, pajisjet matëse, pjesa e ndjeshme, transmetues, shndërrues, përforcues, sistemi për rregullim, rregullimi i temperaturës, sistemi për menaxhim (drejtim), - përbërje nga radari – llogaritësi.

Pyetje dhe detyra:

1. Cilat janë elementet bazë prej të cilave përbëhet një sistem për matje?

2. Përshkruaje funksionin e pjesës së ndjeshme dhe matëse të pajisjes matëse!

3. Potenco cilët elemente në sistemet përdoren për përpunimin dhe për bartjen e sinjaleve?

4. Sqaroje se si do të reagoj potenciometri në sistemin për mbajtjen e temperaturës në tharëse, nëse në dhomë nuk është arritur temperatura e dhënë.

5. Çfarë roli ka termostati në furrat elektrike dhe në bojlerët që përdoren nëpër shtëpi?

6. Potenco dhe sqaro se si funksionojnë disa sisteme në menaxhimin (drejtimin) automatik.

7. Heto nga literatura, revistat, dhe nga ueb faqet, diçka më tepër për sistemet për matje, rregullim dhe për menaxhim (drejtim)!

Rezyme:

Matja në industrinë e proceseve paraqet marrje të të dhënave për vlera të madhësive fiziko – kimike dhe ajo mund të kryhet me dorë me pajisje matëse ose e automatizuar. Sistemet në automatikë mund të jenë sisteme për matje, për rregullim dhe për menaxhim (drejtim). Sipas mënyrës sipas të cilës kryhet menaxhimi me proceset, dallohen me dorë, gjysmë automatike ose menaxhim (drejtim) automatik. Në strukturën e këtyre sistemeve ka pjesë të ndjeshme dhe matëse, transmetues, përforcues, rregullator, pajisje ekzekutive dhe të tjera. Këto elemente funksionojnë me detyrë të përbashkët të kryejnë matje, rregullim ose menaxhim (drejtim) me instalimet ose procesin.

12

II INSTRUMENTET PËR MATJEN E SHTYPJES

Tërësitë mësimore:

Nxënësi: - definon konceptin shtypje tek fluidet - e potencon rëndësinë e matjes së shtypjes në industri - e përshkruan konstruksionin e instrumenteve për matjen e shtypjes me indikator digjital - i klasifikon instrumentet për matjen e shtypjes - e përshkruan funksionimin e instrumenteve për matjen e shtypjes - lexon thëna nga instrumentet për matjen e shtypjes - kryen llogari lidhur me lidhur me matjen e shtypjes - e sqaron aplikimin e instrumenteve për matjen e shtypjes

MATJA E SHTYPJES

1. Definicioni : Shtypja paraqet forcë n e fluidit (lëngut, gazit) që vepron mbi njësinë sipërfaqes së enës në të cilën është vendosur.

P = F/A (N / m2)

Vlera prej 1 (N / m2) = (1 kg / m* s2) quhet paskal (1 Pa) për nderë të shkencëtarit Paskal, i cili e ka definuar shtypjen dhe i pari e ka llogaritur shtypjen hidrostatike. Matja e shtypjes atmosferike është shembulli më i dukshëm për ndryshimin e tij në varshmëri nga kushtet e kohës dhe nga lartësia mbidetare në të cilën gjendemi (Fig. 5).

Shtypja nuk vepron njëlloj në të gjitha kahet te të gjitha fluidet. Tek lëngjet ai vepron në drejtim të fundit edhe të mureve të enës deri ku është mbushur. Tek gazrat shtypja vepron njëlloj në të gjitha drejtimet në enë në të cilat ato janë vendosur.

13


Fig. 5 – Matja e shtypjes së ajrit dhe barometrat

2. Shtypja absolute, nën-shtypje dhe mbi-shtypje

- Shtypja absolute – është vlerë e shtypjes së matur në hapësirë të dhënë (P).

- Mbi shtypja – është vlerë e çdo shtypje më të lartë nga shtypja atmosferike. P1 = Pa + Pn

- Nën shtypja – është vlerë e çdo shtypje më të ulët nga shtypja atmosferike. P2 = Pa – Pv

Kur vlera e shtypjes është P0 = 0 N/m2, bëhet fjalë për vakum absolut, gjegjësisht për hapësirë pa ajër. Te fig. 6 është treguar matja e shtypjes atmosferike, mbi shtypje dhe nën shtypje me barometrin e Toriçelit dhe me U – manometrin me lëng.

14


P = G / A = � * g

* h

0 * A / A P = � * g * h0

P = (h2 – h

1)

* � * g

P = hn* � * g


P = (h1 – h

2)

* � * g

P = hv* � * g

Fig. 6 – Matja e shtypjes atmosferike, mbi shtypja dhe nën shtypja

15

Vakumi

Zhiva

Shtypja atmosferike

Shtypja atmosferike

Shtypja atmosferike


Fjalët kyçe: Shtypja, Paskal (1 Pa), shtypja atmosferike, lëngjet, gazrat, shtypja absolute, mbi shtypja, nën shtypja, vakumi

NJËSITË MATËSE DHE LLOGARITJET E SHTYPJES

1. Njësitë për matjen e shtypjes

Njësia elementare për matjen e shtypjes është 1 Pa = 1 (N / m2), e cila është e definuar sipas sistemit SI. Ajo është e kryer nga ligji i Dytë i Njutonit. Sipas së cilës forca është paraqitur në njësitë 1 (N) = 1 (kg * m / s2). Meqenëse kjo vlerë është e vogël, shpesh përdoren njësitë: 1 kPa = 103 Pa � 1 MPa = 106 Pa.

Bashkë me njësitë matëse, shpesh herë përdoren edhe njësitë e vjetër matëse nga sistemi teknik dhe njësive matëse anglo saksonike:

1 atm = 101325 Pa 1 at = 98100 Pa = 1 kp / cm2

1 kP/m2 = 9,81 Pa 1 bar = 105 Pa

1 mm Hg = 1,33 * 10

2 Pa 1 Lb / sq in = 6,89 * 103 Pa

- atmosfera fizike - atmosfera teknike - kilopond/ metër katror - bar - milimetri shtylla e zhivës - libra/ inçi katror

Shndërrimi dhe llogaritja e njësive të shtypjes realizohen me përdorimin e tabelave dhe formulave për konvertim, të cilat janë të rëndësishme gjatë zgjidhjes së detyrave problemore lidhur me matjen e shtypjes. Shembulli 1: Të llogaritet vlera absolute e shtypjes në rezervuar në të cilin është matur shtypja nga ��Të merret vlera e shtypjes atmosferike �� Zgjidhje: Duke u nisur nga shprehja për caktimin e mbi shtypjes, �� me zëvendësim të vlerave të konvertuara të njësive do të fitojmë

��

��

��

16

Kontrolli i procesit për vitin III 2. Shkaqet për matjen e shtypjes

Shkaqet më të rëndësishme pse paraqitet nevoja nga matja e shtypjes në industri dhe në ekonomi janë këto në vijim:

- caktimi i gjendjes së gazrave dhe të lëngjeve - llogaritja e sasisë së gazrave dhe të lëngjeve - proceset kimike dhe operacionet zhvillohen gjatë shtypjes së caktuar - shtypja ndikon te kinetika e reaksioneve kimike - transporti dhe magazinimi i fluideve zhvillohet nën shtypje - me matjen e shtypjes kryhet rregullimi i tyre te vlera e caktuar

Fjalët kyçe: Njësitë, SI sistemi, 1 Pa =1 (N / m2), atmosfera fizike, atmosfera teknike, bari, shkaqet, gjendjet, sasitë, proceset kimike, transporti dhe magazinimi, rregullimi

Pyetje dhe detyra:

1. Tregoje definicionin për shtypjen e fluideve!

2. Çka paraqet shtypja prej 1 Pa dhe si llogaritet kjo vlerë?

3. Çfarë është dallimi mes barometrit dhe U – manometrit për matjen e shtypjes?

4. Të caktohet vlera e shtypjes së përgjithshme në rezervuarin në të cilin është matur mbi shtypja prej Pv = 10 kPa. Të llogaritet se vlera e shtypjes atmosferike është P� = 1 bar.

5. Caktoje lidhjen mes gjendjes së gazit ose të lëngut dhe shtypja e tyre!

6. Caktoje se cila vlerë e shtypjes është më e madhe: P1 = 2,5 atm ose P2 = 25 000 kP/m2.

7. Çfarë ndikimi ka shtypja mbi shpejtësinë dhe baraspeshën e reaksioneve kimike?

17


PAJISJET ELASTIKE E DOFORMUESE PËR MATJEN E SHTYPJES

1. Parimi i matjes Manometrat, të cilat përmbajnë elemente elastike e deformuese, nën ndikimin e shtypjes

mbi pjesën e ndjeshme në kthim deformohen për shkak të vetive të tyre elastike. Ndryshimi i pozitës së tyre varet nga madhësia e shtypjes që vepron mbi ato dhe ajo lexohet përmes shigjetës matëse dhe tabelave, gjegjësisht indikatorin elektrik.

Këto instrumente matëse, për dallim nga pajisjet e gravitetit, si që është U – manometri ose peshorja me zile, kanë përdorim shumë të madh industrial meqenëse janë shumë të thjeshta sipas konstruksionit, kompakte dhe të lehta për përdorim. Pjesa e ndjeshme tek këto pajisje është e përpunuar nga materialet elastike: metale, legura, gomë, plastikë dhe të ngjashme.

2. Konstruksioni dhe mënyra e matjes së manometrave �) Membrana elastike – pajisja përbëhet nga membrana elastike (2), e vendosur mes dy

kallove (1), të bashkëngjitur drejtë hapësirës shtypja e të cilit matet. Lakimi (dredhimi) i membranës bartet mbi sistemin prej boshtit (3), nyjës (4,6) dhe llozet (5 dhe 8), shtrati (6) të dhëmbëzorit (9 dhe 10). Ato e lëvizin shigjetën (11) mbi tabelën matëse, në të cilën janë shkaktuar njësi për matjen e shtypjes (kPa, bar...).

Këto pajisje elastike janë më pak të ndjeshme në goditje dhe në dridhje (vibracion), janë rezistues në lëngje viskoze dhe agresive, por edhe më pak lineare gjatë zhvendosjes më të madhe nga gypi i i Burdonit.

Fig. 7 �) – Manometrat dhe membrana elastike

18

Diafragma izoluese

gypi Qelq / metal

Membrana piezo rezistuese


Fig. 7 b) – Manometrat me membrana elastike

B) Gypi i Burdonit – kjo pajisje është e përbërë nga gypi – S, e bashkëngjitur ndaj hapësirës shtypja e të cilit matet me shtrat të njërit skaj, derisa skaji tjetër është i mbyllur dhe i bashkëngjitur drejt llozit dhe mekanizmit për bartje të sinjalit të shtypjes. Në tabelën matëse janë shënuar intervali adekuat dhe njësia për matjen e shtypjes (kPa, bar...).

Formula e përgjithshme e shtypjes me këtë gyp është dhënë me shprehjen: �� = � * K / EI * (P1 – P2)

Ku: �� – këndi i lakimit – konstanta e dimensionit

(0)

EI – moduli i elasticitetit të materialit P1 – P2 – dallimi mes shtypjeve në gyp dhe jashtë saj

Fig. 8 �) – Gypi dhe matësit diferencial të shtypjes

19


Fig. 8 b) – Modelet e ndryshme të gypit të Burdonit

C) Stomaku (shakulli) elastik – pajisje që përbëhet nga gypi, barqe dhe spirale të kyçura drejtë mekanizmit për matje të gjatësisë së zhvendosjes nën ndikimin e shtypjes. Sistemi nga membranat e bashkuara me gyp qendror në mënyrë aksiale mblidhet (bymehet) ose zgjatet gjatë ndryshimit të shtypjes dhe vlera e tij matet përmes shprehjes:

�L = n * K

0 * (R

n + R

v)

* (P

1 – P2) / 4d3(m)

Ku: �L – barku i zgjatur 0 – konstanta dimensionale Rn,

Rv – gjysmë diametri i barkut

P1 – P2 – dallimi mes shtypjes në gyp dhe jashtë saj d – trashësia e barkut

Barqet elastike shpesh instalohen në brendinë e rregullatorëve pneumatik, meqenëse janë shumë me ndjeshmëri të lartë në ndryshimet e vogla të shtypjes. Kanë diametër prej 8 deri më 300 mm, me numër të kallëpeve prej 10 deri më 30. Ekzistojnë barqe të vendosura me kallëpe valore të dukshme të vendosura në mënyrë radiale, me hapje për kyçje drejtë hapësirës matëse dhe mekanizëm të vendosur për matje (shigjetë, elektromagnet etj.)

20

Spiralja gypore

Skaji i lirë

i mbyllur

Manometri me spirale gypore prej llojit “C”

Leva për

rregullim

Mbi shtypja

vakumi


Fig. 9 – Barqet elektrike me alarm dhe me indikator elektrik

3. Karakteristikat dhe aplikimi i pajisjeve

Manometrat deformues elastik matin shtypje me precizitet të lartë, mbi bazë të deformimit elastik të pjesës së ndjeshme të pajisjes. Kanë konstruksion të ndërlikuar dhe mekanizma të ndjeshëm të bartjes së sinjalit, të cilët mund të jenë mekanike ose nga lloji elektrik. Elementi i ndjeshëm i këtyre matësve është kyçur drejtë elementit për shndërrimin e sinjalit mekanik në elektrik, si për shembull: teli metalik, rezistori, elektromagneti, kondensatori, gypi piezo-elektrik etj. Materialet që janë përpunuar pjesët e ndjeshme elastike janë klasifikuar në 4 grupe:

- Grupi i I – bronz, mesing, fosfobronz, bronzi i i silicit, moneli - Grupi i II – bakër- legura e beriliumit, K-monel, legura e nikelit, insoneli - Grupi i III- çeliku i leguruar lehtë - Grupi i IV – goma, plastika, cefloni, pëlhura

21


4. Vetitë e pjesëve të ndjeshme elastike

�) Aftësia e deformimeve kthyese (elasticiteti) b) Koeficienti i ultë i bymimit (zgjerimit) termik t

c) Rezistenca në korrozion dhe kimikale ç) Qëndrueshmëria e shtypjes së lartë d) Ndjeshmëria te ndryshimet e vogla të shtypjes e) Preciziteti gjatë matjeve të përsëritura dhe saktësia në matjet e vlerave të shtypjes

5. Format konstruktive të manometrave me elemente elastike

�) Spiralja në formë kërmilli- gypi i Burdonit me elasticitet të lartë dhe ndjeshmëri në ndryshimet më të vogla të shtypjes. b) Gypi mbrojtës – gypi i Burdonit me elementë të vendosur për mbrojtje nga tejkalimi i intervalit të matjes së shtypjes. c) Diafragma e rrafshët – membrana me ndjeshmëri të lartë, e cila reagon edhe në ndryshimet më të vogla të shtypjes. ç) Mbrojtja me membranë të gomës – nga veprimi i materieve kimike dhe korrozionit.

�) Spiralja në formë të kërmillit

22

b) Gypi mbrojtës

senzori i shtypjes Rezervuari

me lëngje

Kutia me instrument

kapilari

eventual për rregullim

impuls

c) Diafragma e rrafshët


d) Mbrojtja me membranë të gomës Fig. 10 – Format konstruktive të manometrit

Fjalët kyçe: elastike, deformuese, indikatori elektrik, materiale elastike, membrana, gypi i Burdonit, stomaku, kallëpe me valë të dukshme, karakteristikat, elementi për shndërrim, vetitë, ndjeshmëria, preciziteti, saktësia, spiralja në formë kërmilli, gypi mbrojtës, diafragma e rrafshët, membrana e gomës

Pyetje dhe detyra:

1. Cilët janë përparësitë e manometrit me elemente elastike deformuese në raport të manometrave të gravitetit?

2. Përshkruaj konstruksionet dhe mënyrën e matjes së shtypjes së membranave elastike? 3. Në cilin kah do të lakohet gypi i Burdonit nëse është matur dallimi i shtypjes P1 – P2 = 500

kp / m2? 4. Llogarite zgjatjen e stomakut elastik të manometrit, �L (m), nëse është matur dallimi i

shtypjes P1 – P2 = 100 kp/m2. Konstanta e pajisjes bënë 0 = 0,5 kp/ m5, diametrat e stomakut Rn

= 10 cm dhe Rv= 9cm, trashësia d = 0,005 m dhe numri i stomakëve është 10.

23

drejtë instrumentit

ajri

hapja Membrana e gomës


5. Prej cilëve materiale janë të përpunuara stomakët (barqet) elastik, membranat dhe gypat për matjen e shtypjes?

6. Sqaroje se a është e mundur dhe si kryhet shndërrimi i sinjalit të shtypjes së fituar nga manometri në sinjal elektrik të indikatorit matës?

7. Cilët janë karakteristikat më të rëndësishme mekanike dhe teknike të manometrit me elemente elastike?

8. Çfarë roli kanë gypi mbrojtës dhe gypi spiral kërmillor gjatë matjes së shtypjes?

INSTRUMENTET PËR MATJEN E VAKUUMIT

1. Matja e nën shtypjes (vakumit) Matja e secilës shtypje më të ulët nga shtypja atmosferike (P < Pa), respektivisht e nën shtypjes bazohet te përdorimi i instrumenteve të njëjtë me ato që shërbejnë për matjen e shtypjes së lartë. Ato përmbajnë aparate me peshore, barqe elastike dhe membrana, por edhe elemente speciale, të cilët shtypjen e ulët e matin përmes efektit elektrik, jonizues dhe termik.

- Rasti specifik është matja e shtypjes së ulët prej 0,013 kPa, i cili llogaritet për vakum absolut. Ajo është vlera e cila i përgjigjet P = 1 mm Hg shtyllës.

2. Konstruksioni dhe mënyra e matjes së vakuum metrave

A) Vakum metri me bark – këto aparate përdorin një ose dy barqe elastike, të cilët janë të vendosur në kuti speciale nga e cila është nxjerrë ajri. Aparati me një bark duhet patjetër që ta realizoj në mënyrë hermetike, meqenëse mund të ndodhë gabim në matje të vakumit nëse në kutinë hyjnë gazra. Te aparati me dy barqe shtypja nga ana e jashtme e barqeve mund të jetë normale, meqenëse ato janë të lidhura me lidhje për balancim që t’i evitoj gabimet e mundshme në matje.

Për matjen e P < 0,01 mm Hg përdoret vakum metri me diafragmë të kyçur te qarku i rrymës, e cila i balancon forcat elastike me ato elektrike. Barqet maten sipas parimit të deformimeve elastike dhe bartjes së sinjaleve mbi mekanizmin prej shigjetës dhe tabelës ose indikatori elektrik.

24


Fig. 11 – Vakum metri me barqe, vakum metrat dhe senzorët

B) Vakum metri i Piranit Vakum metrat që matin shtypje mbi bazë të përçueshmërisë termike janë aparate të thjeshta, të cilët japin sinjal elektrik, por janë më pak precize gjatë matjes. Ato përmbajnë tela prej volframit, të cilat e nxehin gazin që hynë në dhomën e aparatit dhe e humbin nxehtësinë për shkak kondukcionit të nxehtësisë. Ky ndryshim varet drejtpërdrejt nga shtypja e gazit në fusha të ulëta dhe të mesme, ndërsa në fusha të larta temperatura gati se nuk ndryshon (10 mm Hg). Sinjali i shtypjes së matur në pjesën e ndjeshme shndërrohet në atë elektrik me ndihmën e termoelementit ose rezistorit. Madhësia e shtypjes (vakumit) varet edhe nga natyra e gazit, dhe për atë shkak vlerat lexohen prej diagramit të posaçëm. Ekzistojnë versione adekuate të vakum metrit termik me termoelement ose rezistor, të cilët gjithashtu e matin ndryshimin e nxehtësisë të elementit të ndjeshëm gjatë rritjes së shtypjes.

25

Veprimi i shtypjes atmosferike

Lidhëse (kyçëse)


Fig. 12 – Vakum metri termo përçues dhe elektrik i Piranit

C) Vakum metri jonizues

Vakum metri përmban katodë nga teli i skuqur, e cila emiton elektrone dhe rrjeta metalike – anoda, mbi të cilën tubohen jonet e gazit, i cili elektrizohet gjatë ndeshjes së molekulave me elektronet e emetuara. Me atë mbyllet qarku elektrik në aparatin dhe induktohet rryma elektrike, që është adekuate në madhësinë e shtypjes së gazit.

Meqenëse e ekzistojnë probleme me bartjen e ngarkesave, përdoret modeli më i ri i vakum metrit jonizues me katodë të ftohtë, te të cilët elektronet kalojnë shteg më të gjatë nëpër fushën magnetike para se të grumbullohen mbi anodën. Për shkak të asaj, këto pajisje mund të regjistrojnë shtypje të ulëta deri më 10 -6

mm Hg. Gazrat e jonizuara krijojnë rrymë me intensitet të ndryshëm, në varshmëri nga natyra e gazit dhe nga kushtet e tjera.

Fig. 13 – Vakum metri jonizues i Filipit

26


Fjalët kyçe: Nën shtypje, vakumi, barqet, membranat, vakumi absolut, dy barqe elastike, pajisje me dy barqe, vakum metri i Piranit, indikatori elektrik, përçueshmëria termike, volframi, vakum metri jonizues, katoda e ftohtë

Pyetje dhe detyra:

1. Cilat janë parimet mbi të cilin funksionojnë instrumentet për matjen e vakumit?

2. Sa është vlera e shtypjes nën të cilën ai llogaritet për vakum absolut?

3. Sqaroje shkakun pse vakum metri konstruktohet me dy barqe!

4. Përshkruaj konstruksionet dhe mënyrën e matjes së vakum metrit të Piranit!

5. Mbi cilat parime matet vakumi me vakum metrin jonizues?

6. Si zgjidhet problemi me bartjen e joneve nëpër vakum metrin jonizues gjatë matjes së shtypjeve më të ulëta?

7. Hulumto nga literatura, revistat dhe nga ueb – faqet diçka më tepër për matjen e shtypjes dhe për aplikimin e pajisjeve matësen industri

Rezyme:

Shtypja paraqet forcë të fluidit e cila vepron mbi njësinë e sipërfaqes së enës në të cilin ai është i vendosur. Definohen konceptet: shtypja absolute, nën shtypja, dhe mbi shtypja (vakumi). Njësia matëse për shtypje është 1 Pa = 1 N/m2, por shpesh përdoren edhe 1 atm, 1 bar ose 1 kP/m2.. Shtypja është e rëndësishme gjatë caktimit të gjendjes së gazrave dhe të lëngjeve, për llogaritje dhe për zhvillim të proceseve dhe operacioneve kimike, si dhe për transportimin dhe për magazinimin e fluideve. Manometrat, të cilët përmbajnë pjesë elastike deformuese, deformohen për shkak të vetive të tyre elastike. Ato janë përpunuar nga materialet elastike, në formë të membranës elastike. Gypit të Burdonit (S) dhe të barkut elastik. Matjen e kryejnë me zhvendosje nën veprimin e shtypjes. Këto pajisje janë me precizitet të lartë, koeficient të ulët të zgjerimit termik t

, të rezistueshëm në korrozion dhe kimikale dhe ndjeshmëri në ndryshime të vogla të shtypjes. Ekzistojnë forma të ndryshme konstruktive të manometrave me indikator elektrik.

27


Matja e nën shtypjes (vakumit) gjithashtu kryhet me pajisje me barqe elastike dhe membrana, por edhe m,e pajisje speciale. Vakum metrat me barqe kryejnë balancimin dhe matin mbi parim të deformimeve elastike. Vakum metri i Piranit mat mbi bazë të përçueshmërisë termike të gazit. Vakum metri jonizues me katodë të ftohtë e matë shtypjen e gazit, e cila elektrizohet nga elektronet e emetuara.

28

III INSTRUMENTET PËR MATJEN E NIVELIT


Nxënësi:

- definon kuptim të nivelit të lëngjeve - e thekson rëndësinë e matjes së nivelit në industri - e përshkruan konstruksionin e instrumenteve për matjen e nivelit - i krahason instrumentet për matjen e nivelit me ose pa indikator digjital - e përshkruan funksionimin e instrumenteve për matjen e nivelit - lexon të dhëna nga instrumentet për matjen e nivelit - kryen llogaritje lidhur me matjen e nivelit - e sqaron aplikimin e instrumenteve për matjen e nivelit

MATJA E NIVELIT TË LËNGJEVE

1. Definimi i nivelit Niveli L (m) paraqet sipërfaqe të kufirit ndarës mes dy fluidëve të cilët nuk përzihen – si lëng dhe lëng ose lëng dhe gaz (ajër). Më shpesh, në praktikë niveli matet te lëngjet në enë të hapura dhe të mbyllura dhe rezervuare. Në rastin special mund të flitet për matjen e nivelit të materieve të forta të fluidizuara, te të cilat thërrimet kanë diametër të mikronit 2. Shkaqet për matjen e nivelit Edhe pse niveli i lëngjeve nuk bën pjesë në vetitë e tyre elementare, ajo është madhësi e rëndësishme, e cila është e lidhur me gjendjen e tyre, rrjedhjen e proceseve teknologjike dhe me gjendjen e pajisjeve të procesit – reaktorëve, kolonat për distilim, absorbim dhe për ekstraktim, rezervuarëve etj. Niveli caktohet në rastet vijuese:

29


� Të vërtetohet sasia e lëngjeve në enë dhe në rezervuarët � të caktohet nevoja për kryerjen e proceseve dhe operacioneve të caktuara � të matet shtypja në rezervuarët / enët � të përcillet gjendja e lëngjeve në rezervuare për shkaqe sigurie � të kryhet rregullimi i nivelit në pajisjet etj.

3. Procedurat e matjes së nivelit Niveli i lëngjeve në enët është madhësi e rëndësishme e procesit, e cila matet për shkak të përcjelljes së gjendjes dhe ndryshimeve në rezervuare, enët nën shtypje, enët e hapura, shtigjet dhe në pajisje të tjera. Instrumentet për matje të nivelit mund të klasifikohen në 3 grupe, në varshmëri nga natyra e lëngjeve dhe nga parimi mbi të cilin ajo matet. Në tabelën 2 janë treguar llojet e matësve të nivelit në industrinë e procesit.

Tabela 2 – Ndarja matësve të nivelit

1. Matësit mekanik Parimi i matjes: Metodat direkte me shtypje Lëngjet: jo agresive, jo toksike, në enë jo hermetike Pajisjet: - qelq i tejdukshëm - matëse me notues - matëse me lundrues

Fjalët kyçe:

2. Matësit hidrostatike Parimi i matjes: Ligje të shtypjes hidrostatike Lëngjet: agresive, djegëse, toksike, në enë hermetike Pajisjet: - gypa hidrostatik - matëse me membrana

3. Matësit elektrik Parimi i matjes: Ndryshimet elektrike dhe tjera

Lëngjet: Agresive, djegëse, avulluese, toksike, në enë hermetike

Pajisjet: - matëse me elektroda - matëse me fotoqeli - Matëse me ultrazë - matëse rezistuese

niveli, sipërfaqja, lëngu dhe gazi, procesi teknologjik, sasia e lëngjeve, shtypja, rregullimi, instrumentet, matëset mekanike, matëset hidrostatike, matëset elektrike

30


MATËSET MEKANIKE TË NIVELIT

1. Matja e nivelit në rezervuare të hapura Në këtë grup të pajisjeve mund të vendosen të gjitha matëset që shërbejnë vetëm për matje dhe për regjistrimin e nivelit në rezervuare jo hermetike., pa bartje dhe shndërrim të sinjalit në atë elektrik. Lëngjet që magazinohen në këto rezervuare nuk guxojnë të jenë të djegshëm, avullues ose toksik

2. Konstruksioni dhe funksioni i matësve �) Matëse me notuese – këto pajisje përbëhen nga notuese, litar, makare, dhe kundër peshore, që e bartë shigjeta dhe e lëvizë sipas gjatësisë së shkallës matëse. Gjatë ndryshimit të nivelit të lëngut në enë, notuesja e cila është nga materiali i lehtë, noton mbi sipërfaqen e vetë, ngjitet lartë ose lëshohet, e lëvizë shigjetën dhe e tregon nivelin e vetë. Kur notuesja është lartë, peshorja lëshohet, që do të thotë se gjatë rezervuarit të plotë ai është në pikën më të ulët. Për atë shkak tabela është e vendosur ndryshe. Ekziston edhe pajisje me makare e cila është e kapur dhe pas saj gjendet tabela matëse. Dy pajisjet përdoren gjatë ndryshimeve më të vogla të nivelit. Mekanizmat janë të ndjeshëm dhe në kulmin e rezervuarit ekziston hapje, për shkak të së cilës pajisjet nuk janë të aplikueshme te të gjithë lëngjet. B) Shndërrues me notuese magnetike – pajisja përdoret në rastet kur duhet që të matet niveli i materieve që digjen, avulluese dhe lëngje toksike në rezervuare hermetike. Rreth gypit të salduar është vendosur notuese me unazë magnetike, të cilën e përcjellë lëngu dhe me vete e lëvizë magnetin e brendshëm. Ky magnet e bartë sinjalin e indikatorit elektrik.

Fig. 14 �) – Matëse me notuese dhe shndërrues me notues magnetik

31


Fig. 14 b) – Matëse me notuese magnetike

�) Matës me zhytës – zhytësi është bërë nga materiali më të ngjeshur nga lëngjet niveli i të cilave matet. Ai është zhytur në atë, kryen shtytje sipas ligjit të Arkimedit dhe ngrihet ose lëshohet me lëngun. Mundet që të përmbaj indikator ose regjistrator të nivelit, të përbërë nga shkruesi që i shënon vlerat e shiritit.

C) Qelq matës përbëhet nga gypa të qelqit, të cilat janë bashkëngjitur drejt rezervuarit

të pjesës së poshtme dhe të majës. Mbi parimin e enëve të ngjitura, niveli i lëngut në gypin është e barabartë me nivelin e enës. Menisku i lëngjeve që është vërejtur në gypin në realitet është indikator i nivelit që matet në enë. Gypat janë të bashkëngjitur përmes çezmave drejtë hapjeve, janë përpunuar nga qelqi i trashë dhe përforcohen me manshetë metalike sipas gjatësisë, në rast të shtypjes së lartë në enë.

Fig. 15 – Matës me zhytës dhe qelq matës reflektues

32


Fjalët kyçe: Rezervuar të hapur, matës me notues, kundërpeshë, makare, notuese magnetike, zhytës, qelq matës, enë të bashkuara

Pyetje dhe detyra: 1. Çka paraqet niveli i lëngjeve? 2. Cilat janë shkaqet elementare për matjen dhe rregullimin e nivelit të lëngjeve? 3. Theksoi rastet e ndryshme të matjes së nivelit dhe pajisjet adekuate për këto lëngje! 4. Përshkruaj konstruksionet dhe parimin e matjes së nivelit të lëngjeve me pajisjet me

notuese dhe me qelq matës! 5. Kur gjen aplikim shndërruesi i nivelit me notues magnetik? 6. Si thotë ligji i Arkimedit, i cili përdoret gjatë matjes se nivelit me zhytës?

MATËSIT HIDROSTATIK TË NIVELIT

1. Matja e nivelit në rezervuare të mbyllura dhe në enë nën shtypje Në këtë grup të pajisjeve bëjnë pjesë matësit e veçantë që shërbejnë për matjen dhe

regjistrimin e nivelit edhe në rezervuar hermetik, në të cilët janë vendosur lëngje agresive, që ndizen, të avullueshme ose lëngje toksike. Parimi themelor i matjes së nivelit me matëse hidrostatike bazohet në barazimin e shtypjes hidrostatike, sipas saj shtypja varet nga lartësia e shtyllës së lëngut në rezervuar.

P = � *

g *

h(N / m2) Ekzistojnë disa matëse të tilla, që e matin shtypjen në rezervuar, dhe pastaj nga ai e përcakton nivelin e lëngut L (m).

- Matëse me nivel referent - Matëse me lëshimin e ajrit - Matja e shtypjes në enë të mbyllur

2. Konstruksioni i matësve dhe matja e nivelit �) Matëse me nivel referent – kjo matëse shfrytëzon membranë elastike, me të cilën matet

shtypja në fund të rezervuarit me lëng. Ajo është e vendosur në pikën zero, në të cilën shtypja është më e lartë, ndërsa nga ajo do të caktohet niveli i lëngut.

33


P = � * g * h, prej nga h = P/(g * �) (m) B) Matëse me lëshimin e ajrit – gjatë lëshimit të ajrit nëpër membranë, vjenë deri te barazimi i shtypjes hidrostatike me shtypjen e ajrit, që sjellë deri te caktimi i nivelit.

C) Matëse e shtypjes në enë të mbyllur – vjen deri te barazimi i shtypjes në rezervuarin me shtypje të lëngut manometrik në gyp, nga ku gjatë gjendjes së baraspeshës caktohet niveli i lëngut në rezervuar

. P = P1 – P2 = � *

g * h + P� - P�

P = � * g

* h (kPa)

3. Llogaritja e nivelit nga vlera e matur e shtypjes

P = � * g

* h (N/m2) h = P / (� * g) (m)

� – Dendësia e lëngut (kg/m3) g – Nxitimi i Tokës (m/s2)

Shembull 1: Në enë me ujë, dendësia e të cilës � = 1000 (kg/m3), është matur dallimi i shtypjes me enë të mbyllur P =100000 (N / m2). Të llogaritet niveli i shtyllës së ujit h (m), gjatë vlerës së nxitimit të Tokës g = 9,81 (m/s2)!

Duke u nisur nga zgjidhja e barazimit të shtypjes hidrostatike, sipas së cilës

h = P / (� * g) (m) h = 100.000 /1.000 * 9,81 (m) h = 10,1 (m)

Fig. 16 – Matëse hidrostatike me nivel referent dhe matëse me manometër

34


Fjalët kyçe: Rezervuare të mbyllura, shtypja hidrostatike, matëse me nivel referent, me lëshimin e ajrit, në enë të mbyllur, pika zero, baraspeshimi

Pyetje dhe detyra:

1. Sqaroje parimin e matjes së nivelit me matëse hidrostatike të nivelit.

2. Theksoi se për cilat lloje të lëngjeve mund të shfrytëzohen matëset hidrostatike të nivelit

3. Përshkruaje mënyrën e matjes së nivelit me matësen referente!

4. Sa do të jetë lartësia e shtyllës së lëngut h (m) në rezervuarin në të cilin është matur shtypja hidrostatike P = 500 (� N/m2) nëse dendësia e lëngut është � = 1200 (kg/m3), nxitimi i Tokës është g = 9,81 (m/s2)!

5. Çka ndodhë në brendinë e matëses së shtypjes në enë të mbyllur gjatë matjes së nivelit?

MATËSE ELEKTRIKE TË NIVELIT

1. Matëset e nivelit me ndryshimet elektrike Matëset elektrike të nivelit janë pajisje të ndryshme, të cilat bazohen te ndryshimi i elektro- rezistencës, kapacitetit ose intensitetit të rrymës elektrike në elektrodat e vendosura në rezervuar. Për atë shkak përdoren lloje të ndryshme të elektrodave, ndërsa me ato edhe instrumente adekuate matëse ose indikator të nivelit të lëngut.

2. konstruksioni i matësve dhe matëse të nivelit �) Matëset rezistuese – përmbajnë dy elemente rezistuese, të lidhura me rele elektrike. Përdoret për matjen e nivelit të elektroliteve (komponim të kripërave, acideve, bazave etj.)

B) Matëse e kapacitetit të nivelit – pajisja përdoret gjatë matjes së nivelit në rezervuar me lëngje dy-elektrike dhe me jo-elektrolite. Përdor dy elektroda me shtresë izoluese mbrojtëse. Punon mbi bazë të parimit të ndryshimit të kapacitetit në elektrodat. (Ekziston ndryshim i konstantës dy-elektrike nga temperatura e lëngjeve).

35


Fig. 17 – Matëse të nivelit mbi bazë të rezistencës dhe kapacitetit elektrik

36


Fig. 18 – Matja me ultrazë, matëse optike me fotoqelizë dhe matëse piezoelektrike e nivelit

37


C) Matëse ultrazëri e nivelit – pajisja përmban emetues dhe pranues të ultrazërit, të cilët e caktojnë kohën e transferimit nga njëri deri në tjetrin element ose nga kufiri i sipërfaqes së lëngut. Mund të montohet te pozicioni i ndryshëm në rezervuare, në varshmëri nga ajo se a janë nën tokë ose mbi tokë.

Ç) Matëse optike e nivelit (fotoqeliza) – instrumentet për matje të nivelit me fotoqelizë ose me burim të dritës bazohen në matjen e absorbimit të dritës në lëngje ose të reflektimit të saj nga sipërfaqja e lëngjeve.

Fotoqeliza indukton rrymë elektrike, intensiteti i së cilës është kundër proporcionale e

nivelit të lëngjeve në rezervuarin I (mA) = f [ L (m)], për shkak të absorbimit të rrezeve në atë. 3. Matja e nivelit në enë të mbyllura hermetike Problemi me matjen e nivelit në enë hermetike është i komplikuar për zgjidhje, nëse në atë

magazinohen lëngje që janë të natyrës që shpërbëhen, avulluese ose agresive, të cilat munden negativisht të ndikojnë në pajisjet matëse. Pavarësisht nga kjo, niveli duhet patjetër që të matet edhe në ato kushte, meqenëse nga ai caktohen shtypja, sasia e fluidit, gjendja në rezervuare etj. Karakteristika e përbashkët e pajisjeve matëse elektrike për caktimin e nivelit është se ato i përdorin vetitë e lëngjeve që i përcjellin dhe që sinjalin e fituar e përkthejnë në elektrik. Për këtë qëllim, në pajisjet montohen elementet vijuese për shndërrimin e sinjaleve: elektrodat, rezistorët, fotoqelizat, rele, tabela mekanike matëse, indikator elektrik, ekrane regjistrator etj.

Fjalët kyçe: Matëse elektrike, kapaciteti, intensiteti i rrymës elektrike, matëse rezistuese, matëse e

kapacitetit, elektrodat, ultrazë, fotoqelizë, absorbimi i dritës, matëse piezoelektrike (vibrator elektrik), hermetike, që prishen, agresive, elemente shndërruese

38


Pyetje dhe detyra:

1. Cila është karakteristika e përbashkët e të gjithë matësve elektrike të nivelit të lëngjeve?

2. Përshkruaje parimin e matjes së nivelit të matëses rezistuese!

3. Kur mundet që të përdoret matësja e nivelit me elektrodat kontaktuese?

4. Çfarë karakteristika dhe aplikime ka matësja piezoelektrike e nivelit?

5. Sqaroje mënyrën e matjes të nivelit me instrumentit me fotoqeli!

6. Si janë të konstruktuara matëset e nivelit të dedikuara për matjen e rezervuarëve speciale dhe hermetike?

7. Hulumto nga literatura, revistat dhe nga ueb –faqet nga interneti diçka më tepër për matjen e nivelit dhe për aplikimin e pajisjeve matëse në industri.

Rezyme: Niveli L (m) paraqet sipërfaqe të kufirit ndarës mes dy fluideve, të cilat nuk përzihen-lëng dhe lëng ose lëng dhe gaz. Ajo matet tek lëngjet në enë të mbyllura dhe të hapura dhe në rezervuare. Niveli i lëngjeve është madhësi e rëndësishme procesuale dhe është e lidhur me gjendjen e tyre dhe sasinë në rezervuare, me matjen e shtypjes dhe rregullimit të tyre. Matëset që shërbejnë për matje direkt të nivelit përdoren në rezervuar jo hermetik, në të cilët magazinohen lëngjet që nuk guxojnë që të jenë të djegshme, avulluese ose toksike. Matësja me notuese shfrytëzon notuese nga materiali i lehtë, e cila ngrihet lartë ose lëshohet me lëngjet. Shndërruesi i nivelit me notuese magnetike mund të matet niveli në rezervuare hermetike. Matëset me zhytës dhe me qelq matës i nivelit, matin nivelin mbi bazë të parimit të shtytjes ajo është te enët e ngjitura. Matëset hidrostatike të nivelit matin mbi bazë të parimit të matjes së shtypjes hidrostatike në rezervuare hermetike, si që janë matëset e shtypjes me nivel referent dhe matëse të shtypjes në enë të mbyllur

39

Kontrolli i procesit për vitin III Matëset elektrike matin nivel përmes ndryshimit të elektro-rezistencës, kapacitetit ose ndryshimit të intensitetit të rrymës elektrike në elektroda. Matësja rezistuese përdoret për elektrolite, ndërsa matësja e kapacitetit të nivelit përdoret për lëngjet që nuk janë elektrolite. Matësja me ultrazë, matësja e nivelit me fotoqelizë dhe matëse piezoelektrike e nivelit në puse të thella janë pajisje për qëllime speciale. Matjet e nivelit në enë hermetikisht të mbyllura kryhen ashtu që sinjali i fituar përcillet në atë elektrik dhe bartet te indikatorët elektrik, ekrane, regjistrator etj.

40

IV INSTRUMENTET PËR MATJEN E RRJEDHJES


Nxënësi:

� definon konceptin e rrjedhjes së fluideve � e potencon rëndësinë e matjes së rrjedhjes në industri dhe në ekonomi � e përshkruan konstruksionin e instrumenteve për matjen e rrjedhjes me ose pa indikator

digjital � i krahason instrumentet për matjen e rrjedhjes me ose pa indikator digjital � e përshkruan funksionimin e instrumenteve për matjen e rrjedhjes � lexon të dhëna nga instrumentet për matjen e rrjedhjes � kryen llogaritje lidhur me matjen e rrjedhjes � e sqaron aplikimin e instrumenteve për matjen e rrjedhjes

MATJA E RRJEDHJES

1. Definimi i rrjedhjes – rrjedhja (F) paraqet sasinë e fluidit (lëngut ose gazit) me çka në njësia e kohës kalon nëpër përçues të gypit me diametër të caktuar. Matja e rrjedhjes ka rëndësi te lëngjet dhe te gazrat që transportohen nëpër sisteme të mbyllura gypore, si dhe të bartjes së thërrimeve të forta të fluidizuara.

Rrallë herë definohet edhe rrjedhja e materialeve të ngurta në pjesë. Nga shkaqe praktike. Përveç në gypa të mbyllur, rrjedhja matet edhe në kanalet e hapura, por në rastet e kufizuara.

2. Llogaritja e rrjedhjes në praktikë operon me konceptet e vëllimit dhe rrjedhjes së

masës, që tregohen me formulat vijuese: A) Rrjedhja vëllimore – sasia e fluidit e llogaritur në njësi vëllimore:

Fv = V / t (m3 / s)

41


B) Rrjedhja e masës – sasia e fluidit e llogaritur në njësi të masës: Fm = G / t (kg / s)

Që të përkthehet vlera e rrjedhjes vëllimore në rrjedhë të masës, shfrytëzohet relacioni që përmban dendësi të fluidit:

Fm = Fv* � (kg / s)

3. Shkaqet për matje industriale të rrjedhjes Sasia e fluidit që rrjedhë nëpër sistemet e reparteve, ekonominë e ujërave, depot dhe instalimet kimike është madhësi e rëndësishme procesuale, e cila matet nga shkaqet vijuese: - për shkak të caktimit të sasisë së fluideve nëpër sistemet - për shkak të caktimit të harxhimit dhe të bartjes nga proceset kimike - me caktimin e rrjedhjes së masës caktohet rrjedhja energjetike - nga rrjedhja e fluidit caktohet energjia latente e fluidit - rrjedhja është variabël (ndryshore) e rëndësishme e industrisë së proceduar, e cila në një sistem është e lidhur me nivelin, shtypjen, temperaturën, rrjedhën e procesit dhe me madhësitë tjera.

4. Ligje për hidrodinamikën - Barazimi i kontinuitetit: Sasia e fluidit që rrjedhë nëpër cilëndo pikë të gyp përçuesit është çdo herë konstante

F1 = F2

A1 * w

1 = A2 * w

2

A1 – Prerja e gypit në pikën 1 (m2) w1 – Shpejtësia e fluidit në pikën 1 (m/s) A2 – Prerja e gypit në pikën 2 (m2)

w2 – Shpejtësia e fluidit në pikën 2 (m/s) - Barazimi i Bernulit: Shuma e përgjithshme e energjisë kinetike dhe potenciale e fluidit në cilëndo pikë nga gyp-sjellësi është çdoherë konstante .

Ep1 + E

k1 = E

p2 + E

k2

P1 / (� * g) + h1 + w12 / 2g = P2 / (� * g) + h2 + w22 / 2g P1 + (� *

w12) / 2 + � *

g *

h1 = P2 + (� *

w22) / 2 + � *

g *

h2

P1 – shtypja e fluidit në pikën 1 (N/m2) P2 – shtypja e fluidit në pikën 2 (N/m2)

� – dendësia e fluidit (kg/m3)

42


- Parimi i Rejnoldësit (regjimi i lëvizjes së fluidit): Derisa ky kriter është nën vlerën kritike (2320), rrymimi i fluidit është laminare (shtresor). Kur ai do ta tejkaloj vlerën kritike (2320), rrymimi i fluidit tejkalon nga ajo laminare (shtresor) në atë turbulente.

Re = w * d

* � / μ

d – diametri i gypit (m) μ – viskoziteti dinamik i fluidit (Pa*

s)

Fjalët kyçe:

w – shpejtësia e fluidit (m/s) � – dendësia e fluidit (kg/m3)

rrjedhja, sasia e fluidit, koha, sistemet e mbyllura të gypave, vëllimor, dendësia, e masës, shkaqet, bartja, energjetike, variabla, barazimi i kontinuitetit, barazimi i Bernulit, Kriteri i Rejnoldsit

MATËSE TË DREJTPËRDREJTA TË RRJEDHJES

1. Metodat direkte të rrjedhjes Matja e rrjedhjes me metoda direkt bazohet në përfshirjen e sasisë së caktuar të lëngut ose

gazit nga ana e elementit rrotullues, gjuajtja e tij nga pajisja dhe përmbledhja e sasisë së përgjithshme të fluidit që kalon në njësi kohë. Fluidi ndahet në pjesë diskrete me ndihmën e elementit i cili është hermetik dhe kap saktë pjesë të caktuara të fluidit në secilin mur ndarës ose dhomën që e përmban.

Shndërruesit rrotullues nën tension të fluidit e hedhin nga dhoma, duke vepruar si pompa. Elemente të tilla janë disa lloje të lopatave, pllaka, pistona diafragme ose pompa peristaltike.

2. Konstruksioni i matësve dhe mënyra e matjes �) Ora e gazit – ky aparat sipas konstruksionit të tij dhe mënyrës së matjes është i njëjtë

me ujë matësin, përbëhet nga barabani (1), i vendosur në cilindër (2), gypi hyrës për gazin (3), lopatat, të cilat e zënë gazin (4), dhe dhoma dalëse (5). Barabani deri në mes është mbushur me lëng, i cili e shtynë gazin drejt daljes. Me mbushjen në radhë dhe zbrazjen e dhomave të ndodhura mes mureve ndarëse A, B, C dhe D, rrjedhja e gazit caktohet drejtpërdrejt nga numri i rrotullimeve të barabanit dhe vëllimit të dhomave.

43


Fig. 19 – Ora e gazit dhe ujë matësi

B) Matëse të Nutacionit – këto matëse përdoren për matjen e rrjedhës së lëngjeve të dendura dhe viskoze, si qumësht, yndyrë, lëngje etj. Përbëhen nga dhomat, top bartës mbi të cilën është vendosur pllaka, hyrje dhe dalje e lëngjeve. Gjatë shtypjes së pllakës nga ana e lëngjeve, ajo ngrihet lartë – ngrihet lartë në njërën anë dhe lëshohet në anën tjetër, gjatë së cilës rrotullohet rreth boshtit sipas gjatësisë. Në atë mënyrë, me një rrotullim të plotë ajo kap dhe e shtynë sasi të saktë të lëngut, e cila është shumë nga vëllimi i dy gjysmave nga dhoma – e lartë dhe e ulët.

C) Pistonat rrotullues – matëse me pistona është e njëjtë me pistonat e ngadalshëm. Ajo gjithashtu përdoret për matjen e rrjedhës së lëngjeve të dendura dhe viskoze, të cilat duke e lëvizur nën shtypje nëpër pajisjen i lëvizin pistonat me formë të numrit 8. Ato rrotullohen në kah të kundërt dhe shtypin sasi të sakta të fluideve nëpër hapësirën që secili piston e formon me murin e cilindrit në të cilin janë të vendosur.

Fig. 20 – Matëse të Nutacionit dhe matëse me pistona rrotullues

44


Ç) Shndërrues me lopata – kjo matëse e posaçme përmban lopata rrëshqitëse të cilat janë lëvizur nga rotori. Ato futen dhe lëshohen nga shtrati gjatë rrotullimit të rotorit, me çka shtypen sasi të sakta të fluidit me secilin rrotullim. Mund të matin edhe rrjedhje të lëngjeve ndotëse.

Fig. 21 - Shndërrues me lopata

3. Llogaritja e rrjedhës – me përdorimin e shprehjes që e përmban numrin e rrotullimeve n (1/s), numrin e dhomave Nk dhe vëllimit të tij Vk (m3), llogaritet rrjedha vëllimore

Fv = n * Nk * Vk (m3/s)

Shembulli 1: Përcaktoje rrjedhën e masës së tretjes me dendësi � = 1200 (kg/m3) nëpër

matëse me pistona rrotullues nëse ato janë rrotulluar 20 herë në minutë dhe secili piston shtyp nga 1 dm3 lëng.

Zgjidhje: Fv = n *

Nk *

Vk

(m3/s) Fv = 20 / 60 1/min *

(min/s) * 2

* 10

-3 (m3) Fv = 0,67 * 10-3(m3/s) Fm = Fv * � (kg/s) Fm = 0,67 *

10-3 (m3/s) * 1200 (kg/m3)

Fm = 0,804 (kg/s) Vk = 10-3 (m3)

45


Fjalët kyçe: Metoda e drejtpërdrejtë, sasia e fluidit, shndërrues rrotullues, orë e gazit, matëse nutacioni (matëse të lëngjeve të pastra dhe lëngje me viskozitet mesatar), pistona rrotullues, shndërrues me lopata, rrjedhja vëllimore

Pyetje dhe detyra:

1. Definoje rrjedhën vëllimore dhe të masës së fluideve nëpër sisteme të mbyllura!

2. Çfarë është relacioni mes rrjedhjes së masës dhe të rrjedhës vëllimore të fluideve?

3. Si thotë barazimi i kontinuitetit?

4. Sqaro se çka ndodhë me shpejtësinë e fluidit gjatë rritjes së prerjes tërthore të gypit nëpër të cilën ai kalon!

5. Cilat forma të energjisë i përmban gazi ose lëngu që lëviz nëpër gypin rrjedhës tubacionin?

6. Sa dhoma të orës së gazit mund të jenë të zëna me gaz në të njëjtin moment?

7. Si llogaritet rrjedhja vëllimore e fluideve gjatë matjes me matëse lëkundës dhe rrotulluese?

8. Ku më shpesh gjejnë aplikim matëset e drejtpërdrejta të rrjedhjes së lëngjeve?

MATËSE TË SHPEJTËSISË SË RRJEDHJES

1. Metodë shpejtësie për matjen e rrjedhjes Parimi i matjes së rrjedhjes te këto matëse bazohet në matje të shpejtësisë me të cilën fluidi lëviz nëpër gyp përçuesin. Ato përmbajnë elemente rrotulluese të ndjeshme, të cilët e caktojnë shpejtësinë e fluidit përmes shpejtësisë së vetë radiale të rrotullimit në dhomën në të cilën janë të vendosura. Nga vlera e shpejtësisë, me shfrytëzimin e barazimit të rrjedhjes F = A *

w (m3/s) përcaktohet rrjedhja e fluidit. Elementi i ndjeshëm te këto matëse duhet që të jetë hermetik meqenëse ato lirisht rrotullojnë në rrymën e fluidit. Pajisje të tilla janë: - Matëse e currilit - Matëse e turbinës - Anemometër - Gypi i Pitovit

46


2. Konstruksioni i matësve dhe mënyra e matjes

�) Matëse e currilit – kjo matëse, si dhe matësja e turbinës, përbëhet nga lopata të vogla ose turbina, të cilat janë të vendosura në bartëse në formë të rrotullës, që rrotullohet rreth boshtit. Përmes mekanizmit me dhëmbëzor ose magnetit të induktuar rrotullimet barten te indikatori, i cili drejtpërdrejtë e llogarit rrjedhën e fluidit.

B) Matëse e turbinës – funksionon në parim të njëjtë si edhe matësja e currilit të rrjedhjes, me atë që në atë janë të instaluara edhe difuzer, i cili e shkatërron fluidin e rrymave, dhe është kompensues i gabimeve të bëra gjatë ndryshimit të viskozitetit të fluidit. Rrotullimet e turbinës barten mbi mekanizmin për induktim të shpejtësisë së fluidit

C) Anemometri – kjo është pajisje bashkëkohore për matjen e rrjedhjes së gazrave, përmes caktimit të shpejtësisë së tyre të rrymimit nëpër gypa, dhoma, oxhaqe dhe sisteme tjera. Ai përbëhet nga rrotaxhile rrotulluese (rrotull rrotulluese ose mbështjellëse elektrike), i cili shpejtësinë e rrymimit të gazit e shndërron në sinjal elektrik. Për këtë qëllim instalohet matës elektrik urë sipas Vitstonit.

Fig. 22 – Matëse të currilit anemometra

47


Fjalët kyçe:

Fig. 23 – Matëse e turbinës

Metoda shpejtësie, shpejtësia e fluidit, elementi i ndjeshëm, rrotullon, matëse e currilit, matëse turbine, anemometër, magneti induktiv, rrotaxhile rrotulluese

Pyetje dhe detyra:

1. Cili është parimi elementar i matjes së rrjedhjes me matëse shpejtësie? 2. Sqaro se si është konstruktuar pjesa e ndjeshme e matësve të shpejtësisë së rrjedhjes? 3. Llogaritë se sa bënë shpejtësia e rrymimit të lëngut nëpër matësen e currilit me

diametër rrethor, diametri i të cilit është d = 0,1 m, nëse është matur rrjedhja vëllimore Fv = 0,02 m3 / s?

4. Përshkruaje konstruksionin dhe mënyrën e matjes së matëses së turbinës të rrjedhjes së lëngjeve?

5. Sqaroje funksionin e urës elektrike që instalohet në anemometrat? 6. Potenco se ku gjejnë aplikim matëset e rrjedhjes të ashtuquajtura anemometra?

48

Numëruesi pulseve

Qetësuesit e rrymimit

Frekuenca në tension shndërrues

Voltmetri

Senzori magnetik

Rotor me lopata


MATËSET HIDRODINAMIKE TË RRJEDHJES

1. Metodat hidrodinamike për matjen e rrjedhjes Parmi i përbashkët i matjes së rrjedhjes te ky grup i matësve është aplikuar te ligjet e hidrodinamikës, gjegjësisht barazimi i kontinuitetit dhe barazimi i Bernulit për mbledhje të energjisë së fluidit. Procedura përbëhet nga futja e elementit për ngushtimin e tubacionit, i cili për shkak të ndryshimit të sipërfaqes së prerjes do të shkaktoj nxitimin e fluidit që të ruhet rrjedhja konstante. Zmadhimi i energjisë kinetike për shkak nxitimit të fluidit do të sjellë deri te rënia e shtypjes, sipas barazimit të Bernulit. Duke e matur këtë rënie me manometër, përcaktohet shpejtësia e fluidit.

Këtu bëjnë pjesë tre lloje të matësve:

1.1. Pajisja me gëlltitësh matës, të cilat e matin shpejtësinë përmes matjes së rënies së shtypjes 1.2. Pajisje me gypa matës që e matin shpejtësinë përmes matjes së energjisë kinetike të fluidit

– gypi i Pitovit dhe Prandltovit 1.3. Pajisje me kompensim të rënies së shtypjes përmes ndryshimit pozitës – matëse anulare

dhe shndërrues me mbyllëse (kapak)

2. Llogaritja e rrjedhjes mbi bazë të barazimit të kontinuitetit dhe barazimit të Bernulit - Me aplikimin e barazimit të kontinuitetit të fluidit nëpër gypin gjatë së cilës ka qenë prerja

Q1 = Q2

A1 * w

1 = A2 * w

2

vendoset shprehja për zëvendësimin e shpejtësive

w2 = (A2 / A1)

* w

1 (m/s)

Me zgjidhjen e barazimit të Bernulit, e cila e jep shumën e energjisë potenciale dhe kinetike të fluidit

Ek1 + E

p1 = E

k2 + E

p2

(� * w

12) / 2 + � *

g *

h1

+ P1 =(� *

w2

2) / 2 + � * g

* h

2 + P

2

nën paragjykim se nuk ka humbje energjetike, fitohet zgjidhje përfundimtare e sistemit të barazimeve, sipas së cilës shpejtësia e fluidit në pikën e ngushtimit të tubacionit do të jetë

49


w22 = 2 P / � * [1 - (A2 / A1)2] (m/s)

gjegjësisht në formë përfundimtare vlera e rrjedhjes caktohet me matjen e rënies së shtypjes në pikën B.

Përderisa do të caktohet vlera e shpejtësisë së fluidit përmes matjes së rënies së shtypjes në pikën 2, në barazimin e rrjedhjes llogaritet rrjedhja vëllimore e fluidit

Ku: Q – rrjedhja e fluidit (m3/s) C – konstanta e zbutësit (1/s) A2 – prerja e zbutësit (të zërit) (m/s) P – rënia e shtypjes në ngushtim (N/m2)

� – dendësia e fluidit (kg/m3)

Fig. 24 – Rënia e shtypjes në ngushtimin e tubacionit

50


3. Gëlltitësit (zbutësit) matës – forma dhe konstruksioni �) Pllaka gëlltitëse (zbutëse) – Matësi më i thjeshtë gëlltitësh për përpunimin e pllakës metalike me hapje i vendosur në qendër ose ekscentrik. Lehtë instalohet të kryqëzimi mes dy gypave dhe largohet sipas nevojës. Për shkak të rrotullimeve të mëdha në fluid, që ndodhin te dalja e pllakës, ekzistojnë humbje të energjisë dhe gabime gjatë matjeve. B) Currili (fyti i ngushtë) – e përpunuar në formë të hinkës, currili instalohet në mënyrë të njëjtë te bashkimi mes dy gypave. Humbjet e energjisë për shkak të rrotullimeve të zvogëluara janë të ulëta, që do të thotë se matja është më precize.

Fig. 25 – Pllaka zbutëse dhe fyti i ngushtë C) Gypa Venturi – njëra nga zbutëset më precize, e përpunuar nga një hyrje e drejtë e ngushtuar dhe dalje e zgjeruar, për shkak të së cilës nuk shkaktohen rrotullime dhe humbje të energjisë ( = 0,95). Instalohet me saldim mes dy gypave dhe shumë vështirë largohet, që domethënë se shërben për matje të përhershme të rrjedhjes.

Fig. 26 – Gypa Venturi dhe kapilari

51

Humbja permanente

Sensor për �p

Kontrolli i procesit për vitin III Ç) Kapilari – gypi special i përpunuar për matjen e rrjedhave të ulëta. Kyçja e daljeve për matjen e dallimit të shtypjes para dhe pas zbutësit kryhet në mënyra të ndryshme në skaj, “vena kontrakta” edhe të vetë gypit.

4. Matëse anulare – rotametër Ky aparat për matjen e rrjedhjes së fluideve përbëhet nga rrotaxhile rrotulluese (rrotullues), e vendosur në gyp konik të qelqit-udhërrëfyes, nëpër të cilën rrymon fluidi nga pjesa e poshtme përpjetë drejtë daljes. Ajo lirisht fluturon në rrymën e fluidit dhe e tregon rrjedhjen e tij. Rrotulluesja ndalohet në një pikë dhe sillet në atë për shkak të veprimet kundërshtuese të shtypjes nga fluidi Pu dhe graviteti i Tokës Pg, të cilat e e baraspeshojnë. Rrotulluesja përpunohet nga qelqi, safir, metale, plastikë etj. Gypat janë të përpunuara nga materiali jo që ndryshket, rezistues te kimikalet dhe nxehtësia - ceflon, çelik, PVC dhe të tjera.

Fig. 27 – Rotametri dhe forma të ndryshme të rrotullueseve

52


Secili lëng ose gaz shfrytëzon rrotullues të veçantë për shkak të dendësisë së saj, viskozitetit etj. Ratometrat janë veçanërisht të mirë për matjen e rrjedhave të ulëta prej 0,1 cm3/min dhe të gazrave deri 1 cm3/min. U qëndrojnë shtypjeve deri 45 bar (gypa të çelikut deri 350 bar) me gabime prej 1,5 deri 3,5 % të sinjalit dalës.

Fjalët kyçe: metoda hidrodinamike, barazimi i kontinuitetit, barazimi i Bernulit, elementi për ngushtim, rënie e shtypjes, zbutëse (zbehëse), matëse anulare, shpejtësia e fluidit, pllaka zbehëse, currili, gypa Venturi, kapilari, batometri, rrotulluesja, shtypja, graviteti

Pyetje dhe detyra:

1. Cilat janë metodat hidrodinamike për matjen e rrjedhjes së fluidit? 2. Cilat barazime shfrytëzohen për llogaritjen e rrjedhjes me matëse zbehëse

(zbutëse)? 3. Përshkruaj pllakat zbehëse matëse, fytin e ngushtë dhe gypin e Venturit! 4. Sqaro pse matja e rënies së shtypjes me gyp të Venturit është më precize? 5. Si mundet që të llogaritet shpejtësia e fluidit në pikën e ngushtimit të tubacionit,

duke e përdorur barazimin e Bernulit? 6. Pse ekziston dallimi në mënyrën e matjes së rrjedhës me rotametrat nga zbehësit

(zbutësit)? 7. Kur dhe pse vjenë deri te ndërprerja e rrotullimit të rotametrit në pikë të caktuar

nga tubacioni?

53


MATËSE ELEKTRIKE TË RRJEDHJES

1. Metodat elektrike për matjen e rrjedhjes Në këtë grup të matësve të rrjedhjes në realitet bëjnë pjesë ato instrumente matëse, elementet e ndjeshme të të cilave reagojnë mbi bazë të vetive të lëngjeve. Ato njëkohësisht janë edhe shndërrues të rrjedhjes që e shndërrojnë sinjalin e rrjedhjes në elektrik dhe e emetojnë te indikatori matës ose e transmetojnë te rregullatori.

Këtu bëjnë pjesë matëset vijuese: - shndërrues të nxehtësisë - shndërrues elektromagnetik - shndërrues jonizues - shndërrues ultrazë Si edhe instrumente matëse tjera speciale.

2. Konstruksioni i matësve dhe mënyra e matjes �) Shndërrues i nxehtësisë, ajo është matësi i Tomasit të rrjedhjes, i cili është i konstruktuar dhe matë mbi bazë të varshmërisë mes rrjedhjes dhe nxehtësisë që i kushton lëngut. Në tubacion është instaluar nxehës dhe dy termometra, të cilët e matin dallimin e temperaturave T = T2 – T1 (0C) të lëngjeve para dhe pas nxehjes. Nxehtësia e përgjithshme e fluidit Q (kJ/s) është masë e rrjedhjes së masës, sipas shprehjes

Fm = Q/cp * (T

2 – T1) (kg/s)

ku Fm – rrjedhë e fluidit (kg/s) Q – nxehtësia e përgjithshme (KJ/s) cp – nxehtësia e specifike (KJ/kg K) (T2 – T1) – dallimi i temperaturës (K)

Këto pajisje janë të thjeshta dhe praktike për matje, por janë me aplikim të kufizuar. B) Shndërrues elektromagnetik – përdoret për matje të rrjedhjes lëngjeve elektro përçuese mbi bazë të ligjit të Faradejit për induksion elektromagnetik. Sipas saj forca elektromotore që induktohet në elektrodën matëse është proporcionale e ndryshimit të rrjedhës magnetike. Përbëhet nga dy elektromagnet të vendosur rreth gypit dhe dy elektroda të vendosura në gyp, të cilët janë në kontakt me lëngjet.

Potenciali i elektrodës (E) është dhënë me shprehjen

E = d * B * w (V)

54

Ku është d – diametër i gypit B – fluksi magnetik w – shpejtësia e fluidit

Fig. 28 – shndërruesi i Tomasit i rrjedhjes


Fig. 29 - Shndërrues elektromagnetik i

rrjedhjes

C) Shndërrues ultrazë i rrjedhjes – dy çifte të emetuesve dhe pranuesve të ultrazërit janë

vendosur në distancë d (m) në gypin nëpër të cilën rrjedh fluidi me shpejtësi v (m/s). Shpejtësia e valës akustike është c (m/s), ndërsa dallimi i kohërave t (s) të udhëtimit të zërit gjatë rrjedhjes së lëngut dhe e kundërt nga rrjedhja e saj është proporcionale e shpejtësisë së saj. Nga ky dallim, gjatë c >> w, llogaritet shpejtësia e lëngut me shprehje të thjeshtë

w � c2 * t/2d (m/s)

Ekzistojnë edhe shndërrues tjerë të masës dhe të rrjedhjes vëllimore, për të cilat është karakteristike ajo që pjesa matëse është mekanike ose indikator elektrik i sinjaleve që janë matur.

55


Fig. 30 – Shndërrues ultrazë i rrjedhjes

Fjalët kyçe: Metodat elektrike, shndërrues të rrjedhjes, vetitë e lëngjeve, shndërrues të nxehtësisë, elektromagnetik, jonizues, ultrazë, ligji i Faradejit

Pyetje dhe detyra:

1. Çka paraqesin matëset elektrike të nivelit? 2. Përshkruaji konstruksionet dhe mënyrën e matjes së rrjedhjes me matësin e nxehtësisë

të Tomasit. 3. Prej cilëve faktor varet vlera e potencialit të elektrodës në shndërruesin elektromagnetik

të rrjedhjes? 4. Sqaroje se a do të zmadhohet ose do të zvogëlohet preciziteti i matëses së ultrazërit të

rrjedhjes nëse shpejtësia e lëngjeve v afrohet drejtë shpejtësisë së ultrazërit c. 5. Në çka përbëhen përparësitë e matësve elektrik të rrjedhjes? 6. Hulumto nga literatura, revistat dhe nga ueb –faqet diçka më tepër për matjen e

rrjedhjes me metoda të shpejtësisë dhe metoda hidrodinamike, si dhe për aplikimin e pajisjeve matëse në industri.

56


Rezyme:

Rrjedhja (F) paraqet sasi të fluidit, i cili në njësi të kohës kalon nëpër tubacion me diametër të caktuar dhe matet tek lëngjet dhe gazrat nëpër gypa të mbyllur. Rrjedhja vëllimore dhe e masës hulumtohen në njësi të vëllimit ose të masës. Rrjedhja është e rëndësishme për shkak të caktimit të sasisë së fluidit, të konsumimit dhe të bartjes nga proceset kimike të rrjedhjes energjetike. Për matjen e rrjedhjes janë të rëndësishme barazimet e kontinuitetit të shpejtësisë së fluidit dhe barazimi i Bernulit.

Metodat e drejtpërdrejta për matjen e rrjedhjes përdorin pjesë të rrotullueshme, që zënë dhe shtrydhin sasi të caktuar të lëngut ose gazit, për shembull, orë e gazit, ujë matës, matëse të nutacionit me pllakë të titracinit dhe pistona rrotullues.

Metodat e shpejtësisë për matjen e rrjedhjes janë të bazuara në matjen e shpejtësisë me të cilën fluidi lëvizë, me elemente rrotulluese të ndjeshme. Këtu bëjnë pjesë matëset e currilit dhe të turbinës, anemometri dhe gypi i Pitit.

Metodat hidrodinamike për matjen e rrjedhjes përdorin ndryshim të sipërfaqes së prerjes në gyp, e cila çon deri te rënia e shtypjes së fluidit. Përdoren matëse të zbehta (zbutëse) dhe matëse anulare (unazore), si pllakë zbehëse (zbutëse), curril (fyt i ngushtë), gyp Venturi ose batometër me rrotaxhile rrotulluese, e cila fluturon në rrymën e fluidit.

57

V INSTRUMENTET PËR MATJEN E TEMPERATURËS


Nxënësi: - definon konceptin temperaturë te materialet - e potencon rëndësinë e matjes së temperaturës në industri dhe ekonomi - e përshkruan konstruksionin e instrumenteve për matjen e temperaturës me ose pa

indikator digjital - i krahason instrumentet për matjen e temperaturës me ose pa indikator digjital - e përshkruan funksionimin e instrumenteve për matjen e temperaturës - i lexon të dhënat nga instrumentet për matjen e temperaturës - kryen llogari lidhur me matjen e temperaturës - e sqaron aplikimin e instrumenteve për matjen e temperaturës

TEMPERATURA DHE NXEHTËSIA

1. Definicioni: Temperatura është e madhësi që e tregon shkallën e nxehjes së trupave dhe aftësisë së tyre që të bartin nxehtësi mbi trupat tjerë.

Nxehtësia është forma e energjisë, cila nga një pjesë jepet në tjetrën ose në mjedis për shkak të dallimit të temperaturës që ekziston mes tyre.

2. Bartja e energjisë Nxehtësia në mënyrë spontane bartet nga njëri trup në tjetrin, gjatë së cilës vjen deri te barazimi i temperaturave të tyre. Dallohen dy raste: a) Dallimi i temperaturave, T2 > T1, kur ekziston forcë lëvizëse për bartje të nxehtësisë b) Barazimi i temperaturave, T2 = T1, kur nuk ka bartje të nxehtësisë

59


3. Mënyra e bartjes së energjisë Nxehtësia (Q) bartet nga një trup në tjetrin në disa mënyra, të cilët varen nga mjedisi,

kushtet dhe nga gjendja agregate e materies. Në Tabelën 3 janë treguar mënyrat e bartjes dhe kushtet nga të cilët varet bartja e nxehtësisë. Është e nevojshme që të potencohet se rrallë herë kur ekziston mënyrë e izoluar e bartjes dhe se ato thjeshtë zhvillohen në mënyrë të kombinuar, gjegjësisht ekziston qasje e nxehtësisë me konveksion dhe me përçueshmëri.

Tabela 3 – Bartja e nxehtësisë

Mënyra e bartjes së nxehtësisë 1. Konveksioni – kalimi i nxehtësisë me

përzierje

2. Kondukcioni – tranzicioni i nxehtësisë me zbatim

3. Rrezatimi – kalimi i nxehtësisë me rrezatim

Fjalët kyçe:

Faktorët që ndikojnë te bartja e nxehtësisë - koeficienti i kalimit (J/m2s K) - dallimi i temperaturës T (0C) - difuzioni i fluideve - koeficienti i transmetimit të nxehtësisë � (J/ms K) - dallimi temperaturës T (0C) - lloji i materialit - sipërfaqja e shkëmbimit - koeficienti i kalimit C - temperatura T (0C) - natyra e materialit

temperatura, nxehtësia, bartja e nxehtësisë, dallimi i temperaturës, konveksioni, konduksioni, rrezatimi, kalimi i nxehtësisë

60


MATJA E TEMPERATURËS DHE SHKALLËT E TEPMERATURËS

1. Shkaqet për matjen e temperaturës �) Në aktivitetet e përditshme

- gjatë përcjelljes së kushteve meteorologjike - caktimi i temperaturës në hapësirat e punës dhe në shtëpitë - matja e temperaturës trupore në mjekësi

B) Në industrinë e procesit - për shkak të gjendjes së gjysmëfabrikateve dhe të materialeve - gjatë kontrollimit të rrjedhjes së proceseve teknologjike, reaksioneve kimike dhe instalimeve - për shkak të ruajtjes dhe magazinimit të materialeve ushqimore, avulluese dhe atyre djegëse - ndikimi i temperaturës mbi baraspeshën e reaksioneve kimike - përcjellja e gjendjes së pajisjeve në fabrikat - matja e temperaturës gjatë hulumtimeve shkencore - për caktimin e shtypjes, nxehtësisë latente, dendësisë dhe të vetive tjera të materies

2. Shkallët e temperaturës dhe njësitë matëse Shkalla e nxehjes së trupave, respektivisht temperatura e tyre tregohet përmes më shumë njësive matëse – shkallëve, mes së cilave më së shumti janë të përdorura:

a) Shkalla absolute e temperaturës T (K) – ose shkalla e Kelvinit, sipas së cilës temperatura më e ulët e mundshme është 0 K. Është e definuar sipas ligjeve të termodinamikës. Lidhja mes këlle dhe shkallës së Celsiusit është dhënë përmes shprehjes T (K) = t (0C) + 273,16. b) Shkalla Celsius e temperaturës t (0C) – është e fituar nga më shumë pika të definuara, mes të cilave janë edhe temperaturat e ngrirjes, t = 0 0C, dhe të vlimit të ujit, t = 100 0C. Lidhja mes kësaj shkalle dhe shkallës së Kelvinit është dhënë me shprehjen t (0C) = T (K) - 273,16. c) Shkalla Farenhajtit e temperaturës t (0F) – është e fituar nga tre pikat e akullit, ujit dhe të avullit Tf = 0 0F. Lidhja mes kësaj shkalle dhe asaj të Celsiusit është dhënë përmes shprehjes t (0F) = 9/5 * t (0C) + 32. Konvertimi i njësive matëse të temperaturës mes shkallës së Celsiusit dhe asaj të Kelvinit është e thjeshtë, meqenëse këto gradë janë me vlerë të barabartë absolute, por janë zhvendosur për përafërsisht 273 njësi. Për dallim nga kjo, te 100 0C përshtaten 180 0F, ndërsa konvertimi i tyre kryhet me shprehje më të komplikuar. Përveç këtyre formulave për llogaritje të njësive të temperaturës, përdoren edhe nomograme të gatshme, tabela, si dhe programe për shndërrim automatik të njërës në shkallë tjera të temperaturës.

61


Instrumentet që shërbejnë për matjen e temperaturës quhen termometra dhe ato konstruktohen në bazë të disa parimeve:

- mbi bazë të ndryshimit të vëllimit ose shtypjes së pjesës së ndjeshme – termometra të dilatacionit (zgjerimit) - mbi bazë të dukurisë së rrymës termoelektrike - mbi bazë të ndryshimit të rezistencës elektrike - mbi bazë të rrezatimit - mbi bazë të parimeve tjera speciale

Shembulli 1: Llogarite temperaturën e nxehjes së një dhome në shkallë të Celsiusit nëse me termometër është matur vlera prej 2400F. Zgjidhje: Me zgjidhjen e shprehjes t (0F) = 9/5 * t (0C) + 32 pas të panjohurës t (0C) fitohet vlera e kërkuar e temperaturës në shkallë të Celsiusit. t (0F) = 9/5 * t (0C)+ 32 240 = 9/5 * t (0C) + 32 / *5

1200 = 9 * t (0C) + 160 t (0C) = 1040 / 9 t (0C) = 115,5 0C

Fjalët kyçe: shkaqe, të përditshme, industri, reaksione kimike, gradë të temperaturës, shkallë, shkalla e Kelvinit, shkalla e Farenhajtit, konvertimi

Pyetje dhe detyra:

1. Definoi konceptet temperaturë dhe nxehtësi të trupave! 2. Sqaroi shkaqet e matjes dhe për kontrollimin e temperaturës në industri! 3. Si llogaritet vlera e temperaturës në shkallë të Kelvinit T (K) nëse e njëjta është

matur në shkallë të Celsiusit t (0C)? 4. Llogarite temperaturën e produkteve e treguar në shkallë të Farenhajtit t (0C) nëse

është matur në shkallë të Celsiusit dhe bënë t = - 7 (0C). 5. Sa mënyra ekzistojnë te të cilat kryhet bartja e nxehtësisë mes materieve? 6. Theksoi parimet mbi bazë të së cilave matet temperatura e materies!

62


TERMOMETRA TË DILATACIONIT

1. Termometra të dilatacionit (përhapjes)

Në këtë grup të termometrave bëjnë pjesë të gjithë pajisjet te të cilat ndodhë ndryshim i vëllimit ose të shtypjes nën ndikimin e temperaturës për kohën e matjes. Parimi bazë i matjes te këto termometra është zgjerimi i pjesës së ndjeshme gjatë nxehjes. Madhësia e atij zgjerimi është e përcaktuar me relacion të përgjithshëm

Vt = V0 * [1 + t * T + �t * ( T)2

+...] (m3)

Nëse përçuesit janë tela të gjatë e të hollë që kanë faktikisht një dimension – gjatësi, shprehja në vend të vëllimit V, përmban vlera të gjatësisë L. Për secilin material të ndryshëm, koeficientet , � e të tjerë kanë vlera të ndryshme, të dhëna nga matjet eksperimentale.

2. Llojet e termometrave të dilatacionit (zgjerimit) Më shpesh termometra të përdorur me zgjerim ose ndryshim të shtypjes janë:

- termometra me zhivë dhe alkool - termometra të bimetalit - termometra me avull ose gazra - termometra me lëng

3. Konstruksioni i termometrave dhe mënyra e matjes

A) Termometri kontaktues i zhivës – ky aparat përbëhet nga gypi i qelqit, e cila mbaron me flluskë, i mbushur me zhivë, shkalla matëse në shkallë (ndarje), kontakti elektrik, vidhë për vendosje të temperaturës që rregullohet dhe shkalla e vrazhdët për vendosjen e amzës. Kur temperatura do të arrij vlerë të caktuar, zhiva që përhapet e mbyllë qarkun elektrik të telit dhe e kyç rregullatorin e temperaturës ose pajisjes sinjalizuese. Këto pajisje janë me aplikim të kufizuar në industri.

B) Termometër i bimetalit – është i përbërë prej dy shiritave të metalit të ngjitura sipas gjatësisë, të cilat janë nga materiali i ndryshëm. Ato gjatë nxehjes zgjerohen (zgjaten) me shpejtësi të ndryshme dhe gjatë saj vjen deri te lakimi i skajit të lirë të shiritit. Lakimi i shiritit është tregues i temperaturës dhe sinjali lexohet nga shigjeta e varur me mekanizëm dhe tabelë matëse. - shiriti është elastik, me formë spirale dhe me sondë metalike të mbrojtur - ka ndjeshmëri të lartë kundrejt ndryshimeve të vogla të temperaturës - masin në fushat nga – 185 0C deri më + 400 0C, me gabime në matje deri më +/- 1% - janë të përpunuara prej legurave si INVAR (Ni/Fe) me zgjerim (zgjatje) minimale

63


Fig. 31 – Termometri i zhivës dhe bimetalit

64


C) Matja e temperaturës mbi bazë të ndryshimit të shtypjes – këto shndërrues matësish shpesh janë përdorur në matjen industriale të temperaturës me ndihmën e lëngut ose gazit, i cili plotësisht e ka përfshirë hapësirën e mbyllur i përbërë nga koka (kapaku), kapilar i izoluar dhe gyp i Burdonit. Shtypja që krijohet në sistem është tregues i temperaturës në të cilën ai është i ekspozuar dhe i njëjti matet me gyp elastik. Duke u nisur nga shprehja gjendje e gazit

P1 * V

1/T

1 = P

2 * V

2/T

2

Gjatë V1 = V2, meqenëse vëllimi i fluidit është gati se i pandryshuar, do të fitohet varshmëri funksionale në varshmëri nga lloji

T2 = (T1/P

1)

* P

2 = K * P

2 (K)

Këto pajisje janë të mbushura me toluen, ksilen ose metanol, mund të përdoren në fushë

matëse prej – 40 �� + 350 0C, mbi të cilën përdoren termometra të zhivës. Gjatë matjes me ato duhet të mbahet llogari për dallimin e shtypjes mes kapakut dhe S gypit (prej h). Gabimi në matje është më i ulët prej 0,1 %.

Fig. 32 – Shndërrues matës të temperaturës bazuar te ndryshimet e shtypjes së lëngjeve dhe avujve

Fjalët kyçe: Termometër të dilatacionit (përhapjes), zhivë, alkool, bimetale, avuj, gazra, lëngje, termometër kontaktues, shirit elastik, shndërrues matës i shtypjes

65


Pyetje dhe detyra: 1. Çka paraqesin termometrat termo-dilatacionuese dhe cili është parimi i tyre elementar

i matjes së temperaturës? 2. Përshkruaje se në cilën mënyrë është konstruktuar termometri kontaktues i zhivës që

jep sinjal elektrik? 3. Sqaro se çka do të ndodhë kur do të vij deri te skaji i lirë i shiritit të bimetalit të

termometrit? 4. Me çfarë materiali janë plotësuar shndërruesit matës të temperaturës mbi bazë të

ndryshimit të shtypjes? 5. Në çka në veçanti duhet që të kemi kujdes gjatë matjes së temperaturës me

shndërruesit matës të shtypjes?

TERMOMETRA ME TERMOAVUJ

(INDUKSIONI I TEMS-it)

1. Seebeck– efekti Kjo dukuri është vërejtur gjatë hulumtimit të ndryshimeve termo-elektromagnetike në

palosjet e ndryshme të metaleve, si bismuti dhe bakri, bismuti dhe antimoni etj. Mes dy skajeve të përçuesve nga metalet e ndryshëm, gjatë nxehjes së tyre në temperatura të ndryshme, induktohet rrymë elektrike (FTEM). Kjo do të thotë se mes skajeve të përçuesve A dhe B, të ekspozuara te temperaturat T1 dhe T2, krijohet rryma termoelektrike (FTEM)

I = E/R (mA) gjatë T = T1

- T2 (K)

Fig. 33 – Termoelementi

66


2. Parimet e matjes me termoelementet Gjatë studimit të përçuesve metalik në termoelementet, janë të definuar disa ligje për sjelljen e metaleve gjatë nxehjes së tyre, mes të cilëve më të rëndësishëm janë: - Ligji për homogjenitet të materialeve (i cili definon se TEMS është e përhershme nëpër të gjithë përçuesin) - Ligji për mes materialeve (i cili definon se me futjen e metaleve të treta nuk ndryshohet forca elektromotore) - Ligji për vlerat e njëanshme (i cili definon mbledhjen e dy forcave elektromotore E1 dhe E2)

3. Konstruksioni i termoelementeve Te fotografitë 34 dhe 35 janë paraqitur termoelementet me kontakt matës dhe referent (�),

me tel të bakrit për matjen e tensionit (b) dhe me gyp mbrojtës (c). Rryma e krijuar termoelektrike është proporcionale në dallimin mes temperaturave te skajet e telave, e cila mund të matet dhe nga ajo të caktohet temperatura e panjohur T2 e skajit të nxehtë. Për atë shkak është e nevojshme që të ruhet temperaturë konstante e skajit të ftohtë referent T1

(�)

(b)

(c)

Fig. 34 – termoelementi me kontakt referent (�), me tel të bakrit (b) dhe me gyp mbrojtës (c)

67

Hapje për lidhje

Izolim qeramike

Skajet e telit

Bartësi i aluminitVidhosje për

montim

Gypi mbrojtës

Hapje e telit


Fig. 35 – Termoelement me sondë

- Materialet prej të cilave janë përpunuar telat janë hekur - konstantan, bakër – konstantan, Pt – Pt/Re, Ni – Ni/Cr dhe kromel – alumel. Ato kanë veti dhe ndjeshmëri të ndryshme.

- Pjesët elementare të termometrave janë termoelementi (1), izolatori (2), gypi (3) dhe kontakti (4). Gypi i jashtëm dhe ka vidhosje për montim dhe për përforcim të pajisjes.

- Vetitë e telave – diametri prej 0,5 deri më 2,5 mm, shpejtësia e matjes dhe pjesëmarrjes janë të larta te përçuesit e hollë (0,01 – 0,40 mm).

- Intervalet e matjes së termometrave: a) Pt – Pt/Re – �� 0 – 1500 0C,

b) hekur – konstantan – prej -150 deri 1500 0C,

c) bakër – konstantan – prej -200 deri 350 0C, ç) kromel – alumel – prej 200 deri 1300 0C,

d) W – Re – prej -100 deri 2000 0C.

4. Material mbrojtës dhe ura e kompensimit

Materialet nga të cilat është përpunuar gypat mbrojtës janë të porcelanit, qelqit të kuarcit, margaritar dhe rezistues të tjerë të zjarrit. Ato i mbrojnë vendet matëse nga veprimet përreth (flakë, helmet kimike, korrozion) dhe janë të mbuluar me çelik SiC etj.

Ura e kompensimit përdoret për shkak të temperaturës së ndryshueshme të vendit

referent T1 që mos te vije deri te gabimet në matjen e temperaturës së panjohur T2.

5. Aplikimi i termometrave me termoelemente Termoelemente me përbërje të ndryshme kanë aplikim të ndryshëm

�) Termoelementi Pt – Pt/Re – është i përhershëm dhe stabil në mjedis oksidues dhe në mjedis reduktues deri më 1000 0C;

b) Termoelementi bakri – konstantan – oksidon në nxehtësi, përdoret deri -200 oC;

68


c) Termoelementi hekur – konstantan - përdoret në mjedis oksidues dhe reduktues deri më 1000 oC; ç) Termoelementi kromel – alumel – në mjedis jo reduktues prej 700 deri më 1200 oC;

d) Termoelementet W – Re, W – W/Mo dhe fig. – në mjedis oksidues deri më 2600 0C;

e) Termoelementet Au – Ag,– për temperatura të ulëta ekstreme prej 90 deri më 273 ose prej 2,5 deri më 20 K;

f) Termoelementet C8 - ZrB2, ZrB2 – ZrC dhe të tjera – për temperatura të larta deri më 3000 0C;

Fjalët kyçe: Seebeck- efekti, rryma termoelektrike (��), termoelementet, skaji referent, Senzitivitet (ndjeshmëria), materiali mbrojtës, ura e kompensimit, aplikimi

Pyetje dhe detyra:

1. Çka është Seebeck- efekti dhe si sqarohen aplikimet termo-elektromagnetike në metalet?

2. Pse është e rëndësishme që të mbahet temperaturë konstante te skaji referent i termoelementit, T1 gjatë matjes së temperaturës te skaji i nxehtë T2.

3. Si do të matet rryma termoelektrike që krijohet gjatë matjes së temperaturës me termoelement?

4. Cilat metale më shpesh përdoren për përpunimin e termoelementeve dhe në cilat fusha të matjes së temperaturës përdoren?

5. Cila është përparësia e metaleve W, Ir dhe Pt gjatë matjes së temperaturës me termoelemente?

69


TERMOMETRAT MBI BAZË TË NDRYSHIMIT TË REZISTENCËS ELEKTRIKE

1. Termometra termo-rezistues Pajisjet për matjen e temperaturës pjesa e ndjeshme e së cilës është e përpunuar nga metali

ose nga elementi rezistues gjysmëpërçues (termo-rezistor) janë të quajtura termometra termo-rezistues. Ato e matin temperaturën mbi bazë të ndryshimit të rezistencës elektrike gjatë rritjes së saj, që caktohet përmes rrugës eksperimentale.

2. Varshmëria e rezistencës R (� nga temperatura T (K) Ndryshimi i rezistencës elektrike gjatë ndryshimit të temperaturës është jolineare dhe është

dhënë sipas shprehjes vijuese

Rt = R

0 [ 1 + R * T + �R * ( T)2 + �R * ( T)3 +...]

ku Rt – rezistenca e skajit (�) R0 – rezistenca fillestare (�)

(�)

Për shumicën e metaleve dhe legurave kjo varshmëri është gati se lineare në

interval të gjerë të matjes

Rt = R

0 [ 1 + R * T ]

Nga ku përcaktohen - temperatura e matur T (�) dhe - koeficienti i ndryshimit të rezistencës gjatë nxehjes R

(�/K) Rezistenca në rezistorët metalik thjesht rritet (Fig. 36 �), ndërsa te rezistorët gjysmëpërçues prej Ge, Si, C dhe të (tiristorëve) tjerë ai bie (Fig. 36 b).

Rt = R0 [ 1 + R * (T – T0)]

R = (Rt - R

0) / R0 * T (�/K)

3. Llojet e rezistorëve dhe aplikimi i tyre

A) Rezistor metalik – janë të përpunuar nga telat e hollë ose nga shtresa e shkaktuar (shtrirë) mbi izolatorët si për shembull Pt, Ni, W dhe Cu mbi pllakat e qeramikës.

- Rezistor nga platina – mat në mënyrë precize në interval prej – 183 deri + 630 0C, shërben për kalibrim të termometrave tjerë;

70


Fig. 36 – Varshmëria e rezistencës R (�) nga temperatura T (K)

te metalet (diagrami 2) dhe termistorët (diagrami 3)

- Rezistor nga nikeli – mat në interval prej – 195 deri + 300 0C, është i lirë dhe përdoret në pajisjet industriale dhe në fluturueset;

- Rezistor nga bakri – është i shkëlqyeshëm linear, me rezistencë të ulët fillestare dhe përdor tel të gjatë. Matë në interval prej – 195 deri + 260 0C;

- Rezistor nga volframi – është kualitativ dhe i shtrenjtë, përdoret për matjen e temperaturës në interval prej – 268 deri + 1100 0C;

B) Termistorët – ato janë rezistues gjysmëpërçues të përpunuar nga oksidet. Kanë rezistencë të lartë fillestare dhe koeficient negativ R, janë jolinear dhe me konstantë të vogël kohore të bartjes (�). Ju bëjnë qëndresë rrymave me intensitet deri më 100 �A. Karakteristika e tyre statike është eksponenciale

Rt = R

0 * e

�(1/T –1/ T0) (m�)

ku T0 = 298, 16 K dhe � = 4000.

Termistorët janë të përpunuar në formë të pllakave, shkopinjve, kokrrave dhe figurave. Janë të mbuluar me qelq, kanë diametër prej 0,1 mm dhe tipari i tyre dinamik është e veçantë.

- Rezistorët e karbonit – matin temperaturën prej 1 deri 20 K - Rezistorët e germaniumit – matin temperaturë prej 0.5 deri 100 K Ato janë stabile, lineare dhe fleksibile gjatë matjes.

70


Fig. 37 – Termometrat termorezistues

72

Teli prej Pt

Mbrojtja e qelqit (emajl)

Mbrojtja nga metali

Bërthama e qelqit

b)


4. Konstruksioni dhe shfaqja e termometrave rezistues �) Termometri me rezistor metalik – Këto lloje të termometrave përbëhen nga: rezistor,izolator, gyp metalik, mbrojtës, vidhë, kabllo ura matëse dhe indikatori. B) Termistorët – sipas formës rezistorët nga ky lloj janë në formë të pllakës, thuprës dhe të kokrrave. C) Kontakti matës me tre tela – Ky lloj i kontaktit matës përdoret për caktimin e ndryshimit të rezistencës me ndihmën e urës elektrike të Vitsonit dhe telave të bakrit. Dy tela janë degë të urës, ndërsa e treta është degë e matësit të Ommetrit.

Fjalët kyçe: Termometër termorezistues, rezistencë elektrike, jolineare, koeficienti i ndryshimit rezistencës R

,

rezistorët, metalik, termistorët, kontakti matës

Pyetje dhe detyra: 1. Përshkruaje konstruksionin e termometrave termorezistues për matjen e temperaturës? 2. Si ndryshohet vlera e rezistencës elektrike në rezistorët metalik dhe ato gjysmëpërçues

gjatë nxehjes së tyre? 3. Nëse nëpër termorezistor koeficienti i ndryshimit të rezistencës i të cilit është R = 0,3*

10-2

(�/K) rezistenca fillestare R0 = 2,5 � ndryshohet deri në vlerën e fundit Rt = 3,0 �, të caktohet dallimi i temperaturës (T – T0), e cila është matur.

4. Cilat metale dhe gjysmëpërçues më shpesh përdoren për përpunimin e termorezistorëve dhe në cilat fusha të matjes së temperaturës përdoren?

5. Përshkruaje konstruksionin dhe zbatimin termometrave me rezistor të instaluar metalik dhe indikator elektrik!

6. Sqaro në cilin interval të temperaturave matin termistorët dhe çka është shkaku për atë?

TERMOMETRAT ME INDIKATOR ELEKTRIK

Numri më i madh i termometrave bashkëkohor që përdoren për matjen e temperaturës në kushte industriale si për shembull, në koftor (kalorifer), tharëset, dhomat, ftohëset, shtigjet distiluese, ekstraktues dhe absorbues dhe në pajisje tjera. Ato janë të konstruktuara ashtu që sinjalin matës e shndërrojnë drejtpërdrejtë në elektrik.

73


Termometrat e tillë kanë indikator me ekran dhe led-dioda, regjistrues elektronik dhe

përforcues të sinjaleve, mund të jenë të lidhur direkt drejtë proceseve rregulluese ose të jenë të ndërtuar (instaluar) në ato. Këtu janë të treguar modelet e veçanta të shndërruesve termik të sinjaleve:

1. Pirometri optik – pajisje matë temperatura nëpërmjet emetimit të dritës nga teli i volframit dhe krahasimi me ngjyrën e trupit të skuqur në sfond. Temperatura e trupi është duke u lexuar në ekran kur do të barazohen të dy ngjyrat.

2. Termometrat elektrik – përdorin termoelement dhe elektro-rezistor për të matur temperaturën, në kontakt matës me urë matëse elektrike dhe indikator me ekran të shfaqur.

3. Termometrat e bimetalit me kontaktin alarmues – shërbejnë për të rregulluar temperaturën e instalimeve për përfshirjen e sinjalit alarmues - zërit ose dritës.

4. Termostatet - shërbejnë për rregullimin e temperaturës në tharëse, kolona, furra, enët nën presion dhe vende të ngjashme.

Fig. 38 – Pirometri optik, termometri alarmues dhe termometrat elektrik

74


Fjalët kyçe:

termometra bashkëkohor, industrial, sinjale të matjes, termometër elektrik, indikatorët, regjistruesit, përforcuesit, pirometrat optik, kontakti alarmues

Pyetje dhe detyra:

1. Ku gjejnë përdorim termometrat me indikator elektrik dhe përforcues elektronik dhe ekrane? 2. Përshkruaje konstruksionin e termometrave me rezistor metalik të instaluar dhe termometra

termoelektrik me indikator elektrik! 3. Kur përdoren pirometrat optik për matjen e temperaturës? 4. Hulumto nga literatura, revistat dhe faqet e internetit diçka më shumë për matjen e

temperaturës me metodat e përshkruara, si edhe zbatimin e termometrave termoelektrik në industri.

Rezyme: Temperatura e tregon shkallën e nxehjes së trupave dhe aftësinë për të transferuar

nxehtësinë. Nxehtësia shkëmbehet gjatë dallimit të temperaturës sipas rrugës së konveksionit, përçueshmërisë dhe rrezatimit. Temperatura matet në hapësirat e punës për shkak të përcjelljes së gjendjes së lëndëve të para dhe materialeve, gjatë kontrollimit mbi proceset teknologjike, për shkak të ruajtjes dhe magazinimit të materialeve ushqyese, të avullueshme dhe të ndezshme etj. Temperatura është shprehur në gradë të shkallës së Kelvinit T (K), shkallës së Celsiusit t (oC) dhe shkalla e Farenhajtit (oF).

Termometrat me zgjerim janë pajisje te të cilat ndodhë ndryshimi i vëllimit ose shtypjes. Të tillë janë termometrat me zhivë ose alkool, termometrat bimetal me dy shirita metalike, termometrat me avuj ose gazra dhe shndërruesi matës i shtypjes në temperaturë.

Termometrat me termoelemente induktojnë rrymë me nxehje të kontaktit matës. Përdorin hekur, konstantan, bakër Pt – Pt/Re, Ni – Ni/Cr dhe kromel-alumel.

Termometrat termorezistues janë bërë nga metali apo rezistuesi gjysmëpërçues (termorezistor), i cili matë temperaturë përmes ndryshimit të rezistencës elektrike. Janë të përpunuara nga Pt, Ni, W dhe Cu ose nga gjysmëpërçues të karbonit dhe rezistor të germaniumit (termistor). Termometrat modern në kushte industriale kanë indikator dhe LED-dioda. Mes këtyre bëjnë pjesë edhe pirometri optik, termostatet dhe termometrat tjerë elektrik.

75

VI. PAJISJET SINJALIZUESE DHE DALËSE


Nxënësi:

- Përcakton bartjen e sinjaleve të matjes - Dallon transportimin e sinjaleve analoge nga ato digjitale - E përshkruan funksionin e pajisjeve të sinjalizimit - I njeh pajisjet për pastrimin dhe transmetimin e sinjaleve - I numëron llojet e transmetuesve dhe pajisjeve sinjalizuese - E shpjegon zbatimin e sinjalit dhe pajisjeve dalëse

TRANSMETIMI I SINJALEVE DHE FUNKSIONET TRANSMETUESE

1. Pajisjet dalëse dhe sinjalizuese

Nën termin sinjal nënkuptohet bartës fizik i informacionit për madhësi të veçantë. Transmetimi i sinjalit të matur në dalje të pajisjes matëse ose konvertuesit bëhet në mënyrë që ai thjeshtë përforcohet, filtrohet dhe konvertohet nga ai analog në atë digjital. Për kryerjen e këtyre procedurave përdoren një sërë të pajisjeve të veçanta të quajtura pajisje dalëse. Gjithashtu përdoren transmetues të ndryshëm, treguesit, regjistruesit dhe pajisjet sinjalizuese për ndërhyrje gjatë punës.

2. Funksionet transmetuese Lidhja reciproke e komponentëve për transmetimin e sinjaleve është kryer në disa mënyra: A) lidhja serike B) Lidhja paralele C) Kontakti kthyes Definicioni: Funksioni transferues i sistemit është raport i madhësisë dalëse dhe hyrëse në një sistem

G (t) = Y(t) / X (t)

77


Në diagramin bllok të sistemit të rregullimit automatik, elementet janë të përshkruara me bllok - diagrame që shprehin karakteristikat e tyre dinamike. Funksionet e Transmetimit mund të jenë me lidhje serike, paralele apo me lidhje kthyese. Ata janë treguar në figurën 9.

Fig. 39 – Funksionet transmetuese

Fjalët kyçe: pajisjet dalëse dhe sinjalizuese, sinjalet transmetuese, indikatorët, regjistruesit, funksionet transmetuese, lidhja serike, lidhje paralele, lidhja reciproke (kthyese).

78

Temperaturat referente Furra

Nxehtësia Hapësira ku gjendet furra Temperatura

e hapësirës


PAJISJET SINJALIZUESE, PAJISJET DALËSE DHE REGJISTRATORËT

1. Përpunimi i sinjaleve

Transmetimi, filtrimi dhe shfaqja e sinjaleve matëse të madhësive procesuale nga pjesa e ndjeshme drejtë asaj matëse të instrumenteve është faktor i rëndësishëm, i cili ka ndikimin e tij në kualitetin dhe saktësinë e matjes. Bartja dhe përpunimi dalës i sinjaleve varen nga faktorët vijues: - Nga rëndësia dhe lloji madhësisë së matur, - Nga pozita reciproke e njësive matëse të pajisjes, - Nga kualiteti dhe nga qëllimi i sinjalit të matur,

2. Llojet e indikatorëve të sinjaleve

Sipas mënyrës së shfaqur të sinjaleve dalëse nga pajisjet matëse, kontrollin e procesit janë të njohura disa lloje të indikatorëve dhe regjistruesve të sinjaleve:

A) Indikator me shigjeta dhe tabelë matëse – te të cilat shigjeta ose shkalla mund të jetë lëvizëse mund të maten një ose më shumë madhësi, në më shumë vende matëse, si edhe në më shumë pjesë të kontrolleve të procesit.

a) b)

79


(c)

Fig. 40 – Indikatorët me shigjeta lëvizëse (�) dhe shkallët (b) dhe me më shumë vende matëse (c)

B) Indikatorë me ekrane elektronike dhe monitor – shumica e indikatorëve modern të sinjaleve janë bërë nga elementet elektronike, led diodat, ekranet etj.

Fig. 41 – Indikatorët digjital elektronik

80

Shigjeta

Ndërprerës rrotullues


�) Regjistruesit e sinjaleve-përdorin letër rrethore ose të rrafshët, mbi të cilën e regjistrojnë sinjalin mekanik, me shkruarës ose me gjilpërë. Regjistruesit digjital të sinjaleve shfrytëzojnë shirita magnetik për shënimin e sinjaleve ose disketave për shënim elektronik të sinjaleve .

Fig. 42 – Regjistruesit e sinjaleve

3. Pajisjet sinjalizuese

A) Sinjalizimi me dritë – këto sinjale janë pjesë nga pajisjet matëse, rregullatorët ose pajisjet tjera

dalëse, detyra e të cilave është që të aktivizohen me alarm të dritës në momentin kur madhësia rregulluese do të arrijë vlerë kufizuese (e larta ose e ulëta).

B) Sinjalizimi me zë – të kyçura drejtë pajisjeve matëse, rregullatorët ose pajisjet tjera dalëse,

alarmet e zërit shfrytëzojnë zile, sirenë dhe elemente të tjera, të cilat me mbylljen e qarkut elektrik reagojnë gjatë vlerave kritike të madhësive rregulluara.

Fig. 43 �) – Pajisjet sinjalizuese me dritë

81


Fig. 43 b) – Pajisjet sinjalizuese me zë

Fjalët kyçe: përpunimi i sinjaleve, transmetimi, indikatorët, shigjeta, tabela, ekranet, monitorët, regjistruesit, regjistruesit digjital, pajisjet sinjalizuese

Pyetje dhe detyra: 1. Si përpunohet dhe transmetohet sinjali matës në dalje nga pajisja matëse?

2. Çka paraqesin funksionet e transmetimit dhe si llogaritet vlera e tyre?

3. Prej cilëve faktorë varet transmetimi dhe përpunimi i sinjaleve nga pjesa e ndjeshme drejtë pjesëve matëse të instrumentit?

4. Sa lloje të indikatorëve mekanik të sinjaleve përdoren në pajisjen rregullatore- matëse?

5. Në çka përbëhet përparësia e indikatorëve të sinjaleve në automatikë?

6. Si janë të konstruktuar pajisjet alarmuese sinjalizuese që përfshihen në matjen e pajisjeve rregullatore?

82


PAJISJET PËR FILTRIM DHE PËR TRANSMETIMIN E SINJALEVE

1. Filtrimi i sinjaleve dalëse Filtrat janë elemente të përfshira në pajisjet matëse me detyrë të bëjnë filtrimin të

sinjaleve matëse nga sinjalet e panevojshme ose zhurmat. Ekzistojnë më shumë lloje të filtrave me qëllim special:

A) Filtri me frekuencë të ulët - ky artikull i lejon vetëm sinjalet frekuenca së cilës është më e ulët se �L;

B) Filtri me frekuencë të lartë – i lejon vetëm sinjalet frekuenca e cila është më e lartë nga �L;

C) Lëshim më i qartë – është element i cili i lëshon vetëm ato sinjale, frekuenca e së cilës është brenda në qartësinë prej �1 deri �2;

Ç) Filtër më i qartë – është element i cili i ndalon (ngulfat) vetëm ato sinjale, frekuenca e të cilave është brenda në qartësinë prej �1 deri �2

; �L,�1, �2 – frekuenca të caktuara të sinjalit të cilat lëshohen,

Fig. 44 – Filtrat dhe karakteristikat frekuentuese

83


Filtrat e ndryshëm sipas llojit të sinjaleve mund të jenë mekanike, elektrike (fig. 44), pneumatike, optike dhe të tjera.

2. Bartësit e sinjaleve

Bartja e sinjaleve të matur të madhësive fizike mes disa njësive të pajisjes matëse është kryer në mënyrë të ndryshme, që varet nga kuptimi i tyre dhe pozitës reciproke dhe distancës të këtyre elementeve. Më shpesh përdoren kabllo elektrike koaksiale (me bosht të përbashkët) për transmetimin e sinjaleve, ndërsa për distanca të mëdha përdoren radiosinjale.

Në raste të veçanta përdoren transmetues të tipit mekanik si, për shembull, në mesin e trupave lëvizës dhe rrotullues.

A) Kabllot elektrike – përçuesit, konsiderohen për pajisje me parametra të shpërndarë. Kjo me rezistencën e tij R, kapaciteti C, induksionit L dhe përçueshmërisë G. Për kabllo koaksial me gjatësi deri në 10 m dhe frekuencat deri në 1 kHz korrespondon me një model të thjeshtë. Karakteristika e vërtetë frekuentuese e kabllove përcaktohet në mënyrë eksperimentale dhe gjatë gjatësive të mëdha mund të paraqiten pengesa ta tensionit në ato. Kjo mund të çojë në zhurmë, i cili parandalohet me tokëzimin dhe izolimin e tyre, ndërsa shumë më mirë me digjitalizimin e sinjalit.

Fig. 45 – Struktura e kabllove koaksiale për transmetim të sinjaleve

B) Radiotransmetimi (lidhje pa tel) - përdoret kur nuk është e mundur apo jo lidhja me kabllo. Kryhet me sistem radio telemetrik FM / FM për transmetimin e sinjaleve me modulim të dyfishtë (Gjatë menaxhimit me stacione rafinerie dhe stacionet e gazit, puseve për ujë të pijshëm, qendrave operative, objektet e largëta, stacionet, etj).

C) Transmetimi hidraulik dhe pneumatik – realizohet me ndihmën e fluideve të lëngëta ose të gazta nëpër gypa dhe gypa të gomës, të cilët e transmetojnë sinjalin e matur dhe sipas nevojës sinjalin e përforcuar. Shfrytëzohen për transmetimin e sinjaleve të distancave të vogla.

84


Fig. 46 – Elemente plotësuese për transmetimin e sinjaleve

Ç) Bartja mekanike – realizohet me kontakt direkt dhe lëvizjen e elementeve në sistem të llozeve, dhëmbëzoreve, spiraleve etj. Shfrytëzohen për transmetimin e sinjaleve në distanca të vogla.

Fjalët kyçe: Filtrimi, sinjalet dalëse, filtrat, frekuenca të ulëta, frekuenca të larta, lirim më i qartë, filtër më i qartë, transmetues, kabllo koaksial, radio transmetues, transmetim hidraulik, pneumatik dhe mekanik

Pyetje dhe detyra: 1. Tregoni sa llojet të filtrave janë përdorur për të filtrimin e sinjaleve dalëse? 2. Çka përfaqësojnë filtër i qartë dhe lirimi i qartë për transferimin e sinjaleve? 3. Sa lloje të transmetuesve të sinjaleve përdoren në teknikat matëse-rregulluese? 4. Shpjegoje aplikimin e transmetuesve për transmetim hidraulik dhe pneumatike të

sinjaleve? 5. Hulumto nga literatura, revistat dhe nga web-faqet diçka më tepër për transferimin e

sinjaleve, për pajisjet dalëse me indikator digjital dhe për aplikimin e pajisjeve alarmuese në industri.

85


Rezyme:

Transferimi i sinjalit matës në dalje të pajisjes matëse është bërë në atë mënyrë që ai së pari përpunohet, forcohet, ajo filtrohet dhe konvertohet nga ai analog në digjital. Për atë qëllim përdoren pajisje dalëse, transmetues, indikator, regjistrues dhe pajisje sinjalizuese për transmetimin e sinjaleve. Sinjalet transmetohen me lidhje serike, paralele, dhe me lidhje reciproke.

Përpunimin e sinjaleve nga pjesa e ndjeshme drejtë pjesës matëse është faktor i rëndësishëm, i cili varet edhe nga lloji i madhësisë matëse dhe nga pozita e njësive matëse. Indikatorët e sinjaleve janë mekanike, me shigjetë dhe me tabelë matëse ose me ekran dhe monitor elektronik. Pajisjet sinjalizuese me sinjalizime të dritës dhe sinjal të zërit aktivizojnë alarm të dritës ose të zërit gjatë vlerave kritike të madhësisë së rregulluar.

Filtrat janë elemente për pastrimin të sinjaleve matëse nga sinjale e panevojshme apo zhurmës. Shfrytëzohen filtra me frekuencë të ulët dhe të lartë, filtri me lirim dhe filtri më i qartë. Transmetimi i sinjaleve matëse bëhet me kabllo elektrike dhe optike, me radio transmetues dhe me trupa lëvizës dhe rrotullues. Transferimi i sinjaleve hidraulike dhe pneumatike kryhet nëpër tuba dhe gypa gome. Transmetimi mekanik bëhet me sistem prej llozeve, dhëmbëzorëve, spiraleve etj.

86

VII. BAZAT E RREGLLIMIT AUTOMATIK


Nxënësi:

- E thekson rëndësinë e automatizimit të menaxhimit me proceset - Përshkruan shembuj bazë të sistemeve për rregullimin automatik - I di parimet e funksionimit të sistemeve për rregullimin automatik - I dallon vetitë e objektit të rregullimit - Shpjegon dhe krahason sistemet me dhe pa vetë rregullim

HYRJA – SISTEMET E MENAXHIMIT AUTOMATIK

Rregullimi automatik paraqet një sërë masash të mbledhura, aktivitete dhe metoda të cilat qëllim të përbashkët e kanë theksimin e proceseve në drejtimin e dëshiruar. Zhvillimi i sistemeve për automatizim dhe menaxhim me proceset dhe me instalimet është i bazuar në zhvillimet teknologjike në epokën e industrializimit nga shekulli 18 prej zhvillimit të kibernetikës dhe informatikës në shekullin e 21.

Automatizimi është një zonë shkencore dhe teknike, e cila përfshinë metodat dhe mjetet me të cilat njeriu lirohet nga kryerja e drejtpërdrejt e funksioneve të menaxhimit, dhe rregullimit me makina dhe procese, duke krijuar lidhje në mes të makinave dhe proceseve. Kjo shkencë ka rëndësi të madhe në teknologjinë kimike, bërthamore dhe kozmike.

Teoria e kontrollit automatik është shkencë për proceset dhe ligjshmëritë e menaxhimit parimet e veprimit dhe metodat për analizën e sistemeve automatike. Ajo i studion, projekton dhe hulumton sistemet e automatizuara të çfarëdo natyre.

Kibernetika është shkenca moderne e menaxhimit me sistemet e ndryshme, e cila mundëson aplikimin e parimeve të kontrollit automatik në të gjitha aktivitetet ekonomike. Shfaqja e kësaj shkence ka çuar në një epokë të re të automatizimit në industrinë moderne dhe shoqërisë në tërësi.

87


Ndër hapat e parë në fushën e automatizimit janë dukuritë e rregullatorit centrifugal të Vatit të rrotullimeve në motorin me avull, si dhe pajisjeve për rregullimin e presionit të kazanit me avull, nivelin e lëngjeve etj. Rritja e fuqishme e automatizimit përjetohet me veprat e Maksvelit, Çebishevit, Vinerit dhe shkencëtarëve të tjerë.

Sistemet për rregullim dhe për menaxhim janë futur në fazën e zhvillimit të automatikës, me aplikimin e rregullatorëve në drejtimin e proceseve. Në periudhën e ardhshme janë vendosur sisteme të komplikuara, që përfshijnë më shumë pajisje rregulluese.

Konceptet themelore që janë hasur në menaxhimin automatik janë si vijojnë:

1. Rregullimi automatik – ruajtjen e madhësisë fizike në vlerë të veçantë ose sipas ligjit të caktuar.

2. Rregullim i programuar – ruajtja e madhësisë fizike sipas programit të dhënë.

3. Madhësia e rregulluar - madhësia fizike, e cila ruhet ose ndryshohet.

4. Rregullatori - një pajisje që vepron automatikisht dhe e kryen detyrën e rregullimit.

5. Objekti i rregullimit - proces ose pajisje në të cilën kryhet rregullimi.

6. Menaxhimi automatik - niveli më i lartë i menaxhimit të operacioneve me ndihmën e sistemeve sipas algoritmit të dhënë (program) i veprimit.

7. Sistemi i menaxhimit – grumbull nga elementet dhe pajisjet me të cilat kryhet menaxhimi i objekteve dhe proceseve komplekse, në bazë të informacioneve të marra për gjendjen e tyre.

Fjalët kyçe: rregullimit automatik, automatizimi, menaxhimi automatik, kibernetika, automatizimi, rregullimi automatik, rregullim programor, madhësia e rregulluar, rregullatori, objekt i rregullimit, sistemi menaxhues

88


STRUKTURA DHE ELEMENTET NË SISTEMET E MENAXHIMIT AUTOMATIK

1. Karakteristikat e sistemeve për drejtim automatik (SDA) Përshkrimi i punës së SDA ofron parimin, qëllimin, metodën dhe veçantin e funksionimit të këtij sistemi, por jo analiza e plotë e saj sasiore. Ndikimi i veprimeve mbi sistemin është shprehur përmes regjimit të punës. a) Regjimi stacionar - kur dallimi në mes të vlerës reale dhe të përzgjedhur të madhësisë është konstante. b) Regjimi kalimtar - kur vjen deri te kalimi nga një regjim në tjetrin, gjatë së cilës sistemi kyçet për të kryer veprime rregulluese.

2. Parimet e prezantimit Që të paraqiten sistemet e menaxhimit automatik shfrytëzohen dy parime: - funksional, gjegjësisht përmes elementeve si modelet matematikore, - strukturale, gjegjësisht përmes shfrytëzimit të transformimit të sinjaleve në bllok-skema.

3. Elementet dhe rregullat e bllok-diagramit struktural - Elementet me veprim të orientuar, në të cilin shkruhet elementi ose funksioni i transmetimit. - Elementi për krahasim, në të cilin krahasohen sinjalet. - Pika e përkufizimit, në të cilën ndahen sinjalet. - Segment i orientuar, si drejtim i sinjalit. - Sinjale hyrëse dhe dalëse në sistemin (x, y).

Fig. 47 – Elementet e bllok-diagramit �) elementi me veprim të orientuar; b) elementi për krahasim; c) pika e përkufizimit

89

(b) (c) (a)


4. Bllok – diagrami i SDA

Sipas analizës së këtyre elementeve, sistemi mund të përfaqësohet me këtë bllok- diagram, në të cilën çdo element ka funksionin e vet:

Fig. 48 – Bllok – diagramet strukturale të sistemeve për menaxhim automatik

Në përputhshmëri me parimin e veprimit, një SDA mund të paraqitet edhe me bllok-diagram parimor, me zgjedhjen e elementeve adekuate për çdo pajisje apo funksion në sistemin (p.sh., përforcues, rregullator, pajisje matëse, etj.).

90

Energjia ndihmëse

Madhësia fizike për sinjalizim menaxhues

Madhësia fizike

Sinjali menaxhues

dhënës Mekan. Ekzek.

U.E IZO

procesi Elementi Ekzekuti

shndërrues

senzor

IMO

Energjia ndihmës

Sinjali për madhësinë fizike


5. Elementet themelore në SDA

a) Objekti i menaxhimit OM (procesi) – paraqet proces teknologjik ose instalim, i përbërë nga ndryshimet materiale dhe energjetike. Shënohet me funksionin Gp (s).

b) Rregullatori UE - që përbëhet nga vlera e dhënësit, dhe njohës i gabimeve dhe përforcues. I kryen detyrat themelore të menaxhimit automatik. Ka funksion Gc (s).

c) Organi ekzekutiv IZO - përbëhet nga një mekanizëm ekzekutiv dhe element, me të cilin veprim e përkthen sinjalin aksionar në veprim korrigjues për të kryer detyrat e menaxhimit. Ka funksion Gv (s).

ç) Pajisja matëse IMO – përbëhet nga senzori për matjen e shndërruesit të sinjalit. Ato janë shndërrues të ndryshëm matës të rrjedhës, shtypjes, temperaturës, dendësisë, dhe madhësive të tjera fizike. Ka funksion H (s).

d) Variablat (madhësitë fizike) - Madhësia e rregulluar - vlera e madhësisë që është e përcaktuar, C (s). - Madhësia e dhënë - vlera e madhësisë që është mbajtur, R (s). - Madhësia manipuluese - madhësia e sinjalit menaxhues me të cilin veprohet mbi objekt të rregullimit, M (s). Përcaktohet vlera e sinjalit aksionar P(s).

Fjalët kyçe:

sistemi për menaxhim automatik, regjimi stacionar, regjimi kalimtar, funksional, struktural, bllok-skema, elementet, objekt i menaxhimit, rregullator, organi ekzekutiv, pajisja matëse, shndërrues, përforcues

Pyetje dhe detyra:

1. Çka paraqet rregullimi automatik në industrinë e procesit dhe në objektet?

2. Cilat janë metodat dhe detyrat e automatikës si fushë teknike?

3. Theksoi fushat e para të aplikimit të rregullimit automatik në prodhimtari!

4. Definoni konceptet e rregullimit automatik dhe rregullimit të programuar në automatikë!

5. Sqaroni konceptet regjimi stacionar dhe regjimi kalimtar i sistemeve të menaxhimit!

6. Theksoi elementet themelor të shënimit në sistemet e menaxhimit automatik!

7. Përshkruaj detyrat e rregullatorit, të organit ekzekutiv dhe të pajisjes matëse në strukturën e sistemeve të menaxhimit !

91


NDARJA E SISTEMEVE PËR RREGULLIM

Sipas mënyrës së rregullimit dhe llojin e marrëdhënieve midis madhësive hyrëse dhe dalëse, sistemet e menaxhimit automatik dhe rregullimit mund të jenë: 1. Sistemet e Hapura - në të cilat nuk ekziston asnjë lidhje në mes të sinjaleve dalëse dhe hyrëse. 2. Sistemet e mbyllura – te të cilat nuk ekziston lidhje në mes të sinjaleve dalëse dhe hyrëse. Ata zakonisht përdoren për veprime rregulluese dhe komplekse.

RREGULLIMI ME LIDHJE RECIPROKE

Metoda e rregullimit me lidhjet rikthyese (feed back) është një rregullim klasik i llojit të mbyllur, ku sistemi është hartuar në mënyrë që vetë bënë korrigjimin e gabimit sipas metodës përvojë - gabim.

Sipas mënyrës së veprimit të këtyre sistemeve mund të jenë të llojit vijues: 1. Rregullimin e stabilizuar - një metodë për mbajtjen e vlerës së rregulluar të

madhësisë në nivel konstant. Ajo nuk varet nga defektet në proces, por niveli i mirëmbajtjes varet nga vlera e dhënë (referente) vlerë e madhësisë R (s). Përdoret te proceset e vazhdueshme teknologjike.

2. Servo-rregullimi - është metodë për mbajtjen e vlerës së rregulluar të madhësisë, gjatë së cilës ajo ndryshon me kalimin e kohës. Në sistemin nuk ekzistojnë trazira, zakonisht përdoret për të mbajtur pozicionin e elementeve mekanike, të shpejtësisë dhe elementeve të tjerë të lëvizshëm.

3. Rregullimi i programuar - një lloj i veçantë i servo-rregullimit në të cilat vlera referente e madhësisë R (s) ndryshon në bazë të një programi ose ciklit të caktuar. Procedura përdoret te proceset periodike serike dhe kështu me radhë.

4. Rregullorja Lidhur - një metodë e rregullimit të madhësisë së vlerave e bazuar në dy ose më shumë ndryshore që janë të ndërlidhura dhe të ndërvarura. Përdoret gjatë drejtimit të sistemeve komplekse, teknologjike, kimike, bërthamore, të transportit dhe sistemet tjera.

5. Rregullimi kaskad (kërcyes) - është formë shumë më e sofistikuar e rregullimit të lidhur mes dy raundeve rregulluese, të lidhura në sistem me lidhje kthyese.

Te figura 49 është paraqitur skema e sistemit të rregullimit kaskadues të temperaturës së fluideve për transferimin e ngrohjes (vaj) përmes ngrohjes në furrë me lëndë djegëse të gazit. Rregullatori primar i temperaturës, i cili ka për detyrë për ta mbajtur temperaturën (TRC), krijon një sinjal veprimi i bazuar në diferencën midis vlerës së dhënë, t0 (oC) dhe vlerës së matur nga termometri (TI) i temperaturës së vajit te dalja nga furra.

92


Sinjali i tij vjenë në rregullatorin sekondar të rrjedhës (FRC), i cili formon sinjal të veprimit që i mirëmban ose e ndryshon hyrjen F(m3 / h) e karburantit të gazit. Kjo është bërë me përfshirjen e ventilit rregullues, që e rregullon temperaturën dalëse të vajit.

Fig. 49 – Rregullimi kaskadues

Sistemet e kontrollit me lidhje kthyese funksionojnë në atë mënyrë që mbi bazë të devijimit nga vlera e dhënë e madhësisë që është e rregulluar përcaktohet gabimi E (s) = R (s) - B (s). Ajo formon sinjal të veprimit

P (t) = f [ E (t) ] + Pc

me të cilin e aktivizon autoritetin ekzekutiv dhe krijon sinjal manipulues M (s). Ky veprim i autoriteti ekzekutiv kontrollon objektin e rregullimit (, procesin, makinën, pajisjet, etj.), në drejtim të heqjes së gabimit të ndodhur.

Edhe pse gabimi fillestar i madhësisë mund të jetë i madh, që të vijë deri në çrregullime dhe të ngjashme, për studimin e proceseve të panjohura kjo metodë e rregullimit është e përshtatshme.

Fjalët kyçe: lidhja e kthyeshme (reciproke), servo, e programuar, e lidhur, rregullimi kaskad, rregullatori primar, rregullatori sekondar, gabimi, sinjali manipulues

93

Furra

Mediumi i cili duhet të nxehet

Gazi për djegie


RREGULLIMI ME LIDHJE DIREKTE

Teknika e rregullimit të drejtpërdrejtë është krejtësisht e ndryshme nga rregullimi i lidhjes feedback (të kthyeshme), edhe ai studiohet me teknika të veçanta të analizës dhe sintezës. Ai përdoret shumë e më shumë gjatë udhëheqjes së proceseve komplekse dhe të teknologjisë bashkëkohore, reaktorët, kolonat, furrat, sistemet e theksuara, sistemet e transportit etj.

Karakteristika kryesore e kësaj mënyre të rregullimit është ajo që ekziston llogari e përparshme e çrregullimit xF, përcaktimi i sinjalit të përshtatshëm manipulues xD dhe asgjësimit të tyre të përbashkët për t’u mbajtur vlera e pandryshuar 0C saktësia e sinjalit të madhësisë që rregullohet.

Sistemi duhet të përfshijë një program që simulon rrjedhjen e procesit, të ndërtuar në rregullator, i cili para se të vepron gabimi e llogarit korrigjimin dhe drejtpërdrejt përfshihet për ta larguar atë. Këtë funksion e llogarisin makinat moderne elektronike - kompjuterët, sipas sistemeve nga barazimet.

Gjatë udhëheqjes së procesit të distilimit të naftës, ata janë reduktuar në raport transmetues mes produktit nga lartësia dhe materialit hyrës në fund të kolonës nga lloji:

xD / x

F = G

f (t)

e cila e kombinuar me funksionin e transferimit midis produktit dhe zbaticës nga koka e kolonës

xD / x

F = G

f (t)

jep zgjidhje për vlerën e sinjaleve manipuluese

M0 (s) = xF * [Sf *

Df (t) / SL *

DL (t) ]

Kjo do të thotë se rregullatori vazhdimisht do t’i llogarisë ndryshimet e rrjedhës në kolonë, mbi bazë të ndryshimeve të përbërjes së gjysmëfabrikateve hyrëse në fund të kolonës për ta mbajtur konstante përbërjen e prodhimit nga ana e saj e sipërme.

Ky lloj i rregullimit është i kufizuar në një numër të vogël të proceseve, që janë të studiuar mirë dhe te të cilët kërkohen kushte të mprehta të ruajtjes. Problemi është edhe ajo se nuk ekziston asnjë lidhje në mes madhësisë hyrëse dhe dalëse, si dhe çrregullime të mundshme të procesit.

94


Fig. 50 – Rregullimi me lidhje direkte

Fjalët kyçe:

sinjal manipulues, proceset teknologjike, komplekse, rregullimi i drejtpërdrejtë, përçarje, program, distilim i naftës, përbërja e daljes

Pyetje dhe detyra:

1. Çfarë është dallimi në mes të sistemeve të mbyllura dhe të hapura për rregullim?

2. Çfarë paraqet rregullimi me lidhje feedback?

3. Sa metoda të rregullimit ekzistojnë me lidhjet feedback?

4. Shpjegoje dallimin në mes të rregullimit stabilizues dhe servo-rregullimit të sistemeve!

5. Përshkruaje strukturën e sistemit me rregullim kaskadues dhe shpjegoi detyrat e dy rregullatorëve!

6. Si formohet sinjali i veprimit në rregullator gjatë veprimit të tij?

7. Cilat janë karakteristikat më të rëndësishme të metodës së rregullimit të drejtpërdrejtë?

95

Rregullimi me lidhje direkte

Pjesa statike Pjesa dinamike

Procesi

Kontrolli i procesit për vitin III RREGULLIMI I KOMBINUAR

Kjo metodë e veçantë me kombinimin e dy mënyrave të përmendura më parë të rregullimit me lidhje të drejtpërdrejtë dhe kthyese (feedback). Funksioni transferues i rregullatorit të drejtpërdrejtë duhet të jetë super i saktë, sepse ai është një pajisje komplekse dinamike që e simulon funksionimin e procesit ose aparatit.

Rregullatori direkt Gff (s) ka një veprim të shpejtë, me të cilat e shfuqizon çrregullimin në këtë proces, ndërsa rregullatori kthyes (feedback) Gfb (s) ka veprim të vonuar. Ai kryen korrigjim plotësues të gabimit së bashku me rregullatorin direkt.

Për shembull, gjatë kombinimit të rregullimit të marrëdhënieve në mes dy ndryshoreve - rrjedhja e naftës së papërpunuar të hyrjes në kolonë për distilim dhe rrjedhën e avujve të ujit, që hynë në bojler për ngrohjen e produktit në fund të kolonës, përdoren rregullator të drejtpërdrejtë dhe rregullator (feedback) kthyes.

Fig. 50 – Rregullatori pneumatik për lidhje të kombinuar Fjalët kyçe:

kombinime, kthyese (feedback), lidhje direkte, rregullator direkt, rregullator kthyes

96


VETITË E SISTEMIT TË RREGULLIMIT

1. Çrregullimet e sistemit për rregullimin

Sistemet e tilla të vendosura të menaxhimit dhe të rregullimit mund të gjenden në dy gjendjet e punës: a) Gjendja kalimtare - faza gjatë së cilës vjen deri te ndryshimi nëpërmjet së cilës sistemi kalon nga fillimi i veprimit të jashtëm deri në krijimin e thirrjes si reagim i tij. b) Gjendje stacionare - faza në të cilën sistemi është sjellë nën ndikimin e mjedisit dhe është instaluar pas gjendjes kalimtare.

2. Karakteristika statike dhe dinamike e sistemit a) Karakteristika statike është veti e sistemit në gjendje të qetësisë b) Karakteristika dinamike është raport veprim / përgjigje në periudhën kohore. Ato paraqiten me funksionet ose diagramet. Vetitë dinamike të varen nga koha e reagimit - të ashtuquajturit koeficient të vonesës. Ai mund të përcaktohet nga karakteristikat vijuese të proceseve: - Kapaciteti i pajisjeve dhe rezistencës për transferimin e energjisë ose materies midis pajisjeve - vonesën e kapaciteteve. - Koha e transportit të ndryshimeve nga një pikë në tjetrën në proces. - Koha e përgjigjes të sistemeve të sinjaleve hyrëse deri në krijimin e sinjaleve dalëse.

Fig. 52 – Vetitë statike

97


Fig. 53 – Vetitë dinamike – impuls dhe kërcimi

3. Ngarkesa dhe stabiliteti i SDA

Kusht themelor për stabilitetin e një sistemi është përmbushja e ekuacionit Hyrja me vlerë të kufizuar = Dalje me vlerë të kufizuar. Kjo do të thotë se në kapërcimin e një amplitude të veçantë të madhësisë së dhënë, sistemi do të kaloj në jolineare. Shembull: Ventili pneumatik nuk do të reagoj në sinjalin veprues nga rregullatori, kur do të arrijë deri në fund të intervalit të tij të veprimit.

Stabiliteti i sistemeve janë ekzaminuar me ndryshimet e parametrave të tyre, me kriteret e

stabilitetit (diagram të Bodes) dhe të njëjta.

Fjalët kyçe: Ngarkimi i sistemit, gjendje kalimtare, gjendje stacionare, gjendja statike, karakteristika dinamike, vonesë kapaciteti, koha e transportit, koha e përgjigjes, stabiliteti

98


Pyetje dhe detyra:

1. Cilat janë karakteristikat e veçanta të metodës së kombinuar të rregullimit? 2. Shpjegoni pse metoda e kombinuar e rregullimit është më e saktë nga metodat e veçanta

të lidhjes kthyese dhe të drejtpërdrejtë? 3. Kur definohen karakteristikat statike dhe dinamike të sistemeve? 4. Nga cilët faktorë varet koeficienti i vonesë së sistemit? 5. Si janë të përcaktuara ngarkesat dhe stabilitetin i sistemit të rregullimit? 6. Hulumto nga literatura, revistat dhe faqet e internetit diçka më shumë për strukturën e

sistemeve për menaxhim!

Rezyme: Kontrolli automatik është përmbledhje nga masat, aktivitetet dhe metodat qëllimi i të

cilave është udhëzimi në rrjedhën e proceseve. Automatizimi është një fushë shkencore dhe teknike, që mbulon metodat dhe mjetet e menaxhimit dhe të rregullimit. Kibernetika është shkenca për menaxhimit modern me sisteme të ndryshme. Nocionet themelore janë rregullimi automatik, rregullimi programor, madhësia e kontrolluar, rregullatorët, menaxhimit automatik.

Sistemet për menaxhimin automatik mund të përshkruhen përmes parimit funksional dhe strukturor. Elementet dhe rregullat e bllok-diagramit strukturor të SDA përfshijnë: menaxhimin e objektit, rregullatorit, autoritetin ekzekutiv, aparatin matës etj. Madhësia e rregulluar dhe e dhënë në sistemin për rregullimin me lidhje kthyese (feed back) veprojnë sipas metodës përvojë-gabim. Kjo metodë mund të jetë stabilizuese, servo, e programuar, e lidhur dhe rregullim kaskad (Rregullatori primar i jep sinjal rregullatorit sekondar, i cili gjeneron sinjal të veprimit, që mirëmban ose ndryshon fluksin e gazit).

Feedback lidhja funksionon në atë mënyrë që mbi bazë të gabimit përcaktohet sinjali i veprimit, me të cilin aktivizohet organi ekzekutiv. Metoda e rregullimit të drejtpërdrejtë shfrytëzon llogaritje të përparshme të çrregullimit dhe me sinjal të përshtatshëm manipulues vjen deri te asgjësimi i tyre i përbashkët. Ky rregullim është kufizuar vetëm në numër të vogël të proceseve që janë të studiuara mirë. Me kombinimin e dy mënyrave të përmendura më parë me një lidhje kthyese (Feedback) dhe të drejtpërdrejtë stimulohet funksionimi i procesit ose makinës.

Ngarkimi i sistemit në gjendje kalimtare dhe stacionare caktohet nga i ashtuquajturi koeficient i vonesës. Ai mund të përcaktohet nga vonesa e kapacitetit, kohës së thirrjes dhe nga koha e transportit.

99

VIII RREGULLATORËT AUTOMATIK

Qëllimi mësimore:

Nxënësi: - E përcakton rolin dhe detyrat e rregullatorëve automatik në sistemet e rregullimit automatik. - Shpjegon rëndësinë e rregullatorëve në sistemet e rregullimit automatik - I përshkruan konstruksionin dhe mënyrën e veprimit të rregullatorëve - E shpjegon zbatimin e rregullatorëve automatik në sistemet menaxhuese dhe rregulluese - I interpreton simbolet dhe shenjat në sistemet për rregullim automatik

FUNKSIONI DHE RËNDËSIA E RREGULLATORËVE AUTOMATIK

1. Definicioni: Rregullatorët automatik janë pajisje themelore që kanë për detyrë të sigurojnë veprim drejtues me sistemin e menaxhimit, me procesin e automatizuar ose me instalim. Sistemet menaxhuese në automatikë thjeshtë veprojnë përmes zgjedhës kthyese dhe të drejtpërdrejtë, me të cilën e kryejnë veprimin rregullues.

2. Detyrat e rregullatorëve automatik Funksionet themelore të veprimit të rregullatorëve janë:

- Pranimi dhe mbajtja në kujtesë e informacionit për sjelljen e objektit të rregullimit, - Të pranojnë informacion për vlerën e madhësisë së rregulluar, - Ta bëjnë detektimin e gabimit - dallimi në mes të vlerës së dhënë dhe të matur të madhësisë, - Të sigurojnë efekt të caktuar mbi objektin e rregulluar, d.m.th. ligjit të drejtimit (menaxhimit), - Të veprojnë nëpërmjet sinjaleve adekuate të veprimit të organit ekzekutiv etj.

101


3. Struktura e rregullatorëve automatik Elementet themelor nga të cilët përbëhet secili rregullator, janë këta në vijim:

- dhënës i vlerës (1) - elementi për krahasim (3) - aparati matëse (2) - elementi rregullues (4) - elementi ekzekutiv (5)

Pavarësisht nga ajo se a janë në përbërjen e tij ose janë elemente të veçanta, ata i kryejnë funksionet e njëjta.

Fig. 54 – Paraqitja skematike e rregullatorit automatik

Fjalët kyçe:

rregullatorët automatik, kthyese, të drejtpërdrejtë, detyrat, sjellja e objektit, matin, detektojnë gabim, efekti mbi organin ekzekutiv, dhënës, elementi për krahasim, pajisja matëse, element rregullues, element ekzekutiv

102


PJESËT ELEMENTARE TË RREGULLATORËVE

1.2 Elementet bazë të rregullatorit automatik Çdo element në strukturën e rregullatorit automatik ka funksionin e vet, e cila është pjesë

nga funksionimi i tërë sistemit, me detyrë themelore është që të kryejë rregullimin e objektit. a) Dhënësi i vlerës, i cili shërben për vendosjen e vlerës së dëshiruar të madhësisë (1). b) Elementi për krahasim, në të cilin bëhet krahasimi i vlerës së dhënë dhe të matur i

madhësinë (3). c) Pajisja matëse, i cili jep informacione për vlerat reale të madhësisë (2) ç) Elementi rregullues, i cili mbi bazë të disa dallimeve të caktuara mes vlerave të

madhësive formon veprim efektiv mbi organin ekzekutiv (4) d) Elementi ekzekutiv që veprim mbi rrjedhën e procesit në drejtim të dëshiruar (5)

2. Shembull i tërësisë së konstruksionit

Rregullatori pneumatik i shtypjes së fluidit, i cili rrymon nëpër brendinë e tij ka detyrë që ta ruaj shtypjen në vlerë të caktuar Ps. Pozicioni rregullohet me vidhë (1) dhe spirale (2), me të cilat vendoset pozicioni i dëshiruar. Forca e spirales e shtynë membranën (3), e cila njëkohësisht është pajisje matëse, element krahasues dhe element rregullues. Drejtë saj është bashkangjitur gisht me ventil në formë të gjilpërës (4), i cili ka rolin e organit ekzekutiv. Kur presioni rritet, membrana ngrihet lartë dhe e mbyllë ventilin. Me këtë, fluidi ngulfatet dhe presioni zvogëlohet. Ventili e ruan presionin në kufij të caktuara të veprimit.

Ky rregullator bënë pjesë në grupin e rregullatorëve të drejtpërdrejtë, të cilët e përdorin

fuqinë motorike për funksionimin e tij. Përveç këtyre, ka edhe rregullator të tërthortë, që i lëvizin organet ekzekutive me energji plotësuese.

Fig. 55 – Skemat e rregullatorëve pneumatik të shtypjes

103


Fjalët kyçe:

elemente, rregullator automatik, funksion, dhënës i vlerave, elementet për krahasim, pajisja matëse, element rregullues, element ekzekutiv, rregullator pneumatik i shtypjes, vidhë, spirale, membrana, ventili në formë gjilpëre, rregullator i drejtpërdrejtë, rregullatorët të tërthortë

Pyetje dhe detyra:

1. Definoje konceptin e rregullatorit automatik! 2. Përcaktoi detyrat themelore të rregullatorit automatik në sistem për menaxhim! 3. Sqaroje funksionin e elementeve bazë në rregullator! 4. Në cilën mënyrë elementi rregullues nga rregullatori automatik formon veprim aksional mbi organin ekzekutiv? 5. Përshkruaje strukturën e rregullatorit pneumatik të shtypjes së fluidit i cili menaxhon me ventilin.

NDARJA E RREGULLATORËVE SIPAS ENERGJISË DHE AKSIONEVE RREGULLUESE

1. Funksioni qendror i rregullatorit

Rregullatori është element qendror i çdo sistemi për menaxhimin e automatik me proceset, pa marrë parasysh nëse ajo është kontrollues klasik, kontrollues logjik ose kompjuter procesor. Ai përcakton çdo devijim të vlerës së vërtetë të madhësisë së rregulluar të vlerës nga vlera e saj e dhënë në vlerësuesin e gabimit. Ky sinjal vjen në rregullator dhe në bazë të funksionimit të tij të transmetimit të sinjalit e llogaritë sinjalin e tij të veprimit P (t) me të cilin vepron mbi organin ekzekutiv. Funksioni i tij kohor ka formën

P (t) = f [ E (t) ] + Pc

Organi ekzekutiv e merr këtë veprim dhe krijon efekt korrigjues, me të cilën e ndryshon

madhësinë e rregulluar në drejtimin e dëshiruar, që të hiqet gabimi.

104


2. Llojet e aksioneve rregulluese Aksioni rregullues sipas veprimit të tij mund të jetë:

A) E diskontinuar – gjegjësisht nga dy pozita (on - off), e cila nuk varet nga madhësia e gabimit, por ka vetëm dy vlera ekstreme varësisht nga fakti se gabimi është në plus apo minus. Veçanërisht fut e ashtuquajtur off rregullim me “zonën e vdekur”, sinjali i të cilit ka dy vlera ekstreme, kur gabimi do të arrijë vlerën pozitive (+) ose vlerën negative (-). B) E vazhdueshme – lloj i rregullimit klasik, në të cilën rregullatori ka rol të elementit analog dhe më vonë (edhe digjital), i cili në bazë të gabimit përcakton sinjalin veprues. Ekzistojnë tre lloje themelore të veprimeve të vazhdueshme rregulluese, sipas së cilës veprojnë rregullatorët: proporcionale, integrale dhe aksioni derivat.

3. Rregullimi proporcional – P, për të cilën vlen relacioni P (t) = Kc * e (t) + Pc

Prej ku Kc është konstant e veprimit proporcional. Ky rregullim është adekuat i madhësisë së gabimit të ndodhur.

4. Rregullimi integral – I, për të cilën vlen relacioni P (t) = (Kc / �I) * � e (t) * d(t) + Pc

Ku �I është konstantë kohore e veprimit integral. Ky rregullim është adekuat i shumës nga ndryshimet e gabimit të ndodhur në interval kohor.

5. Rregullimi derivat – D, për të cilën vlen relacioni P (t) = Kc * �D * (de (t) / dt)

Ku �D është konstantë kohore e veprimit derivat. Ky rregullim është adekuat i madhësisë së ndryshimit të gabimit në çdo moment. Në veçanti shfrytëzohen vetëm P ose I rregullimi, si edhe kombinimet mes veti, më shpesh P + I ose P + I + D rregullimi.

6. Ndarja e rregullatorëve sipas energjisë

A) Rregullator direkt – e shfrytëzojnë energjinë e vetë procesit për kryerjen e veprimit rregullues. Ato janë mekanike, pneumatike ose elektrike, por për shkak të vëllimit më të madh më pak përdoren.

B) Rregullator indirekt- shfrytëzojnë energji nga burime plotësuese për kryerjen e veprimit rregullues

- Rregullatorët pneumatik- shfrytëzojnë ajër të ngjeshur për përforcimin e sinjalit dhe për rregullim. Përparësia e tyre është në mos djegien, sigurinë, ndërtimin dhe funksionimin e thjeshtë. Kanë çmim të ulët dhe gjerësisht përdoren në industrinë e procesit, industrinë petrokimike dhe industritë tjera.

105


- Rregullatorët hidraulik – përdorin lëngje viskoze (yndyra) për transmetim të sinjaleve dhe veprimit. Japin sinjal të fortë, janë të fuqishëm, por të komplikuar për punë. Përdoren te presat, pajisje transportuese etj. - Rregullatorët mekanik – përdorin sinjale mekanike për kryerjen e aksioneve. Përdoren rrallë, në

makina kompakte me transmetues të kufizuar të sinjaleve.

- Rregullator elektrik dhe elektronik - punojnë nën tension të lartë ose të ulë (220 V ose 2-10 V). Këto rregullator shfrytëzojnë sinjal elektrik për veprim rregullues, shumë e më shumë përdoren bile edhe në mjedise djegëse, me S- sigurim. Rregullatorët modern kombinohen me sistemet kompjuterike ujore.

- Rregullator të kombinuar – si elektro-hidraulike, elektro-pneumatik etj.

Fjalët kyçe: rregullator, vlerësues i gabimit, sinjali i aksionit, aksionet rregulluese, rregullim me dy pozita (on – of), me kontinuitet, proporcional, integral, aksion derivat, direkte, indirekte, pneumatike, hidraulike, mekanike, elektrike, elektronike, të kombinuar

Pyetje dhe detyra:

1. Sqaroje funksionin e rregullatorit, si element qendror i sistemit për menaxhim automatik me proceset!

2. Sqaroje dallimin mes aksionit të diskontinuar-dy pozitave dhe aksionit të rregulluar të rregulluesve!

3. Si llogariten vlerat e rregullimit proporcional dhe të rregullimit integral në interval kohor?

4. Çfarë burimi të energjisë shfrytëzojnë rregullatorët direkt për kryerjen e veprimit të tyre rregullues?

5. Përshkruaj karakteristikat e rregullatorëve pneumatik dhe hidraulik!

6. Çfarë aplikimi gjejnë rregullatorët elektrik dhe elektronik, veçanërisht në mjedise ndezëse dhe procese të rrezikshme kimike?

106


RREGULLIMI ME DY POZITA

1. Aksioni rregullues me dy pozita Metoda e rregullimit të diskontinuar shfrytëzohet te sistemet më të thjeshta të rregullimit. Karakteristika dinamike e rregullatorit, si funksion bartës (transmetues) nga lloji P (s) / E (s) është përpjesëtim i sinjalit dalës dhe hyrës. Në rast ideal, kjo madhësi rregullohet me veprimin e sinjalit manipulues, i krijuar mbi bazë të sinjalit aksional.

Ajo vlerë është potenciale, por para se të jetë praktike që të arrihet, sistemi përsëri çrregullohet dhe kalon në gjendje dinamike.

2. Rregullator me dy pozita (on – off)

Rregullatorët e diskotinuar janë nga lloji i thjeshtë, për shkak të dy pozitave të mundshme: Kyçje – shkyçje (on – of) i organit ekzekutiv. Ndryshimi i madhësisë së rregulluar fillon ngadalë, pastaj shpejtohet dhe arrin potencial prej 100 %, kur do ta arrijë këtë vlerë, ndryshimi zhvillohet në drejtim të kundërt, deri në 0%. Lakorja e oscilimit fiton largim (evitim) të ulët dhe rregullatori reagon në mënyrë osciluese.

3. Konstruksioni pneumatik i rregullatorit on – off

Rregullatorët elektronik dhe pneumatik on – of janë të lirë, dhe të lehtë për konstruksion dhe shpesh përdoren në pajisje laboratorike, aparate dhe banjë, në pajisjet shtëpiake me rregullim fiks, si bojler, frigoriferë, furra, kompresor, ftohëse etj. Ato kanë oscilime të vlerave të madhësisë. Rregullatori pneumatik on – of përbëhet nga disney dhe nga pllaka, mes të cilave rrymon ajri nën shtypje. Gjatë ndryshimit të vlerës së sinjalit matës, e cila shkakton zhvendosje të pllakës për 0,015 m m, currili kyçet dhe nga sinjali zero arrin maksimumin.

107


Fig. 56 – Paraqitja skematike e rregullatorit on – off

Fjalët kyçe: Rregullimi i dy pozitave (on – off), funksioni transmetues i rregullatorëve on – off, kyçja – shkyçja, rregullatori pneumatik on – off, elektronik

Pyetje dhe detyra:

1. Çfarë forme ka karakteristika dinamike e rregullatorit me rregullim dy pozitash, me të cilën krijohet veprimi mbi sinjalin manipulues?

2. Përshkruaje metodën e rregullimit me kyçje – shkyçje sipas së cilës veprojnë rregullatorët e dy pozitave!

3. Sqaroje se pse rregullatori dy pozitash pneumatik reagon në mënyrë osciluese për kohën e tranzicionit nga gjendja statike në atë dinamike!

4. Përshkruaje konstruksionin dhe mënyrën në të cilën vepron rregullatori pneumatik i dy pozitave me dizne dhe pllakë.

108

dalje

Përforcues Rele

Lidhja me elementin për përforcimin e gabimit

Sigurimi i ajrit

dizneja

Pllaka


RREGULLIMI PROPORCIONAL

1. Veprimi proporcional rregullues (P)

Rregullatorët proporcionale përdorin lidhje të drejtpërdrejtë midis vlerës potenciale dhe të vlerës së matur të madhësisë rregulluar. Ajo është shumë i veprimeve rregulluese, të cilat sigurojnë relacion të vazhdueshëm mes gabimit E (s) dhe sinjalit të veprimit P (s), e ashtuquajtur pozitë e pajisjes ekzekutive. Për çdo vlerë të sinjalit C (s) përgjigjet vlera e caktuar potenciale e veprimit P (s).

2. Rregullatori proporcional pneumatik

Përmban lidhje me përforcues të gabimit, e përbërë nga barku elastik për P - veprim, dizne dhe pllakë. Gjatë ndryshimit të gabimit, barku vepron në drejtim të diznës, e cila e rrit presionin ndërmjet tyre, e shtynë ajrin drejtë përforcuesit dhe në mënyrë intensive atë e dërgon në dy drejtime: - drejtë daljes si sinjal veprues në ventil, - prapa drejtë barkut ku e zvogëlon shtypjen nga dizna, që ta baraspeshoj me pllakën, Dizneja dhe pllaka vendosen në vlerën e dëshiruar të P – aksionit për interval të ndryshëm të veprimit.

Fig. 57 – Skema e rregullatorit pneumatik proporcional

109

Rregullimi i vargut të proporcionalitetit dalje

Përforcues Rele

Sigurimi i ajrit Lidhja me elementin për

Pllaka


3. Rregullatori proporcional elektronik

Ky rregullator është pajisje analoge elektronike me bllok përforcues. Për çdo vlerë të sinjalit të madhësisë së rregulluar dhe e gabimit E (s) ekziston edhe sinjal i veprimit P (s), me të cilët lëvizet organi ekzekutiv adekuat i asaj vlere.

Fig. 58 – Skema e rregullatorit elektronik proporcional

Fjalët kyçe: veprim proporcional, gabim, sinjal veprimi, rregullator pneumatik, bark, dizne, pllakë, përforcues, rregullator elektronik.

RREGULLIMI PROPORCIONALO-INTEGRAL

1. Veprimi rregullues i kombinuar (P – I)

Me kombinimin e veprimit proporcional dhe integral rregullues, arrin veprimi i rregullatorit mbi organin ekzekutiv në dy mënyra:

- proporcional me madhësinë e gabimit dhe - Integrale si shumë i devijimeve të madhësisë nga vlera e dhënë. Zhvendosja e organit ekzekutiv është i përshtatshëm në këto dy sinjale, gabimin dhe

shumat e ndryshimeve të gabimeve. Menaxhimi me P - I rregullator i jep saktësi të lartë funksionimit të sistemit në regjim stacionar.

110


2. Rregullatori pneumatik (P – I)

Në këtë rregullator është i ndërtuar barku për veprim integral, i cili vepron në kundërshtim të barkut me veprim proporcional. Ai është i bashkëngjitur drejtë sinjalit dalës P (s) përmes ventilit të rezistencës së sistemit nga ekuilibri e pranon gabim nga pjesa P. Me kundërshtimin e tij ai e ekuilibron gjithë sistemin dhe e vendos pllakën e vlerës së dëshiruar.

Fig. 59 – Skema e rregullatorit pneumatik proporcional-integral

3. Rregullatori elektronik (P – I)

Ky rregullator përbëhet nga elementet elektronike - rezistorët, diodat, kondensatorët, hyrjet dhe daljet. Gjatë ndryshimit të madhësisë hyrëse të kërcimit, rregullatori ka karakteristik kohore të tranzicionit. Ai në fillim ka veprim proporcional, i cili më tej transformohet në veprim integral dominues.

111

Ventil në formë të gjilpërës për veprim integral

Dalje

Barku për veprim

Përforcues rele

Sigurimi i

ajrit integral

elementin për vërtetimin e

gabimit

Lidhja me

Pllakë Dizna

Barku për veprim

proporcional


Fig. 60 – Skema e rregullatorit elektronik proporcional-integral

Fjalët kyçe: Veprim i kombinuar, veprimi proporcional- integral, pneumatik (P - I), rregullatori elektronik (P - I)

RREGULLIMI PROPORCIONAL-INTEGRAL-DERIVAT

1. Aksioni i kombinuar rregullues (P – I– D)

Me kombinimin e trefishtë të (veprimit proporcional, integrale dhe derivat i rregullimit) arrihet veprimi i rregullatorit mbi organin ekzekutiv në tre mënyra:

- proporcional i madhësisë së gabimit, - integrale, si shuma e gabimit (devijimi i madhësisë) dhe - Derivate, si shpejtësi e ndryshimit të gabimit.

112


Zhvendosja e organit ekzekutiv është e përshtatshme në këto dy sinjale, gabimi dhe

shuma e ndryshimeve të gabimeve.

4. Rregullatori pneumatik (P - I - D) Në këtë rregullator, gjithashtu është i ndërtuar bark për veprim integral, i cili vepron në

kundërshtim të barkut me veprim proporcional, por edhe ventil i veprimit derivat në linjë të sinjalit kthyes drejtë këtij barku. Ata janë të kyçur me P (s) sinjal dhe gjatë daljes së sistemit nga ekuilibri e pranojnë gabimin nga P pjesa. Me atë kryejnë balancim të tërë sistemit dhe përcjellja e të gjitha ndryshimeve dhe shumës së gabimeve të madhësisë së rregulluar.

Meqenëse në praktikë D - rregullatori nuk kryhet në mënyrë të pavarur nga P dhe nga I -

rregullatorët, ai zakonisht u është shtuar. Këto rregullatorë janë jashtëzakonisht të saktë dhe gjerësisht aplikohen në pajisjet e proceseve.

Fig. 61 – Skema e rregullatorit proporcional-integral-derivat

3. Rregullatori elektronik (P – I – D) Rregullatori (P - I - D) elektronik ka veprim të trefishtë sipas mënyrës së përshkruar i

funksionimit dhe së pari vepron në mënyrë proporcionale, pastaj në formë integrale, dhe për gjithë kohën në formë derivate për të ndjekur ndryshimet e gabimit. Ai ka aplikim universal në shumë instalime, pajisjet dhe proceset.

113

Veprimi integral

Për vërtetin e gabimit i ajrit

Lidhja me elementin

Dalja

Sigurimi

Pllaka rele Dizne

Përforcues Veprimi derivat


Fig. 62 – Rregullatorët elektronik proporcional-integral - derivat

Fjalët kyçe: veprim i kombinuar, proporcional, derivat, veprim integral, ventili pneumatik i veprimit derivat, elektronik

Pyetje dhe detyra:

1. Definoje veprim proporcional rregullues në lidhje me gabimin E (s), e cila e induktohet në rregullator!

2. Në cilat dy drejtime barku, i cili vepron në drejtim të diznes, e shtyp ajrin nëpër përforcuesin rregullatorit pneumatik.

3. Si quhet vlera kp tek rregullatori proporcional elektronik? 4. Çfarë është arritur duke kombinuar efektin e rregullimit proporcional dhe të integruar të P - I

rregullatorit? 5. Shpjegoje pse në rregullator pneumatik (P - I) është ndërtuar barku shtesë për veprim

integral, i cili është i lidhur drejtë sinjalit dalës P (s)? 6. Çfarë karakteristike kohore ka rregullatori elektronik (P - I), në qoftë se madhësia hyrëse ka

funksion të kërcimit?

114


7. Çfarë arrihet me kombinimin e veprimit të trefishtë proporcional, integral dhe derivat tek rregullatorët modern pneumatik dhe elektronik?

8. Përshkruaje ndërtimin e rregullatorit pneumatik (P - I - D) dhe krahasoje atë me rregullatorin elektronik nga i njëjti lloj!

Rezyme:

Rregullatorët automatik janë pajisjet themelore të çdo sistemi të menaxhimit, që sigurojnë veprim menaxhues. Ata kanë detyrë që ta pranojnë dhe mbajnë mend informacionin, për ta matur vlerën e vërtetë, për të zbuluar gabimin dhe të sigurojë veprim të caktuar mbi objektin e rregulluar. Përbëhet nga dhënës, element për krahasim, pajisje për matje, element rregullues dhe element ekzekutiv. Rregullatori pneumatik i presionit të fluidit përmban membranë, e cila është aparat matës, element krahasues dhe element rregullues.

Rregullatori e përcakton devijimin e vlerës së vërtetë nga vlera e dhënë. Veprim i tij rregullator mund të jetë me dy pozita (on - off) ose e vazhdueshme - proporcionale, integrale ose derivate. Sipas energjisë që ata e përdorin, rregullatorët mund të jenë të drejtpërdrejtë ose të tërthortë (pneumatik, hidraulik, elektrik, elektronik dhe rregullatorë të kombinuar). Rregullatorët me dy pozita funksionojnë me rregullim të diskontinuar, pra me kyçje dhe ç’kyçje (on - off) të organit ekzekutiv me dy pozicione të mundshme. Shpesh përdoren në pajisjet laboratorike, aparate dhe të njëjta.

Rregullatorët proporcional elektronik dhe pneumatik ofrojnë lidhje të vazhdueshme mes

gabimit E (s) dhe sinjalit të veprimit P (s). Rregullatori pneumatik ka përforcues të gabimit, bark elastik, dizne dhe pllakë. Rregullatori elektronik është pajisje elektronike me bllok përforcues. Veprimi i kombinuar rregullues (P - I) vepron në proporcion me madhësinë e gabimit dhe në mënyrë integrale si shumë e shmangieve. Rregullatori pneumatik (P - I) ka të ndërtuar bark për veprim integral, i cili me kundërshtimin e tij e baraspeshon gjithë sistemin. Veprim i kombinuar rregullues (P - I - D) ka veprim të trefishtë të rregullatorit ndaj organit ekzekutiv, në të cilin është shtuar dhe shpejtësia e ndryshimit të gabimit. Rregullatori pneumatik (P - I - D) ka barkun për veprim integral dhe ventil për veprim derivat, të cilët bëjnë balancimin e sistemit në tërësi.

115

IX. APARATET NDIHMËSE DHE EKZEKUTUESE NË SISTEMET E RREGULLIMI AUTOMATIK


Nxënësi:

- I definon rolet dhe detyrat e aparateve ndihmëse dhe ekzekutive në sistemet e rregullimit automatik;

- E shpjegon kuptimin e aparateve ndihmëse dhe të aparateve ekzekutive të rregullimit automatik;

- Përshkruan ndërtimin dhe e shpjegon mënyrën e veprimit të aparateve ndihmëse – shndërrues, përforcues, pajisjet të furnizimit, printerë dhe mbërthyes;

- E përshkruan konstruksionin dhe e shpjegon mënyrën e veprimit të pajisjeve zbatuese – ventileve, servo-motorëve dhe ngrohësve;

- Lexon dhe përdor simbole dhe shenjat të pajisjeve për rregullim automatik;

ROLI DHE NDARJA E ELEMENTEVE NDIHMËSE

1. Ndarja e elementeve ndihmëse në SDA

Për ta ruajtur funksionin elementar dhe normal të sistemit për menaxhim, përveç pajisjeve themelore, përdoren edhe pajisjet ndihmëse të tjera në sisteme. Ato janë të dedikuara për kryerjen e detyrave vijuese:

- furnizim e përhershëm dhe kualitativ me energji - Transferimi i punës nga ajo e dorës në atë automatike - Vendosja e vlerës së nevojshme të madhësisë - Printime dhe ruajtje e sinjaleve - Shndërrimi i sinjaleve nga njëra natyrë në tjetrën - Përforcimi i sinjalit - Bllokimi dhe sinjalizimi etj.

117


2. Përdorimi i elementeve ndihmëse

Për t’u kryer këto funksione ndihmëse gjatë funksionimit të SDA-së, është e nevojshme që në ato të përshtaten dhe të sigurohet funksionimi i drejtë i elementeve vijuese:

- Njësitë furnizuese - Reduktor dhe mbërthyese - Dhënësit e vlerave - Printer dhe regjistrator - Shndërrues të sinjaleve, transmetues dhe konvertues - Përforcues të sinjaleve - bllokues, pajisje mbrojtëse, pajisje alarmuese dhe pajisje të tjera specifike sipas kërkesave të sistemit.

Fjalët kyçe: elemente ndihmëse, furnizimi, transferimi, vendosje, printimi, memorizimi, transferimi, përforcimi, bllokada, sinjalizimi, pajisjet

REDUKTORËT, NJËSITË FURNIZUESE DHE PALUESE

Këto pajisje shërbejnë për sigurimin e sinjalit konstant, të pastër dhe kualitativ përmes sistemit, për zvogëlimin dhe reduktimin e sinjaleve dhe për transferimin e punës së sistemit nga sistemi me dorë në atë automatik.

1. Grupi filtër-reduktor Sistemeve pneumatike furnizohen me ajër instrumental, cilësia e të cilit duhet të jetë i përcaktuar që më parë - të jetë i pastër, i thatë, pa praninë e pluhurit dhe nën presion P = 1,4 bar. Për kompaundimin e tij (përgatitjen) përdoret element i veçantë nga lloji reduktor-ventil, i cili siguron presion konstant.

Sistemi përbëhet nga elementet vijuese:

1 - kuti 2 - unazë për vendosje 3 - filtër për pastrimin 4 - manometër 5 – ventil-reduktor 6 – spiralet për përforcim 7 - diafragma elastike 8-ventil në formë gjilpëre për zbutjen e zërit

118


Ajri nën hyrjen P = 4-10 bar filtrohet nëpër filtrin prej qeramike për t’u larguar

papastërtitë dhe lagështit nga ajo. Pastaj futen ventilin reduktues, që presioni është zvogëluar me mbylljen e ventilit me gjilpërë përmes unazës, spirales dhe diafragmës. Shtypja dalëse e ajrit kontrollohet me manometër. Ky ajër është i dedikuar për tension të pajisjes matëse - rregulluese.

Fig. 63 – Skema e grupit reduktues - filtër

2. Energjia elektrike furnizuese

Kjo njësi është pjesë e rregullt e pajisjeve moderne rregullatore-matëse e cila punon në energji elektrike në instalime dhe procese të ndryshme. Kjo gjeneron tension të ulët mbrojtës U = 24 V, me të cilat furnizohen pajisjet matëse dhe rregulluese.

Përbëhet nga disa elemente: - Transformator me mbështjellje (1) - Spiralja e Grecit (2) - Stabilizatori tensionit dalës (3)

Pajisja nga furnizimi i rrjetit tërheq tension të energjisë prej 220 V dhe e konverton rrymën alternative në rrymë njëkahshe me tension prej 24 V. Në panelin dalës të pajisjes mund të ekzistojnë më shumë lidhje (priza), në të cilat lidhen pajisjet e ndryshme të matjes-rregulluese.

119

b)

4-10 bar bar


Fig. 64 – Njësia furnizuese elektrik

3. Çelësi për ndërrim (hedhje) me dorë ose automatike

Kjo pajisje është një çelës ndërprerës, i cili përmban dhënësin e vlerës së madhësisë së

rregulluar. Ato zakonisht janë prodhuar si një tërësi, ndërsa rrallë janë si elemente të veçanta, por edhe në raste të tilla kanë të njëjtin rol.

a) Çelës (ndërprerës) - përdoret për bartjen e regjimit të punës me dorë (M) në

rregullimin automatik (A) dhe anasjelltas. b) Vendosësi – shërben për futjen e sinjalit standardit të dëshiruar (të përshkruar) vlera e

madhësisë për menaxhim automatik (pozita A) ose sinjali për menaxhim të drejtpërdrejt (pozita M) me organin ekzekutiv.

Çelësat (ndërprerësit) elektrik janë të konstruktuar në mënyrë të ngjashme, të vendosur

në vetë rregullatorët dhe kanë dy çelësa dhe potenciometër për dhënien e sinjalit.

120

STABIL IZATOR


Fig. 65 – Çelësi për punë me dorë-automatike

Fjalët kyçe:

sinjal, reduktim, transferim, filtër, reduktues-ventil, njësia e tensionit elektrik, transformator, vendosës, çelësa elektrik

PRINTERËT

1. Printerë dhe regjistruesit e sinjaleve

Këto element në industrinë e procesit dhe në automatizimin e instalimeve janë përfshirë, aty ku ka nevojë të vazhdueshme për regjistrimin dhe ruajtjen e vlerave të matjeve apo madhësisë së rregulluar. Kjo do të thotë për të bërë një regjistrim të përhershëm të të dhënave që janë të rëndësishme për monitorimin e rrjedhës së proceseve, për mënyrën e udhëheqjes të menaxhimit automatik dhe për ndryshimet që kanë ndodhur për kohën e proceseve. Nga këto shirita dhe kartela të kujtesës janë monitoruar dhe është llogaritur efekti nga procesi i prodhimit.

121


2. Printerë pneumatik rrethor Printeri vizor apo rrethor me kanale dhe stilolaps për të shkruar sinjalin përdoret për

regjistrimin e më shumë madhësive procedurale. Përdor shirit me format rrethor ose të formatit drejtkëndor, por tek modelet e reja shënimi i sinjaleve është bërë në mënyrë elektronike mbi shirita magnetikë dhe disketa.

3. Printerë elektrik vizor

Printerët elektrik vizor janë kryesisht në formë të pikave, me gjilpërë për shtypjen e sinjaleve në intervale kohore të caktuara. Ato regjistrojnë më shumë madhësi procedurale dhe përdorin formate të ndryshme të letrës me shpejtësi të ndryshme të lëvizjes.

Fig. 66 – Printerë pneumatik dhe elektrik

Fjalët kyçe:

printerë elektrik dhe regjistrator, printerë pneumatik rrethor, printerë elektrik vizor, element pranues, stilolaps për shtypje, mekanizëm i orës, shirit

122

(b)


Pyetje dhe detyra:

1. Shpjegoje rolin e elementeve ndihmëse të SDA për furnizimin me energji, vendosjen e vlerave, konvertimin dhe përforcimin e sinjaleve!

2. Potencoi elementet më të rëndësishme të grupit filtër-reduktuesit për përgatitjen e ajrit në sistemet pneumatike për rregullim!

3. Çfarë roli luan njësia e tensionit elektrik në SDA?

4. Në cilën pozitë ndizet (hedhet) vendosësi i sinjalit tek çelësi që kalon për gjuajtje (hedhje) me dorë-automatike në fillim të veprimit.

5. Çfarë detyre kryejnë printerët dhe regjistruesit e sinjaleve nga lloji i printerit rrethor dhe vizor?

6. Shpjegoje rolin e printerëve dhe regjistruesve në SDA.

KONVERTUES TË SINJALEVE

1. Konvertues matës

Konvertuesit e sinjaleve janë një nga elementet më të shpeshtë të përfshira në SDA, detyra kryesore e të cilit është për të siguruar konvertim të sinjaleve nga një natyrë në tjetrën. Ata ofrojnë transmetim të vazhdueshëm dhe përpunim të sinjaleve. Sipas funksionimit të saj mund të jenë edhe sensorët, detektor të sinjaleve apo impiante (transmetues), të cilat madhësinë e matur e shndërrojnë në atë natyrë në të cilën punon sistemi. Sinjalet e tilla të standardizuara ua dorëzojnë rregullatorëve.

Sipas natyrës të madhësisë së matur, dallohen si mekanike, optike, pneumatike, hidraulike të ngrohjes etj. Ata punojnë mbi parime të ndryshme, por më shpesh sinjalin e konvertojnë në natyrë elektrike.

2. Konvertues matës të shtypjes Në praktikë, shumë shpesh vetë matësit e presionit janë edhe konvertues të sinjalit të

shtypjes edhe atë në sinjal elektrikë të daljes nga pajisja. Ekzistojnë dy grupe të tilla të konvertuesve të shtypjes (presionit).

123


�) Elementet mekanike elastike – ato e shndërrojnë sinjalin e shtypjes në deformime të cilën në dalje fitohet zhvendosje e shigjetës mbi tabelën matëse. Gjatë saj, me elementin plotësues të sinjalit konvertohet në rezistencë- elektrike, induksion, kapacitet etj.

B) Elementi magneto-elastik – gjatë ndryshimit të presionit ky konvertues e ndryshon ngarkesën magnetike në mbështjelljet. Në mbështjelljet e tij është vendosur material i cili është i ndjeshëm ndaj ndryshimeve të presionit dhe gjatë shtrirjes e ndryshon tensionin e daljes. Përdoren edhe gjatë matjes së rrjedhjes, nivelit, presionit dhe dendësisë së lëngjeve.

Fig. 67 – Konvertues ekspansiv dhe magneto-elastik të presionit (shtypjes)

2. Konvertues matës të temperaturës

Shpesh herë në industri zhvillohen proceset termike të temperaturës në interval prej -200 oC deri + 2000 oC, gjatë së cilës monitorimi i temperaturës në një regjim të caktuar është vendimtare për cilësinë e produkteve. Monitorimi i temperaturës në këto kufi më shpesh kryhet me pajisje që masin përmes ndryshimeve elektrike, si që është ndryshimi i rezistencës elektrike R (�) dhe induksioni termoelektrik I (mA), ndërsa rrallë kur janë termometra gjerues (shtrirës).

Ekzistojnë tre grupe të konvertimit të temperaturës, të cilët punojnë mbi parimet e potencuara.

A) Konvertues elektro-rezistues në fakt është termometër nga lloji i parametrit me element

metalik ose element rezistues gjysmëpërçues (termistor). Ai e matë temperaturën e ndryshueshme të skajit të ngrohtë të rezistorit përmes ndryshimit rezistencës elektrike Rt.

124


Termometrat janë të kyçura me urat elektrike, me të cilat mund të përcaktohet temperatura deri në 700 oC, me një gabim më pak se 0,05 oC. Me ndihmën e termistorëve (rezistorëve) maten temperaturat e ulëta mes - 200 oC dhe + 120 oC, koeficienti i tyre i ndryshimit të rezistencës është negativ dhe ato janë shumë më të ndjeshme se termometrat metalik rezistues.

Fig. 68 – Konvertues i temperaturës me rezistor (b) dhe me termoelement (�)

B) Konvertuesi me termoelement- përbëhet nga dy tela, përmes të cilit induktohet rryma elektrike kur njëri skaj do të nxehet. Ato janë sensorët e temperaturës nga lloji i gjeneratorit përmbajnë kontakt të ftohtë, i cili është i lidhur me një urë matëse dhe kontakt të ngrohtë, i cili gjendet në objektin e rregullimit. Matin vlerat e temperaturës deri në 1600 oC të kontaktit të ngrohtë. Rryma e krijuar termoelektrike I (mA) varet direkt nga temperatura dhe mund të matet me saktësi të lartë dhe ndjeshmëri gjatë ndryshimeve më të vogla.

C) Konvertues rele - përdor rele në skemën elektrike.

125

(b)


3. Konvertues matës të rrjedhës Ekzistojnë konvertues të shumtë të rrjedhës së lëngjeve, që veprojnë mbi parime të

ndryshme, si për shembull: - Matëse hidrodinamike me ngushtimin e prerjes së gypit (hapje matëse, gypat Venturi) - Matëse të shpejtësisë me lopata të ndërtuara, turbina dhe pistona, - matëse elektrike me ndryshimin e induksionit magnetik, ultrazërit, - Konvertuesit oscilator, i cili transmeton sinjal deri te llogaritësi proceduese etj.

A) Blenda (hapje) matëse - përbëhet nga një tub me pllakë zbutëse, e cila ashtu është e

vendosur që e ngushton tubacionin dhe krijon rënie të shtypjes. Nëpër membranën, sinjali konvertohet në sinjal pneumatik. Si zbutëse përdoren edhe tubat Venturi dhe fyt të ngushtë.

B) Konvertuesi elektromagnetik - përbëhet nga shtëpiza (1), elektrodat (2), tuba (3) dhe vidat (4). E matë rrjedhjen dhe e konverton sinjalin në elektrik mbi bazë të ligjit për induksion elektromagnetik.

Në përdorim janë edhe konvertues osciluese, që janë drejtpërdrejt të lidhur në llogaritësit procedues.

Fig. 69 - Konvertues të rrjedhjes me blendë matëse dhe elektromagnet

126

(b)


Fjalët kyçe: konvertues matës, transmetues të sinjaleve, detektorë, transmetues, konvertues të shtypjes, elemente elastike, magneto-elastik, konvertues të temperaturës, rezistenca elektrike, induksioni termoelektrik, termoelement, konvertues të rrjedhës, blenda matëse, Konvertues elektromagnetik

Pyetje dhe detyra:

1. Sa lloje të konvertuesve matës, sensorë, detektorë ose transmetues janë të njohur sipas natyrës të madhësisë së matur?

2. Shpjegoje mënyrën e matjes në të cilën konvertuesit matës të shtypjes me element magneto-elastik bëjnë ndryshim të shtypjes në impuls elektrik.

3. Çfarë intervali të menaxhimit të temperaturës do të kenë konvertuesit matës të temperaturës me rezistencë elektrike R (�) dhe me induksion termoelektrik I (mA)?

4. Cilat janë llojet themelore të konvertuesve të temperaturës, të lidhura në urat elektrike, me të cilat konvertohet sinjali i matur në atë elektrik?

5. Specifikoni parimet mbi të cilat punojnë konvertuesit matës të rrjedhës!

PËRFORCUES TË SINJALEVE

1. Përforcues të sinjaleve

Nevoja nga këto pajisje shtesë në SDA paraqitet shpesh herë, kur sinjalet janë pranuar nga sensorët (elementet e ndjeshëm) nuk janë mjaft të fuqishëm për ta lëvizur organin rregullues. Vlera e tyre dalëse është nga radha 10-4 deri 10-6 W, derisa fuqia e nevojshme për kyçjen e organit ekzekutiv është radha 10 3 W.

Për atë shkak, shpesh është e nevojshme përdorimi i përforcuesve për monitorim, matje dhe kontroll të sinjalit. Ato, gjithashtu, janë përdorur edhe për operacione me sinjale të tensionit U (mV), intensiteti i rrymës I (mA), shtypja P (kPa) dhe të tjerë.

2. Përforcues operativ Këto përforcues përdoren si element analog në rregullatorët, që shërbejnë për kryerjen e

operacioneve matematikore mbi sinjalet hyrëse. Ato janë të qarqeve lineare të integruara, të cilat e forcojnë dallimin (gabimin) midis dy sinjaleve. Përfshijnë dy njësi furnizuese, me polaritet të kundërt prej 15 V, nga të cilat:

127


- hyrje invertuese (përmbysëse) (-) - hyrje joinvertuese (jo përmbysëse) (+)

Ata përdoren edhe si invertor, sumator, diferenciator, integrues dhe krahasues të sinjaleve në sistemet.

Fig. 70 – Përforcues operativ

2. Përforcues të fuqisë

Këto pajisje janë të destinuara për përforcim të fuqisë së sinjalit me energji shtesë nga ndonjë burim i jashtëm, gjatë së cilës sinjali dalës varet nga sinjali hyrës. Ata mund të jenë të llojit në vijim:

- Pneumatike - Elektrike - Elektronike - Hidraulike - mekanike edhe tjerë.

A) Përforcues elektronik - përforcojnë sinjale hyrëse të fituara nga termoelementi, fotoqeliza, elektroda dhe sensorë tjerë elektrik dhe konvertues. Janë të hartuara nga gypat elektronike, transistorët, diodat dhe qarqet integrale, të lidhura në kaskadë.

B) Përforcues hidraulike – përdorin fluide të lëngshme si burim shtesë të energjisë. E

përforcojnë shtypjen, rrjedhjen apo fuqinë e aparatit, kanë gabarit të vogël, shpejtësi të lartë të përgjigjes, janë të sakta dhe jepen sinjale të fuqishme.

Pistoneta e aparatit zhvendoset nën ndikimin e xv sinjalit hyrës, e lëshon lëngun nën shtypje Pn nga rezervuari në cilindrin e punës dhe krijon shtypje të fuqishme në daljen xi.

128


Fig. 71 – Përforcues hidraulik dhe pneumatik

C) Përforcues pneumatik – përdorin fluide të gaztë si burim plotësues i energjisë. E përforcojnë shtypjen apo rrjedhjen e lëngjeve përmes sistemit nga pajisja matëse (membrana, etj.) (curril) grykë dhe pllakë, e cila e zbutë ajrin që rrymon nëpër grykë. Shtypja dalëse nga aparati xi rritet në qoftë se shtypja hyrëse xv rritet dhe e shtynë pllakën drejtë grykës.

Zgjedhja e përforcuesve të sinjaleve varet nga fuqia e tyre dhe kushtet nën të cilat ato përdoren.

Fjalët kyçe: Përforcuese të sinjaleve, vlera dalëse, fuqi për përfshirje, përforcues operativ, përforcues të fuqisë, pneumatike, elektrike, elektronike, hidraulike

Pyetje dhe detyra: 1. Kur paraqitet nevoja për përforcues të sinjaleve të marra nga sensorët në SDA ose për

matjen e madhësive të proceseve? 2. Cilat funksione i zbatojnë përforcuesit operacional të sinjaleve, të cilët janë të përfshirë

si elemente analoge në rregullatorët? 3. Përshkruaje konstruksionin dhe mënyrën në të cilën funksionojnë përforcuesit

hidraulik të sinjaleve! 4. Përshkruaje konstruksionin dhe mënyrën në të cilin funksionojnë përforcuesit

pneumatik të sinjaleve!

129

(b)


ROLI I APARATEVE EKZEKUTIVE NË SISTEMET

E RREGULLIMIT AUTOMATIK

1. Organet ekzekutive në SDA

Aparatet ekzekutive bëjnë pjesë në bllokun e fundit të aparateve për monitorim dhe ata janë të lidhur direkt me objektin që monitorohet. Zakonisht këto janë aparate të veçanta që e realizojnë veprimin drejtues të dhënë nga ana e rregullatorit, direkt mbi objektin për ta realizuar detyrën e monitorimit.

2. Llojet e organeve ekzekutuese

Organe ekzekutive (aktuator) më shpesh të aplikuara në prodhimet e ndryshme, kimike, transportuese, përpunuese dhe sistemeve të tjera janë si vijon:

- rele - Ventile rregulluese - Servo-motorët - Ngrohësit dhe aparatet tjera.

Ata e realizojnë veprimin e rregullatorit mbi objektin duke përdorur energjinë ndihmëse dhe

thjeshtë këtë e kryejnë me zhvendosjen e saj mekanike. Sipas llojit të energjisë të cilën e përdorin, organet ekzekutive mund të jenë elektrike, mekanike, hidraulike dhe pneumatike.

3. Vetitë e organeve ekzekutive

Treguesit themelor të cilët i përshkruajnë aftësitë e menaxhimit të organeve ekzekutive janë këto në vijim:

a) koeficienti i përforcimit sipas fuqisë

b) numrin i rrotullimeve në njësi kohe c) lëvizje vizore ose nën kënd i daljes dhe tjerë.

130


Këto pajisje duhet të plotësojnë disa kërkesat specifike që lidhen me kryerjen e veprimit rregullues:

- Të jenë mjaft të fuqishëm për ta lëvizur objektin e drejtuar; - Për të siguruar një ndryshim të vogël të shpejtësisë së lëvizjes; - Të jenë në mënyrë statike lineare; - Të kenë fuqi të vogël të menaxhimit dhe plogështisë; - Lëvizja e daljes të jetë e sinkronizuar me organin ekzekutiv etj.

Fjalët kyçe:

organet ekzekutive, veprimet menaxhuese, relej, ventile servo-motor, ngrohëse, koeficient të përforcimit, numër të rrotullimeve, lëvizje vizore dhe këndore

VENTILI RREGULLUES

1. Ventili rregullues

Për kryerjen e veprimeve rregulluese nga ana e rregullatorëve në industrinë kimike shpesh përdoren ventil të rregulluar e të automatizuar. Ata veprojnë në këtë mënyrë, që mbi bazë të sinjalit veprues të cilin e pranojnë nga rregullatori, e ndryshojnë rrjedhën e lëngjeve nëpër të cilat manipulojnë me rrjedhën e procesit.

Sipas ndërtimit të tij dhe sipas natyrës së energjisë që e lëviz, ventilet rregullues mund të jenë pneumatik dhe elektrik.

2. Ventili pneumatik rregullues

Në motorin pneumatik në pjesën e sipërme gjendet membrana elektrike, mbi të cilën vepron sinjali veprues – i shtypjes, i cili e deformon edhe atë përmes boshtit e ndryshon pozicionin e mbyllësit. Ky element e specifikon prerjen tërthore të hapjes së fluidit nëpër ventil. Vendi i ventilit përpunohet nga çeliku që nuk ndryshket ose nga karbiti metalik, i qëndrueshëm ndaj korrozionit, agens (helm) kimik dhe në ngrohje.

131


Ventili që me rritje të shtypjes kryen mbyllje quhet mbyllja e drejtpërdrejtë, ndërsa ai i

cili me rënie të shtypjes kryen mbyllje quhet inversive. Në rast të mungesës së lëngjeve të punës, këto ventile ndryshe reagojnë (mbyllen ose hapen) për atë shkak përdoren si pajisje siguruese në instalime të ndryshme dhe rezervuare.

Për shkak të ndikimit të rënies së shtypjes mbi rrugën të cilën e kalon mbyllësi, ai nuk

reagon në mënyrë lineare në sinjalin e veprimit. Ajo zgjidhet me zmadhimin e membranës ose me konstruktimin e ventilit me dy vende. Parametrat më të rëndësishëm të një ventili pneumatik janë kapaciteti i tij specifik dhe karakteristika lineare.

3. Ventili elektromotor rregullues

Ky ventil është me konstruksion të ngjashëm, me atë që ai përmban forcë elektromotore dhe pajisje për lidhje mes tyre. Ai menaxhohet në dy mënyra: - Mbyllje e drejtpërdrejtë me lak drejtues - Përdorimi i lakut plotësues për pozicionim

Në rastin e parë ai monitorohet sipas rrjedhjes së lëngjeve, ndërsa në të dytin pas rrjedhjes së fluidit dhe pas pozicionimit të ventilit. Te kjo pajisje veti e rëndësishme është kufizimi i shpejtësisë së lëvizjes nën ndikimin e sinjalit, i cili e zvogëlon pozitën lineare të ventilit.

Fjalët kyçe: Ventil rregullues, veprim rregullues, pneumatik, membrana, mbyllëse, i drejtpërdrejtë, inversive, ventil elektromotor, kapacitet specifik

132


Fig. 72 - Ventili rregullues elektromotor dhe pneumatik

133


Pyetje dhe detyra:

1. Ku gjendet vendndodhja e aparateve ekzekutive në sistemin për menaxhim dhe çfarë është efekti i tyre?

2. Specifikoni se cilat janë organet ekzekutive që zakonisht aplikohen me të cilat rregullatori kryen veprim mbi objektin e menaxhimit!

3. Cilat janë vetitë më të rëndësishme të organeve ekzekutive dhe kërkesat specifike që duhet t’i plotësojnë për kryerjen e veprimeve rregulluese?

4. Përshkruajeni konstruksionin dhe mënyrën në të cilën funksionon ventili rregullues pneumatik për mbajtjen e rrjedhjen.

5. Në cilën mënyrë menaxhohet ventili rregullues elektromotor?

SERVO-MOTORËT

1. Servo-motorët elektrik

Servo-motorët të forcës elektrike kanë përdorim të gjerë për shkak të një varg të avantazheve të tyre. Ata kanë diapazon të gjerë të rregullimit të shpejtësive këndore, lehtë përfshihen, shpejt dhe në mënyrë efektive veprojnë dhe janë më ekonomike në rregullim.

A) Servo-motorët e rrymës njëkahshe - përdoren për fuqi të mesme dhe të mëdha. Sipas metodës së ngacmimit të mbështjelljes, ata janë qeverisur (menaxhuar) sipas tensionit të rotorit, sipas rrymës së ngacmuar ose me ngacmim serik

B) Servo-motorët e rrymës alternative – aplikohen motorët me dy faza, për fuqi të vogla dhe shumë të ulëta, për shkak të plogështisë së vogël. Motori ka dy mbështjellje të statorit (1) dhe (2) të cilat janë nën kënd të drejtë dhe rotori (3). Fusha rrotulluese magnetike krijohet me ngacmim të mbështjellave me tensione të njëjta alternative të cilat në aspekt të fazës janë të zhvendosur për 180o, ajo shkakton moment rrotullues dhe veprim të motorit mbi objektin e menaxhuar. Ata kanë karakteristikë linear statike.

134


�)

b)

Fig. 73 – Servo-motor elektrik – njëkahshe me skemë (�) dhe alternative (b)

2. Servo-motorët hidraulik

Këto motor kanë ecuri të motorëve me piston me renditje të ventileve dhe me lëvizje të pistonit që është reciprok ose rrotullues. Ato mbushen nga pompat dhe përdorin vaj si fluid i fabrikës. Funksioni kryesor i radhitësit (1) tek dy motorët është gjatë zhvendosjes së pistonetës përpjetë, për t’i hapur skajet dhe ta lëshojë vajin drejtë cilindrit të punës (6) me pistonin (7). Për shkak të ndryshimit të shkaktuar të shtypjeve P2 - P1, pistoni do të lëvizë teposhtë (tek motori i parë), gjegjësisht rrotullues (tek motori i dytë).

3. Servo-motorët pneumatik

Këto motorë janë të ndërtuar si motor membranë pneumatik që mundësojnë veprim intensiv i rregullatorit mbi objektin, me kusht që presioni mbi membranën të jetë mjaftueshëm i fortë. Efekti dalës i motor është reciproke, meqenëse spiralja e kundërshton shtypjen mbi membranën.

Servo-motorët hidraulik dhe pneumatik kanë momente aktive të mëdha dhe saktësi të lartë, dhe për këtë arsye përdoren gjerësisht në industrinë organike kimike dhe kudo ku ka materiale të ndezshme.

135


Fig. 74 – Servo-motor hidraulik translator (�), rrotullues (b) dhe pneumatik (c)

Fjalët kyçe:

Servo-motorët elektrik, njëkahshe, alternative, stator, rotor, hidraulike, servo-motor, servo-motor pneumatik, membrana, industria organike

RELE ELEKTRIKE, SOLENOIDET DHE NGROHËSIT

1. Aktuator (aktivizues) elektrik

Përveç servo-motorëve elektrik dhe ventileve rregulluese me elektromotor, edhe këto aparate përdorin burim të energjisë elektrike për kryerjen e veprimeve rregulluese. Ato mund të drejtohen përmes rregullatorëve, kompjuterëve procesor ose kontrollor logjik për ta kryer veprimin e tyre mbi objektin e rregullimit. Reletë dhe kontaktuesit shpesh herë vendosen mes kompjuterëve dhe procesit, për të menaxhuar me organet ekzekutive me fuqi të madhe.

136

(b) (c)


Zgjedhja e tyre dhe mirëmbajtja e punës së tyre janë shumë të rëndësishme për cilësinë e

menaxhimit me proceset teknologjike dhe instalimet.

2. Relet

A) Rele elektromagnetike - aparatet që përmbajnë elektromagnet për mbylljen ose hapjen e kontakteve të ndërprerësit. Kur mbështjellja do të fitoj tension (a) e tërheq armaturën, gjatë së cilës kontakti i reles kalon nga normalisht e mbyllur (NC) në normalisht e hapur (NO). Ata janë treguar në mënyrë skematike në gjendje jo kontaktuese (b) dhe me diagram shkallor (c), figura 75. Vetitë e këtyre releve janë të tensionit, rezistencës dhe rrymës maksimale të kyçjes së kontakteve.

Relet përdoren në forma të ndryshme dhe vende për lidhje, nga qarqet logjike digjitale deri në kontaktues në makina të fuqishme. Ato janë shpenzuar pas një periudhe të caktuar dhe duhet që të zëvendësohen.

Fig. 75 – Releja elektromagnetike

B) Releja elektronike - janë thjesht elemente elektronike që kanë nga dy porte hyrëse në vend të bobinës dhe të lidhjeve dalëse në vend të kontakteve. Ata nuk kanë pjesë lëvizëse, por është e mundur që të gabojnë dhe të shpenzohen për shkak të depërtimit, dhe për këtë arsye kanë përdorim të kufizuar.

137

(b) (c)

Kontakti (C)

Vrimë e ajrit

armatura

Kontakti normal i mbyllur (NC)

spiralja

elektromagneti

Kontakti normal i hapur (NO)

bobina bobina

Kontrolli i procesit për vitin IIIKontrolli i procesit për vitin III

3. Solenoidët

Fig. 76 – Rele elektronike

Solenoidët e konvertojnë energjinë elektrike në lëvizje të kufizuar mekanike. Përbëhen

nga një spirancë e hekurit, vidë dhe spirale. Ato kanë përdorim tek bravat, elektro-ventileve, makina të ndryshme dhe pajisje të tjera për on- of rregullime.

Fig. 77 – Solenoidët

138

TTL niveli i sinjalit

Hyrja Dalja

Spiralja Spiralja

(b)

Pistoni i hekurit Pistoni i hekurit


4. Ngrohësit

Si organe ekzekutive në kuadër të sistemeve të menaxhimit përdoren lloje të ndryshme të ngrohjes elektrike, të cilat janë të montuar në brendinë e tharësve, furrave, kolonave, ekstruderëve, reaktorëve etj. Pajisjet punojnë nën tension prej 220 V të rrymës alternative, dhe kanë fuqi të lartë. Ato janë përpunuar prej përçuesve nga Cu, Ni, Cr dhe nga çelik të ndryshëm, me formë të spirales, cilindrike dhe forma tjera. Ngrohësit janë të mbrojtur nga çeliku ose materiale rezistuese ndaj zjarrit dhe të qëndrueshme ndaj ndikimeve të shumta (, lagështisë korrozionit, nxehtësisë dhe kimikaleve).

Fig. 78 – Ngrohësit elektrik

Fjalët kyçe: Aktuatorët (aktivizuesit) elektrik, rele dhe kontaktuesit, rele elektromagnetike, normalisht të mbyllur, normalisht të hapur, rele elektronike, ngrohës, fuqi, solenoid

139


Pyetje dhe detyra:

1. Potenconi avantazhet e servo-motorëve të rrymës elektrike njëkahshe dhe alternative! 2. Shpjegoje se si ndodhë fusha rrotulluese magnetike në servo-motorët e rrymës

alternative, e cila shkakton moment rrotullues. 3. Në cilin moment pistoni hidraulik i servo- motorit do të lëvizë (poshtë, respektivisht

rrotullues) dhe do të kryejë veprim pune? 4. Përshkruaje funksionin e motorëve me membranë pneumatike! 5. Çfarë roli kanë aktuatorët (aktivizuesit) elektrik – kontaktuesit dhe reletë në SDA. 6. Në çfarë mënyrash kontakti i reles do të kaloj nga ai normalisht i mbyllur (NC) në

normalisht i hapur (NO). 7. Çfarë funksioni kryen releja elektronike, dhe çfarë është solenoidi në menaxhimin

automatik? 8. Nga çka janë të përpunuara ngrohëset elektrike dhe në çfarë ndikimi ata duhet të jenë

të qëndrueshëm? Rezyme:

Elementet ndihmëse e ruajnë funksionin normal të sistemeve për menaxhim, përmes furnizimit me energji, kalimit të punës në atë automatik, vendosjen e vlerës së nevojshme, shtypjen dhe memorizimin e sinjalit, shndërrimit të sinjaleve dhe përforcimi i sinjaleve.

Filtër-reduktor grupi furnizohet me ajër instrumental, i cili pastrohet dhe i zvogëlohet shtypja. Njësia e tensionit elektrik gjeneron tension të ulët U = 24 V, me të cilën furnizohen pajisjet matëse dhe rregulluese. Çelësi shërben për të kaluar nga mënyra e funksionimit nga ai manual (M) në rregullim automatik (A). Printerët dhe regjistruesit e sinjaleve vazhdimisht regjistrojnë vlera të sinjaleve. Printerët pneumatik qarkor dhe printerët elektrik në linjë përdorin shirita, shirita magnetikë dhe disketa.

Shndërruesit matës të sinjaleve në një natyrë tjetër janë sensorë dhe transmetues. Shndërruesit e shtypjes me elementet elastike mekanike dhe elementet magneto-elastik e shndërrojnë shtypjen në sinjal elektrik. Shndërruesit e temperaturës e ndjekin temperaturën përmes ndryshimeve elektrike të rezistencës elektrike ose induksionit termoelektrik, kështu që janë lidhur drejtë urave elektrike. Shndërruesit e rrjedhës janë hidrodinamike, matëse të shpejtësisë dhe instrumente elektrike matëse me blendë matëse, Konvertues elektromagnetik etj.

Përforcuesit e sinjaleve janë përdorur kur sinjalet janë marrë nga sensorët nuk janë mjaft të fuqishëm. Shndërruesit operativ janë elemente analoge. Përforcuesit e fuqisë mund të jenë elektronike ose hidraulike dhe pneumatike, të cilët e përforcojnë shtypjen, rrjedhjen ose fuqinë e pajisjes. Organet ekzekutiv në SDA janë pajisje të veçanta që e realizojnë veprimin drejtues të rregullatorit. Vetitë e organeve ekzekutive janë koeficient të përforcimit, numrit të rrotullimit, që do jenë statike lineare, dhe me inerci të ulët. Ventilët rregullues e ndryshojnë rrjedhën e lëngjeve dhe ndikojnë në rrjedhën e procesit. Ventilët rregullues pneumatik me membranë dhe mbyllës janë të drejtpërdrejtë apo të anasjelltë. Ventili rregullues elektromotor drejtohet pas rrjedhës së lëngjeve edhe pas pozicionit të ventilit. Servo-motorët elektrik përfshihen lehtë, shpejt dhe në mënyrë efektive veprojnë te rryma njëkahshe dhe alternative, si motor me dy faza. Servo-motorët hidraulik përdorin vaj si një fuqi në cilindrin e punës. Servo-motorët pneumatik veprojnë me shtypjen e ajrit mbi membranë.

Aktuatorët (aktivizuesit) elektrik të drejtuar përmes rregullatorëve përmbajnë elektromagnet për mbylljen dhe hapjen e reles elektromagnetike. Përdoret nga qarqet logjike digjitale deri në kontaktues në makina të fuqishme. Relet elektronike, solenoidët për lëvizje mekanike dhe ngrohësit elektrik punojnë në rrymë alternative dhe kanë fuqi të lartë.

140

X KONTROLLORËT PROGRAMUES LOGJIK (PLC)


Nxënësi:

- E kupton rëndësinë e kontrollorëve logjikë të programuar në menaxhimin me proceset - E përshkruan konstruksionin e PLC - E shpjegon funksionin e PLC - E thekson rëndësinë nga aplikimi i PLC në fabrikat prodhuese - I numëron llojet themelore të PLC

RËNDËSIA E PLC NË INDUSTRI

Që të rritet efikasiteti në menaxhimin me proceset dhe me instalimet në repartet industriale

gati disa dekada përdoren drejtuesit kompjuterik, të quajtur kontrollorët programues logjikë (PLC). Ata shkaktojnë revolucion në drejtimin me proceset, meqenëse e kombinojnë fuqinë e kompjuterëve dhe fleksibilitetin e madh. Janë të krijuar me urdhër të General motors për përdorimin e kompjuterëve në vend të menaxhimit të njëpasnjëshëm të reles në repartet për prodhimin e automobilave.

Kompjuterët, të quajtur procesor qendror, janë dizajnuar për të punuar në kushte industriale dhe të lidhura me proceset përmes binarëve me korniza, në të cilat janë futur kartela hyrëse dhe dalëse (module). Kanë ekzistuar katër lloje fillestare të moduleve:

- DC modulet digjitale hyrëse - DC modulet digjitale dalëse - AC modulet digjitale hyrëse - AC modulet digjitale dalëse Gjuha e tyre programore është e bazuar në diagramet e skemave të reles me hyrje të

përfaqësuara si kontakte e reles dhe si të përfaqësuara dalëse si mbështjellës të reles. Për shembull, lëvizja e një cilindër hidraulik realizohet me dy pulla para-prapa.

141


Fig. 79 – Menaxhimi i cilindrit hidraulik me PLC

Meqenëse proceset sekuenciale kanë përdorur skema sekuenciale dhe ndërprerës PLC lehtë i zëvendësojnë relet dhe kontaktuesit në këto procese. Gjithashtu, kontrolluesit përdoren në procese të paketimit dhe të përpunimit të materialeve, në aplikacione mekanike drejtuese me ndërprerës dhe alarmim, si dhe në menaxhimin me sasi analoge sipas shumë ligjeve nga lloji i PID, dhe deri në fazat – e menaxhimit logjik.

PLC-të kanë llogaritje të thjeshta, por në proceset ato janë shumë komplekse. Ato krijojnë ndërprerës, kontakte të reles dhe ventile, të cilat në qarqet logjike janë binare dhe funksionojnë sipas metodës on - off (0 për kontakt të hapur dhe 1 për kontakt të mbyllur).

Fjalët kyçe:

kontrolluesit programor logjikë, procesori qendror, modulet hyrëse, modulet dalëse, relet kontaktues, mbështjelljet e reles, skemat sekuenciale dhe ndërprerës, metoda e on - off

142

Pompa start

Përpara

Ventili hidraulik

Prapa

Solenoidi për përpara

Solenoidi Për prapa

Përpara

Prapa

Prapa


PARIMI I FUNKSIONIMIT TË PLC

1. Bazat e PLC-së

Kontrolluesit programues logjikë janë mikroprocesor, të cilët kryejnë operacione logjike. Gjatë drejtimit sekuencial (vijues) ata japin on - off sinjale dhe përfshijnë motor elektrik, solenoid, tharëse, ngrohëse, ndërprerës të dritës etj. PLC-të mund të kryejnë operacione të ndryshme si numërimi, vonesat në kohë, llogaritjet aritmetike, menaxhimi me sinjalet analoge hyrëse dhe dalëse dhe të zëvendësojnë rregullatorët PID.

2. Vetitë themelore të PLC-së - Kontrollorët janë të qëndrueshëm dhe të dizajnuara për të bartë vibracione, ndryshimet e

temperaturës, lagështisë dhe zhurmës. - Lidhjet në mes të hyrjeve dhe daljeve janë realizuar brenda në drejtuesin. - Ata lehtë programohen dhe kanë mbështetje të programeve për gjykimet logjike për drejtim.

PLC janë të shtyrë nga ngjarjet, dhe jo nga informatat edhe në fillim ka qenë zëvendësim

për skemat releje. Me zhvillimin e komponentëve elektronik dhe mikroprocesorëve, ata bëhen pajisje të fuqishme të menaxhimit. Kapaciteti i tyre është rritur, njësitë më të vogla kanë rolin e drejtuesve vijues, ndërsa më të mëdhenjtë kryejnë menaxhim analog.

3. Ndarja e PLC Ekzistojnë PLC sisteme prej tre madhësive, sipas numrit të hyrjeve dhe daljeve dhe sipas

hapësirës së memories: a) Sisteme të vogla b) Sisteme të mesme c) Sisteme të mëdha ç) Kompjuter industrial

Zgjedhja e sistemit të përshtatshëm PLC është në bazë të nevojave të procesit, gjatë së

cilave sistemet kompakte PLC janë për aplikacione të vogla, ndërsa ato modulare për proceset dhe aplikimet komplekse. Modaliteti i tyre fitohet duke futur modulet e jashtëm ose kartelat elektronike - me 8, 16 apo me 32 hyrje / dalje.

Puna dhe sjellja e vendimeve te sistemet e PLC-së është në kohë reale drejtë ndryshimeve në mjedis. Ato janë të lidhur me konsola ose laptop, programohen dhe pastaj punojnë në mënyrë të pavarur. Për dallim nga kompjuterët PC, kontrolluesit mund të përdoren në fabrika pa adaptim plotësues, u bëjnë ballë kushteve të vështira të punës dhe që më parë kanë përgjigje të caktuar se çfarë të bëjnë në vijim.

Programi është i vendosur në RAM ose EPROM njësitë dhe përmban sistemin operativ në ROM - memorie. Në ato nuk veprojnë induksion ose ngrohje.

143


Fig. 80 – Sistemi PLC modular kompakt

Fjalët kyçe: Bazat e PLC-së, motor elektrik, solenoidët, tharësit, ngrohësit, të qëndrueshëm, hyrje dhe dalje, të programuar, sisteme të vogla, të mesme, dhe të mëdha, kompjuter industrial, modular, konsolë, laptop, RAM

144

Lidhjet dalëse Furnizimi (mbushja)

Procesori (CPU)

Lidhjet hyrëse

Furnizimi (mbushja)

Procesori Modulet dalëse

Modulet hyrëse

b)

Kompakt


Pyetje dhe detyra:

1. Çka janë kontrollorët programues logjikë (PLC) dhe çfarë lloji të revolucionit ata kanë shkaktuar në procesin e menaxhimit?

2. Si është pozicionuar procesori qendror i PCL dhe sa kartela dalëse (module) ai mund të ketë?

3. Arsyeto pse PLC-të lehtë i kanë zëvendësuar relet dhe kontaktuesit në proceset vijuese, të tilla si që janë paketimi dhe përpunimi i materialeve?

4. Potenconi operacionet e ndryshme që kryejnë PLC-të, përveç asaj elementares – të kyçin motorët elektrik, solenoid, ngrohës dhe pajisje të tjera?

5. Përshkruani vetitë themelore të PLC-së dhe shpjegoni se ata janë të qëndrueshme në dridhje, në ndryshimet e temperaturës, lagështisë dhe zhurmës?

6. Çfarë lloj mbështetjeje softuerike dhe çfarë informacione përdorin mikroprocesorët e PLC-së?

7. Sa lloj të sistemeve të PLC-së ekzistojnë sipas numrit të hyrjeve dhe daljeve dhe sipas memories?

8. Shpjegoni pse PLC-sistemet, për dallim nga kompjuterët PC mund të përdoren në fabrika pa përshtatje plotësuese?

Fig. 81 – Sistemi PLC modular dhe kompakt

145


PËPRARËSITË DHE DISAJNI I PLC

Procedura e lëshimit të ndonjë sistemi menaxhues përfshin 5 faza:

Faza I - e projektimit Studiohet instalimi dhe miratohet strategjia e menaxhimit. Gjatë sistemit tradicional,

menaxhimi me vendimet sillen para konstruktimit. Nëse menaxhohet me PLC, përcaktohen vetëm madhësia e makinës dhe numri hyrje-daljeve të moduleve.

Faza II - konstruktimi

Për dallim nga sistemi konvencional, i cili një herë dhe gjatë kohë ndërtohet, PLC-sistemet kombinohen nga elementet standarde. Në këtë fazë shënohet softueri për menaxhim.

III Faza e instalimit

Kjo fazë është e ngadalshme dhe e shtrenjtë, gjatë së cilës montohen sensorë, aktuator (aktivizues), ndërprerës dhe panelet operatore. PLC-sistemet përdorin lidhje serike komunikuese, të paracaktuara që më parë, mund të thjeshtojnë këtë fazë. Pastaj shkruhet edhe programi i PLC-së.

Faza- IV e lëshimit në punë Meqenëse çdo lëshim të repartit në punë sjell momente të panjohura, sistemet e PLC

edhe këtu janë në përparësi. Ndryshimet në sistemet konvencionale për menaxhim, gjatë dhe shtrenjtë janë testuar, ndërsa në sistemet e PLC është e kursyer te memoria (kujtesa), modulet hyrëse / dalëse dhe kabllot. Të gjitha ndryshimet gjatë lëshimit të instalimit shënohen në programin e PLC-së.

Faza - V e mirëmbajtjes

Gjatë gjithë periudhës së punës ndodhin gabime në punë dhe ekziston tendencë që ato të reduktohen, dhe me atë edhe vonesat e instalimeve. Gjithashtu, instalimet janë të nënshtruara ndaj përvetësimeve, të cilat dëshirojnë të thonë edhe ndryshime të vogla në softuerin e PLC-së.

PLC janë fleksibile për strukturën harduerike, lehtë janë për mirëmbajtje edhe për lidhjen dhe rezistencat për punë në kushtet industriale.

Fjalët kyçe: projektimi, ndërtimi, instalimi, lëshimi në punë, mirëmbajtjen, fleksibil, rezistues

146


STRUKTURA ELEMENTARE E PLC

Struktura themelore e PLC-së është e ngjashme si në sistemet e tjera të menaxhimit të kompjuterit, që do të thotë se njësia përpunuese qendrore (CPU) përmes tre magjistraleve është e lidhur me komponentët e kujtesës dhe me njësitë hyrëse / dalëse, e cila përmes magjistrales hyrje / dalje është e lidhur me kanale hyrëse dhe dalëse për shkëmbim të informatave prej dhe nga procesi që është duke u menaxhuar.

1. Njësia qendrore e procesorit (CPU) Procesori përdor regjistër të veçantë të rezultateve nga instruksionet ose regjistër i memories

i caktuar për daljet. Kjo zakonisht bëhet në mënyrë sistematike, sipas programit komunikon me njësinë e hyrje-daljes. Çdo PLC ka module hyrje / dalje në nivele të ndryshme dhe lehtë lidhet me qindra linja.

2. Njësit hyrëse - dalëse Ata mundësojnë përpunimin e sinjaleve dhe në ato direkt lidhen për sensorët dhe aktuatorët

(aktivizuesit). Tensionet hyrëse janë prej 5 V dhe 24 V DC dhe 220 V AC, ndërsa tensionet dalëse janë prej 24 V DC dhe 24 V dhe 240 V AC. Daljet janë nga lloji, transistor, rele.

Relet e izolojnë PLC nga qarqet e jashtme dhe janë përdorur edhe për AC dhe për DC ndërprerës. Transistorët vetëm me DC ndërprerës e orientojnë rrymën nëpër qark të jashtëm. Daljet me treshe përdoren për menaxhim me ngarkesa të jashtme, të cilat furnizohen nga AC burimet e rrymës.

3. Modulet e specializuara Këto module janë të ashtuquajturat (smart) module të zgjuara dhe përmbajnë mikroprocesor

të tyre. Të dizajnuara për kryerjen e funksioneve të caktuara dhe mund të jenë module (BASIC) THEMELORE, modulet e komunikimit, I/O supskener, RTD module hyrëse (për sensorë rezistues për temperatura), termoelement / mV hyrëse etj. Module të reja të Siemens-it, për shembull, janë module për fazat-menaxhim logjik.

4. Modulet komunikuese Ekzistojnë dy klasa të moduleve:

- ASCII I / O module për lidhjen e lexuesit të bar kodeve, matës, printerë dhe terminale. Përdoren më rrallë. - RS - 232 modulet interfejs janë të ndërtuar në PLC dhe lidhen me modem, pa dallim të linjës telefonike ose lidhjes pa tel. Lidhja telefonike mundëson testimin e programeve shkallore në PLC e larguar, me të cilët sot operatorët drejtojnë instalime nga largësia (të naftës, gazit, mbetjet e ujit dhe kimikalet). Drejtim me telekomandë do të thotë mundësi për kursim gjatë ndryshimeve në programin ose shfaqjen e problemeve.

147


Fig. 82 – Struktura e PLC

5. Modulet hyrëse-dalëse

Këto module i mundësojnë kontrolluesit logjik për të kryer detyra të programuara. Ata përfaqësojnë lidhjen fizike - interfejs ndërmjet njësisë qendrore të procesorit, detyrat dhe elementet ekzekutive, të cilat japin dhe marrin sinjale. Sipas natyrës, ato mund të jenë:

a) Module digjitale - në fillim ishin të vetmet në zbatim, por në kontrollorët bashkëkohor

janë të përfshira edhe ato analoge. Modulet digjitale japin informacione nga lloji on / off për madhësi fizike (pozita, lëvizja, niveli, temperatura, shtypja, energjia elektrike, etj.) gjatë procesit. Bazuar në këto të dhëna, CPU-ja jep komanda për menaxhim.

b) Module analoge - përdoren për hyrje dhe dalje të sinjaleve analoge në PLC, me atë që

modulet hyrëse përmbajnë A / D konvertues, ndërsa modulet dalëse D / A konvertues të sinjaleve.

148

Magjistralja e adresuar

Furnizimi

RAM për shfrytëzues të programit

Magjistralja kontrolluese

Magjistralja e të dhënave

Paneli programues

Njësia hyrëse dalëse

RAM për të dhëna

ROM sistemor

Takt

Hyrje/dalje magjistrale sistemore

Drajvera

Bafer Leç

Rez. kapler

Kanalet hyrëse

Kanalet dalëse


Fig. 83 – Struktura e PLC dhe pajisjet hyrëse-dalëse

Fjalët kyçe: Struktura e PLC, njësi qendrore e procesorit, magjistralet, njësi hyrje-dalje, modulet e specializuara, relet, transistorët,, trinjak (dy tiristor të lidhur në lidhje të kundërt) funksionet, modulet e komunikimit, ASCII I / O modulet, RS - 232, telekomanda nga largësia. Modulet hyrje -dalje, modulet digjitale, modulet analoge

Pyetje dhe detyra:

1. Sa faza përfshinë procedura e lëshimit të çdonjërit sistem drejtues?

2. Përshkruaje se si zhvillohen fazat e projektimit dhe konstruktimit të PLC sistemeve!

3. Si sillen sistemet e PLC-të kur gjatë lëshimit fabrikës në punë do të ndodhin momente të panjohura dhe do të bëhen ndryshime në instalim?

4. Shpjego me cilat njësi të njësisë qendrore të procesorit (CPU) është lidhur përmes tre magjistraleve të adresuara në strukturën e PLC-së?

149

HYRJ ET

DALJET

Procesori Memoria

Furnizimi


5. Çfarë është roli i njësisë hyrje-dalje, e cila përmes magjistrales është e lidhur me kanalet hyrëse dhe dalëse të PLC-së?

6. Përshkruaje detyrën e hyrje daljeve nga lloji i reles, transistorit apo trinjak-ut në strukturën e PLC-së!

7. Cilat module të specializuara janë ndërtuar në PLC-të shpesh përdoren për kryerjen e funksioneve të caktuara?

8. Çfarë funksioni kryejnë modulet digjitale dhe analoge hyrëse-dalëse në strukturën e kontrolluesit logjik?

Rezyme:

Efektiviteti në menaxhimin me proceset është rritur me aplikimin e programuesve logjikë (PLC). Ato përbëhen nga procesori qendror, janë të lidhur me proceset përmes binarëve me kornizë, me kartela (module) hyrje dhe dalje. Hyrjet janë kontaktet e reles dhe daljet janë mbështjellje të reles. PLC-të lehtë i kanë zëvendësuar relet dhe kontaktuesit në procesin e paketimit dhe të përpunimit të materialeve në aplikim me ndërprerje dhe alarmim etj.

PLC - të janë mikroprocesor, që kryejnë operacione logjike. Ato janë të qëndrueshëm, lehtë programohen dhe ekzistojnë PCL të cilët janë të vogël, të mesëm, sisteme të mëdha dhe kompjuter industrial. Modulimi i tyre është marrë duke futur module të jashtme. PLC - të programohen dhe pastaj punojnë të pavarur në reparte pa përshtatje plotësuese. Ekzistojnë 5 faza të vendosjes së tyre - projektimi, konstruktimi, instalimi, lëshimi në punë dhe mirëmbajtja.

Struktura e PLC përbëhet nga njësia qendrore e procesorit (CPU), e cila është e lidhur me pjesët e memories dhe njësisë hyrje-dalje. Kjo njësi është e lidhur me kanalet e hyrjes dhe daljes për informata nga dhe drejtë procesit. Njësia qendrore e procesorit komunikon me njësinë e hyrje - daljes, e cila shërben për përpunimin e sinjaleve dhe në të cilën janë të lidhura drejtpërdrejt sensorët dhe aktivizuesit (nga, transitor, rele ose lloji trijak-ut).

Modulet e specializuara, të cilët përmbajnë mikroprocesorë të vet, mund të jenë module BASIC (THEMELORE), modulet e komunikimit, të largët I/O supskener, module hyrëse RTD etj. Modulet e komunikimi nga lloji i ASCII I / O shërbejnë për lidhjen e lexuesve, ndërsa modulet RS - 232 C interfejse i lidhin PCL-të me modem, përmes të cilave ata drejtojnë instalime nga largësia.

Modulet hyrje –dalje paraqesin interfejs (ndërfaqe) midis njësisë qendrore të procesorit, dhënësve dhe elementeve ekzekutive që japin dhe marrin sinjale. Ato mund të jenë të module digjitale për informacione nga lloji i kyçjes-shkyçjes ose module analoge për sinjale analoge.

150

LITERATURA

1. Aleksandër Noshpal, matjet teknike të rrymës, 1995, Shkup

2. Juraj Bozhiçeviq, Bazat e automatikës, Libri I, 1989, Zagreb,

3. Juraj Bozhiçeviq, Bazat e automatikës, Libri II, 1989, Zagreb

4. Mile Stankovski, Tatjana Kolemishevski - Gugulovska, udhëheqja e proceseve kompjuterike, 2006, Shkup

5. Miodrag Brajoviç, Matjet dhe rregullimet automatike në industrinë kimike 1981, Shkup

6. Miodrag Brajovic, Bazat teorike të matjes dhe rregullimit automatik në industrinë e procesit, 1986, Shkup,

7. Tatiana Kolemishevska - Gugulovska, Bazat e drejtimit automatik, libri për vitin IV, 1992, Shkup,

8. Asim Sadibashiq, Praktikum për kontrollim automatik të procesit, viti IV 1999, Beograd,

Numër i caktuar i fotografive, vizatimeve dhe diagrameve janë marrë nga ueb - faqet e kompanive të njohura dhe instituteve nga fusha e teknologjisë dhe automatizimit, të tilla janë: Mettler Toledo, Berthold, Accurate, Festo, Zumboch, Siemens, Engler, Honneywell, Applied measurments, Testo, Proservs, Sensorone, Icaro didactica, Patent strom, Stanbex, Motherwell, Sens Comp, Philips, Wikai, KLM, Rade Konchar dhe të tjerë.

151

I Matja dhe automatika

PËRMBAJTJA

5

5 Hyrje - sistemet për matje, kontrollim dhe menaxhim Kuptimi i sistemeve për rregullimin automatik Funksioni i sistemeve për rregullimin automatik

II Instrumentet për matjen e shtypjes

Matja e shtypjes Njësitë e menyve dhe llogaritjet e shtypjeve Pajisjet elastike deformuese për matjen e shtypjes Instrumentet për matjen vakumit

III Instrumentet për matjen e nivelit

Matja e nivelit të lëngjeve Matëse mekanike të nivelit Matësit hidrostatik të nivelit Matëse elektrike të nivelit

IV Instrumentet për matjen e rrjedhjes

Matja e rrjedhjes Matëse të drejtpërdrejta të rrjedhës Matëse të shpejtësisë së rrjedhjes Matëse hidrodinamike të rrjedhjes Matëset elektrike të rrjedhjes

V Instrumentet për matjen e temperaturës

Temperatura dhe nxehtësia Matja e temperaturës dhe shkallët e temperaturës Termometrat e dilatacionit Termometra me termoelement (induksion të rrymës termoelektrike) Termometra mbi bazë të ndryshimit në rezistencës elektrike Termometra me indikator elektrik

VI Aparate dalëse dhe sinjalizues

Transmetimi i sinjaleve dhe funksionet transmetuese Pajisjet sinjalizuese, Pajisjet dalëse dhe regjistruesit Pajisjet për pastrim dhe për transmetimin e sinjaleve

5 9 9 13 13 15 18 24 29 29 31 33 35 41 41 43 46 49 54 59 59 61 63 66 70 73

77 77 79 88

VII Bazat e rregullimit automatik Hyrja - sistemet e drejtimit automatik Struktura dhe elementet në sistemet e drejtimit automatik Ndarja e sistemeve për rregullim Rregullim me lidhje kthyese Rregullimi me lidhje të drejtpërdrejtë Rregullimi i kombinuar Vetitë e sistemit të rregullimit

VIII Rregullator automatik

Funksioni dhe rëndësia e rregullatorëve automatik Pjesët elementare të rregullatorëve Ndarja e rregullatorëve dhe veprimeve rregulluese Rregullim dy pozitash Rregullimi proporcional Rregullimi proporcional - integral Rregullimi proporcional - integral - rregullimi derivat

IX Aparatet ndihmëse dhe ekzekutuese në sistemet e rregullimit automatik

Roli dhe ndarja e elementeve ndihmëse Reduktorët, njësitë furnizuese dhe çelësat (ndërprerësit) Printerët Konvertuesit e sinjaleve Përforcues të sinjaleve Roli i aparateve ekzekutive në SDA Ventili rregullues Servo-motorët Relet elektrike, solenoidët dhe ngrohësit

X Kontrolluesit logjik programues (PLC)

Rëndësia e PLC në industri Parimi i funksionimit të PLC Përparësitë dhe dizajni i PLC Struktura elementare e PLC

Literatura

154

87 87 89 92 92 94 96 97 101 101 103 104 107 109 110 112 117 117 118 121 123 127 130 131 134 136 141 141 143 146 147

151

Documents

Kontrolli i procesit