Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор методов и средств автоматизированного измерения электрических параметров жидкостей 9
1.1. Основные положения 9
1.2. Контактные измерители проводимости растворов 12
1.3. Бесконтактные измерители 23
1.4. Оценка влагосодержания материалов и сыпучих сред 39
1.5. Выводы: 46
Глава 2. Теоретическое основание разработки бесконтактного кондуктометра 48
2.1 Физические модели бесконтактных кондуктометров. Эквивалентные электронные модели. Связь влаги сыпучего материала с частотой 48
2.2. Аналитические модели датчиков с внешним продольным полем 54
2.3. Расчет емкости кондуктометра 60
Глава 3 Разработка (синтез) бесконтактного кондуктометра 64
3.1. Алгоритм построения функции преобразования кондуктометра 64
3.2. Технические характеристики кондуктометра 68
Глава 4. Экспериментальное основание разработки бесконтактного кондуктометра ..69
4.1. Анализ связи влаги и материалов по экспериментальным данным 70
4.2. Экспериментальное исследование физических моделей и критериальная оценка адекватности результатов 73
4.3. Анализ проводимости материалов 76
4.4. Проверка датчика на температурные режимы 81
4.5. Контроль органических примесей в деионизованной воде 82
Глава 5. Практическое применение бесконтактного кондуктометра 85
5.1. АСУ ТП на линии Лада - 2М для деионизованной воды 85
Результаты и выводы работы 92
Список научных трудов по теме диссертации 93
Литература 94
Приложение №1 97
Приложение №2 100
Приложение №2.1 102
Приложение №3
- Основные положения
- Физические модели бесконтактных кондуктометров. Эквивалентные электронные модели. Связь влаги сыпучего материала с частотой
- Алгоритм построения функции преобразования кондуктометра
- Анализ связи влаги и материалов по экспериментальным данным
Введение к работе
Современные особочистые, биологические, химико-технологические процессы требуют нового подхода к разработке контролирующих систем. Возникает крайняя необходимость создания систем с абсолютно чистой средой. Необходим мониторинг процессов, основанный на использовании надежных средств измерений. В особочистых технологических процессах необходимо исключить систему контактирования с исследуемой средой. Особенно это касается биологических систем, особочистых реактивов, которые контактируют с измерительным устройством, с металлическими электродами. Так как происходит ионизация электродов, которая должна быть исключена в таких системах. Таким образом, предлагается использовать абсолютно инертный материал, в котором нет ионов, из-за чего происходит насыщение, и ионизация реактивов и особочистых сред, которая должна быть исключена.
Основным элементом систем контроля особочистых реактивов, объектов, является контролирующий датчик, эффективная работа которого, в конечном счете, определят работоспособность работы АСУ ТП в целом. Кроме того, использование существующих методов контроля, такая как автоматизированная система управления технологическим процессом на линии фотолитографии Лада - 2М для контроля проводимости сверхчистой воды, для осуществления того же процесса, но на другом, имеющем лучшие технологические и эксплуатационные свойства без учета взаимовлияния процессов переноса ионов не возможен.
Научная новизна диссертационной работы состоит в том, что впервые разработана конструкция датчика с внешним продольным полем для контроля проводимости электролитов и деионизированной воды в технологических процессах.
На данный момент бесконтактные кондуктометры обладают рядом преимуществ по сравнению с традиционными контактными методами измерений, а именно:
Осуществлена возможность бесконтактного контроля электропроводности агрессивных, жидких технологических сред;
Исключено загрязнение рабочей поверхности датчика, вследствие этого исключено воздействие на контролируемую среду;
Возможность работы в широком диапазоне электропроводности от электролитов до деионизированной воды, температур и давления жидкости.
Исключено влияние окружающей среды на бесконтактный кондуктометр при измерении электропроводности жидких технологических сред.
Настоящая диссертационная работа посвящена теоретическим и экспериментальным исследованиям емкостных бесконтактных кондуктометров с внешним продольным полем и разработке методов их проектирования для автоматических систем управления технологическими процессами (АСУ ТП), которые требуют создания системы защиты от внешнего влияния на контролируемую среду.
Основа диссертационной работы: Анализ математических моделей бесконтактных кондуктометров. Теоретическое и экспериментальное исследование конструкции бесконтактного емкостного кондуктометра и разработка принципиально новой модели датчика.
Личный вклад автора в разработке диссертационной работы: 1. Выведена зависимость влагосодержания от основных параметров емкостного зонда и материала. Получено общее уравнение комплексной проводимости кондуктометрическои ячейки и проведен ее анализ на основе я - теоремы или второй теореме подобия физических величин.
2. Экспериментально исследованы физические модели датчиков и дана критериальная оценка адекватности результатов исследования по критерию правдоподобия.
3. Выведено уравнение функции расчета эквивалентной емкости зонда, в зависимости от конструктивных параметров.
4. Разработан алгоритм теоретического построения функции преобразования бесконтактного кондуктометра.
Предложена структура автоматизации (мониторинга) технологического процесса на линии фотолитографии с учетом конструкции зонда.
Разработана конструкция датчика с внешним продольным электрическим полем и с продольным расположением электродов.
Апробация и внедрение новых научных результатов, полученных в диссертационной работе. Основные результаты апробированы на следующих научно - технических конференциях:
Ларичев С.С. Модель емкостного зондирования. Микроэлектроника и информатика 2001. Восьмая всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов. МГИЭТ 2001.
Ларичев С.С, Никулин В.Б. Бесконтактное емкостное зондирование. Восьмая международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов. Москва. Издательство МЭИ 2002.
Ларичев С.С. Контроль проводимости жидких технологических сред. Микроэлектроника и информатика 2003. Десятая всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов. МГИЭТ 2003.
Получен акт внедрения и протокол испытаний на заводе ОАО «Ангстрем».
6 Публикации. По тему диссертационной работы опубликованы 2 (две) научные работы в журнале «Известия вузов. Электроника» и Журнал «Датчики и системы».
В ведении представлено смысловое структурирование диссертационной работы, дана общая характеристика работы, обоснована актуальность решаемой проблемы, сформулированы цель работы и основные положения, выносимые на защиту, показана научная новизна и практическая значимость полученных результатов. В первой главе на основе проведенного литературного анализа были сделаны выводы об актуальности проведения теоретических и экспериментальных исследований бесконтактных емкостных кондуктометров. То есть, необходимость методики проектирования, и создания кондуктометров с внешним продольным электрическим полем. Сравнение контактных и бесконтактных кондуктометров измерения удельной проводимости деионизированной воды, в технологических процессах, показало преимущество последних.
Во второй главе представлено теоретическое основание разработки бесконтактных кондуктометров. Показан анализ принципиально новой конструкции датчика, который в отличие от известных - универсален. Решена проблема поперечных кольцевых полей с недостаточной системой экранирования, высокая помехоустойчивость внешнего воздействия от окружающей среды. Исключены краевые эффекты неустойчивых кольцевых полей. Он может служить в качестве погружного устройства в стационарных и технологических процессах и обтекаемого в гидродинамике. Так как необходимость полного исключения загрязнения или наложения осадка на контактирующих элементах с технологической средой предъявляет особые требования к материалам, применяемым для изготовления датчика. Кроме того, датчик может быть использован для контроля влажности сыпучих сред в пределах от 0 до 100% относительной влажности.
На основе этого были получены физические модели бесконтактных кондуктометров. Выведена зависимость влагосодержания от основных параметров емкостного зонда и материала или W - критерий, определяющий влагосодержание любого материала, в том числе и насыпного и технологических сред.
Представлены модели датчиков с внешним продольным электрическим полем и представлена электрическая модель с максимальным показателем правдоподобия. Предложенный метод идентификации полезен для исследований как совершенно новых объектов, так и для детального изучения известных объектов с использованием электрических измерений. Выбранная физическая модель датчика может быть положена в основу разработки прибора для широкодиапазонного контроля влажности любых материалов и технологических сред. Зонд с распределенными параметрами, т.е. погонной емкостью характеризуется стабильным электростатическим полем. Необходимо отметить, что краевые эффекты, т.е. искажение силовых линий электростатического поля при этом минимальны
В третьей главе представлена разработка (синтез) бесконтактного кондуктометра. В четвертой главе приведено экспериментально основание разработки бесконтактных кондуктометров. Рассчитана эквивалентная емкость кондуктометра. По итогам расчета емкости кондуктометра предложен алгоритм построения функции преобразования кондуктометра.
Обработка результатов проводилась с помощью однофакторного планирования эксперимента и регрессионно-корелляционным методом.
Диапазон частот при планировании факторного эксперимента для определения влагосодержания, измерения удельной проводимости деионизированной воды и электролитов был получен в пределах от 0.1 до
3 МГц. Измеритель удельной проводимости прошел калибровку эталоном проводимости.
В пятой главе дано практическое применение бесконтактного кондуктометра.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов и основных результатов, списка литературы из 40 наименований и трех приложений. Основная часть диссертации содержит 108 страниц, включая 32 рисунка и 11 таблиц.
Основные положения
Улучшение метрологических и эксплуатационных характеристик измерения электрических параметров жидкостей (удельной электропроводимости а, относительной диэлектрической проницаемости є и диэлектрических потерь tgo остается одним из важных направлений метрологи аналитических методов измерения. Это обусловлено широким применением таких измерителей для оперативного контроля физико-химического состояния различных жидких сред (растворов, эмульсий, суспензий) и возможностью дальнейшего совершенствования их характеристик, в частности точности, надежности, функциональных возможностей, срока службы эксплуатации и т. д.
Методы контроля состояния жидкостей, основанные на измерении вышеназванных электрических параметров, во многих случаях оказываются эффективнее других альтернативных методов благодаря их достаточно высокой точности и относительной простоте реализации [ 1,2].
По характеру взаимодействия с исследуемой жидкостью измерители электрических параметров жидкостей можно разделить на контактные и бесконтактные. В контактных измерителях имеет место гальванический контакт электродов с исследуемой жидкостью. В бесконтактных измерителях этот контакт отсутствует, а используется электромагнитное взаимодействие с исследуемой жидкостью. Бесконтактные измерители можно разделить на импедансо-, кондукто- и диэлькометрические (рис. 1.1).
Бесконтактные измерители электрических параметров жидкостей конлуктометоические импелансометоические диэлькометоические безэлектродные электродные I трансформаторные индукционные индуктивные с электродами дляСВЧ емкостные с раздельными группами возбуждающих и измерительных электродов комбинированные
Импедансометрия - это общий метод, при котором одновременно измеряют активную и реактивную составляющие (или модуль и фазу) импеданса измерительной ячейки с исследуемой жидкостью. Кондуктометрический метод - это измерение о исследуемой жидкости при нейтрализации влияния є на результат измерения. И напротив, диэлькометрический метод - это измерение є исследуемой жидкости при нейтрализации влияния о [3]. Для оценки электрофизического состояния многих реальных жидкостей требуется измерение как минимум пары параметров, например є и а или tg5 [4.5].
Эквивалентную электрическую схему измерителя электрических параметров жидких сред с взаимодействующим с ним объемом жидкости в большинстве случаев можно представить параллельным соединением активного сопротивления R и емкости С. Сопротивление R описывает активную составляющую электропроводности исследуемой жидкости, обусловленную ее удельной электропроводностью — = Т [6].R
На высоких частотах электропроводность исследуемой жидкости становиться комплексной: Y=G ± jB, причем как активная G, так и реактивная В составляющие зависят от активной R и реактивной X составляющих комплексного сопротивления исследуемой жидкости:
Это обусловлено не только наличием свободных носителей зарядов (так называемой «сквозной электропроводностью»), но и различными видами поляризации исследуемой жидкости, т.е. наблюдается частотная дисперсия электропроводности и диэлектрической проницаемости исследуемой жидкости [7]. Емкость С в такой схеме характеризуется комплексной диэлектрической проницаемостью исследуемой жидкости є = e +js" [6].
Для эмульсий или суспензий эквивалентные схемы могут быть более сложными и видоизменяться в зависимости от состава исследуемой жидкости и диапазона частот, в котором проводятся измерения [8].
В общем случае при контроле электрических параметров жидкостей требуется одновременно применять не один, а несколько параметров эквивалентного многоэлементного RC - двухполюсника. Это возможно, например, при многочастотных измерениях комплексного импеданса (или его составляющих) измерительной ячейки или одновременном уравновешивании каждого элемента исследуемого двухполюсника соответствующим элементом образцового двухполюсника, имеющего аналогичную структуру [9].
Физические модели бесконтактных кондуктометров. Эквивалентные электронные модели. Связь влаги сыпучего материала с частотой
Одно из важных условий исследования - это оценка содержания влаги в контролируемых материалах. Необходимо учитывать сложные и разнообразные формы связи влаги с материалом, рассмотреть такую связь, которая позволит построить адекватную модель.
При этом учитывают связи химические, физико-химические и физико-механические. Контактный зонд из двух электродов при взаимодействии с электролитом образуют двойной электрический слой. Наличие двойного слоя особенно при питании электродов постоянным током [2] приводит к резкому уменьшению проводимости и появлению противоположного по знаку заряду и поляризационного напряжения на границе электрод -жидкость. Бесконтактный емкостный зонд исключает гальванический контакт и электрохимический процесс в контролируемой среде. Зонд фторопластиковый цилиндр 1 (рис.15), с продольными верхним 2 и нижним электродом 3, расположенными на внутреннем цилиндре 4. Внешний цилиндр (корпус) контактирует с контролируемой средой 5. Метрологическая характеристика влагосодержащего материала, т.е. зависимость полной проводимости от влагосодержания может быть получена только с учетом физической адсорбции. При этом должна быть учтена плотность распределения материала 5 (рис.15) на контакте с фторопластом 4. Существенное значение при этом приобретает оценка микропористости фторопласта и возможность увеличения контактной площади "материал - зонд". Реактивное сопротивление контакта "зонд -материал" должно быть минимальным, т.е. без включений воздушных пузырьков с низкой диэлектрической проницаемостью. Основные показатели адсорбции влаги эквивалентны влагосодержанию. Они могут быть выражены числом частиц или их массой 1 м (мг./м ) поверхности зонда или числом молекул воды.
Создание моделей, адекватных изучаемым физическим объектам -один из наиболее эффективных способов познания свойств физического объекта. Под физически объектом будем понимать любой пассивный материальный объект (двухполюсник), проявляющий какие-либо свойства при электрических воздействиях.
Идентификация схемной функции сводиться к следующему: известно, что для каждой электрической модели с числом элементов более двух существует ограниченный набор эквивалентных схем, отличающихся значениями параметров. Можно ли выбрать из них схему, которую мы можем принять за базовую электрическую модель? Исследуем этот вопрос.
Предположим, что какой-либо физический объект идеально описывается гипотетической базовой электрической моделью. Если число элементов базовой электрической модели достаточно велико, то и число возможных эквивалентных схем будет достаточно большим. Предположим также, что выполняется несколько экспериментов для нахождения иммитанса этого физического объекта. Если состояния физического объекта не меняется в этих экспериментах, то для каждого из них будет получена одна и та же системная функция, на основе которой возможна реализация известного набора эквивалентных схем, причем параметры этих схем также не изменяются. Таким образом, сделать выбор базовой электрической модели в этом случае невозможно.
Предположим, что проводим два эксперимента. Во втором эксперименте удается изменить какое-либо свойство физического объекта, отражающееся изменением только одного параметра в его базовой электрической модели. При этом вид структурной функции и ее порядка не изменяются, но изменяется значения ее параметров по отношению к первому эксперименту. Если на основе полученной во втором эксперименте системной функции опять построить все возможные эквивалентные схемы, то только в одной из них только один из ее параметров должен измениться, во всех же остальных схемах будут меняться более одного параметра.
Как было показано выше, системная функция определяет семейство схемных функций. Из анализа следует, что с ростом порядка модели стремительно увеличивается число вариантов эквивалентных схем, при отличающихся значениях параметров. В частности, для пятиэлементной модели существует 12 вариантов эквивалентной схем, для шестиэлементной — 34, а для семиэлементной модели таких вариантов уже 89 (сюда включены мостовые эквивалентные схемы, которые можно составить, начиная с пяти элементов). При отсутствии априори информации (объект - черный ящик) необходимо выработать стратегию поиска базовой электрической модели для минимизации затрат на синтез всех вариантов эквивалентных схем. Для объективного выбора базовой электрической модели вводиться коэффициент максимального правдоподобия Кт.
Алгоритм построения функции преобразования кондуктометра
Содержание влаги в материале характеризуется чаще всего или влагосодержанием, или влажностью.
Влагосодержание - это отношение количества влаги в материале к количеству абсолютно сухого вещества.
Влажность - это отношение количества влаги в материале ко всему количеству материала (сухому веществу вместе с влагой).
Влагосодержание и влажность материалов могут быть выражены в виде отношения весовых или объемных величин. Поэтому приходится различать весовое или объемное влагосодержание, весовую или объемную влажность. Они выражаются следующим образом.
Применение тех или иных величин для характеристики содержания влаги в материале зависит только от удобства и в некоторой степени от установившейся практики.
Так, влажность воздуха и газов характеризуется содержанием в них водяного пара, поэтому здесь чаще всего используется абсолютная влажность, выражаемая в граммах на кубический метр или, реже, в килограммах на кубический метр, определяющая содержание водяного пара в единице объема рассматриваемого газа.
Однако при одной и той же абсолютной влажности воздух может быть сухим или влажным в зависимости от температуры. Поэтому по абсолютной влажности невозможно судить о «сухости» или «влажности» воздуха, и для такой оценки введено широко распространенное понятие об относительной влажности. Если при данной температуре воздух полностью насыщен водяными парами, то его относительная влажность оценивается в 100%. При полностью осушенном воздухе относительная влажность равна нулю.
В некоторых случаях для характеристики весьма малых концентраций водяного пара удобнее пользоваться объемным влагосодержанием, выражаемым в кубических сантиметрах водяного пара на кубический метр объема «абсолютно сухого» воздуха или всего объема. Следует отметить, что при малых значениях влагосодержание VB/VQ. И VB/V могут быть приравнены. Влагосодержание в кубических сантиметрах на кубический метр представляет собой миллионные доли по объему и обозначается «ррт» (про-про-миль).
Помимо приведенных основных величин, характеризующих содержание влаги в воздухе и газах, применяются и другие. Так, при определении абсолютной влажности содержание водяного пара (в граммах или килограммах) отнесено ко всему объему рассматриваемого газа, т. е. получена величина, аналогичная приведенной выше величине влажноеп . В некоторых случаях при определении количественного содержания влаги ее относят не ко всему объему, а к объему сухого газа, т.е. получают величину, аналогичную указанной выше величине влагосодержания U.
Иногда используется отношение массы водяного пара к массе влажного газа, так называемая удельная влажность. Содержание влаги в воздухе и газах может быть охарактеризовано также парциальным давлением или упругостью водяного пара, выражаемым в миллиметрах ртутного столба, а в метеорологии — в миллибарах.
Все эти величины, однако, в государственных стандартах не применяются. Влажность воздуха и газов характеризуется «точкой росы», т. е. той температурой в градусах Цельсия, при которой начинается выпадение росы или конденсация влаги, содержащейся в контролируемом воздухе или газе. Температура точки росы используется при этом как косвенный параметр, определяющий влажность воздуха и газов, но сама величина влажности в градусах Цельсия не выражается — температура точки росы переводится в процентную, весовую или объемную влажность по соответствующим таблицам.
Для характеристики содержания влаги в неводных жидкостях пользуются объемным влагосодержанием или объем ной влажностью, так как различие в удельном весе воды и контролируемой неводной жидкости несколько осложняет расчеты весового влагосодержания и весовой процентной влажности.
При оценке неводных жидкостей по их влагосодержанию (в объемных единицах) пользуются соотношением между содержащейся в пробе водой и основным («сухим») веществом в относительных единицах или в процентах — см. формулу (2.2).
В не меньшей степени наглядна оценка неводной среды по ее влажности, вычисленной по соотношению объема влаги ко всему объему пробы — см. формулу (2.4).
В случае необходимости можно перейти от объемных соотношений к весовым, зная удельный вес «абсолютно сухой» жидкости и принимая удельный вес воды равным единице.
Анализ связи влаги и материалов по экспериментальным данным
Диапазон частот при планировании факторного эксперимента принят от 10000 до 20000 кГц. Результат эксперимента с оценкой чувствительности зонда позволил окончательно получить значение оптимальной частоты в пределах от 6000 кГц до 9000 кГц. . Очевидно, значение частоты, согласно критерию W, зависит от: емкости и магнитной проводимости зонда, и относительной влажности материала.
Вывод: Экспериментальная оценка влагосодержания адекватна модели, представленной формулой комплексной проводимости и W - критерием. Датчик используется при контроле удельной проводимости электролитических и диэлектрических жидкостей, включая деионизованную воду; а так же влажности вязких и сыпучих материалов. Измеритель удельной электрической проводимости прошел калибровку на основе государственного эталона проводимости ГЭТ - 132 ВНИИФТРИ комитета стандартов. Диапазон частот при планировании факторного эксперимента принят от 10 до 2000 кГц. Результат эксперимента с оценкой чувствительности зонда позволил окончательно получить значение оптимальной частоты в пределах от 10 кГц до 500 кГц. Очевидно, значение частоты, согласно критерию W, зависит от емкости и магнитной проводимости зонда, и относительной влажности материала.
Виды идентификационных моделей приведены во второй главе. Методика расчета основана на измерении емкости CLR мостом и дополнительного тестового элемента в предполагаемую электрическую модель. Отсутствие исходной информации об объекте и его параметров (объект - эквивалентная схема) требует экспериментальной оценки при поиске оптимальной электрической модели. Все три модели, имеющие указанные параметры, с одинаковой точностью аппроксимируют иммитанс исследуемого объекта. Из трех представленных эквивалентных схем предстоит выбрать схему, которая отвечает признакам базовой электрической схемы. К исследуемой модели был подключен тестовый конденсатор. Были сняты экспериментальные зависимости и проведена идентификация, которая показала тот же порядок значений параметров и ту же группу моделей, как и до подключения конденсатора. Далее были синтезированы исследуемые модели и получены новые параметры. Для каждого из вариантов эквивалентных схем был рассчитан коэффициент максимального правдоподобия, который приведен в таблице 3.2.1. Таблица 3.2.1 Параметры синтезированных эквивалентных схем
На основе проведенного анализа можно сказать, что наиболее адекватной исследуемой моделью является модель на рис. 16. имеющая максимальный коэффициент правдоподобия. Таким образом, формальная проверка адекватности выбранной базовой электрической модели подтверждает правильность выбора. Конечная цель состоит в установлении базовой физической и электрической модели. Для исследуемого физического объекта необходимо связать параметры модели с его физическими параметрами: емкостью и сопротивлением. Действительно, сумма всех сопротивлений в базовой электрической модели равна суммарному сопротивлению обкладок. Однако анализ показал соотношение близлежащих параметров в модели такую закономерность, что параметры цепочек моделей увеличиваются с определенным коэффициентом. Появление этого влияния в модели вытекает из идентификационных зависимостей, и связана с наличием некоторой сосредоточенной емкости в месте подключения исследуемого объекта.
При равномерном распределении погонных параметров исследуемого объекта параметры соседних цепочек в синтезированной базовой электрической модели будут одинаковыми, отличаясь разбросом из-за погрешности измерений. Дополнительные исследования на теоретических моделях экспериментально подтвердили выявленную закономерность, что коэффициент пропорциональности между параметрами базовой электрической модели для исследуемых объектов базовой электрической модели определяется следующим образом:
Для электрохимической ячейки по экспериментальным данным была получена базовая электрическая модель, параметры которой ассоциировались с двойным электрическим слоем, объектом электролита или сверхчистой воды и конечным импедансом.
Базовая электрическая модель на основе формальной идентификации системной функции соответствующей группы и порядка, позволяет выявить неочевидную закономерность. Синтез моделей как меньшего, так и большего по отношению к оптимальному порядку связан с неопределенностью закономерности из-за трансформации погрешности для больших порядков моделей. Предложенный метод идентификации полезен для исследования как совершенно новых объектов, так и для более детального изучения известных объектов с использованием электрических измерений.
Отличительной особенностью датчика кондуктометра является измерение проводимости от 1 Омхсм до 20 мОмхсм. Конструктивно датчик кондуктометра полностью взаимозаменяет контактный БКВР, однако в отличие от него, полностью защищен от контакта с ДВ фторопластовым корпусом и может выдержать любое химическое воздействие, необходимое для предэксплуатационной подготовки. Возможность использования датчика, как в проточном, так и в погружном вариантах. Низкая себестоимость.
Системы автоматического регулирования занимают второй уровень современных иерархических систем управления технологическими процессами. Их главная задача состоит в том, чтобы стабилизировать технологические параметры на линиях фотолитографии. При этом главное назначение АСУ ТП - это компенсация внешних возмущающих воздействий, действующих на объект управления. Структурная схема управления технологическим процессом на линии фотолитографии Лада - 2М с методом повторного заполнения ванны и поддержанием деионизоваинои воды в заданных диапазонах, приведена на рис.33 и рис.34. С датчиков измерения удельной проводимости деионизоваинои воды, помещенных в ванну, передается сигнал на вторичный прибор, который обеспечивает работу автоматического регулятора со стандартными значениями тока 4 + 20 мА или напряжения 0+10В. Нормирующий преобразователь выполняет следующие функции: 1) преобразует нестандартный входной сигнал (мА) в стандартный выходной сигнал; 2) осуществляет фильтрацию входного сигнала; 3) осуществляет линеаризацию статической характеристики датчика с целью получения линейного диапазона;
Далее, задающее устройство с цифровой индикацией ЗУ50 -предназначено для применения в схемах автоматического регулирования технологического процесса в качестве выносного токового датчика, как вспомогательного блока к регулирующим приборам, в том числе и микропроцессорным. Дистанционное введение информации о заданном значении регулируемой величины в виде изменения аналогового унифицированного сигнала постоянного тока и цифровая индикация выходного сигнала постоянного тока с выходным унифицированным сигналом 4 + 20 мА выдают сигнал на открытие / закрытие отсечного клапана, с входным сигналом 4 + 20 мА. Что значительно упрощает систему автоматизации с использованием одного типа выходного сигнала, т.к. зависимость проводимости является линейной функцией.
