Министерство высшего и среднего специального образования РФ
Саратовский Государственный Технический Университет
Балаковский Институт Техники, технологии и Управления
Кафедра: Управление и информатика в технических системах
по дисциплине
на тему:«САР давления в химическом реакторе»
Злобина О. В.
Руководитель проекта ________________
Стельмах И. В.________ Стельмах И. В.____
«___»________2003 г. «___»_______2003 г.
Балаково 2003
СОДЕРЖАНИЕ
1. Функциональная схема локальной системы и ее описание 4
2. Выбор элементов и расчет их передаточных функций 7
3. Расчет передаточной функции всей системы и
проверка системы на устойчивость 13
3.1. Расчет передаточной функции системы 13
3.2. Z – преобразование системы 14
3.3. Исследование системы на устойчивость и ее анализ 16
4. Построения ЛАЧХ И ЛФЧХ системы 18
5. Построения желаемой ЛАЧХ системы 20
6. Корректирующее устройство 22
7. Построение переходной характеристики
скорректированной системы 23
8. Построение ФЧХ скорректированной системы 25
Заключение 26
Список литературы 27
Приложение 28
Без электроники сейчас не обходиться ни одна отрасль народного хозяйства. Любой, даже самый малый технологический процесс непременно сопровождается наличием микроэлектроники. Наличие микроэлектроники очевидны. Она надежна, компактна, легка в обслуживании, обладает высокой точностью и быстродействием. Такое преимущество дает микроэлектроники большой шанс вытеснить стандартную технику. В наиболее важных технологических процессах микроэлектроника незаменима, так как человек в критической ситуации очень сложно правильно оценить ситуации и принять правильное решение, а также микроэлектроника применяется в местах, где нахождение человека проблематично и может стать причиной его смерти.
В данной работе рассматривается упрощенный вариант системы автоматического регулирования давления в химическом реакторе, так как реальная система имеет намного сложную структуру и выходное результирующее действие складывается из нескольких входных. В системе предполагается наличие микропроцессора (МП) для более точного и быстрого изменения параметров.
1. Функциональная схема локальной системы и ее описание
Протекание реакторных процессов обычно характеризуются скоростью реакции и степенью превращения исходного сырья в продукт реакции. На эти показатели влияют концентрация реагирующих веществ, температура в реакторе, уровень реагирующих веществ, давление и так далее.
Целью управления является получение химического продукта заданного состава путем воздействия на исходное сырье всех выше перечисленных показателей.
Рассмотрим схему двухконтурной каскадной САР давления в химическом реакторе (смотри рисунок 1).
 |
Рисунок 1. - Двухконтурной каскадной САР давления в химическом реакторе
где 1 – химический реактор; 2 – рубашка реактора.
Химический реактор состоит из самого химического реактора (1), в котором находиться реакционная смесь и из рубашки реактора (2), в которой находиться хладагент. Он имеет канал для закачки реакционной смеси и канал для слива продуктов реакции.
Регулирование давления осуществляется посредством изменения расхода охлаждающего вещества (хладагента) в рубашке реактора.
В химическом реакторе установлен датчик давления, который измеряет давления реагирующих веществ в реакторе. Он формирует сигнал Рр, который информирует регулятор корректирующего контура (АР) о тдавлении реакционной смеси в реакторе.
На регулятор (АР1) поступает сигнал Рс, который несет информацию о давлении охлаждающего вещества (хладагента).
Регулятор АР1 создает стабилизирующий контур, для более высокого качества регулирования, а значения давления для регулирования задает регулятор АР.
После того как данные с регулятор АР и АР1 обработаны то формируется сигнал, который действует на клапан подачи хладагента. Этот сигнал определяет расход хладагента, так как для стабилизации давления в реакторе необходимо изменить расход хладагента.
На основе приведенной выше схемы двухконтурной каскадной САР химического реактора по температуре составим, функциональную схему САР химического реактора по температуре, которая представлена на рисунке 2.
 |
Рисунок 2. – Функциональная схема САР химического реактора по температуре
где МП – микропроцессор;
У – усилитель;
ДПТ – двигатель постоянного тока;
Р – редуктор;
Кл – клапан;
ХР – химический реактор;
ДД – датчик давления.
2. Выбор элементов и расчет их передаточных функций
Объекты выбираются в зависимости от требуемых параметров разрабатываемой системы. Для упрощенного анализа системы каждый ее элемент будем считать динамическим.
Произведем выбор элементов системы и рассчитаем их передаточные функции.
М и к р о п р о ц е с с о р (МП). Выберем микропроцессор серии К1810ВМ86 [1]. Его характеристики:
- Тактовая частота Тч, Мгц 2,5
- Напряжение питания Uпит, В 5 ± 0,25
- Мощность на выходе Рвых, Вт £ 1,75
- Ток на выходе Iвых, мА 0,4 ¸ 2
Передаточная функция МП равна:
(1)
У с и л и т е л ь (У). Подбираем усилитель, исходя из мощности. Выбираем электронный усилитель К463УН1 [3]. Его характеристики:
- Напряжение на входе Uвх, В 10-4 ¸ 10
- Ток на входе Iвх, А 10-8 ¸ 10-4
- Мощность на входе Рвх, Вт 10-4 ¸ 10
- Постоянная времени Т, с 10-8 ¸ 10-2
- Коэффициент усиления К 104 ¸ 105
Передаточная функция усилителя есть коэффициент усиления, примем ее равную:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.