Другие предметы \ Автоматизация технологических процессов и производств

Проект автоматизации насосной станции рудника, страница 10

7.1 Нахождение передаточных функций объектов

Передаточная функция объекта основного контура находится по кривой разгона объекта. Она имеет вид:

                                                                                        (4)

Для нахождения передаточной функции объекта вспомогательного контура, будем рассматривать объект регулирования (участок трубы) как типовой одноемкостной объект, динамика которого может быть описана дифференциальным уравнением 1-го порядка:

                                                                                        (5)

где  T – время разгона, с;

        к – степень самовыравнивания;

– величина возмущающего воздействия (расход воды на входе), м3/с;

– величина регулируемого параметра (расход воды на выходе), м3/с.

Так как расход воды на входе трубы равен расходу на выходе, то коэффициент самовыравнивания равен 1.

Время разгона зависит от объема участка трубопровода V, м3, а так же от номинального расхода Qн, м3/с и определяется по формуле:

                                        .                                                (6)

Значение V зависит от конструктивных параметров объекта, и определяется по формуле:

                                        .                                                (7)

Произведем расчеты по формулам 7 и 6:

                                        м3,                                           

                                        с.          

Тогда дифференциальное уравнение, описывающее объект, будет иметь вид

                                        .                                               (8)

В объекте присутствует звено запаздывания с с.

В соответствии с (8) запишем передаточную функцию объекта

                                                                                        (9)

В объекте присутствует звено запаздывания с с.

7.2 Расчет настроек регуляторов

Исходные данные:

- передаточная функция основного контура;

- передаточная функция вспомогательного контура.

При помощи программы производим расчет настроек ПИ-регуляторов каскадной и одноконтурной систем регулирования. Текст программы приведен в приложении.

Каскадная система регулирования:

- для основного регулятора: C1 =4.9608, C0 =1.2135;

- для вспомогательного: CC1 =5.3248, CC0 =14.05363.

Одноконтурная система регулирования: C1 = 5.6208, C0 = 0.9023.

Подставляем данные в модели АСР.

Рисунок 6 –   Модели каскадной и одноконтурной АСР

Рисунок 7 –   Переходный процесс одноконтурной(1) и каскадной(2) АСР

Так как нам необходимо было исследовать и сравнить поведение систем регулирования при воздействии на них возмущающего воздействия задатчики мы поставили равным нулю.

Заключение

В курсовом проекте был рассмотрен процесс производства соляной кислоты и приведены результаты разработки схемы автоматического управления, что позволяет повысить производительность процесса за счет внедрения новых средств автоматизации, сократить долю физического труда и сэкономить ресурсы. Так же произведен расчет настроек регуляторов для каскадной СР концентрации соляной кислоты.

Библиографический список

1 Постоянный технологический регламент N 2-2006 по производству концентрированной каустической соды цеха 22 производства «Х и К»   [Текст].– Саянск: Саянскхимпласт, 2006. – 135 с.

2. Андреев М.Д., Титович Л.В. Автоматизация технологических процессов и производств. Системы автоматизации и управления технологическими процессами [Текст]: Учебное пособие к курсовому и дипломному проектированию для студентов специальности 210200 направления 657900 всех форм обучения / Андреев М.Д., Титович Л.В. – Красноярск: СибГТУ, 2005. -136с.

Приложение А

Программа расчета настроек ПИ-регулятора для каскадной системы регулирования.


function PID_reg

  w = 0.01;

  tau_osn=3;

  tau_kor=0.1;

  T_osn=70;

  T_kor= 2.355;

  K_osn=1;

  K_kor=1;

  i=0;

  %1 cikl

      while i<=10000

      p = (+1i)*w*i;

      i = i+1;

      W_kor = K_kor/(T_kor*p+1)*exp(-tau_kor*p);

      W_osn = K_osn/(T_osn*p+1)*exp(-tau_osn*p);

      A =W_osn/W_kor;

      AO(i) = real(A);

      A1(i) = imag(A);

      if A1(i) > 0

        wkr = w*i;

        C1kr = -1/AO(i);

        i=100001;

      end;   

   end

   C1 = 0.45*C1kr

   C0 = 0.086*C1kr*wkr

   i=10;

   while i<=10000

     p = (+1i)*w*i;

     i = i+1;

     W_kor = K_kor/(T_kor*p+1)*exp(-tau_kor*p);

     W_osn = K_osn/(T_osn*p+1)*exp(-tau_osn*p);

     R = -(C1+C0/p);

     A = W_kor-W_osn*R;

     AO(i) = real(A);

     A1(i) = imag(A);

     if A1(i) > 0

       wkr=w*i;

       C1kr=-1/AO(i);

       i=100001;

     end  

   end

   CC1 = 0.45*C1kr

   CC0 = 0.086*C1kr*wkr

     %2 cikl

   i=10;

   while i<=10000

     p = (+1i)*w*i;

     i = i+1;

     W_kor = K_kor/(T_kor*p+1)*exp(-tau_kor*p);

     W_osn = K_osn/(T_osn*p+1)*exp(-tau_osn*p);

     R1=-(CC1+CC0/p);

     A =-R1/(1-W_kor*R1)*W_osn;

     AO(i)= real(A);

     A1(i)=imag(A);

     if A1(i)>0

       wkr=w*i;

       C1kr=-1/AO(i);

       i=100001; 

     end 

   end

   C1 = 0.45*C1kr

   C0 = 0.086*C1kr*wkr

   i=10;

   while i<=10000

     p = (+1i)*w*i;

     i = i+1;

     W_kor = K_kor/(T_kor*p+1)*exp(-tau_kor*p);

     W_osn = K_osn/(T_osn*p+1)*exp(-tau_osn*p);

     R = -(C1+C0/p);

     A = W_kor-W_osn*R;

     AO(i) = real(A);

     A1(i) = imag(A);

     if A1(i) > 0

       wkr=w*i;

       C1kr=-1/AO(i);

       i=100001;

     end  

   end

   CC1 = 0.45*C1kr

   CC0 = 0.086*C1kr*wkr

   %3 cikl

   i=10;

   while i<=10000

     p = (+1i)*w*i;


     i = i+1;

     W_kor = K_kor/(T_kor*p+1)*exp(-tau_kor*p);

     W_osn = K_osn/(T_osn*p+1)*exp(-tau_osn*p);

     R1=-(CC1+CC0/p);

     A =-R1/(1-W_kor*R1)*W_osn;

     AO(i)= real(A);

     A1(i)=imag(A);

     if A1(i)>0

       wkr=w*i;

       C1kr=-1/AO(i);

       i=100001; 

     end 

   end

   C1 = 0.45*C1kr

   C0 = 0.086*C1kr*wkr

   i=10;

   while i<=10000

     p = (+1i)*w*i;

     i = i+1;

     W_kor = K_kor/(T_kor*p+1)*exp(-tau_kor*p);

     W_osn = K_osn/(T_osn*p+1)*exp(-tau_osn*p);

     R = -(C1+C0/p);

     A = W_kor-W_osn*R;

     AO(i) = real(A);

     A1(i) = imag(A);

     if A1(i) > 0

       wkr=w*i;

       C1kr=-1/AO(i);

       i=100001;

     end  

   end

   CC1 = 0.45*C1kr

   CC0 = 0.086*C1kr*wkr

Скачать файл