Проект автоматизации насосной станции рудника, страница 9

Перед остановом оператору необходимо снизить мощность установки до 25%. В этом режиме оператору необходимо выполнить действия, согласно блок схеме (рисунок 3), остальное выполнит схема блокировок автоматически.

4.4 Описание работы существующей системы управления в режиме РАБОЧЕМ

В существующей системе управления все сигналы поступают, обрабатываются в автоматическом режиме, функция человека сводится к заданию мощности установки, в наблюдении за ходом процесса и в случае необходимости принятия необходимых решений.

4.5 Описание работы существующей системы управления в режиме АВАРИЙНОМ

В аварийном режиме, при выходе параметра процесса за границы, при которых срабатывают блокировки, система автоматически принимает решение о прекращении хода процесса, при этом на экран ЭВМ выводится сообщение о существующей неисправности.  После чего оператор должен принять решение об оповещении необходимых служб предприятия.


5 Анализ недостатков существующей системы управления

5.1 Недостатки существующей СУ в режиме ПУСК

Главный недостаток режима ПУСК – это не полная автоматизация режима, то есть оператор осуществляет выполнение некоторых операций вручную. Выполнить полную автоматизацию режима ПУСК невозможно за неимением технических средств решающих задачи по контролю вида пламени. В связи с этим всегда присутствует доля ручного управления и контроля при пуске. Необходимо автоматизировать плавное поэтапное увеличение мощности установки при пуске, и автоматический переход на регуляторы.

5.2 Недостатки существующей СУ в режиме ОСТАНОВ

Недостатком существующей СУ в режиме ОСТАНОВ является необходимость предварительного уменьшения мощности установки до останова. Следует, выполнить полную автоматизацию режима ОСТАНОВ.

5.3 Недостатки существующей СУ в режиме РАБОЧЕМ

К недостаткам существующей схемы автоматизации можно отнести, недостаточное информирование данными о состоянии процесса и оборудования, то есть о неполной автоматизации процесса, а, следовательно, и неполнота блокировочных параметров.

5.4 Недостатки существующей СУ в режиме АВАРИЙНОМ

Недостатки существующей СУ в режиме АВАРИЙНОМ отсутствуют.


6 Техническое задание на модернизацию системы управления

Для модернизации системы управления процессом производства соляной кислоты и более точного и качественного регулирования процесса необходимо произвести:

а) автоматизацию режима ПУСК (плавное поэтапное увеличение мощности установки при пуске, и автоматический переход на регуляторы);

б) автоматизацию режима ОСТАНОВ (предварительное уменьшение мощности установки до останова);

в) установить дополнительное оборудование для более точного информирования данными о состоянии процесса и оборудования;

г) доработать схему сигнализации и блокировок.


7 Расчетная часть

Для регулирования подачи хлора и водорода в печь синтеза, а также их соотношения целесообразно применить систему каскадного регулирования. В  качестве основного контура регулирования выбран контур регулирования расхода хлора, в связи с тем, что нельзя допускать смещения баланса расходов в сторону превышения расхода хлора. Разбаланс может возникнуть при использовании в качестве основного контура регулирования контур регулирования расхода хлора. Вспомогательный контур регулирования – контур регулирования расхода водорода.

В этом случае в систему регулирования включают два регулятора — основной (внешний) регулятор, служа­щий для стабилизации основного выхода объекта у, и вспомо­гательный (внутренний) регулятор, предназначенный для регу­лирования вспомогательной координаты у1. Заданием для вспо­могательного регулятора служит выходной сигнал основного регулятора.

Рисунок 4 –   Структурная схема каскадной АСР

Исходя из условий, что регулирования для поддержания основной выходной координаты на задан­ном значении без статической ошибки закон регулирования должен включать интегральную состав­ляющую, и что от регулятора требуется быстродействие, поэтому он может иметь любой закон регули­рования (в частности пропорциональный как наиболее простой и достаточно быстродействующий). Для регуляторов выбираем ПИ – закон регулирования.

Расчет каскадной АСР предпола­гает определение настроек основного и вспомогательного ре­гуляторов при заданных динамических характеристиках объ­екта по основному и вспомогательному каналам. Поскольку настройки основного и вспомогательного регуляторов взаимо­зависимы, расчет их проводят методом итераций.

На каждом шаге итерации рассчитывают приведенную од­ноконтурную АСР, в которой один из регуляторов условно относится к эквивалентному объекту.

вверху — эквивалентная одноконтурная схема; 

внизу — преобразование каскадной  АСР  к одноконтурной.

Рисунок 5 –   Структурные схемы эквивалентной одноконтурной системы регули­рования с основным (а) и  вспомогательным (б) регулятором

Эквивалентный объект для основного регулятора представляет собой последовательное соединение замкнутого вспомогательного контура и основного канала регулирования.

                                                                                        (1)

где  R1(p) – передаточная функция вспомогательного регулятора.

W1(p) и W(p) – передаточные функции вспомогательного и основного контуров.

Эквивалентный объект для вспомогательного регулятора является параллельным соединением вспомога­тельного канала и основной разомкнутой системы. Его переда­точная функция имеет вид:

                                                                                                        (2)

где R(p) – передаточная функция основного регулятора.

Расчет начинают с основного регулятора. Метод используют в тех случаях, когда инерционность вспомогатель­ного канала намного меньше, чем основного. На первом шаге принимают допущение о том, что рабочая частота основного контура намного меньше, чем вспомо­гательного. И тогда

                                                                                         (3)

Таким образом, в первом приближении настройки основного регулятора не зависят от R1(p) и находятся по Wэ°(p).

На втором шаге рассчитывают настройки вспомогательного регулятора для эквивалентного объекта с передаточ­ной функцией  W(p).

В случае приближенных расчетов ограничиваются первыми двумя шагами. При точных расчетах итерации продолжают до тех пор, пока настройки регуляторов, найденные в двух последова­тельных итерациях, не совпадут с заданной точностью.