Система автоматизации процесса гидрирования бензола, страница 21

K_п=D_Pcm/100%;

где: D_Pcm - диапазон шкалы нормирующего преобразователя используемого для измерения температуры Т, равный 150÷400°С.

Рисунок 4.7. Графики переходных процессов в одноконтурной САР при возмуще­нии «по нагрузке» в режимах настройки и проверки на грубость.

У_дин = 2,5*13,96*1,06478 = 37 °С (для одноконтурной САР)

У_дин = 3*39,58-1,33219 = 46,5 °С (для одноконтурной САР при проверке «на гру­бость»)

t_per = 5,2 МИН.

Данная САР является:

1)  устойчивой, так как \|/ > 0,75 (0,998199 > 0,75)

2)  неробастной, так как при проверке САР «на грубость» прямые показатели ка­чества регулирования (а именно У_дин) вышли за пределы их допустимых значе­ний, что видно из рисунка 4.7.

САР с входным воздействием « по заданию регулятора»

Рисунок 4.8. Графики переходных процессов в одноконтурной САР пря возмуще­нии «по заданию регулятора» в режимах настройки и проверки на грубость.

У_дин = 20/2,5*0,152866+8= 9,222928 °С (для одноконтурной САР)

У_дин = 20/2,5*0,446597+8=11,572776°С (для одноконтурной САР при проверке «на грубость»)

t_per = 0 мин.

Данная САР является:

3)  неустойчивой, так как \|/<0,75 (0,652298 < 0,75)

4)  робастной, так как при проверке САР «на грубость» прямые показатели каче­ства регулирования удовлетворяют допустимым значениям, что видно  из ри­сунка 4.8.

Вывод:

Из полученных результатов делаем вывод о нецелесообразности применения одноконтурной САР, так как данная САР неробастна, и. прямые показатели каче­ства регулирования (У_дин) выходят за пределы допустимых значений САР (см. рисунок 4.5), следовательно одноконтурная САР не обеспечивает требуемого качества регулирования. Поэтому необходимо использовать одну из многоконтур­ных САР.

4.2.1.1 Расчет и анализ комбинированной САР.

Структурная схема комбинированной САР приведена на рисунке 4.9.

Рисунок 4.9. Структурная схема комбинированной САР

Комбинированная САР с входным воздействием «по нагрузке»

При расчёте комбинированной САР нами были получены параметры на­стройки ПИД регулятора для апериодического процесса. Переходный процесс для одноконтурной САР «по нагрузке» представлен на рисунке 4.10.

Параметры настройки ПИД регулятора:

К_р=0,601%х.р.о./%шк.У

Т_u= 1,744 мин

Т_пр=0,436 мин

Рисунок 4.10. Переходный процесс в комбинированной САР «по нагрузке» с от­ключенным компенсатором.

Прямые показатели качества регулирования:

Максимальная динамическая ошибка = 2,6471% шк.F  (шкалы возмущения); Степень затухания = 0,998709;

Время регулирования = 6,92226 мин.

Переходный процесс в одноконтурной САР и процесс с использованием компенсатора представлен на рисунке 4.11, Тип компенсатора – интегро-дифференцирующее звено.

Параметры настройки компенсатора:

К_k = -2,5

Т_k1 = 1,708 мин.;

T_k2 = 1,715 мин.

ПФ компенсатора:

Рисунок 4.11. Переходные процессы с использованием компенсатора и без него.

выход САР без компенсатора

выход САР с компенсатором

Прямые показатели качества регулирования:

Максимальная динамическая ошибка = 0,11563 °С/% х.р.о.;

Степень затухания = 0,737262;

Время регулирования = 4,00762 мин.

Комбинированная САР с входным воздействием «по заданию регулятора»

Переходный процесс для комбинированной САР «по нагрузке» представлен на рисунке 4.12.

Параметры настройки ПИД регулятора:

К_р=0,601°С*ч/м³

Т_u= 1,744 мин

Т_пр=0,436 мин

Рисунок 4.12. Переходный процесс в комбинированной САР «по заданию регулято­ра» с отключенным компенсатором.

Прямые показатели качества регулирования:

Максимальная динамическая ошибка = 0,0770309 °С/% х.р.о.;

Степень затухания = 0,390927;

Время регулирования = 3,0968 мин.

Переходный процесс при проверке на «грубость» комбинированной САР «по заданию регулятора» представлен на рисунке 4.13.

Рисунок 4.13. Переходный процесс при проверке «на грубость» комбинированной САР «по заданию регулятора».

 САР с исходным объектом.

 САР с объектом у которого коэффициент усиления и запаздывания уве­личен на 20%.