ГЛАВА 1
1.1 Назначение регулятора давления паров
В любой системе автоматического управления, главенствующую роль имеет регулятор. Любой регулятор служит для поддержания того или иного процесса в заданных технических и технологических рамках.
Регулятор давления паров, представленный для исследования, состоит из двух основных блоков: дифференциального датчика регулятора давления паров и непосредственно регулятора. Из рис. 1 системы (ректификационная колонна), можно определить основное назначение регулятора – регулирование подача флегмы, идущей на орошение. Данный регулятор является стабилизирующим, т.е. он поддерживает по одному параметру (давлению), значение другого параметра (расход флегмы).
Исследуем работу системы связанной с регулятором давления, чтобы конкретизировать его назначение и обозначить некоторые технические требования. Рабочий цикл регулятора давления паров представлен на рисунке 1, где: 1- ректификационная колонна, 2 - дифференциальный датчик давления паров, 3 -регулятор давления паров.
 |
|||
 |
|||
Рисунок 1
Первичный преобразователь регулятора встроен в ректификационную колонну. Положение датчика таково, что он способен снимать показание о давлении паров флегмы, фактически у выхода системы. Такое положение датчика положительно влияет на чувствительность регулятора в целом, ибо концентрация паров у поверхности флегмы выше, нежели чем у верхней тарелки. Таким образом, датчик снимает о нижнее давление колонны и можно сделать вывод, что регулятор давления служит для поддержания верхнего давления. Регулятор давления паров в данной системе не имеет задержки, а работает на опережение, ввиду того, что регулирование происходит по нижнему давлению, верхнее давление не достигается. Такой способ организации процесса позволяет снизить вероятность разрушения колонны при резком повышении давления.
Рисунок 1 можно представить в виде структурной схемы (схема 1), где:
РК - ректификационная колонна, ДДД - дифференциальный датчик давления, РДП – регулятор давления паров, Q – исходный приток флегмы, Q1 – отрегулированный приток флегмы, Р - нижнее давление в ректификационной колонне, M1 - механическое усилие приходящее от датчика к регулятору.
|
|
Q Q1 P
 |
|
M1 P
Схема 1
Из схемы 1 достаточно просто определить работу регулятора и его точное назначение. Имеется постоянный приток флегмы, он же является максимальным, который поступает на вход регулятора давления паров. В начальный момент времени можно принять выходной сигнал с РДП равным Q1. Ректификационная колонна, под действием температуры переводит флегму в пар, соответственно создавая давление P, этого пара. Давление снимается дифференциальным датчиком давления паров, который содержит в себе эталонную жидкость, т.е. одновременное является датчиком, задатчиком и элементом сравнения. С ДДД результат сравнения поступает на регулятор, в виде механического перемещения M1. РДП в зависимости от М1, производит регулирование Q. Процесс зациклен и в случае неверного выбора регулятора, можно либо получить слишком низкое, либо слишком высокое давление. Такие процессы могут привести к разрушению колонны.
Таким образом, еще раз определена главенствующая роль регулятора давления паров в заданной системе.
Была рассмотрена группа регуляторов давления, и на основе полученных материалов было принято решение производить классификацию по принципу действия.
Данный признак содержит в себе две группы регуляторов: регуляторы прямого и непрямого действия.
Решение о подобной классификации принималось с учетом требований по подбору регулятора давления к ректификационной колонне. В частности, регулятор должен быть надежным, неприхотливым и не использовать внешние ресурсы. Поставленные цели привели к разграничению регуляторов на два представленных класса.
В целом были рассмотрены классификации по таким признакам, как: регуляторы, классифицирующиеся по виду давлений, по применению, по внутреннему сигналу. Однако ввиду явного преимущества классификации по принципу действия и простоте поиска регуляторов под данную классификацию, было принято решение о нецелесообразности использования остальных признаков.
Рассмотрев разные типы регуляторов, и учитывая первый признак классификации, была получена схема 2.
Классификационная схема
 |
Схема 2
Регулятор давления непрямого действия построены на использовании сторонней энергии. Данное обстоятельство требует постоянных затрат на различные виды энергии и снижает экономическую эффективность. Положительным является тот момент, что давление регулируется с высокой степенью точности и процесс регулирования становится высокоточным. Однако для ректификационной колонны, в которой давление изменяется достаточно медленно, такое управление является чрезмерным. Регуляторы такого типа могут быть применимы в машиностроении, где требуется высокая точность управления и давление может меняться, в зависимости от условий, рывками. Считается, что качественное управление является одним из важнейших факторов, однако даже им можно пренебречь в условиях экономической борьбы. Однако ввиду повышенной опасности ректификационной колонны для окружающих (высокое давление может привести к разрушению колонны и выбросу пара) требуется введение дополнительных мер безопасности.
Регулятор давления прямого действия, функции измерительных, усилительных и исполнительных элементов объединены в одном органе. Поскольку для перемещения исполнительного органа используется энергия регулируемой величины, регуляторы прямого действия, в большинстве случаев, выполняются статическими. Астатические регуляторы применяются в сложных схемах, регуляторов прямого действия, в качестве вспомогательных элементов, например интегрирующих устройств. По виду используемой энергии регуляторы прямого действия делятся на механические, гидравлические, пневматические и электрические регуляторы. Регуляторы данного типа действия являются предпочтительными, ввиду их высокой надежности, простоте в эксплуатации, неприхотливости, низкой стоимости и достаточно хорошим техническим характеристикам.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
