Изучение различий и преимуществ различных систем автоматического управления

Описать процесс и основной контур регулирования системы с указанием мест и характера возмущений действующих на объект автоматизации.

По заданным динамическим характеристикам объектов управления провести математическое описание, используя известные методы идентификации.

Рассчитать и исследовать различные системы автоматического регулирования.

Введение

Современная теория автоматического регулирования является основной частью теории управления. Система автоматического регулирования состоит из регулируемого объекта и элементов управления, которые воздействуют на объект при изменении одной или нескольких регулируемых переменных. Под влиянием входных сигналов (управления или возмущения) изменяются регулируемые переменные. Цель же регулирования заключается в формировании таких законов, при которых выходные регулируемые переменные мало отличались бы от требуемых значений. Решение данной задачи во многих случаях осложняется наличием случайных возмущений (помех).

Теория автоматического регулирования прошла значительный путь своего развития и продолжает непрерывно развиваться. Разрабатываются новые подходы к решению традиционных задач, создаются новые направления в данной области науки.

Развитие идёт по двум основным направлениям: первое связано с постоянным прогрессом и совершенствованием конструкции элементов и технологии их изготовления; второе – с наиболее рациональным использованием этих элементов или их групп, что составляет задачу проектирования систем.

В настоящее время проектирование неразрывно связано с использованием различных видов моделирования. Ограниченность возможностей экспериментального исследования больших систем делает актуальной разработку методики их моделирования, которая позволила бы в соответствующей форме представить процессы функционирования систем, описать протекание этих процессов с помощью математических моделей, получить результаты экспериментов с моделями по оценке характеристики исследуемых объектов.

Процесс проектирования включает и расчётно – теоретическую работу. При этом для упрощения расчётов широко используют методы структурных преобразований, позволяющие представить многоконтурные системы в виде одноконтурных.

И в заключение важно отметить, что за последние годы достижения в различных областях науки и техники неразрывно связаны с процессом совершенствования ЭВМ. Сфера эксплуатации ЭВМ – бурно развивающаяся отрасль человеческой практики, стимулирующая развитие новых теоретических и прикладных направлений. Ресурсы современной информационно – вычислительной техники дают возможность ставить и решать математические задачи такой сложности, которые в недавнем прошлом казались нереализуемыми. Использование ЭВМ при проектировании автоматизированных систем управления позволяет оценить их широкие возможности, удобство и скорость выполнение сложных проектных расчётов, прикидочных и окончательных вариантов синтезируемых САУ.

Роль ЭВМ высока - это утверждение бесспорною Именно она позволяет столь эффективно решать многочисленные вопросы на пути дальнейшего эффективного развития системы и выбора из них наиболее оптимальной.1. Автоматизация  водогрейной котельной установки.

1.1. Принципиальная схема.

Водогрейная котельная установка включает в себя: котёл ПТВМ – 30М. Он оборудован шестью газо-мазутными горелками, двумя дымососами и дутьевыми вентиляторами (см. рис.1.1).

Водогрейная котельная установка иллюстрирует регулирование процесса горения и расхода горячей воды на выходе системы.

Задача автоматического регулирования процесса горения состоит в поддержании расходов топлива и воздуха, подаваемых на сжигание в топку котла, на таком значении, при котором тепловая нагрузка топки будет соответствовать тепловой нагрузке котла.

Рассмотрим работу группы регуляторов.

Регулятор расхода топлива РРТ при помощи исполнительного механизма ИМ1 и регулирующего органа РО поддерживает расход топлива в соответствии с заданием, поступающим от регулятора, тепловой нагрузки топки РТНТ.

Регулятор расхода воздуха РРВ посредством исполнительных механизмов ИМ2 и ИМ3 устанавливает лопатки направляющих аппаратов дутьевых вентиляторов в такое положение, при котором расход воздуха будет поддерживаться также в соответствии с заданием, поступающим от регулятора тепловой нагрузки топки РТНТ. Расход воздуха измеряется дифманометром ДМПК4 по перепаду на воздухоподогревателе, т.е. по разности давлений воздуха до и после воздухоподогревателя (дифманометр на принципиальной схеме не показан).

Таким образом, регулирование расходов топлива и воздуха, подаваемых на сжигание в топку котла, осуществляется по схемам регулирования соотношений "тепло – топливо" и "тепло – воздух", т.е. по схеме двух параллельно работающих следящих систем, связанных между собой общим сигналом задания, поступающим от регулятора тепловой нагрузки топки.

Поскольку подача топлива и воздуха в топку должна регулироваться в соответствии с тепловой нагрузкой топки, точное определение этой нагрузки и её регулирование являются важнейшим условием работоспособности данной схемы.

В стационарном режиме тепловая нагрузка топки определяется расходом воды которая проходит через котёл и нагреваясь уносит с собой некоторое количество тепла.