Исследование объекта и разработка системы управления перегревателем, предназначенным для нагрева паро-воздушной метанольной шихты

2 ИССЛЕДОВАНИЕ ОБЪЕКТА И РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

Технологическим объектом управления выбран перегреватель (позиция 6) (см. чертёж МДКП.08.ВАЭ.02.02), предназначенный для нагрева паро-воздушной метанольной шихты до температуры 110 – 130 ºС. Основными техническими факторами, влияющими на процесс перегревания, паро-воздушной метанольной шихты, являются следующие:

1) Температура первичного пара.

2) Давление первичного пара, подаваемого в перегреватель (позиция 6).

3) Температура паро-воздушной метанольной шихты.

Применение греющего пара,позволяет регулировать температуру паро-воздушной метанольной шихты в перегревателе (позиция 6), путём изменения расхода греющего пара, поступающего в перегреватель (позиция 6).

Основным  критерием управлением перегревателя (позиция 6), является температура паро-воздушной метанольной шихты, на его выходе из  аппарата.

Целью системы управления  по производству формальдегида  является, обеспечение оптимального режима функционирования объекта управления. Степень оптимальности функционирования объекта, оценивается одним или несколькими критериями управления. В данном проекте целью управления является, обеспечение заданного режима нагрева паро-воздушной метанольной шихты в перегревателе (позиция 6), при минимальных энергетических и материальных затратах, оптимальной производительности. Свойства объекта необходимо учитывать при составлении схемы автоматизации, выборе регулирования и определении оптимальных значений настроечных параметров регулятора. Правильный учёт свойств объекта позволяет создать систему управления, имеющую более высокие показатели качества переходного процесса. Основными свойствами объекта управления являются, самовыравнивание, ёмкость и запаздывание.

Самовыравнивание объекта характеризует его устойчивость. Самовыравниванием называют, свойство устойчивого объекта самостоятельно устанавливаться в равновесное состояние, после изменения своей входной величины. В объектах с самовыравниванием ступенчатое изменение входной величины приводит к изменению выходной величины со скоростью, постепенно уменьшающейся до нуля, что связанно с наличием внутренней, отрицательной обратной связи. Чем больше степень самовыравнивания, тем меньше отклонение выходной величины от первоначального положения.

Ёмкость объекта является свойством, присущим всем динамическим объектам. Она характеризует их инерционность. Чем больше ёмкость, тем меньше скорость изменения выходной величины объекта, и наоборот.

Запаздывание объекта выражается в том, что его выходная величина начинает изменяться не сразу после внесения возмущений, а только через некоторый промежуток времени, называемый временем запаздывания.

Все реальные объекты обладают запаздыванием, так как изменения потоков веществ или тепла распространяется в объектах с конечной скоростью и требуется время для прохождения сигнала от места нанесения возмущения до места, где фиксируется изменение выходной величины.

Для определения свойств объекта применяются следующие методы:

1) Аналитический.

2) Экспериментальный.

3) Экспериментально-аналитический.

В данном проекте применён экспериментальный метод, состоящий в определении характеристик реального объекта путём постановки на нём эксперимента. Экспериментальный метод достаточно прост, обладает малой трудоёмкостью, позволяет достаточно точно определить свойства объекта.

    Расчёт оптимальной настройки системы автоматического регулирования

Таблица 2.1- Характеристики контуров регулирования .