Системы химико-технологического мониторинга водно-химического режима тепловых электростанций: Учебное пособие, страница 34

5.5 . Экспериментальное исследование статических и динамических свойств объекта автоматизации

Экспериментальное исследование статических и динамических свойств объекта  делят на три этапа:

-  Планирование и подготовка эксперимента  (изучение объекта, выбор и монтаж аппаратуры, определение методов исследования и порядок проведения);

-  Проведение эксперимента;

-  Обработка результатов опытов (сглаживание и усреднение найденных характеристик с целью подготовки надежных данных для последующего преобразования полученных графиков к виду удобному для дальнейшего расчета АСР).

При создании АСР дозирования корректирующих реагентов необходимо провести технологические испытания.

Во-первых, следует определить необходимые участки регулирования. Во-вторых, нанести возмущение на необходимых участках регулирования. Ступенчатое возмущение - наиболее тяжелый вид возмущения для систем, который возможен в аварийной ситуации. Экспоненциальное возмущение – случай, встречающийся на практике чаще, чем ступенчатое. Практический интерес представляет случай ступенчатого возмущения. В третьих, необходимо снять характеристики разгона по различным участкам регулирования.

Снятие временных характеристик проводят на реальном объекте, оснащенном техническими средствами для нанесения входных возмущений и определения его ответной реакции во времени. Для снятия временных характеристик объект исследования приводят в равновесное состояние,  а затем с помощью исполнительного устройства наносят на вход объекта возмущающее воздействие.

Рассмотрим пример снятия кривой разгона изменения концентрации кислорода и определение динамических параметров регулируемого объекта.

Снятие кривой разгона предусматривает нанесение на объект ступенчатого возмущения путем изменения степени проходного сечения регулирующего органа, при этом отмечают величину и момент нанесения возмущения.

1) При возмущении по расходу питательной воды:

Рисунок 5.9 Ступенчатое возмущение (а) и кривая разгона изменения концентрации кислорода (б)

С помощью регулирующего органа производят возмущающие воздействия. Для контроля регулируемой величины устанавливают соответствующий датчик и с помощью показывающего прибора отмечают отклонение регулируемой величины через определенные отрезки времени. По полученным данным строят временную характеристику.

2) При возмущении по расходу гидразина, путем изменения частоты вращения электродвигателя:

Рисунок 5.10 Ступенчатое возмущение (а) и кривая разгона изменения концентрации кислорода (б)

Для получения более полных данных о динамических свойствах объекта следует производить опыты при нескольких значениях нагрузки объекта (например, при номинальной, минимальной и максимальной).

Перед возмущением объекта регулируемая величина должна быть по возможности стабилизирована относительно номинального значения. Если это условие не выполняется, то неизбежно искажение характеристики объекта.

Обрабатывая кривую разгона необходимо привести ее к переходной характеристике. Аппроксимация экспериментальных графиков переходных характеристик включает в себя два этапа:

1)  выбор общей аналитической формулы для аппроксимирующей характеристики;

2)  определение оптимальных значений коэффициентов этой характеристики  из условия минимума принятого критерия приближения характеристик.

При большом выборе разработанных к настоящему времени методов аппроксимации для химико-технологических процессов используется широко распространенный метод для переходных характеристик объекта не имеющих в своем составе колебательных составляющих. Целью аппроксимации является в этом случае является определение оптимальных значений коэффициентов: , k_об, T_об.

Рисунок 5.11 Переходная характеристика.

  - время запаздывания объекта; Т_об – постоянная времени объекта; k_об – коэффициент передачи объекта.

5.6. Выбор технических средств при автоматическом дозировании корректирующих реагентов