схему регулятора уровня импульса по расходу воды позволяет сформировать пропорциональный закон регулирования, а также стабилизировать расход воды, в результате чего устраняются колебания уровня при изменении перепада давления на регулирующем клапане.
2.1. Определение временной характеристики объекта
Для последующего расчета и наладки САР уровня необходимо определить характеристики всех звеньев, входящих в САР. При этом наибольшую сложность представляет определение динамической характеристики объекта регулирования.
На характер изменения уровня, кроме регулирующего воздействия, оказывают влияние изменения нагрузки потребителя и режима работы топки.
Изменение режима работы топки в свою очередь может произойти из-за изменения расхода, состава топлива или тягодутьевого режима. Поэтому перед определением временной характеристики барабана котла по уровню необходимо котельный агрегат ввести в стационарный режим, установив постоянную нагрузку и стабилизировав топочный режим. Необходимо также свести к минимуму возмущения, вызываемые изменением давления в питательной магистрали, величиной непрерывной продувки, а также изменением температуры питательной воды.
При проведении испытаний по определению временной характеристики уровня необходимо вести контроль таких параметров, как давление пара в барабане, расход пара от котла, давление питательной воды. В случае отклонения этих параметров в процессе проведения опыта от значений, установленных до начала испытаний, опыт необходимо повторить. Для получения достоверных данных о динамических свойствах объекта необходимо опыт по определению динамических характеристик повторить несколько раз при разных значениях нагрузки объекта.
Для расчета настройки САР необходима временная характеристика объекта при возмущении расходом воды. Величину возмущения следует выбирать из условия «подавления» эксплуатационных помех,. Обычно она составляет 20—30% от полного диапазона изменения расхода. Величину возмущения можно регистрировать по указателю положения (УП) регулирующего органа или по расходомеру питательной воды. Предпочтительней второй способ, так как в этом случае исключается нелинейность характеристики регулирующего органа. Если возмущение будет наноситься в сторону повышения уровня, то перед началом опыта уровень необходимо поддерживать на минимально возможном значении.
Это позволит получить окончание переходного процесса, не выходя за предельно допустимое отклонение уровня. Если же при достижении предельного значения уровня переходный процесс не стабилизировался, необходимо уменьшить величину возмущающего воздействия. Признаком окончания переходного процесса в данном случае служит факт установления постоянной скорости измерения уровня.
При определении временной характеристики возмущение регулирующим органом должно вноситься мгновенно. Но так как практически это условие невыполнимо из-за того, что исполнительные механизмы регулирующих органов имеют конечную скорость перемещения, то при обработке временной характеристики следует учитывать фактическое время перемещения регулирующего органа при внесении возмущения tв. Моментом нанесения возмущения следует считать время tв/2 (рис. 11).
Рис.11. К определению характеристики разгона уровня барабанного котла.
При аппроксимации временной характеристики уровня двумя элементарными звеньями — звеном запаздывания и интегрирующим звеном, необходимо определить время запаздывания tоб и коэффициент усиления объекта kоб.
Иногда вместо коэффициента усиления объекта для астатических объектов применяется термин «скорость разгона объекта». В этом случае коэффициент усиления обозначается через eоб.
Коэффициент усиления объекта определяется как отношение тангенса угла наклона касательной к величине возмущающего воздействия:
Постоянная времени Тоб.в данном случае является величиной, обратной kоб.
Отрезок времени от момента внесения возмущения до точки пересечения касательной к временной характеристике в точке перегиба с осью абсцисс определяет общее запаздывание объекта, которое складывается из чистого (транспортного) и емкостного (переходного) запаздывания. Если не пренебрегать временем внесения возмущения, то общее запаздывание объекта
2.2. Расчёт параметров настройки и наладка систем автоматического регулирования.
Расчет параметров настройки САР необходимо производить, исходя из необходимого типа переходного процесса. Наиболее приемлемым типом переходного процесса при регулировании уровня является апериодический с минимальным временем регулирования, что позволяет достигнуть минимальных отклонений расхода питательной воды при допустимой динамической ошибке по уровню.
Для расчета САР уровня с трехимпульсным регулятором произведем преобразование структурной схемы рис.10 к виду, изображенному на рис.12.
 |
Рис.12. Преобразование структурной схемы регулирования уровня.
Из структурной схемы САР на рис.12 видно, что по каналу управляющего воздействия имеется два контура регулирования. Первый контур регулирования состоит из регулятора Wр1(p),участка питательного трубопровода WТР(p) датчика расхода воды Ww(p).
Для измерения уровня, расхода пара и расхода воды в системах с электронными регуляторами применяются мембранные датчики. По динамическим свойствам эти датчики можно представить усилительными звеньями, так как их постоянные времени пренебрежимо малы по сравнению с постоянной времени объекта регулирования.
С учетом этого запишем:
WD(p)=kD — передаточная функция датчика расхода пара;
WtI(p)=kH — то же датчика уровня;
Ww(p) =kw — то же датчика расходы воды.
Участок питательной линии между регулирующим воздействием и точкой отбора импульса к датчику расхода воды в динамическом отношении является инерционным звеном первого порядка с передаточной функцией:
Участок трубопровода между регулирующим клапаном и местом отбора импульса по расходу воды в динамическом отношении можно представить как инерционное звено первого порядка с постоянной времени Tтр и коэффициентом усиления kтр = 1, соединенное последовательно с запаздывающим звеном:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.