Математическая модель объекта управления. Материальный баланс. Структурная схема модели объекта управления

Математическая модель объекта управления.

G_в = 113,5 т\ч  Т_в = 154    ^ОС  

r_в = 922 кг\м³     с_в = 4,3 кДж\кг ^ОС

1)  Материальный баланс

G_ж = G_в- G_п ,

Где G_ж расход жидкости в объеме V₁ ;

G_в – расход питательной воды

G_п – расход пара

r_ж – плотность жидкости

2) Тепловой баланс

Q_ж = Q_т + Q_в – Q_п ;

Где Q_т – тепло топки

Q_в – тепло, приходящее с питательной водой

Q_п – тепло, уходящее с паром  

Структурная схема модели объекта управления.

На уровень в барабане как на объект регулирования оказывают влияние при работе котлоагрегата различные возмущающие и управляющие воздействия. Возмущающими воздействиями являются  изменение расхода пара пара,  изменение подачи питательной воды, и изменение подачи топлива.

Рис.6 Структурная схема модели  объекта управления

Расчет математической модели  произведен экспериментальным способом.

Значение точек разгонной характеристики приведены в таблице № 3.1.1.

Таблица № 3.1.1.

N	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
µ,т/ч/%	47	57	57	57	57	57	57	57	57	57	57	57	57	57
Т,сек	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
Н,мм.в.ст	0	0	0	0,3	0,5	1	1,3	2	3	4	5	6	7	8

 

57            

47

Т,сек

20

Н,мм.в.ст.

 

Т,сек     

Рис.7 Разгонная характеристика по каналу управления.

Где: µ - степень открытия клапана, %

Т – постоянная времени, сек

Н – уровень в барабане котла, мм.в.ст

Значение точек разгонной характеристики приведены в таблице № 3.1.2.

Таблица № 3.1.2.

N	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
GПВ, т/ч	50	60	60	60	60	60	60	60	60	60	60	60	60	60	60
Т,сек	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
Н,мм.в.ст	0	1,5	1,8	1,4	1,5	2,5	4	5	6	7	8	9	10	11	12

 

60            

50

Т,сек

 

20

	Н,мм.в.ст.

 

15           Т,сек     

-10                                         

Рис.8. Разгонная характеристика по каналу управления.

Где: G_ПВ – расход питательной воды

Т – постоянная времени, сек

Н – уровень в барабане котла, мм.в.ст.

Значение точек разгонной характеристики приведены в таблице № 3.1.3.

Таблица № 3.1.3.

N	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
GПВ, т/ч	50	55	55	55	55	55	55	55	55	55
Т,сек	0	2	4	6	8	10	12	14	16	18
Н,мм.в.ст	0	1,8	0	-1,8	-3,2	-4	-5,2	-6,2	-8	-9

GП, т/ч

55           

50

Т,сек

 

10

Н,мм.в.ст.

                   

20

-20                                          

Рис.9. Разгонная характеристика по каналу возмущения.

Где: G_П – расход перегретого пара

Т – постоянная времени, сек

Н – уровень в барабане котла, мм.в.ст.

 

 

 

Объем барабана  заполненный водой составляет примерно 28м³.

 

Требования предъявляемые  к техническим средствам системы управления.

Регулирующий параметр – уровень воды в барабане, который должен находиться в диапазоне  30±5м³   , согласнорежимной карте (см. приложение).

Требования к техническим средствам системы управления

В качестве датчика измерения уровня воды в барабане парового котла используется датчик разности давлений «Метран-43». На графике изображена статическая и динамическая характеристика датчика.

1.Передаточная функция датчика:

Wд(p)= Кд;

Кд = (20-4)mA / (3,5-0) кПа = 4,57143mA/кПа;

Wд(p)= 4,57143mA/кПа;

класс точности g = ±2%,