Промышленность \ Теория автоматизированного управления

Описание и анализ объекта автоматизации. Содорегенерационный агрегат (СРК). Описание технологического процесса и основного оборудования, страница 23
 
 При изменении одной из величин: расход пара, расход  черного щелока, регулирующее устройство, воздействуя через исполнительный механизм на регулирующий клапан изменяет температуру щелока в сторону сохранения материального баланса. Для более точного регулирования вводим коррекцию по плотности черного щелока, для этого в новой системе предусмотрена установка промышленного рефрактометра ПР-1М2.  Регулирующее устройство совместно с исполнительным механизмом формирует ПИ-закон регулирования.

 


Рис.3.6. Структурная схема.

Wоб (Р) – передаточная функция подогревателя ч.щ. (объект регулирования );

Коб =0,3 [оС/%], Т=89 сек, i=59 сек

Wч.щ. (Р) - передаточная функция по расходу черного шелока

WД(Р) – передаточная функция датчика;

WФ (Р) – передаточная функция фиксатора;

WИМ(Р) – передаточная функция исполнительного механизма;

DРЕГ(Z) – передаточная функция регулятора;

Система отличается простотой, и достаточно высокой устойчивостью к изменению нагрузки в пределах диапазона регулирования котла, удовлетворительной точностью и быстродействием.

3.4. Расчет и анализ системы управления

К данной САУ предъявляются следующие требования:

1.  Система должна обладать заданным запасом устойчивости.

2.       Величина перерегулирования не должна превышать 20%,  статическая ошибка         должна равняться нулю.

2.  Время регулирования должно быть минимальное.

Для регулирования САУ выбираем ПИ-закон регулирования. Это позволит увеличить точность регулирования, уменьшить время отработки задающего воздействия, свести статическую ошибку к нулю.

Расчет контура регулирования

 


Рис. 3.7  Контур регулирования

Предполагаем, что передаточная функция объекта управления имеет вид

Wоб=коб(р) *  e-ip/(Тоб*Р)

Wоб(P) – передаточная функция объекта регулирования ;

Коб =0,3 [оС/%], Т=89 сек, i=59 сек

WД(Р) – передаточная функция датчика;

WФ(Р) – передаточная функция фиксатора;

Wд(р)=Кд=(20-4)/(400-0)=0,04 [мА/оС];

Wф(р)=1-e-TдР/Р

Для исполнительного механизма и регулирующего органа объединим передаточные функции Wим (р )и Wро(р) в одну передаточную функцию Wим+ро:

Регулятор совместно с ИУ реализует ПИ-закон регулирования, поэтому Киу=0,3

Wим+ро(р)=Киу= Коб =0,3 [оС/%],

Dрег(z) – передаточная функция регулятора :

Dрег(р)=К1*Z – К2/Z-1

Используя стандартную программу расчета (в данном случае используем программу ASIM LIN), рассчитываем на ПЭВМ область устойчивости (рис.3.4.2) и линию равного запаса устойчивости.


Рис. 3.8 График области устойчивости


Рис. 3.9. График линии равного запаса устойчивости

Производим построение переходного процесса при  разных настройках : 

а) при К1= 18,56,  К2= 16,67 перерегулирование составляет 4 % (рис. 3.10)


        б) при К1=16,52 , К2=14,56 перерегулирование составляет 7% (рис. 3.11)

в) при К1=14,83 , К2=12,9 перерегулирование составляет 8% (рис. 3.12)

Рис. 3.10. График переходного процесса


Рис. 3.11. График переходного процесса


Рис. 3.12. График переходного процесса

По выбранным настройкам (К1= 18,56,  К2= 16,67) регулятора строим переходный процесс по заданию (рис.3.4.4 ).

Wэкв(Р)=1*e59p / (89p + 1)


С помощью программы АSIM LIN строим переходный процесс по возмущающему воздействию (рис. 3.13)

Рис. 3.13. График переходного процесса по возмущающему воздействию

Вывод:

При расчете системы автоматического регулирования были получены следующие настройки регуляторов:

Для регулятора К1= 18,56,  К2= 16,67;

Предлагаемая система автоматического регулирования удовлетворяет требованиям, т.е. обладает заданным запасом устойчивости, величина перерегулирования меньше 20,  статическая ошибка равна 0.

4. Разработка системы автоматизации выбор КТС.

4.1.Описание функциональной схемы автоматизации

Скачать файл