СОДЕРЖАНИЕ

Задание на проектирование.

Введение.

1.Построениние переходной характеристики ОУ.

2.Апроксимация переходной характеристики ОУ.

3.Выбор типа регулятора и закона регулирования.

4.Определение стойкости АСР.

5.Разработка функциональной схемы АСР.

6.Выбор элементной базы.

7.Разработка принципиально - монтажной

схемы АСР.

8.Разработка информационного обеспечения АСР.

9.Выводы.

Литература.

ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Параметры объекта

Т1,с = 35

Т2,с =70

τтр,с =20

К0,% Х.Р.О.= 2

Требования технологии

Узад=Уст1,А=70

доп,А = 5

А1доп,А=12

tрег, доп,с = min,

t max,% ХРО = 20

Система регулирования должна отвечать следующим требованиям технологии:

Система должна быть максимально быстродействующей.

Реализовывать переходные процессы с заданным качеством.

Иметь внешнее управление заданием.

Иметь ручной режим управления ИМ.

Иметь дополнительные функции по сигнализации положения регулируемой величины.

ВВЕДЕНИЕ.

Автоматизация производства – одно из главных направлений комплексной программы научно-технического прогресса. Главная цель – обеспечить оптимальное течение технического процесса в реальных условиях при достижении заданного качества и эффективности.

Надёжность и достоверность технологического контроля и автоматического управления во многом определяются качеством наладки контрольно – измерительных приборов, средств автоматизации, систем и устройств технологической сигнализации, защиты и блокировки.

Пищевые производства основаны на химико-технических процессах. Развитие пищевой технологии привело к созданию аппаратов большой единичной мощности, и привело к необходимости созданию автоматизации этих производств.

Измерительные приборы и автоматические устройства обеспечивают оптимальное протекания технологического процесса, недоступное ручному управлению. Поэтому автоматизация позволяет наиболее эффективно использовать все ресурсы пищевого производство, улучшить качество выпускаемой продукции и значительно повысить производительность труда.

В зависимости от роли человека различают в управлении автоматически и автоматизированные системы управления (АСУ).

Автоматизированные системы управления технологическим процессом (АСУТП) представляет собой организационно техническую систему управления технологическим процессом. В целом в соответствии с принятым критериям управления, в котором для сбора и обработки информации используется вычислительная техника. Роль человека сводиться к содержательному участию в выработке решений там, где задачи могут быть формализованы и их выполнение, не может быть полностью автоматизировано.

В соответствии с существующей терминологией автоматические системы управления принадлежат к той же области АСУТП, но являются высшей ступенью их развития, на которой человек полностью выведен из процесса непосредственного управления.

Комплекс технических средств АСУТП включает и средство локального контроля, сигнализации, регулирования, которые могут функционировать автономно.

Автоматизация производства – непрерывно развивающийся процесс, причём истинностью его развития является то, что переход к более высокой ступени не означает помимо исчезновения характерных черт развития на лучшей ступени, так как каждая последующая ступень является продолжением и развитием низшей ступени.

Анализ структурных схем автоматической системы регулирования (АСР) показывает, что основным элементом системы является объект управления, без которого, какой либо разговор о системе управления теряет всякий смысл.

Объект управления (регулирования) – это промышленная установка, в которой есть необходимость управлять технологическим процессом автоматически, следовательно, без участия человека. Очевидно, что при создании АСР свойства объекта управления будет играть существенное значение при выборе элементов для реализации этой системы, а также на свойства системы в целом. При этом надо отменить, что если характеристиками элементов можно как – то варьировать, то свойства объекта управления остаются, практически неизменными. Поэтому изучение характеристик объекта управления относятся к одной из основных задач теории автоматического управления и регулирования.

В данной курсовой работе Я разрабатываю АСР для молотковой дробилки типа ДДМ-1, в соответствии с требованием данной технологии. Обеспечить оптимальный режим работы в выборе типа регулятора и закона регулирования, в соответствии с параметрами объекта. Моя система должна обладать достаточным запасом устойчивости.

Данная курсовая работа имеет следующие сокращения:

АСР – автоматическая система регулирования;

ОУ – объект управления;

РВ – регулируемая величина;

П; ПИ; ПИД – относительные законы

регулирования;

АР – автоматический регулятор;

АФЧХ – амплитудно фаза - частотная

характеристика;

ДУ – дифференциальное управление;

1. ПОСТРОЕНИЕ ПЕРЕХОДНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОУ.

В качестве ОУ для всех вариантов даны технологические аппараты, которые описываются дифференциальными уравнениями второго порядка, которые имеют вид:

где - рост температуры в печи (˚С)

t - время (мин; сек)

- запаздывание (мин; сек)

Уравнение (1.1) - это обычное линейное дифференциальное уравнение второго порядка с постоянным коэффициентом и запаздыванием.

В ТАУ принято ДУ записывать таким образом, чтобы в правой половине находилась входная величина и её производная и запись показывает, что с момента введения входного сигнала должно пройти t времени до того времени, пока начнет изменяться выходная величина, при изменении на величину

,а в левой - выходная величина и ее производная.

Р ешением уравнения (1.1) есть уравнение функции

по которой можно построить переходную характеристику ОУ при известном значении входного действия .

В результате исследования реального ОУ для вычисления его динамических параметров необходимо провести цикл экспериментов для вычисления Т1,

Т2, Ко.

В случае, когда эти параметры известны или заданы, по ним можно смоделировать переходной процесс.

Для этого выполняем следующие действия:

1. З аписываем уравнение статики

которое получаем из уравнения (1.1).

2) Чтобы рассчитать переходной процесс в динамике необходимо решить уравнение 1.1. Его решение при нулевых начальных условиях имеет вид:

где e --- основа натурального логарифма

t --- время

С помощью уравнения (1.2) можно рассчитать переходную характеристику объекта. Вычисляем приблизительную длительность процесса по формуле:

tп ≈ 3(Т1+Т2) (1.3)

Время tп разделим на 20 – 25 одинаковых интервалов. Подставим свои значения в формулу 1.3.

tп ≈ 3(35+70) = 315;

Тогда интервал равен t ≈ 315:25=12,6 мин.

Примем интервал = 13.

Теперь подставим в уравнение (1.2) значение времени (t) кратные выбранному интервалу, найдём значение выходной величины в выборе момента времени.

Результат подсчетов запишем в виде таблицы.

Таблица 1.1

Необходимо иметь в виду, что из-за появления транспортного запаздывания, все значения ДУ будут сдвинуты на величину Т. По найденным значениям на мелиметровке строим график.

2.АППРОКСИМАЦИЯ ПЕРЕХОДНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ.

При анализе свойств элементов АСР в основном используют аппроксимированные характеристики для упрощения процесса анализа и уменьшения количества расчетов.

Так элемент, что является апериодическим типовым звеном второго порядка можно аппроксимировать, как апериодическое звено первого порядка последовательно соединенного с запаздывающим звеном.

Таким образом, мой ОУ может быть представлен как аналогичное соединение с такой разницей, что запаздывающее звено будет иметь как чистое транспортное запаздывание, так и емкостное за счет инерционности апериодического звена. Соединение имеет вид: Рисунок 2.1

Объект управления.

Аппроксимацию можно выполнить как аналитическим, так и графическим способом. Выполняем графическим способом. Наиболее простой из графических методов, является «метод касательной».

Определив параметры ОУ при помощи этого метода, по построенному графику.

У
равнение апериодического звена первого порядка имеет вид:

а
его решение при начальных нулевых условиях; без учёта τ0 :