124363 (689986), страница 2
Текст из файла (страница 2)
– диаметр плунжера, м.
Масса стопора m = 300 кг [6].
P = m a a = =
= 0,66 м/с2 (9)
где а – ускорение штока.
S =
(10)
Так как начальная скорость штока равна нулю, следовательно формула будет иметь вид
S = t =
=
= 0,38 с
Следовательно, Тгц = Тст = 0,38 с.
Термопара [5] Тт = 10 с.
2. Расчёт передаточных коэффициентов элементов системы.
Преобразовательное устройство ПУ1
Давление масла в системе 6,3 МПа, питание осуществляется от сети переменного тока напряжением 220 В с частотой 50 Гц.
k1 = =
= 2,8 . 104
где – давление масла, подаваемое на клапан, Па;
– напряжение, В.
Золотниковый клапан k2 = 1
Гидроцилиндр
k3 = =
= 3,14 . 10-4
где – усилие на штоке, кгс;
– давление масла в гидроцилиндре, Па.
Стопор
Шток гидроцилиндра и стопор выполнены как одно целое, следовательно, k4 = 1
Кристаллизатор
k5 = 1
Термопара
k6 = =
= 6,26 . 10-13
где – измеряемая температура, С;
– ток на термопаре, А.
Преобразовательное устройство ПУ2
k7 = =
= 2 . 107
где – ток преобразовательного устройства ПУ2, А;
– ток на термопаре, А.
5. Выбор принципа регулирования
В данной системе автоматического регулирования целесообразно применить принцип компенсации ошибки, так как основное координатное возмущение – износ стакана пром. ковша, невозможно контролировать в каждый момент времени. Данный принцип даёт возможность компенсировать и другие возмущения, оказывающие непосредственное влияние на процесс непрерывной разливки стали (минимизация динамических отклонений стопора, и др.).
6. Определение передаточной функции по каналу управления
Передаточная функция системы определяется по формуле [1]:
, (11)
W(p) =
В результате алгебраических преобразований формула имеет вид:
Так как свободный коэффициент по сравнению с 1 является несоизмеримо малой величиной, следовательно, ей можно пренебречь.
Структурная схема системы регулирования представлена на с. 14.
7. Оценка устойчивости системы автоматического регулирования
1,444р3 + 7,744р2 + 10,76р + 1 = 0
Так как характеристическое уравнение третьего порядка, следовательно, при оценке устойчивости системы можно воспользоваться критерием Вышнеградского.
По этому критерию для устойчивости системы третьего порядка необходимо и достаточно выполнение двух условий:
все коэффициенты характеристического уравнения должны быть положительными
1,444 0; 7,744 0; 10,76 0; 1 0;
произведение средних коэффициентов должно быть больше произведения крайних
83,32
1,444
83,32 1,444
Согласно критерию Вышнеградского, система устойчива.
Литература
1. ГОСТ 6540-68. Цилиндры гидравлические и пневматические.
2. Целиков А. И. Машины и агрегаты металлургических заводов. Том 2.– М.: Металлургия, 1987. 440с.
3. Г. М. Глинков, В. А. Маковский. АСУ ТП в чёрной металлургии. – М.: Металлургия, 1999. 310 с.
4. Б. И. Краснов. Оптимальное управление режимами непрерывной разливки стали. – М.: Металлургия, 1970. 240 с.
5. М. Д. Климовицкий, А. П. Копелович. Автоматический контроль и регулирование в чёрной металлургии. Справочник. – М.: Металлургия, 1967. 788 с.
6. Система стабилизации уровня металла в кристаллизаторах МНЛЗ челябинского металлургического комбината. Техническое описание и инструкция по эксплуатации (2ж2, 570, 043 ТО).