126312 (691004), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

2.4 Задачі синтезу

Задачі синтезу АСК зводяться до вибору типу та параметрів послідовних, паралельних і послідовно-паралельних корегуючих пристроїв, які забезпечують найбільш точне відтворення регулярних сигналів керування. Розрізняють структурний і параметричний синтез АСК. Постановка задачі структурного синтезу зводиться до того, що необхідно визначити тип корегуючого пристрою, який забезпечує мінімальну середньоквадратичну похибку перешкоди при заданій динамічній похибці й часу протікання перехідного процесу. У результаті вирішення задачі синтезу в обох випадках у систему вводяться лінійні корегуючі пристрої. Вони реалізуються у вигляді RC-фільтрів або робочих програм для мікропроцесорних контролерів. Постановка задачі параметричного синтезу зводиться до того, що необхідно визначити параметри регуляторів і корегуючих пристроїв, які забезпечують задані показники якості системи регулювання.

Якщо результати моделювання АСК відповідають технічним умовам, то на цьому процес проектування закінчується і розробляється ескізний проект системи регулювання.

3.РОЗРОБКА АСК НЕПЕРЕРВНИМИ ТЕХНОЛОГІЧНИМИ ПРОЦЕСАМИ

Автоматизування змішувальної установки на основі одноконтурних систем регулювання

3.1 Принцип роботи змішувальної установки

Змішувальна установка (рис. 2) призначена для неперервного змішування двох електропровідних рідин з різними концентраціями (процес запуску змішувальної установки не розглядається).

Принцип роботи змішувальної установки полягає в наступному. При постійному перемішуванні рідини в установку через регулюючі клапани 1 і 2 постійно завантажуються дві рідини з витратами: (концентрація , густина ) і (концентрація , густина ), а через регулюючий клапан 3 рідина виводиться з устаноки. Рівень рідини в установці повинен дорівнювати . Для проводення процесу в автоматичному режимі неохідно стабілізувати рівень рідини в установці та її концентрацію, а також вести автоматичний контроль за наступними технологічними параметрами: витратами потоків і , рівнем рідини та концентрацією цільового компоненту на виході з установки. Приймаємо, що процес перемішування відноситься до процесу ідеального перемішування. Зміною температури в установці знехтуємо. Блокування виконується за перевищенням рівня в установці шляхом перекриття потоків і .

Рис. 2. Схема змішувальної установки.

На рис. 2 показано: 1,2, 3 – клапани; 4 – перемішувач; 5 – переливний патрубок; 6 – привід перемішувача; 7 – датчик аварійної зупинки установки.

3.2 Розрахунок невідомих значень технологічних параметрів

Розраховуємо масові витрати матеріальних потоків:

;

;

.

Розрахуємо номінальне значення концентрації на виході з установки за формулою:

.

3.3 Аналіз технологічного процесу змішування як об'єкта керування

Для нормальної роботи змішувальної установки в неперервному режимі роботи необхідно стабілізувати два технологічних параметри: рівень рідини в установці та концентрацію на її виході.

Рівень в установці доцільно стабілізувати за рахунок зміни витрати рідини на її виході. Для стабілізації концентрації на виході установки використаємо витрату , враховуючи, що концентрація . Збурюючими технологічними параметрами будуть: витрата матеріального потоку і концентрації та . Так як витрата є змінною координатою, яка не використовується для регулювання, то її необхідно стабілізувати. Структурно-логічна схема змішувальної установки показана на рис. 3.

Рис. 3. Структурно-логічна схема змішувальної установки.

3.4 Побудова функціональної схеми автоматизації змішувальної установки

Для нормальної роботи установки достатньо трьох автоматичних систем регулювання:

- АСР стабілізації рівня рідини в установці;

- АСР стабілізації концентрації на виході установки;

- АСР стабілізації витрати .

Для вимірювання рівня рідини в установці використаємо тензометричний рівномір типу “Сапфір-22 ДГ, який має вихідний електричний сигнал 4 ... 20 мА. Так як технологічний процес перемішування не відноситься до пожежо-вибухонебезпечних, то використаємо електричну систему приладів. Згідно з технологічним регламентом статична похибка регулювання не допускається. Тому для регулювання використаємо електронний регулятор з ПІ-законом регулювання. Вихідний сигнал рівноміра поступає на підсилювач напруги, підсилювач потужності і далі на виконавчий механізм, яким служить реверсивний двигун постійного струму. Вал останнього жорстко зв'язаний з регулюючим органом, яким служить односідловий клапан.

Для вимірювання концентрації речовини на виході установки використаємо кондуктометричний аналізатор з вихідним електричним сигналом 0 ... 20 мВ. Згідно з технологічним регламентом статична похибка регулювання не допускається. Тому для регулювання використаємо електронний регулятор з ПІ-законом регулювання. Вихідний сигнал аналізатора поступає на підсилювач напруги, підсилювач потужності і далі на виконавчий механізм, яким служить реверсивний двигун постійного струму. Вал останнього жорстко зв'язаний з регулюючим органом, яким служить односідловий клапан.

Так як витрата невелика, а рідина електропровідна, то для її вимірювання використаємо індукційний витратомір з вихідним сигналом 0 ... 1 В. Згідно з технологічним регламентом статична похибка регулювання не допускається. Тому для регулювання використаємо електронний регулятор з ПІД-законом регулювання, так як трубопровід має достатньо великий час чистого запізнення.. Вихідний сигнал витратоміра поступає на підсилювач напруги підсилювач потужності і далі на виконавчий механізм, яким служить реверсивний двигун постійного струму. Вал останнього жорстко зв'язаний з регулюючим органом, яким служить односідловий клапан.

Для забезпечення нормальної роботи установки необхідно побудувати такі інформаційно-вимірювальні системи (ІВС): - витрати потоків і ; - концентрації і ; - рівня рідини в установці.

Для побудови ІВС витратами використаємо індукційні витратоміри з вихідним сигналом 0 ... 1 В. Вторинними приладами служитимуть автоматичні потенціометри типу КСП-4.

Для побудови ІВС концентраціями використаємо кондуктометричні аналізатори з вихідним сигналом 0 ... 20 мВ. Вторинними приладами служитимуть автоматичні потенціометри типу КСП-4.

Для побудови ІВС рівня використаємо тензометричний датчик “Сапфір 22-ДГ” з вихідним сигналом 4 ... 20 мА. Вторинним приладом служитиме автоматичний міліамперметр типу А 541.

Сигналізація здійснюється за такими технологічними параметрами: рівнем в установці (мінімум і максимум - лампи Л3 і Л4); витратами і (мінімум - лампи Л1 і Л2) і концентрація (лампа Л5).

Блокування здійснюється при аварійному перевищенні рівня в установці до значення . У цьому випадку датчик 7 видає сигнал, який приводить до закриття клапанів КВ. Функціональна схема автоматизації змішувальної установки приведена на рис. 4.

Рис. 4. Функціональна схема автоматизації змішувальної установки

3.5 Синтез автоматичної системи регулювання

3.5.1Розробка структурної схеми АСР і математичних моделей

Згідно зі завданням потрібно виконати параметричний синтез АСР рівня рідини в установці. Структурна схема одноконтурної системи стабілізації рівня рідини показана на рис. 5.

Рис. 5. Структурна схема АСР стабілізації рівня рідини.

Порядок синтезу АСР буде наступним.

1.Розробимо або виберемо передавальні функції всіх динамічних ланок АСР. Так як згідно з умовою для стабілізації рівня необхідно використати ПІ-регулятор, то його передавальна функція має вигляд , де і - коефіцієнт підсилення та час інтегрування регулятора - є настроювальними параметрами.

Виконавчий механізм представляє собою електродвигун постійного струму. З деяким наближенням передавальну функцію для двигуна запишемо у вигляді , де - коефіцієнт передачі виконавчого механізму, - постійна часу.

Регулюючий орган, підсилювачі напруги та потужності рахуватимемо як підсилювальні динамічні ланки, для яких передавальні функції приймаємо наступними:

, і .

Згідно зі завданням технологічний об'єкт керування (ТОК) описується наступною передавальною функцією:

,

де - коефіцієнт передачі, постійні часу та час чистого запізнення об'єкта відповідно.

Рівень в установці вимірюється тензометричним датчиком, який можна представити підсилювальною динамічною ланкою. Тому передавальна функція датчика рівня (передавальні функції для інших датчиків вимірювання технологічних параметрів вибираються з методичних вказівок до виконання курсової роботи з дисципліни “Технологічні вимірювання та прилади”).

Характеристики

Список файлов курсовой работы