close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

49.Оптимальная корректировка стандартного регулятора уровня

код для вставкиСкачать
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
HYDROCARBON PROCESSING: ОБОРУДОВАНИЕ
ОПТИМАЛЬНАЯ КОРРЕКТИРОВКА
СТАНДАРТНОГО РЕГУЛЯТОРА УРОВНЯ
Часть 2
M. Lee, Yeungnam University, Кенсан, Коре
J. Shin, J. Lee, LG Chem., Тэджон, Корея
Инновационный метод регулировки позволяет традиционному регулятору PI однозначно и оптимальным образом
управлять тремя важными операционными ограничениями установки с замкнутой системой регулирования
уровня жидкости, а также справляться с широким выбором уровня контроля: от жесткого контроля к управлению
по среднему значению
В части 2 будет обсуждаться конструкция регулятора PI для жесткого предельного регулирования и
приводиться несколько примеров.
КОНСТРУКЦИЯ ДЛЯ ЖЕСТКОГО
ПРЕДЕЛЬНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ
Для установки с замкнутой системой регулирования
уровня жидкости, управляемой близко к ограничению,
необходимо контролировать замкнутую систему при
возможном жестком ограничении, так называемом
«жестком предельном регулировании».
Уровень, %
Образец 1
Образец 2
Образец 3
Образец 4
ΔQ0/Δt, м3/мин2
Время, мин
ΔQ0, м3/мин
Время, мин
Время, мин
Рис. 1. Отклики замкнутой системы с уровнем жидкости для
образцов 1, 2, 3 и 4
72
•Для данного Нмакс (или Q'о макс) регулятор PI для
самого жесткого предельного регулирования относительно Q'о макс (или Нмакс) может быть рассчитан с
помощью уравнений:
или
τН = γhh(ζ t ),
где ζt = 0,404. В данном случае самая жесткая доступная Qо макс равняется 1,3606 ΔQi или равноценна
ζ мин ≤ 0,404.
• Для данного набора (Q'о макс , Нмакс) с γh ≥ γg, регулятор PI для самого жесткого предельного регулирования Qо макс может быть получен расчетом его по ζ vr,
τ vrH. Самая жесткая доступная Qо макс рассчитывается
как Qо макс = ΔQif(ζ vr). Самая жесткая доступная ζ мин
становится ζ vr.
• Для данного набора (Q'о макс, Нмакс) регулятор
PI, который дает самую жесткую Q'о макс может быть
рассчитан на основании (ζ мин, τ vr H). Самая жесткая
доступная Q'о макс рассчитывается как
• Для данного набора (Q'о макс , Q'макс) регулятор PI,
который дает самую жесткую Нмакс, может быть получен с помощью (ζ мин, τ vrH). Самую жесткую доступную
Нмакс получают как
НАГЛЯДНЫЕ ПРИМЕРЫ
Считайте, что для установки с замкнутой системой
регулирования уровня жидкости: А = 1 м2, ΔHspan = 2 м,
Qov макс = 4 м3/мин, Q'о макс = 5 м3/мин2. Установившийся
начальный уровень принимается за 50 %. Ожидаемый
максимум ΔQi составляет 1 м3/мин, а w выбирается
как 0,8.
№6 июнь • 2010
НЕФТЕГАЗОВЫЕ
Т
Е
Х
Н
О
Л
О
Г
И
И
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
HYDROCARBON PROCESSING: ОБОРУДОВАНИЕ
Требования к ограничениям и параметры PI для наглядных примеров
Образец
Требования
Случай
Q'o макс
Нмакс
Qо макс
4,0
1,0
1,3
0,6325
1,5811
2
В
2,3
1,0
1,3
1,15
0,46
3
С
5,0
0,15
1,3
2,3601
0,6796
4
D
4,0
0,15
1,3
2,0
0,3635
5
E
5,0
0,3
1,15
1,8766
0,9111
6
F
6,0
0,15
1,15
2,3873
0,7162
7
G
3,0
0,5
1,15
1,5
1,1398
1. Buckley, P. (1983), «Recent advances in averaging level control»,
Productivity through Control Technology, 18–21, Houston.
2. Cheung, T. and Luyben, W. (1979), «Liquid-level control in
single tanks and cascades of tanks with P-only and PI feedback
controllers», Ind. Eng. Chem. Fund., 1, 15–21.
3. Luyben, W. and Buckley, P.S. (1977), «A proportional-lag
controller», Instrum. Tech., 24, 65–68.
4. MacDonald, K., McAvoy, T. and Tits, A. (1986), «Optimal
averaging level control», AIChE J., 32, 75–86.
5. Marlin, T. E. (1995), Process Control: Designing processes
and Control Systems for Dynamic Performance, McGraw-Hill Inc.,
New York, USA.
6. Rivera, D.E., Morari, M. and Skogestad, S. (1986), «Internal
model control. 4. PID controller design», Ind. Eng. Chem. Process
Des. Dev., 25, 252–265.
7. Seki, H. and Ogawa, M. (1998), Japan Patent # 2811041.
8. St. Clair, D.W. (1993), Controller tuning and control loop
performance:PID without math, 2nd ed., Straight-Line Control Co
Inc., Newark, Delaware.
НЕФТЕГАЗОВЫЕ
Х
τl
A
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Е
Кс
1
Н
О
Л
О
Г
И
И
№6 • июнь 2010
Уровень, %
Образец 5
Образец 6
Образец 7
ΔQ0/Δt, м3/мин2
Время, мин
Время, мин
ΔQ0, м3/мин
Было исследовано семь примеров для иллюстрации
семи соответствующих возможных случаев. Набор
ограничений и результирующие оптимальные параметры регулятора PI указаны в табл. На рис. 1 и 2
показаны отклики, полученные от результирующего
оптимального регулятора PI. В моделировании этап
изменения при впуске устанавливается при t = 1. Как
можно видеть из рисунков, установка оптимально
контролируется и точно удовлетворяет трем данным
ограничениям в каждом случае.
Следует заметить, что параметры регулятора PI для
примеров 4, 6 и 7 также заключают в себе параметры
для самого жесткого предельного регулирования относительно Q'о макс, Qмакс и Нмакс, когда наборы (Q'о макс,
Нмакс), (Qо макс, Нмакс) и (Q'о макс, Qмакс) предполагаются
быть данными в качестве образцов 4, 6 и 7 в табл.
соответственно. Самые жесткие требования Qмакс,
Q'о макс и Нмакс рассчитываются как 1,2476 м3/мин,
4,7746 м3/мин и 0,2387 м3/мин соответственно. Отклики
образцов 4, 6 и 7 на рис. 1 и 2 четко соответствуют
этим самым жестким ограничениям.
Перевела И. Аммосова
Т
Параметр PI
Время, мин
Рис. 2. Отклики замкнутой системы с уровнем жидкости для
образцов 5, 6 и 7
9. Wu, K., Yu, C. and Cheung, Y. (2001), «A two degree of freedom
level control», J. of Process Control, 11, 311–319.
10. Shin, J., Lee, J., Park, S., Koo, K. and Lee, M., «Analytical
design of a proportional-integral controller for constrained optimal
regulatory control of inventory loop», Com. Eng. Prac., Vol. 16, pp.
1391–1397, 2008.
11. Lee, M. and Shin, J., «Constrained optimal control of liquid
level loop using a conventional proportional-integral controller», will
appear in Chem. Eng. Comm., 2009.
12. Dennis, J.B. (1959), Mathematical Programs and Electron
Networks, Jhon Wiley & Sons, New York.
73
Документ
Категория
Другое
Просмотров
17
Размер файла
314 Кб
Теги
корректировка, стандартной, оптимальное, уровня, регуляторов
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа