close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Poyasnitelnaya zapiska (2)

код для вставкиСкачать
Введение
1. Общая часть 1.1. Основные понятия о системах автоматического управления
1.2. Краткая характеристика объекта 1.3. Разработка структурной схемы автоматического регулирования заданным параметром 1.4. Разработка технологической схемы контроля заданным параметром
1.5. Выбор приборов и средств автоматизации
2. Расчетная часть
2.1. Математическое описание и исследование объекта управления
2.1.1.Структурное преобразование схемы объекта управления определение его передаточной функции
2.1.2. Построение частотных характеристик объекта
2.1.3. Выделение областей устойчивости
3. Библиографический список
Графическая часть проекта (на листах формата А1):
Лист 1. Система автоматического управления. Схема структурная. Контур регулирования
Лист 2. Частотные и переходные характеристики системы автоматического управления
Задание к исполнению принял студент С.А.Горин Введение
Автоматизация технологических процессов является решающим фактором в повышении производительности труда и улучшении качества выпускаемой продукции.
Качество работы любой автоматической системы регулирования (АСР) зависит от того, насколько хорошо она 'спроектирована, смонтирована, налажена и эксплуатируется.
Процесс наладки любой ЛCP состоит из нескольких этапов: проверки правильности монтажа, фазировки цепей, проверки аппаратуры, идентификации объектов и возмущений, параметрической оптимизации, испытаний, составления документации и др.
Современные объеми уровень автоматизации производства, сложность многообразие автоматических систем регулирования требуют подхода к их наладке на современной теоретической основе. Прежде чем приступить к наладке автоматической системы регулирования, ее нужно теоретически рассчитать. При современном уровне развития вычислительной техники эти расчеты не очень трудоемки, но для того чтобы произвести их, необходимо хорошо владеть основамитеории автоматического регулированияи соответствующим математическим аппаратом. Интуитивный подход к проведение наладочных работ, основанный на методе проб и ошибок, сейчас недопустим.
Современное производство развивается быстрыми . темпами. Основная тенденция этого развития связана с укрупнением единичной мощности технологических машин и аппаратов и совершенствованием автоматических схем регулирования такими объектами. При этом совершенствование схем регулирования идет благодаря применению не только более современных и надежных средств регулирования, но и новых методов расчета автоматических систем регулирования.
Применение детерминистских методов анализа и синтеза * JICP, когда уравнения объектов и внешние воздействия полагаются известными, в настоящее время оправдано,пожалуй, лишь для систем или для предварительной оценки поведения системы и выбора параметров ее настройки.
В том случае, когда внешние воздействия и характеристики объектов регулирования непрерывно изменяются и заранее не могут быть определены однозначно, возникает необходимость в использовании вероятностных методов анализа и синтеза АСР. Настройка систем регулирования вероятностными методами с учетом реальных условий их работы позволяет в ряде случаев получить лучшее качество регулирования.
Приступая к наладке любой автоматической системы, наладчик, прежде всего должен определить математическую модель объекта регулирования. Эта задача может быть решена экспериментально и аналитически.
1. Общая часть
Технический прогресс характеризуется непрерывным ростом автоматизации производства во всех отраслях промышленности.
От автоматизации отдельных установок и агрегатов в настоящее время переходят к комплексной автоматизации и созданию автоматических цехов и заводов-автоматов, обеспечивающих максимальное повышение производительности труда, снижение себестоимости продукции и повышение культуры производства.
Только благодаря автоматизации стало возможным осуществление ряда наиболее прогрессивных технологических процессов, создание новых современных видов сообщений и средств связи.
Для разработки и эффективной эксплуатации автоматических систем регулирования (АСР) необходимо знать общие законы их построения и действия, методы исследования и настройки. Эти вопросы изучает наука об автоматических системах управления, в частности один из ее разделов, охватывающий АСР.
В настоящее время, теория регулирования продолжает интенсивно этом она обогащается не теоретическими исследованиями, но и методами инженерного расчета и настройки, которые находят все более широкое применение в повседневной и практическойдеятельности инженерно-технических работников, занимающихся проектированием, наладкой и эксплуатацией средств автоматизации.
1.1. Основные понятия о системах автоматического управления
Всякий технологический процесс характеризуется определенными физическими величинами. Для обеспечения требуемого режима работы эти величины необходимо поддерживать постоянными или изменять по том или иному закону.
Физическиевеличины,определяющиеход технологического процесса, называются параметрами технологического процесса.
Так, параметрами технологического процесса могут быть давление, температура, уровень жидкости, концентрация вещества, расход вещества или энергии, скорость изменения какой-либо величины и т. п.
Параметр технологического процесса, который необходимо поддерживать постоянным или изменять по определенному закону, называется регулируемой величиной. или регулируемым параметром.
Значение регулируемой величины, которую оператор стремится получить в установившемся режиме от находящейся в равновесии системы регулирования при заранее заданных режимах ее работы, называется заданным значением.
Значение же регулируемой величины в рассматриваемый момент времени называется ее мгновенным или истинным значением.
Значение регулируемой величины (или какой-либо другой),полученной в рассматриваемый момент времени, на основании данных некоторого измерительного прибора называется ее измеренным значением.
Воздействие, подаваемое на вход системы или устройства, называется входным воздействием.
Воздействие, подаваемое на выход системы или устройства, называется выходным воздействием.
Под структурной схемой системы или устройства понимается графическое изображение совокупности функциональных блоков и связей между ними, образующих' эту систему или устройство.
Возмущающими воздействиями принято называть воздействия, стремящиеся нарушитьтребуемую функциональную связь между задающим воздействием и регулируемой величиной.
Под задающим воздействием понимается воздействие на систему, определяющее требуемый закон' изменения регулируемой величины.
Комплекс устройств, присоединяемых к регулируемому объекту и обеспечивающих автоматическое поддержание заданного значения его регулируемой величины или автоматическое изменение ее по определенному закону, принято называть автоматическим регулятором.
Выход объекта регулирования (регулируемая величина) воздействует на вход регулятора. Выход регулятора через регулирующий орган воздействует на вход объекта регулирования.
Автоматическое регулирование является частным случаем более общего понятия автоматического управления. Автоматическим управлением называется процесс, при котором операции выполняются посредством системы, функционирующей без вмешательства человека в соответствии с заранее заданным алгоритмом.
В общем случае совокупность управляемого объекта и автоматического управляющего устройства, определенным образом взаимодействующих между собой, принято называть автоматической системой. Автоматическая система с замкнутой цепью воздействия, в которой управляющее (регулирующее)воздействиевырабатывается в результате сравнения истинного значения управляемой (регулируемой) величины, с заданным (предписанием) ее значением, называется АСР.
Процесс, посредством которого одну или несколько регулируемых величин приводят в соответствие с их постоянными или изменяющимися по определенному закону заданными значениями и при этом указанное соответствие достигается техническими средствами путем выработки воздействия на регулируемые величины в результате сравнения их действительных значений с заданными, называется автоматическим регулированием.
Различают алгоритмическую, функциональную и конструктивную структуру АСР.
Алгоритмической структурой АСР называется структура, где каждая часть предназначена для выполнения определенного алгоритма преобразования ее входной величины, являющегося частью алгоритма функционирования АСР.
В функциональной структуре АСР каждая часть предназначена для выполнения определенной функции.
Структура АСР, где каждая часть представляет самостоятельное конструктивное целое, , называется конструктивной структурой АСР. Структура АСР с той или иной степенью детализации может быть представлена графически. Графическое изображение структуры АСР называется структурной схемой АСР.
Простейшая составная часть структурной схемы АСР или автоматического устройства, отображающая путь и направление передач воздействия между частями автоматической системы, на которые эта система разделена в соответствии со структурной схемой, называется связью структурной схемы системы.
Связи структурной схемы классифицируются на основные, дополнительные и дополнительные обратные.
Связь структурной схемы АСР, образуемая основной цепью воздействия между участками этой цепи, называется основной связью.
Связь структурной схемы АСР, образующая путь передачи воздействия в дополнение к основной цепи воздействий или какому-либо участку, называется дополнительной связью.
Дополнительная связь структурной схемы АСР, направленная от выхода к входу рассматриваемого участка цепи воздействий, называется дополнительной обратной связью (или просто обратной связью).
Обратная связь может быть отрицательной или положительной.
Обратная связь, направленная с выхода системы к ее входу называется главной обратной связью.
Все отдельно взятые элементы системы обладают направленностью действия, т. е. свойством детектирования которое заключается в том, что сигнал проходит только от входа к выходу элемента.
Типовые звенья
Выделяют 8 типовых звеньев:
1)Усилительное (пропорциональное звено)
(1.1)
2)Интегрирующее звено
(1.2)
3)Дифференцирующее звено
(1.3)
4)Апериодическоезвено (инерционное)
(1.4)
5)форсирующее звено I-го порядка
(1.5)
6) форсирующее звено II-го порядка
(1.6)
7)Колебательное звено
(1.7)
8)Консервативное звено
(1.8)
Критерии устойчивости
1-й критерий устойчивости
Необходимым и достаточным условием устойчивости замкнутой системы являются: отрицательное значение вещественной части корней характеристического полинома.
2-й критерий устойчивости
Критерий устойчивости Гурвица.
Необходимым и достаточным условием устойчивости замкнутой системы являются: положительное значение всех диагональных определителей матрицы Гурвица, при этом поленом должен быть полным, и все его коэффициенты положительны.
3-й критерий устойчивости
Критерий устойчивости Михайлова
Система в замкнутом состоянии, будет устойчива в том случае, если годограф Михайлова при изменении частоты от 0 до + 00 начинаясь с положительной реальной полуоси, проходит последовательно против часовой стрелки такое
количество квадрантов, коков порядок полинома.
4-й критерий устойчивости
Критерий устойчивости Найквиста
1-й случай
Система устойчивая в разомкнутом состоянии будет устойчива в замкнутом в случае, если АФЧХ разомкнутой системы не охватывает точку с координатами (-l;jO)
2-й случай
Система устойчивая в разомкнутом состоянии будет устойчива в замкнутом в том случае, если ЛАЧХ разомкнутой системы будет пересекать ось частот раньше, чем ФЧХ ординату - П.
Законы регулирования.
1-й закон Пропорциональный закон.
Характеристики пропорционального регулятора совпадают с характеристиками П - звена.
При введении пропорционального регулятора ЛАЧХ будет осуществлять параллельный перенос, при к > 1 вверх, при к < 1 вниз, при этом частота среза изменится.
При настройке регулятора желательно иметь большое значение к, т.к. при увеличении к установившаяся ошибка регулирования уменьшится, но при этом система может потерять устойчивость.
Существуют случаи, когда использование П - закона не возможно (ФЧХ лежит ниже - П).
2-й закон
Интегрирующий закон.
Характеристики данного закона совпадают с характеристиками интегрирующего звена
= (1.9)
Данный регулятор относится к астатической группе, его использование приводил к устранению установившейся ошибки регулирования.
Использование регулятора изменяет наклон ЛЛЧХ и сдвигает ФЧХ на - 90°. В чистом виде не используется, а используется как часть сложных.
3-й закон
Дифференцирующий закон.
Характеристики данного регулятора совпадают с характеристиками дифференцирующего звена.
(1.10)
В чистом виде не используется, в силу физической не реализуемости, а используется как составляющая часть в ПД и ПИД.
4-й закон
Пропорционально интегрирующий закон.
Регулятор реализующий ПИ закон регулирования использует все положительные
стороны пропорционального и интегрирующего звеньев.
(1.11)
Данный регулятор называется регулятором с связанными параметрическими настройками.
5-й закон
Пропорционально - дифференцирующий закон.
с не связанными настройками.
6-й закон
Пропорционально - интегрирующий дифференцирующий закон
+ (1.12)
Комплексустройств,присоединяемыхк регулируемому объекту обеспечивающих автоматическое поддержание заданного значения с регулируемой величины или автоматическое изменение ее по определенному закон, принято называть автоматическим регулятором.
1.2. Краткая характеристика объекта.
Деаэратор.
Регулируемый параметр - уровень (L=1800±30мм)
1 - деаэратор;
2 - конденсатопровод;
3 - трубопровод добавочной воды;
4 - трубопровод деаэраторной воды;
5 - паропровод;
Деаэратор - техническое устройство, реализующее процесс деаэрации некоторой жидкости (обычно воды или жидкого топлива), то есть её очистки от присутствующих в ней нежелательных газовых примесей. На многих электрических станциях также играет роль ступени регенерации и бака запаса питательной воды.
Назначение деаэраторов:
- защита трубопроводов и оборудования от коррозии;
- недопущение воздушных пузырей, нарушающих проходимость гидравлических систем, нормальную работу форсунок и т.д.;
- защита насосов от кавитации.
В термических деаэраторах, основанных на принципе диффузионной десорбции, жидкость нагревается до кипения; при этом растворимость газов близка к нулю, образующийся пар (выпар) уносит газы ( снижается), а коэффициент диффузии высок (растёт k).
В вихревых деаэраторах собственно обогрева жидкости не происходит (это делается в теплообменниках передними), а используются гидродинамические эффекты, вызывающие принудительную десорбцию: жидкость разрывается в самых слабых местах - по микропузырькам газа, а затем в вихре фазы разделяются силами инерции под действием разности плотности.
Кроме того, известны небольшие установки, где некоторая степень деаэрации достигается облучением жидкости ультразвуком. При облучении воды ультразвуком интенсивностью порядка 1 Вт/см2 происходит снижение на 30-50 %, k возрастает примерно в 1000 раз, что приводит к коагуляции пузырьков с последующим выходом из воды под действием Архимедовой силы.
Выпар
Выпар - это смесь выделившихся из воды газов и небольшого количества пара, подлежащая эвакуации из деаэратора. Для нормальной работы деаэраторов распространённых конструкций его расход (по пару по отношению к производительности) должен составлять не менее 1-2 кг/т, а при наличии в исходной воде значительного количества свободной или связанной углекиcлоты - 2-3 кг/т. Чтобы избежать потерь рабочего тела из цикла, выпар на крупных установках конденсируют. Если охладитель выпара, применяемый для этой цели, устанавливается на исходной воде деаэратора она должна быть достаточно сильно недогрета до температуры насыщения в деаэраторе. При использовании выпара на эжекторах он конденсируется на их холодильниках, и специальный теплообменник не нужен.
Термические деаэраторы
Термические деаэраторы классифицируются по давлению.
ОбозначениеТипДавление,
МПаТемпература,
°CПрименениеДВВакуумные0,0075-0,0540-80Подпиточная вода тепловых сетей, вода в тракте химической водоподготовкиДААтмосферные0,11-0,13102-107Добавочная вода ТЭС, питательная вода испарителей, подпиточная вода тепловых сетейДППовышенного давления0,6-0,7,
реже
0,8-1,2158-167
170-188Питательная вода энергетических котлов с начальным давлением пара от 9,8 МПа и выше Атмосферные деаэраторы требуют наименьшей толщины стенок; выпар удаляется из них самотёком под действием небольшого избытка давления над атмосферным. Вакуумные деаэраторы могут работать в условиях, когда на котельной нет пара; однако им требуется специальное устройство для отсоса выпара (вакуумный эжектор) и большая толщина стенок, к тому же бикарбонаты при низких температурах разлагаются не полностью и есть опасность повторного подсоса воздуха по тракту до насосов. Деаэраторы ДП имеют большую толщину стенок, зато их применение в схеме ТЭС позволяет сократить количество металлоёмких ПВД и использовать выпар как дешёвую рабочую среду для пароструйных эжекторов конденсатора; деаэрационная приставка конденсатора, в свою очередь, является вакуумным деаэратором.
Как теплообменные аппараты термические деаэраторы могут быть смесительными (обычно, греющие пар и/или вода подаются в объём деаэратора) или поверхностными (греющая среда отделена от нагреваемой поверхностью теплообмена); последнее часто встречается у вакуумных подпиточных деаэраторов теплосетей.
По способу создания поверхности контакта фаз смесительные деаэраторы подразделяются на струйные, плёночные и барботажные (встречаются смешанные конструкции).
В струйных и плёночных деаэраторах основным элементом является колонка деаэратора - устройство, в котором вода стекает сверху вниз в бак, а греющий пар поднимается снизу вверх на выпар, попутно конденсируясь на воде. В небольших деаэраторах колонка может быть интегрирована в один корпус с баком; обычно же она выглядит как вертикальный цилиндр, пристыкованный сверху к горизонтальному баку (цилиндрической ёмкости с эллиптическими либо коническими днищами). Сверху находится водораспределитель, снизу - парораспределитель (например, кольцевая перфорированная труба), между ними - активная зона. Толщина колонки данной производительности определяется допустимой плотностью орошения активной зоны (расходом воды через единицу площади).
В деаэраторах струйного типа вода проходит активную зону в виде струй, на которые она может быть разбита 5-10 дырчатыми тарелками (кольцевые с центральным проходом пара чередуются с круговыми меньшего диаметра, обтекаемыми по краю). Струйные деаэрационные устройства имеют простую конструкцию и малое паровое сопротивление, но интенсивность деаэрации воды сравнительно низка. Колонки струйного типа имеют большую высоту (3,5-4 м и более), что требует высокого расхода металла и неудобно приремонтных работах. Такие колонки применяются как первая ступень обработки воды в двухступенчатых деаэраторах струйно-барботажного типа.
Также существуют форсуночные (капельные) деаэраторы, где вода разбрызгивается из форсунок в капельном виде; эффективность за счёт измельчения фазы велика, однако работа форсунок ухудшается при засорении и при сниженных расходах, а на преодоление сопротивления сопел уходит очень много электроэнергии.
В деаэраторах с колонками плёночного типа поток воды расчленяется на пленки, обволакивающие насадку-заполнитель, по поверхности которой вода стекает вниз. Применяется насадка двух типов: упорядоченная и неупорядоченная. Упорядоченную насадку выполняют из вертикальных, наклонных или зигзагообразных листов, а также из укладываемых правильными рядами колец, концентрических цилиндров или других элементов. Преимущества упорядоченной насадки - возможность работы с высокими плотностями орошения при значительном подогреве воды (20-30 °C) и возможность деаэрации неумягчённой воды. Недостаток - неравномерность распределения потока воды по насадке. Неупорядоченная насадка выполняется из небольших элементов определенной формы, засыпаемых произвольно в выделенную часть колонки (кольца, шары, сёдла, омегаобразные элементы). Она обеспечивает более высокий коэффициент массоотдачи, чем упорядоченная насадка. Пленочные деаэраторы малочувствительны к загрязнению накипью, шламом и окислами железа, но более чувствительны к перегрузке.
В деаэраторах барботажного типа поток пара, который вводится в слой воды, дробится на пузыри. Преимуществом этих деаэраторов является их компактность при высоком качестве деаэрации. В них происходит некоторый перегрев воды относительно температуры насыщения, соответствующей давлению в паровом пространстве над поверхностью. Величина перегрева определяется высотой столба жидкости над барботажным устройством. При движении увлекаемой пузырьками пара воды вверх происходит её вскипание, способствующее лучшему выделению из раствора не только кислорода, но и углекислоты, которая в деаэраторах других типов удаляется из воды не полностью; в том числе разлагаются и бикарбонаты NaHCO3, NH4HCO3. В барботажном устройстве наряду со значительным развитием суммарной поверхности контакта фаз обеспечивается интенсивная турбулизация жидкости. Эффективность барботажных устройств снижается при значительном уменьшении удельного расхода пара. Для обеспечения глубокой деаэрации вода в деаэраторе должна подогреваться не менее чем на 10 °C, если нет возможности для увеличения расхода выпара. Барботажные устройства могут быть затопленными в баке в виде перфорированных листов (при этом трудно обеспечить беспровальный режим) или устанавливаться в колонке в виде тарелок.
1.3. Разработка структурной схемы системы автоматического регулирования.
ЗУ - задающее устройство
ИУ - измерительное устройство
СУ - сравнительное устройство
УФЗР - устройство формирования закона регулирования
УУ - устройство управления
ИМ - исполнительный механизм
РО - регулирующий орган
ОУ - объект управления
1.4. Разработка технологической схемы контроля заданным параметром
Технологическая схема представленной функциональной схемы деаэратора имеет следующий вид:
1.5. Выбор приборов и средств автоматизации.
1.5.1. Выбор регулятора
В качестве регулятора уровня воды в деаэраторе выбран датчик-реле уровня РОС-301.
1.5.2. Назначение и область применения
Датчик-реле уровня РОС-301 предназначен для контроля трех уровней электропроводных жидкостей по трем независимым каналам.
В состав РОС-301 входят три датчика и передающий преобразователь (ППР) с корпусом (ППР-03).
1.5.3. Устройство и принцип действия
Прибор состоит из преобразователя передающего и трех датчиков, что позволяет независимо контролировать от 1 до 3 уровней электропроводных жидкостей в одном или разных резервуарах.
Датчик-реле РОС-301 состоит из корпуса, электрода с изолятором и колпачка, обеспечивающего защиту от воды и пыли узла подключения внешнего провода к электроду.
Преобразователь передающий состоит из пластикового корпуса со стальным элементом, обеспечивающим крепление корпуса на щите.
Корпус имеет съемную крышку и четыре кабельных ввода для подключения сетевого напряжения, датчиков и внешних устройств.
Блок электронный выполнен на печатной плате и жестко закреплен в корпусе. На плате расположены клеммный соеденители для подключения кабелей питания, датчиков устройств и внешних устройств.
На съемную крышку выведены светодиодный индикатор "Сеть" и светодиодные индикаторы визуальной сигнализации контролируемых уровней для кадого датчика. Светодиодные индикаторы закрыты герметичными светофильтрами.
Принцип действия прибора основан на преобразовании изменения электрического сопротивления между электродом датчика и стенкой металлического резервуара или дополнительным электродом в электрический релейныйный сигнал. Касание контролируемой среды и электрода датчика вызывает срабатываение соответствующего реле и светодиодного индикатора. При отсутствии контакта контрлируемой стреды с электродом датчика сопротивление увеличивается, происходит отпускание реле и выключение светодиодного индикатора.
1.5.4. Основные характеристики датчика-реле РОС-301
Напряжение питания: 220В+10%-15%, 50Гц±5% для исполнения ОМ
Потребляемая мощность: не более 12В*А на три точки контроля
Масса: датчика - не более 0,65 кг
преобразователя передающего - не более 2 кг
1.5.5. Выбор датчиков
Датчики (электроды) входят в комплект РОС-301.
Габаритные и присоединительные размеры приведены на рисунке.
1.5.6. Электрическая схема подключений РОС-301
На рисунке приведена электрическая схема подключений РОС-301.
1.5.7. Выбор исполнительного механизма и регулирующего органа
В качестве исполнительного механизма для работы в системе автоматического регулирования уровня воды была выбрана задвижка чугунная, параллельная с выдвижным шпинделем 30ч906бр, с электроприводом.
Технические характеристики:
- давление условное: 10 кгс/кв.см (1,0 МПа);
- температура рабочей стреды до +225 °С;
- рабочая среда: вода, пар;
- тип присоединения: фланцевое с присоединительными размерами по ГОСТ12815-80;
- класс герметичности по ГОСТ9544-93: "С" или "D";
- конструкционные особенности: параллельный затвор, разъемный корпус;
- материал корпуса: серый чугун;
- материал уплотнения затвора: латунь;
- уплотнение шпинделя: сальниковая набивка.
1.5.8. Выбор ящика управления задвижкой с электроприводом.
Для управления электпроприводом задвижки 30ч906бр предусматривается ящик управления РУСМ-5441.
Ящик управления РУСМ-5441 предназначен для местного, дистанционного или автоматического управления асинхронным реверсивным электродвигателем, работающим в продолжительном, кратковременном или повторно-кратковременном режимах. Ящик имеет местную индикацию напрвления вращения электродвигателя и возможность для подключения аналогичной дистанционной индикации и дистанционного управления работой фидера. Для подключения устройств, требующих наличия свободных дополнительных контактов ящик РУСМ5441 оснащен двумя дополнительными промежуточными реле.
Защита при работе электродвигателя осуществляется с помощью автоматического выключателя с максимальным электромагнитным и тепловым расцепителями и тепловым реле электромеханического или электрического типа. Автоматический выключатель и тепловое реле по заказу могут быть заменены на автомат защиты двигателя.
Ящик управляется фазным напряжением.
Ящик имеет стальную сварную конструкцию корпуса с дверью на петлях, фиксируемой замком, обеспечивающим степень защиты IP54 и климатические исполнения У1 или У3.1 по ГОСТ 15150-69.
Аппаратура устанавливается в ящике на специальной панели и на двери с внутренней стороны.
2. Расчетная часть
2.1. Математическое описание и исследование объекта управления.
Исходная схема системы автоматического регулирования:
1.Рассмотрим звенья схемы системы автоматического регулирования W1 и W5, т.к. эти звенья соединены параллельно, то по правилам эквивалентного преобразования, применяется следующая формула:
И получаем W1,5 :
W1,5 = W1 + W5 ;
2.Рассмотрим звенья схемы автоматического регулирования W4,6, т.к. эти звенья соединены параллельной связью, то по правилам эквивалентного преобразования, мы получим:
W4,6 = W4 /1+ W4 * W6
3.Рассмотрим звенья схемы системы автоматического регулирования W1,5, и звено W3, т.к. эти звенья соединены обратной связью, то по правилам эквивалентного преобразования схемы получаем W1,3,5:
W1,3,5= W1,5 * W3
4.Рассмотрим звенья системы автоматического регулирования W1,3,5 и звено W2, т.к. эти звенья соединены параллельной связью, то правилам эквивалентного преобразования, используя формулу из первого действия, получаем W1,2,3,5
W1,2,3,5 = W1,3,5 + W2
5.Рассмотрим звенья схемы системы автоматического регулирования W1,2,3,5, полученные из предыдущего действия и звено W4,6, полученное из второго действия, т.к. эти звенья соединены параллельной связью, то по правилам эквивалентного преобразования схемы получаем Wэкв:
Wэкв .= W1,2,3,5 * W4,6
2.1.1.Структурное преобразование схемы объекта управления определение его передаточной функции.
Рисунок 1 - Исходная схема системы автоматического регулирования Рисунок 2 - Исходная схема системы автоматического регулирования с учетом коэффициентов
Рисунок 3 - Преобразование схемы 1
Рисунок 4 - Преобразование схемы 2
Рисунок 5 - Преобразование схемы 3
Рисунок 6 - Преобразование схемы 4
Рисунок 7- Эквивалентная передаточная функция системы
2.1.2.Построение частотных характеристик объекта.
С помощью программы Classic получаем следующие характеристики:
Частотные характеристики
Переходные процессы
Корневая плоскость
Передаточные функции
Исследовав полученные в программе Classic характеристики делаем вывод: данная система автоматического управления не устойчива, т.к. корни выпадают из устойчивости.
2.1.3.Выделение областей устойчивости
6р3 + 6р2 + 5р+ 1 + k = 0 если k=0, тогда: -6р3 - 6р2 - 5р - 1= 0.
Заменяем p = jω =>
- 6j3ω3 - 6j2ω2 - 5jω - 1=0
Т.к. j3 = - j, j2 = -1, получаем:
6jω3 + 6ω2 - 5jω - 1=0
Выделяем мнимую и действительную часть:
Re = 6ω2 - 1;
Im = 6ω3 - 5ω Рассчитываем точки:
ωReIm0-10 0-1,63 3,90
Построение графика:
Анализируя построенный график, делаем вывод, что данная система будет устойчива, когда коэффициент передачи будет больше -1 и меньше 3,9 т.е.
-1 ≤ k ≤ 3,9
Заключение
Для рассматриваемой системы автоматического регулирования уровня воды в деаэраторе произведена разработка функциональной схемы автоматического регулирования.
Получена передаточная функция и выполнены структурные преобразования схемы объекта управления.
Построены частотные характеристики объекта управления. Произведена оценка возможностей статического объекта регулирования (П-регулятор), а также оценка возможности астатического объекта регулирования (ПИ-регулятор).
Можно сделать вывод, что для нашего объекта подходит П-регулятор т.к. его характеристики идеальны, его запас устойчивости больше чем у ПИ-регулятора, а процент перерегулирования меньше.
Произведено исследование качества одноконтурной системы автоматического регулирования уровня воды в деаэраторе.
3. Библиографический список
1. Справочник "Монтаж средств измерений и автоматизации" под ред. А.С. Клюева - 3-е издание, переработанное и дополненное, М.: Энергоатомиздат., 1988. - 489с.: ил.
2. Справочное пособие "Проектирование систем автоматизации технологических процессов" под ред. А.С. Клюева - 2-е издание, переработанное и дополненное - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 464с.: ил.
3. ГОСТ Р 21.1101-2009 "Основные требования к проектной и рабочей документации" М.: Стандартинформ, 2009.
4. Каталог продукции компании "С-Проект" г.Москва
5. Номенклатурный каталог 4.1-2005 "Устройства комплектные низковольтные управления и распределения энергии серии РУСМ" ОАО "ДЗНВА", г. Дивногорск.
6.Каталог продукции компании ООО"Кипарис-Прибор" г.Санкт-Петербург
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
200
Размер файла
2 062 Кб
Теги
poyasnitelnaya, zapiska
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа