Файл: Шински Ф. Системы автоматического регулирования химико-технологических процессов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 64
Скачиваний: 0
оптимального протекания. Без глубокого знания технологического процесса система регулирования не может быть спроектирована квалифицированно. Так, регулятор давления не может быть исполь зован как регулятор процесса смешения. Регулятор температуры не может выполнять те же функции, что регулятор количества тепла.
По указанным причинам книга написана в аспекте требований, предъявляемых к различным химико-технологическим процессам. Однако не всегда все факторы могут быть учтены, поэтому данная книга ие является исчерпывающей. Тем не менее, в ней достаточное внимание уделено основным принципам автоматического регулиро вания и их применению к типовым технологическим процессам.
ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
А — площадь; амплптуда колебаний;
В— расход кубового остатка;
Ъ— значение регулирующего воздействия, соответствующее задаппому значению параметра;
С — теплоемкость |
вещества; |
коэффициент |
расхода; |
|
|
|
|||||||
Cv |
— коэффициент |
пропускной способности |
клапана; |
|
|
|
|||||||
с — текущее |
|
значение |
регулируемого |
параметра; |
|
|
|
||||||
D |
— постоянная времени дифферепцпальной составляющей (время предва |
||||||||||||
|
рения); |
расход дистиллята |
(гл. X); |
|
|
|
|
||||||
Dy |
— условный |
расход |
трубопровода плл |
клапана; |
|
|
|
||||||
Е — интегральная |
ошпбка регулирования |
(гл. IV); |
термический |
к. п. д. |
|||||||||
|
процесса |
горения |
(гл. I X ) ; |
|
|
|
|
|
|
||||
е — ошпбка |
регулирования |
(е = |
г — с); |
|
|
|
|
||||||
F |
— расход |
вещества; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
/ — относительный расход вещества; |
|
|
|
|
|
||||||||
G — коэффициент |
передачи; |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
g — ускорение силы тяжести; |
|
|
|
|
|
|
|||||||
Н — энтальпия; теплота парообразования; |
|
|
|
||||||||||
Не |
— теплота |
|
сгорагшя |
топлива; |
|
|
|
|
|
|
|||
Ян |
— теплота |
|
реакции; |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
h — перепад давления; относительный перепад давления; |
|
||||||||||||
К — статический |
коэффициент |
передачи; |
константа |
равновесия реак |
|||||||||
|
ции (гл. X); |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
•к — коэффициент |
теплопроводности; |
коэффициент |
расхода (гл. I I , I I I ) ; |
||||||||||
L |
— геометрический |
размер; |
расход абсорбента (гл. X I I ) ; расход |
флегмы |
|||||||||
|
(гл. X I ) ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
I — эксплуатационные |
затраты; |
|
|
|
|
|
|
||||||
М — масса; число молей газа; |
|
|
|
|
|
|
|||||||
т — регулирующее |
воздействие |
регулятора; степень |
открытия |
клапана |
|||||||||
|
(гл. I I ) ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р — диапазон |
пропорциональности регулятора; |
|
|
|
|||||||||
р — давление |
среды; |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Др — перепад |
|
давления; |
|
|
|
|
|
|
|
||||
Q — количество тепла; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
д — нагрузка |
объекта; |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
11
R |
— универсальная газовая |
постояпная; постоянная времени И-регуля- |
||
|
тора (гл. |
I , I I I , |
X); |
|
г — заданное |
значение |
регулируемого параметра; |
||
S — перемещение штока клапана; |
||||
Т — температура; |
|
|
||
AT |
— разность |
температур; |
|
|
t |
— время; |
|
|
|
At — длптельпость питервала времепп; |
||||
Atc |
— длптельпость интервала |
регулирования; |
||
U — коэффициент теплопередачи;
и— скорость жидкости;
Г— объем;
W |
— вес; |
|
|
|
|
|
|
||
WF |
— массовый расход (гл. V I I ) , скорость |
горения (гл. I X ) ; |
|||||||
х, у, z |
— содержание |
компонента |
в продукте; |
|
|||||
|
а |
— относительная |
летучесть |
компонентов; |
|||||
|
]i |
— вязкость; |
|
|
|
|
|
||
|
р — плотность; |
|
|
|
|
|
|||
|
х — постоянная |
времени; |
|
|
|
||||
T j |
— |
постоянная |
времени |
объекта первого |
порядка; |
||||
|
d |
|
|
|
запаздывания; |
|
|||
% |
|
— время чистого |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т 0 |
— период |
собственных |
колебаний системы; |
||||||
|
Ф — фазовый |
сдвиг. |
|
|
|
||||
|
Индексы |
с — регулятор, хладоагепт; |
|
D |
— дифференциальная составляющая закона регулирования; |
F |
— топлпво, расход; |
Н— теплоноситель;
i— вход;
L — уровень;
пг — регулирующее воздействие; о — выход;
Р — пропорциональная составляющая закопа регулирования; р — объект регулирования; Л — интегральная составляющая закона регулирования;
S — водяпоп пар; Т — датчик;
V — клапан, пар; W — вода.
Изображение элементов в схемах регулирования
Объект регулирования
Анализатор |
качества ( А 0 2 — анализатор кислорода) |
||||
Регулятор |
температуры |
(РД — давления, |
РР — расхода, |
||
РУ — уровня, |
PC — состава, РП — плотности; |
РрН — |
|||
величины |
рН, |
Р 0 3 — содержания • кислорода, |
РОб — |
||
числа оборотов) |
|
|
|
|
|
Измеритель |
температуры |
(ИР — расхода, |
ИУ — уровня, |
||
ИД — давления; ИВ — влажности)
Элемент сравпеппя регулятора
Задатчпк ручной
Алгебраическое суммирование нескольких сигналов (в отдель ных схемах — то же, но с предварительным умножением одного или нескольких входных сигналов на постоянный коэффициент)
Умножение сигнала на постоянный коэффициент (внутри указана величина коэффициента)
Умножение |
двух |
сигналов |
(в отдельных схемах — то |
же, |
но с предварительным смещением входного сигнала) |
|
|||
Деление двух сигналов (в отдельных схемах — то же, |
но |
|||
с предварительным смещением входного сигнала) |
|
|||
Блок соотношения |
|
|
|
|
Извлечение |
квадратного корня |
|
||
Логарифмирование |
сигнала |
(рис. Х-16) |
|
|
13
Селектировапне большего сигнала
Селектпроваппе меньшего сигнала
Устройство опережения — запаздывания
Устройство нперцпонпого запаздывания
Регулятор с зоной нечувствительности (рис. VI-22, Х-15)
Датчик системы регулирования
Датчик расхода с диафрагмой
Датчик расхода с профпльпым соплом
Проходной клапан
Проходной клапан с позиционером
Трехходовой кран
Заслонка
Заслонка с позиционером (рис. X I I - 4 )
ПОНЯТИЕ О |
РЕГУЛИРОВАНИИ |
С ОБРАТНОЙ |
СВЯЗЬЮ |
Г Л А В А I
КОНТУР РЕГУЛИРОВАНИЯ И ЕГО СВОЙСТВА
Почему различные контуры регулирования ведут себя по-раз ному? Почему одни из них реагируют на возмущающие воздействия быстро, а другие медленно, в одних возникают незатухающие коле бания параметров процесса, в других — обеспечивается их стабили зация? Что влияет на качество регулирования данной переменной величины? Как построить в каждом конкретном случае эффективную систему регулирования? Каким образом определить оптимальные значения параметров настройки регулятора для данного процесса? Чтобы понять сущность работы систем регулирования, следует получить ответы на эти вопросы.
Большинство контуров автоматического регулирования являются замкнутыми динамическими системами с отрицательной обратной связью. Поведение таких контуров во многом определяется дина мическими свойствами входящих в них элементов (запаздыванием, самовыравииванием и емкостью). Последние в реальных контурах регулирования обычно встречаются в различных комбинациях друг с другом. Однако прежде чем знакомиться с поведением реальных контуров регулирования, рассмотрим для лучшего понимания контуры, обладающие лишь простейшими свойствами.
Отрицательная обратная связь
В замкнутом контуре регулирования могут быть два вида об ратной связи: положительная и отрицательная.
Положительная обратная связь способствует увеличению рас согласования системы регулирования, препятствуя тем самым при ведению ее в равновесное состояние. Так, если бы для обогрева помещения использовали регулятор температуры с положительной обратной связью, он увеличивал бы приток тепла при температуре в помещении выше заданной и. уменьшал бы подачу тепла при тем пературе в помещении ниже заданной. Контур регулирования с по ложительной обратной связью не стабилизирует параметр, а откло няет его к одному из его крайних значений. Поэтому такие контуры далее не рассматриваются.
15
