Файл: Любутин О.С. Автоматизация производства стеклянного волокна.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 13.07.2024
Просмотров: 116
Скачиваний: 0
настройки регулятора удается получить требуемое каче ство регулирования. Так, при Si = 0,00075 и S0 —0,00075 (см. кривую / рис. 44) динамическая погрешность (мак симальное отклонение регулируемой величины) не пре вышает Ѵз отклонения регулируемой величины при том же значении возмущения в случае отсутствия регулято ра. Время регулирования составляет 20—25 сек. Даль нейшее улучшение процесса регулирования, как нетруд но видеть из сравнения кривых 1, 2, 3 и 4 на рис. 44, может быть достигнуто путем увеличения значения Si и
уменьшения времени изодрома |
Тпа = — - . |
При этом |
||||
следует иметь в виду, что если |
дальнейшее |
увеличение |
||||
Si возможно, то получение |
малых |
значений |
T1J3 |
на се |
||
рийно выпускаемых |
регуляторах |
сопряжено |
со |
значи |
||
тельными трудностями. |
|
|
|
|
|
|
Для получения |
системы |
уравнений динамики САР |
||||
фильерного питателя дополним систему уравнений дина мики фильерного питателя (59)—(61):
уравнением ПИ-регулятора |
|
||
- ^ Е . = _ S0 |
х2 — S 1 - ^ l - |
(65) |
|
|
dx |
dx |
|
и уравнением |
замыкания |
|
|
|
Уз = Уз* + УзР- |
(66) |
|
В результате решения системы уравнений |
(65) и (66) |
||
при подаче скачкообразных |
возмущающих |
воздействий |
|
г/ 3 в =0,4 ккал/сек |
и У\ = —200° С были получены кривые |
||
регулирования для различных параметров настройки ре
гуляторов Si и S0. Параметры настройки |
Si = 0,8-10- 3 |
ккал/сек-град и So=0,5-10- 4 ккал/сек-град |
обеспечива |
ют вполне приемлемое качество регулирования как при возмущении по количеству тепла, выделяемого электри ческим током (см. кривую 4 рис. 45), так и при возму щении по входной температуре стекломассы (см. кривую 2 рис. 45). Так, динамическая погрешность при возмуще нии по Уз не превышает Уз, а при возмущении по уі— Ую отклонения регулируемой величины при том же зна чении возмущения в случае отсутствия регулятора. Вре мя регулирования при возмущении по уг составляет ~200 сек. При возмущении по у\ процесс регулирова ния получается довольно затянутым, однако это не име ет значения, ибо абсолютные отклонения выходного па-
120
раметра (температуры платиновой стенки) очень малы даже при достаточно большом изменении входной тем пературы стекломассы. Из сравнения кривых 1, 2, 3 и 4 (рис. 45) видно, что дальнейшее улучшение процесса ре-
а) Хг,'С
Рис. 45. Кривые регулирования питателя
а: / — 5і= — 0,5 - 10 |
3 |
ккал/сек-град, |
5 0 = ^ 0 , 5 - 1 0 — 4 |
||
2 — S,=—0,8-10 |
3 |
|
ккал/сек-град, |
S„=—0,1 • Ш - 1 |
|
3 — S , = — 0 , 5 - Ю - к к а л / с е к - г р а д , |
S0 =—0,1 • І 0 ~ 4 |
||||
4 — S | = — 0 , 8 - Ю - |
3 |
ккал/сек-град, |
S 0 = — 0 , 5 - Ю - 4 |
||
б: / — Si = —0,5 |
• 10 |
|
3 |
ккал/сек-град, |
S0 =—0,5-10 * |
2 — І'|=—0,8 |
-10 |
3 |
|
ккал/сек-град, |
S0 =—0,5• 10 * |
3 — S | = — 0 , 8 - Ю - |
- |
ккал/сек-град, |
S0 =—0,1-10 * |
||
4 — 5,=— 0 , 5 - Ю - |
* |
ккал/сек-град, |
5„=—0,1 -Ю- "* |
||
ккал/сек-град; ккал/сек-град; ккал/сек-град; ккал/сек-град; ккал/сек-град; ккал/сек-град; ккал/сек-град;
ккал/сек-град
121
гулирования, как и для трубки, может быть достигнуто путем увеличения значения Si и уменьшения времени
изодрома Тпа.
Кроме расчета САР математическая модель может быть использована для оценки влияния различных кон структивных параметров установки на процесс получе ния волокна или для определения теплотехнических па раметров реального процесса по экспериментальной кри вой разгона (см., например, [63, 64]).
Для одностадийного процесса производства стеклян ного волокна определенное значение имеет контроль по ля температуры.
С точки зрения автоматического контроля темпера туры может быть поставлено две задачи:
определение значения температурного поля с задан ной точностью при использовании минимального числа датчиков;
при заданном расположении датчиков, ограниченном конструктивными или технологическими соображениями, определить распределение температурного поля, т. е. его значение в любой точке.
При разработке системы автоматизации одностадий ного процесса получения стекловолокна первая задача — контроль температурного поля фидера T(l, t) по коор динате I (длина фидера) —имеет большее значение. Предполагается заданным допустимое значение средне квадратичной погрешности аппроксимации поля по про
странственной |
координате: |
|
Рассмотрим |
случай, когда |
изменения величины |
T(l, t) во времени и пространстве |
носят характер стаци |
|
онарных функций. Для определения статистических ха рактеристик температурного поля фидера в две зоны питателя были помещены равномерно расположенные (/о=350 мм) пять термопар. Для набора множества реализаций были зафиксированы значения всех темне,- ратур в 87 моментах времени. Расчет полученных дан ных состоял в вычислении средних значений и оценок дисперсий по каждой измеряемой точке (табл. 8). Были определены оценки корреляционных функций, -значения которых представлены в табл. 9.
Интервалы между соседними замерами одинаковые (350 мм).
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
8 |
||
|
|
Номера |
термопар |
|
|
|
|
Значенин а ч е н ия |
1 |
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
||
М т |
1284 |
1298 |
1300 |
1287 |
|
І290 |
|
стт |
11 ; 5 |
9,5 |
іо |
14 |
|
8,5 |
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
9 |
||
|
Значения |
оценок корреляционной |
функции |
в точках |
|
||
Номера |
|
замера |
температур |
|
|
|
|
термопар |
; |
|
3 |
|
|
5 |
|
|
2 |
< |
1 |
|
|||
1 |
I |
0,571 |
0,551 |
0,5 |
|
0,495 |
|
2 |
0,57! |
1 |
0,62 |
0,-109 |
0,501 |
|
|
3 |
0,551 |
0,62 |
1 |
0,642 |
0,446 |
|
|
4 |
0,5 |
0,409 |
0,642 |
1 |
|
0,48 |
|
5 |
0,495 |
0,50! |
0,446 |
0,48 |
|
I |
|
Это позволяет оценить, насколько отличаются зна чения корреляционной функции в разных точках ij. Сравнивая значения корреляционной функции по диаго налям (матрица коэффициентов взаимной корреля ции), отмечаем сравнительно небольшой разброс значе ний Кт (/i'/j) при разных /. Следовательно, случайную функцию распределения температуры по длине фидера можно считать стационарной по отношению к ее корре ляционной функции. Усредняя значения Кі (h ij) при разных /, получаем оценку корреляционной функции тем пературного поля фидера, которая необходима для опре деления искомого расстояния меж'ду соседними датчика ми температуры при заданном аъі-
Определение искомого расстояния было проведено путем подбора точки / на корреляционной функции температурного поля фидера, удовлетворяющей уравне ниям параболической интерполяции
0-2 = |
К* (О)' |
— а2 |
— |
[ 2 /Расч |
3/ |
ѵ д Ѵ ' расч |
д |
• |
i |
К , ( 0 ) / р а с ч + а д р а с ч - ° д |
123 |
|
іі статистической |
|
|
|
|
|||
al |
= |
1,5 /С ' р а сч - 1,5 al ~ 2lC |
( y )/p.« + °>5 |
* Ж « : ч . |
|||
где |
Kx — оценка |
корреляционной функции; |
ад — точность замеров |
||||
датчиками температуры. |
|
|
|
|
|||
Рассмотрение простейших случаев интерполяции да |
|||||||
ет следующие решения: |
|
|
|
||||
|
а) |
статистическая |
интерполяция (п = 2) |
|
|||
|
|
|
|
I = 0,8 |
м- |
|
|
|
б) |
параболическая |
интерполяция |
{п—2) |
|
||
|
|
|
|
I = 1 м |
|
|
|
(здесь п — количество термопар). |
|
|
|
||||
|
Системы |
автоматизации |
одностадийного |
процесса |
|||
выработки непрерывного стекловолокна включают ряд по
следовательных стадий, осуществляемых |
соответственно |
||
в стекловаренной |
печи |
(электрической, |
газоэлектри |
ческой, газовой), |
фидере, |
струйных питателях и нама |
|
тывающих аппаратах. При выработке холста односта дийным методом добавляется сушильно-полимериза- ционная камера. При этом указанная выше совокупность аппаратов рассматривается с точки зрения контроля и управления как единое целое.
На основе эксплуатации опытно-промышленной уста новки для получения непрерывного стекловолокна Гусевского завода решены вопросы применения как серий ных, так и специальных средств автоматического конт роля и регулирования одностадийного процесса, отлича ющегося высокими требованиями к качеству готового продукта.
Одностадийная установка для получения непрерыв ного стекловолокна на Гусевском заводе (рис. 46) состо ит из электрической стекловаренной печи Я, фидера Ф,
струйных питателей, включающих струйную |
трубку CT |
||||
и |
фильерный |
питатель |
ФП, наматывающих |
аппаратов |
|
и |
систем |
подачи газа, |
воздуха, получения |
и сжигания |
|
газовоздушной |
смеси и удаления продуктов горения. |
||||
|
Для |
автоматического |
регулирования режимом рабо |
||
ты одностадийной установки в настоящее время преду смотрено в общей сложности 27 автоматических регуля торов. Из них 21 регулятор предназначен для автома тического регулирования температуры десяти струйных питателей и одного очка. Каждый струйный питатель
124
