Вступ Поняття про автоматику та автоматизацію. Автомат
|
|
Скачати 1.05 Mb.
|
|
1.7. Системи автоматичного регулювання (САР). САР дають можливість організувати оптимальне керування технологічним об'єктом. В залежності від характеру зміни заданого значення регульованої величини  САР поділяють на стабілізуючі (САР-П), слідкуючі (САР-С), екстремальні (САР-Е), оптимальні (САР-0) та інші.1.7.1. Стабілізуючі САР (САР-С). ТОК ВП ВЛЗ З ПФЗР x z y о ВЛЗ ЕП ВМ РО L КЛЗ ВП П Рис. 1.10. Структурна схема САР-С
У САР-С задане значення регульованої величини є постійним у часі:  =const. САР-С найбільш розповсюджені системи регулювання. Історично склалося так, що ці системи є найбільш розвинутими. Ці системи дуже різноманітні за конструктивним оформленням та за реалізацією алгоритму керування. У локальних системах автоматизації найбільш розповсюджені САР-С приведені на рис. 1.10.Функціональні ознаки складових САР-С: ВП - видає технологічну інформацію про значення параметру в стандартній формі сигналу; ВЛЗ - передає вимірювальний сигнал на відстань; ЗП - формує задане значення регульованої величини (параметру, координати); ЕП - порівнює біжуче значення регульованої величини  із заданим та видає сигнал розбалансу  (динамічна похибка регулювання); ПФЗР - формує закон регулювання (П, ч, ПД, Пч, ПчД, Пз, Пзі або інші); ПтП - підсилює вихідний сигнал БФЗР по потужності; КЛЗ - передає командний сигнал БФЗР на виконавчий механізм ВМ; ВМ - приводить в дію регулюючий орган ОР; ОР - змінює матеріальний або енергетичний потік речовини або енергії.Робота САР-С. На ЕП порівнюється біжуче значення регульованої величини із заданим значенням , тобто  =-. Сигнал розбалансу (розузгодження) подається на ПФЗР та формується у відповідності з алгоритмом регулювання. У САР-С реалізується зворотний зв'язок, суть якого полягає в тому, що сигнал повинен мати такий знак, який приводив би до повернення значення до через ВМ і РО. ВМ переміщує РО на таке значення і дотих пір, поки не виконається умова =. Закон регулювання та значення параметрів настройки регулятора залежать від динамічних властивостей ТОК та якості перехідного процесу. САР-С можуть бути реалізовані на електричних, електронних, пневматичних, гідравлічних, механічних та комбінованих засобах. САР-С дають можливість перевести неавтоматизовані технологічні процеси в автоматизовані.1.7.2. Програмні САР-П. ПД РП Z В П СД Рис. 1.11. Принципова схема програмного задаючого пристрою
У програмних САР-П задане значення регульованої величини є функцією часу =f(t). САР-П відрізняється від САР-С тим, що в САР-П використовується програмний задаючий пристрій - ПЗП. ПЗП формує в залежності від заданої програми. На рис. 1.11 приведена схема програмного задаючого пристрою. ПЗП формує у відповідності зі значенням радіусу r програмного диску ПД. На рис. 1.12 приведений графік температури в службовому приміщенні. Такий графік легко реалізувати за допомогою САР-П. Програмні САР використовують в тих технологічних процесах, в яких змінюється у часі у відповідності з технологічним регламентом. САР-П знайшли широке застосування при тепловологісній обробці залізобетонних виробів, регулюванні температури в службових приміщеннях, керуванні роботою адсорбційних установок, пускозупиняючих операціях технологічної апаратури, при керуванні роботою періодичних технологічних процесів, тощо.40 30 20 10 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 140С 240С 140С 140С Z, 0C ,0C Рис. 1.12. Графік зміни температурного режиму у службовому приміщенні. 1.7.3. Слідкуючі САР-S. ТОК ВП ВЛЗ ПФЗР x z y о=f() ЕП ВМ РО n(1) КЛЗ КЛЗ ВП ТОК1 ВП1 ВЛЗ1 x11 z1 y1 1 ВЛЗ1=F ВП1 Рис.1.13. Структурна схема САР-S
У САР-S задане значення регульованої величини  є функцією іншої величини =f(F). В окремих випадках задане значення регульованої величини може залежати від декількох величин. На рис. 1.13 приведена структурна схема слідкуючої САР (САР-S). На цій схемі позначення відповідають схемі. приведеній на рис. 1.13. На схемі рис. 1.13 додатково приведений інший технологічний об'єкт ТОК, вимірювальний перетворювач ВП1 і вимірювальна лінія зв'зку ВЛ31. Вихідна величичина ТОК формує задане значення регульованої величини . Регульована величина відслідковує біжуче значення . Часто =nF де n-число, як правило від 0,1 до 10. Регулятори, які реалізують залежність =nF називають регуляторами співвідношення двох величин. САР-S широко використовують в процесах спалювання газу, пилеподібного палива, при приготуванні рідких і газових сумішей та в комбінованих системах регулювання. Особливість цієї системи регулювання полягає в тому, що величина F змінюється довільно, а величина автоматично відслідковує ці зміни. Величина є регульованою величиною, а F - довільно змінною. В багатьох технологічних випадках величина F також регульована, але для контура регульованої величини вона виступає як незалежна змінна. У всьому іншому ця система функціонує так само, як стабілізуюча система САР-С. Системи САР-S знайшли широке застосування саме тому, що дають можливість раціонально організувати технологічний процес і значно покращити перехідні процеси в контурах регулювання. Ці системи можна назвати системами економічної оптимальності.1.7.4. Екстремальні САР-Е. ВП1 ТОК ВП1 ВЛЗ1 ПФЗР x z y 1 f(о=f(екстремум) ВЛЗ1 ЕП ВМ РО n(1) КЛЗ КЛЗ ВП2 ВЛЗ2 2 ВЛЗ2 ВП2 ПТП ППЕЗ о Рис.1.14. Структурна схема САР-Е
Екстремальні системи регулювання використовують для керування технологічними об'єктами у яких екстремальне значення параметра забезпечує оптимальний технологічний процес. У таких системах задане значення регульованої величини є функцією її екстремального значення =f(min) або =f(max). На рис. 1.14 приведена структурна схема екстремальної САР. Ці системи застосовують для технологічних об'єктів, в яких максимальне або мінімальне значення регульованої величини забезпечує оптимальне значення технологічного параметра. Це здебільшого системи, які забезпечують роботу технологічного об’єкту за критеріями оптимальності. Такими критеріями може бути мінімальна витрата енергоносіїв, максимальна продуктивність апарата, максимальний термін служби технологічного обладнання, мінімальне забруднення довкілля.1.7.5.0птимальні САР-0. РД Пр ОМ АЦП АЦП ЦАП К ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ПРОЦЕС ВПn-1 ВП1 ВП2 ВПn-2 АПn-1 АП1 К К РК1 РКn Y1 Y2 X1 X2   Рис. 1.15. Структурна схема САР-О.
У САР-0 задане значення регульованої величини є функцією критеріїв оптимальності =f(Е,Тех.,Технол.,Ек,...), де Е - економічний критерій (мінімальна собівартість продукції); Тех - технічний критерій (максимальний термін служби технологічного обладнання); Технол - технологічний критерій (максимальна продуктивність апарата при заданій якості продукції); Ек - екологічний критерій - мінімальне забруднення довкілля і максимальний захист оперативного персоналу). На рис. 1.15 приведена структурна схема оптимальної САР-0.Робота САР-О. Найкраще реалізувати САР-0 з використанням комп'ютерної техніки, так як формування заданого значення регульованої величини вимагає у багатьох випадках значного об'єму обчислень. Необхідна технологічна інформація поступає від вимірювальних перетворювачів. Частина технологічних параметрів регулюється локальними автоматичними регуляторами АР. Сигнали від вимірювальних перетворювачів через комутатор поступають на аналого-цифровий перетворювач і заводяться в оперативну пам'ять обчислювальної машини (ОМ). Сигнал у вигляді коду в ОМ піддається технологічній обробці згідно із заданими алгоритмами. ОМ обчислює оптимальне значення регульованої величини і через ЦАП і комутатор при необхідності коректує задане значення регульованої величини для кожного регулятора по черзі. Значення регульованої величини розраховується у відповідності з критеріями оптимальності при зміні технологічної ситуації. Якщо технологічний об'єкт працює у базовому режимі, то коректування відбувається рідко. При роботі ТОК в регулюючому режимі коректування виконується частіше. Імпульсом для розрахунку є зміна технологічної ситуації, а коли параметри процесу не змінюються, то і розрахунок не виконується. САР-0 є одними з найскладніших систем автоматизації і вимагають детального вивчення технологічного процесу, розробки математичного і програмного забезпечення. Основною перевагою САР-0 є те, що такі системи дають можливість оптимізувати технологічний процес за різними критеріями оптимальності. Здебільшого найчастіше використовують економічні критерії. На даному етапі розвитку систем автоматизації не всі технологічні процеси можуть бути оптимізовані. Класичні технологічні процеси, які добре вивчені, значно легше піддаються оптимізації.1.8. Принципи регулювання. 1.8.1.Принцип регулювання за відхиленням регульованої величини від заданого значення. АР ТОК ВП  х у   ЕП  Рис. 1.16. Структурна схема регулювання за відхиленням.
Цей принцип реалізований в САР-С, САР-П, САР-S та інших системах автоматичного регулювання. Суть цього принципу полягає в тому, що система регулювання починає активно впливати на ТОК при відхиленні регульованої величини від заданого значення. Основною перевагою такого принципу регулювання є те, що регулятор компенсує всі збурення, які діють на ТОК. Як правило, система регулювання порівняно проста, проте недоліком цієї системи є те, що така система починає реагувати на регульовану величину тільки після відхилення регульованого значення параметру від його заданого значення, що часто приводить до значних динамічних похибок регулювання. Крім цього, перехідний процес в системі регулювання зумовлений динамічними властивостями ТОК та регулятора (рис. 1.16). 1.8.2. Принцип регулювання за збуренням. ТОК ВП1 АРЗ x z y о ЕП ВП ВП2 Рис.1.17. Структурна схема регулювання за збуренням
Структурна схема такої системи показана на рис. 1.17. Система, яка реалізує цей принцип є розімкнутою. Робота схеми полягає в компенсації збурюючого фактора на ТОК. Система має велику швидкодію. Але в більшості випадків цей принцип регулювання не дає задовільних результатів, так як вихідна величина може змінюватись в широких межах, бо вона практично не регулюється, а дає можливість частково скомпенсувати вплив збурюючого фактору.1.8.3. Принцип комбінованого регулювання. ТОК ВП1 АРЗ x z y о ЕП ВП ВП2 о ЕП ЕП АР Рис. 1.18. Структурна схема комбінованого регулювання
Структурна схема такої системи показана на рис. 1.18. Така система дає задовільні результати при незначних змінах z. При значних змінах z регульована величина відхиляється від і виникає значна статична похибка регулювання, але в цій системі вноситься коректуючий сигнал по зміні регульованої величини, тому така система має значно кращі динамічні характеристики, ніж система, що працює за відхиленням. Задовільні динамічні характеристики можна досягнути, використовуючи схеми регулювання, побудовані на основі матеріальних і теплових балансів.1.8.4. Принцип адаптивного регулювання. ВП ТОК ПАО РО КП ОП ПАС y x U ЕП ВМ П ПФЗР l    - +  Рис. 1.19. Структурна схема адаптивної системи регулювання
Ця система базується на системі САР-С. Для покращення динамічних властивостей системи вона доповнена такими складовими: пристроєм аналізу вхідного сигналу (ПАС) - для оцінки властивостей вхідного сигналу і завади; пристроєм аналізу об'єкта (ПАО) - для оцінки змін динамічних характеристик; обчислювальним пристроєм (ОП) - для визначення способу зміни параметрів, сгруктури чи законів регулювання на основі критеріїв оптимальності системи та інформації про сигнал і об'єкт; коректуючим пристроєм (КП) контура адаптації - для зміни значення параметрів настройки ПФЗР. Дія самонастроювання є функцією багатьох змінних:U=f( ,,n,m,), тому роботу контура самонастроювання можна розглядати як процес автоматичної підстройки ПФЗР в залежності від стану технологічного об'єкту та режиму його роботи.РОЗДІЛ 2 БАГАТОКОНТУРНІ СИСТЕМИ РЕГУЛЮВАННЯ Задовільну якість регулювання в найпростішій одноконтурній системі з використанням стандартних законів регулювання можна забезпечити лише при задовільних динамічних характеристиках об’єкту. Більшості промислових об’єктів хімічної технології властиві значне запізнення і великі сталі часу. В таких випадках навіть при оптимальних настройках регуляторів одноконтурні САР характеризуються великими динамічними похибками, тривалими перехідними процесами. Для підвищення якості регулювання необхідний перехід від одноконтурних САР до більш складних систем, у яких покращення перехідного процесу контурів регулювання досягається за рахунок зміни структури регулятора (або системи автоматизації). В таких САР використовуються додаткові (коректуючі) імпульси за збуреннями або додатковими вихідними (проміжними) координатами. Такі системи крім звичайного стандартного регулятора містять допоміжні регулюючі пристрої – динамічні компенсатори або додаткові регулятори. В залежності від характеру коректуючого імпульсу розрізняють наступні багатоконтурні САР: - каскадного регулювання; - САР співвідношення; - комбіновані (реалізують комбінований принцип регулювання) – поєднують звичайний замкнутий контур регулювання з додатковим каналом дії, по якому через динамічний компенсатор (АР) вводиться імпульс за збуренням - адаптивні системи; - САР об’єктів із взаємопов’язаними параметрами; - системи автоматизації, що реалізуються на основі матеріальних і теплових балансів. 4.1. Системи каскадного регулювання. Системи каскадного регулювання знайшли застосування для регулювання складними об’єктами (об’єкти з розподіленими параметрами та багатоємнісні об’єкти з транспортним або ємнісним запізненням, тобто ті яким властива велика інерційність по каналу регулювання), якщо можні вибрати менш інерційну по відношення до найбільш небезпечних збурень проміжну координату і використовувати для неї ту ж регулюючу дію, що і для основного виходу об’єкту. АР АР1 ТОК 1 3 W32 W34 W14 W12  + - + PO    2 4 -  -  +  І |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
...
-
-
-Схожі:
| Вступ Поняття про автоматику та автоматизацію. Автомат Автомат в перекладі з грецької самодіючий пристрій (машина, апарат, прилад, пристосування), сукупність технічних засобів, що дозволяє... |
Уроку Вступ. Узагальнення знань, отриманих учнями на уроках трудового навчання у початковій школі про професії. Поняття про технологію.... |
| 1. Поняття і зміст трудового договору Вступ |
Тема: Вступ. Загальні поняття товарознавства продовольчих товарів ... |
| Вступ. Загальна характеристика розвитку культури та літератури XIX... Поглиблене поняття про мистецтво та його види, художню літературу як словесний вид мистецтва |
1. Поняття і елементи позову. Форма і зміст позовної заяви ст. 5 Вступ ст. 3 |
| МОЛОДІЖНІ СУБКУЛЬТУРИ ТА ЇХНІЙ ВПЛИВ НА СТАНОВЛЕННЯ ОСОБИСТОСТІ СТАРШОКЛАСНИКІВ... РОЗДІЛ ЗАГАЛЬНЕ ПОНЯТТЯ ПРО МОЛОДІЖНІ СУБКУЛЬТУРИ ТА ЇХ ВПЛИВ НА СУЧАСНИЙ СВІТ |
ПЛАН ВСТУП ПОНЯТТЯ І ВИДИ ОБСТАВИН, ЯКІ ВИКЛЮЧАЮТЬ СУСПІЛЬНУ НЕБЕЗПЕЧНІСТЬ... Кримінальне право, визначаючи поняття злочину (ст. 11 КК України), вказує передусім на найважливіші його ознаки – суспільну небезпечність... |
| УРОК №1 Відомості про автоматизацію, комп'ютеризацію технологічних процесів, застосування промислових роботів. Повторення правил безпечної... |
5. Базові поняття програмування (5 год.) Поняття програми як автоматизованої системи. Складові програми: дані, логіка, інтерфейс. Поняття об’єкта у програмуванні. Атрибути... |
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання © 2013
звернутися до адміністрації
bibl.com.ua
звернутися до адміністрації
bibl.com.ua