Автоматизация процесса подготовки шихты (стр. 12 из 19)
Управление электродвигателем М8 в автоматическом режиме осуществляется с помощью многоканального цифрового измерительного преобразователя-контроллера через модуль дискретного вывода А1.3.3, при этом переключатель режимов SA1 находится в положении 2 (автоматическое управление).
Подача общего питания к электродвигателям вентиляторов, транспортеров, сушильного барабана, шнековых и вибропитателей от сети трехфазного переменного тока 380В 50Гц через общий автоматический выключатель QF1.
При возникновении коротких замыканий автоматический выключатель QF1 отсоединяет электродвигатели от сети. От перегрузок каждый электродвигатель защищён с помощью тепловых реле F1–F6. При перегрузках контакты реле F1.1 – F6.1 размыкают цепь магнитных пускателей КМ1–КМ6.
Питание многоканального цифрового измерительного преобразователя-контроллера А1 осуществляется от сети переменного тока 220В 50 Гц через блок питания G1. Напряжение переменного тока 220В 50 Гц через автоматический выключатель SF1 подается на контакты 1 и 2 блока питания, с контактов 7 и 8 снимается пониженное напряжение постоянного тока 5В, которое подается на контакты 1 и 2 модулей ввода-вывода многоканального цифрового измерительного преобразователя-контроллера.
Принципиальная электрическая схема и спецификация использованных приборов и технических средств автоматизации приведены в документе ДП 210200.833.2005 Э3.1 и ДП 210200.833.2005 Э3.2.
Удовлетворительное качество регулирования в простейшей одноконтурной системе с использованием стандартных законов регулирования можно обеспечить лишь при благоприятных динамических характеристиках объекта. Однако большинству промышленных объектов свойственны значительное чистое запаздывание и большие постоянные времени. В таких случаях даже при оптимальных настройках регуляторов одноконтурные АСР характеризуются большими динамическими ошибками, низкой частотой регулирования и длительными переходными процессами. Для повышения качества регулирования необходим переход от одноконтурных АСР к более сложным системам, использующим дополнительные (корректирующие) импульсы по возмущениям пли вспомогательным выходным координатам. Такие системы кроме обычного стандартного регулятора содержат вспомогательные регулирующие устройства — динамические компенсаторы или дополнительные регуляторы.
При условии, если имеется возможность автоматического измерения наиболее «сильного» возмущающего воздействия на ТОУ, то применяется комбинированная АСР, в которой действие контролируемого возмущения компенсируется специальным устройством с помощью регулятора, находящегося в контуре обратной связи. Таким образом регулирующее воздействие формируется на основании двух принципов регулирования: по отклонению регулируемой переменной от заданного значения и по возмущению. Компенсация возмущения осуществляется путем введения дополнительного управляющего воздействия либо на вход канала регулирования, либо непосредственно на вход регулятора.
3.4.1 Нахождение динамических характеристик объекта
Динамические характеристики объекта найдем методом Наслена, используя данные найденные по переходным характеристикам реального объекта:
а) При изменении положения регулирующего органа на 10%:
· значение координаты времени Т = 30 [c];
· значение транспортного запаздывания
= 1 [c];· количество точек ординаты d = 16;
· установившееся значение
= 70 [ 
].б) При изменении влажности подаваемого в сушильный барабан песка на 15%:
· значение координаты времени Т = 30 [c];
· значение транспортного запаздывания
= 1,5 [c];· количество точек ординаты d = 16;
· установившееся значение
= 73 [ ].в) При изменении температуры поступающего в сушильный барабан песка на 15оС:
· значение координаты времени Т = 30 [c];
· значение транспортного запаздывания
= 2 [c];· количество точек ординаты d = 16;
· установившееся значение
= 65 [ ].Найдем передаточные функции методом Наслена используя переходные характеристики объекта по каналам управления
и возмущения 
, 
: 
(1), 
(2), 
(3).где
– это передаточная функция изменения температуры сушкипри изменении положения регулирующего органа;
– это передаточная функция изменения температуры сушкипри изменении температуры поступающего песка;
– это передаточная функция изменения температуры сушкипри изменении влажности поступающего песка.
3.4.2 Расчет одноконтурной системы регулирования температуры в сушильном барабане
Для нахождения настроек регуляторов воспользуемся методом Циглера-Никольса. Этот метод базируется на критерии Найквиста, из которого можно написать условие нахождения системы на границе устойчивости:
(4),где
– комплексный коэффициент усиления объекта, 
– комплексный коэффициент усиления регулятора.Суть метода заключается в том, что в регуляторе выключают интегральную и дифференциальную составляющие, т.е. С0 = 0и С2 = 0. Меняя настройку П-регулятора, выводим систему на границу устойчивости, т.е. добиваемся, чтобы в замкнутой системе совершались незатухающие колебания.
Далее находим передаточную функцию объекта регулирования и представляем ее в показательной форме. И для нахождения критической частоты
и критической настройки 
нужно решить систему уравнений: 
(5)где
- АЧХ объекта регулирования и регулятора, 
- ФЧХ объекта регулирования и регулятора соответственно.Для П-регулятора передаточная функция будет иметь вид:
или в показательной форме 
, т.е. 
, а 
.Тогда, для П-регулятора, система уравнений (5) примет вид:
(6)И зная, что
(7) и 
(8), найдем из второго уравнения системы (6) критическую частоту 
и подставив ее в 1-е уравнение системы найдем критическую настройку 
.Мы нашли критическую настройку, при которой одноконтурная система, будет находиться на границе устойчивости, т.е. в ней будут происходить незатухающие колебания. Далее, для определения параметров регуляторов, используются эмпирические формулы. Для ПИ-регулятора оптимальные настройки принимают следующие значения: