Автоматизація процесу виготовлення бетонних сумішей (стр. 3 из 4)
3.1. Складання математичної моделі об’єкта регулювання
Аналіз рівняння динамікина основі матеріального балансу по цільовому компоненту.
Рівняння динаміки.
(1)Початкові умови для знайдення передаточної функції по каналу керування GA – Cсм :
; 
;рівняння статики:
(2)Рівняння динаміки після перетворень набуде вигляду:
(3).рівняння динаміки з нескінченими величинами:
(4).рівняння динаміки обєкта в часовій області без врахування транспортного запізнення:
(7).рівняння динаміки по каналу керування
в часовій області з врахуванням транспортного запізнення: 
(8).Передаточная функція обєкту по каналу керування
: 
(10),где:
; 
(11),де Vтруб - обєм трубопровода від Р.О. до входу аппарат.
3.2 Розрахунок основних параметрів ТОК
Для знаходження параметрів об’єкта необхідно знати що:
Виконавчий механізм буде мати передаточну функцію:
.3.3 Вибір та обгрунтування типу перехідного процесу
Оскільки в контурі регулювання маємо запізнення то з трьох типових перехідних процесів вибираємо один, а саме з 20% перерегулюванням. Даний перехідний процес забезпечить оптимальний час регулювання і необхідну точність.
3.4 Визначення закону регулювання
При виборі типу регулятора орієнтуємось на величину відношення запізнення до сталої часу об’єкта –
. Для нашого випадку 
. Отже вибираємо цифровий ПІД-регулятор, який має компенсувати запізнення в контурі регулювання.3.5 Розрахунок оптимальних настроювальних параметрів регулятора
Розраховуємо оптимальні настроювання для ПІД-регулятора. Для даного регулятора і прийнятого перехідного процесу знаходимо:
де 
- коефіцієнт підсилення регулятор; 
- час ізодрома (постійна інтегрування регулятора); 
- постійна диференціювання.Передаточна функція регулятора
.3.6 Обгрунтування та вибір типу регулятора для проектованого контура регулювання
Виходячи з попередніх пунктів можна вибрати мікропроцесорний регулятор МИК-21. Даний регулятор досить легко настроюється, має малу похибку та високу швидкодію. Коротка технічна характеристика даного регулятора приведену вище в таблиці 3.
3.7. Побудова перехідного процесу розрахованої САР
Для побудови перехідного процесу використаємо програму MatLab і середовище Simulink. У вікні складемо наступний замкнутий контур і доразу оптимізуємо його підібравши відповідні коефіцієнти за допомогою блока NCDOutPort:
В результаті моделювання отримаємо наступний перехідний процес:
Рис. 6. Перехідний процес в контурі регулювання
Час регулювання складає 30с, перерегулювання 20%.
В результаті оптимізації коефіцієнти ПІД регулятора для нашої системи виявились такими Кр=82,86; Кі=10,15; Kd=1,12
Повністю дослідимо нашу систему за допомогою середовища SimulinkпрограмиMatLab для цього складемо наступну схему:
Після чого отримані наступні характеристики нашого контуру:
Перехідна характеристика:
Імпульсна характеристика:
Діаграма Боде АЧХ та ФЧХ:
Годограф:
3.8. Розрахунок показників надійності розрахованого контура регулювання
Ефективність застосування ТЗА в більшості випадків визначається їх надійністю. Зробимо розрахунок надійності розробленого контуру регулювання. Контур складається з 3 блоків: давача, регулятора і виконавчого механізму. Інтенсивність відмов для давача складає
год-1. Кількість відмов 
. Інтенсивність відмов для регулятора складає 
год-1. Кількість відмов 
. Інтенсивність відмов для виконавчого механізму складає 
год-1. Кількість відмов 
.Надійність даного контуру буде описуватися експоненціальним законом розподілу.
Загальна інтенсивність відмов:
; 
год-1.Середній час наробітку до відмови:
; 
год.Розрахуємо ймовірність безвідмовної роботи на проміжку часу 10000 год. Для експоненціального закону розподілу:
Отримаємо:
.Отже ймовірність безвідмовної роботи даного контуру напротязі часу 10000 год складає 70%.
4. Створення автоматизованої системи управління технологічним процесом (АСУ ТП)
TRACEMODE (ТРЕЙС МОУД) – це найбільш поширена SCADA-система в країнах СНД. Вона призначена для розробки великих розподілених АСКТП широкого призначення. ТРЕЙС МОУД створена в 1992 році фірмою AdAstra Research Group Ltd.(Росія) і до теперішнього часу має більш ніж 4500 інсталяцій. Системи які розроблені на базі ТРЕЙС МОУД працюють в енергетиці, металургії, нафтовій, газовій, хімічній і іншій галузях промисловості та у комунальному господарстві. По числу впроваджень ТРЕЙС МОУД значно випереджає закордонні пакети подібного класу.
ТРЕЙС МОУД - заснована на інноваційних, що не мають аналогів технологіях. Серед них: розробка розподіленої АСУТП як єдиного проекту, автопобудова, оригінальні алгоритми обробки сигналів і керування, об'ємна векторна графіка мнемосхем, єдиний мережевий час, унікальна технологія playback - графічного перегляду архівів на робочих місцях керівників. ТРЕЙС МОУД - це перша інтегрована SCADA- і softlogic-система, що підтримує наскрізне програмування операторських станцій і контролерів за допомогою єдиного інструменту.
Основними функціями ТРЕЙС МОУД являються наступні:
- Модульна структура - від 128 до 64000х16 I/O.
- Кількість тегів необмежена;