Синтез системы автоматического управления процессом электрической очистки газа (стр. 2 из 3)

Рис.2 графики переходных процессов

1- Переходной процесс в системе с ПИ регулятором

2- Переходной процесс в системе с ПИД регулятором

По полученным результатам строим таблицу для выбора наиболее

подходящего регулятора:

Таблица 2

Параметры САУ	Настройки регулятора			Тип переходного процесса	Параметры процесса
Параметры САУ	Коэффициентусиления	Время интегрирования	Время деферинцирования	Тип переходного процесса	Время регули-ровани	Динамическая погрешность	Статическая погрешность	Затухание
САУ с ПИ регулятором	0,015	2010	Апериодический переходной процесс	256	0,13	0	100
САУ с ПИД регулятором	0,0278	59	Апериодический переходной процесс	4	256	0,11	0	100

Вывод: По результатам сравнения выбран переходной процесс САУ с ПИД- регулятором т.к. у Пи и ПИД- регуляторов время регулирования одинаковое Тр=256(с), выбираем закон регулирование по динамической погрешности. Т.к у ПИД- регулятора меньшая динамическая погрешность чем у ПИ- регулятора- выбираем ПИД закон регулирования.

Произведем моделирование разомкнутой САУ в программе SamSim:

Рис. 3 АФХ разомкнутой САУ с ПИД регулятором в программе Samsim.

1.5 Построение АФХ разомкнутой САУ в Advanced Grapher v1.61

Построение АФХ разомкнутой САУ выполняем после предварительного аналитического расчета выберем координаты точек графика из программы SamSim (рис.3) и записи их в таблицу 2.

Таблица 3.

w	Re(w)	Im(w)
0,009	0,14	-1,36
0,01	0,13	-1,25
0,0149	0,098	-1,009
0,017	0,063	-0,89
0,0189	0,038	-0,77
0,026	-0,053	-0,57
0,034	-0,116	-0,41
0,037	-0,137	-0,36
0,043	0,171	-0,266
0,046	-0,179	-0,22
0,05	-0,185	-0,191
0,052	-0,18	-0,158
0,057	-0,187	-0,118
0,071	-0,158	-0,009
0,075	-0,14	0,017
0,097	0,05	0,078
0,15	0,047	0,0065

После выбора точек строим график с табличными значениями Х(Re(w)) и Y(Im(w)) с помощью программы Advanced Grapher v1.61

Затем строим прямую по таблице 3.

Таблица 4.

Re(w)	0	0,095
Im(w)	0	-0,993

Рис.1

После построения графиков в Advanced Grapher v1.61 определяем запас по модулю и по фазе.

Запас по фазе определяется через arctgугла α:

2. Техническая часть

2.1 Посторенние структурной схемы САУ

Целью управления технологическим процессом является поддержание определенной концентрации очищенного газа путем электрической очисткой.

Параметрами, от которого зависит концентрация пыли на выходе из электрофильтра являются: напряжение питания U; нагрузка G; температура газа t; давление газа Р; влажность m.

Для сухих электрофильтров получено уравнение, дающие представление о зависимости конечной концентрации Ск от указанных параметров:

, где Сн – начальная концентрация.

Из уравнения следует, что наиболее сильно на концентрацию Ск влияет начальная концентрация Сн, напряжение и расход; параметры P,t,rвлияют меньше, они определяются ходом предыдущего технологического процесса, и с их изменением в объект будут поступать возмущающие воздействия.

Типовое регулирование электрофильтра по напряжению имеет существенный недостаток- среднее значение рабочего напряжения оказывается ниже оптимального вследствие его периодического снижения. Более перспективным является регулирование подачи неочищенного газа в электрофильтр.

В результате структурная схема по управлению регулирования расхода на электрофильтр для получения определенной концентрации очищенного газа.

Рис.2

2.2 Описание приборов

Программируемый регулятор РП-5М1:

Назначение: Предназначен для управления технологическими процессами в различных отраслях промышленности. Является одноконтурным программируемым изделием ГСП. Кол-во входов аналоговых-4,

Функциональные возможности: формирование совместно с электрическим исполнительным механизмом постоянной скорости; регулирует по П- ПИ- ПИД- законам регулирования; формирования сигнала задания и его ручная установка, программный выбор вида входного сигнала для каждого вида его масштабирование; автоматический и ручной режимы управления; цифровая индикация сигнала контролируемого параметра.

Входной сигнал: Аналоговый, унифицированный- 0…0,5мА, 0…20мА, 4…20мА, напряжение 0…50мВ.

Выходной сигнал: импульсный, состояние ключей больше- меньше с нагрузочной способностью 24В, ток до 0,2А.

Предел регулирование по заказу.

Основная погрешность 0,5%

Зона возврата 0,2-2%

Постоянная времени 5…500с , дифференцирования 0…100

Питание 220В, 50гЦ, 10ВА.

Измеритель дыма типа АИД-210 «Энергия»:

Назначение:предназначен для непрерывного измерения дымности. Может применяться для определения эффективности пылеулавливающих установок. Прибор является одноканальным фотометром; действие его основано на измерении ослабления светового потока, прошедшего через контролируемую среду.

Пределы измерения 0—50 % дымности.

Основная относительная погрешность ±5 % от диапазона измерения.

Выходной сигнал 0—5 мА.

Время прогрева прибора 60 мин.

Температура контролируемой среды 70—250 °С,

содержание влаги 20 %,

разрежение в точке контроля 4 кПа.

Расход 25 м3/с. Для работы измерителя необходим воздух давлением 0,6 МПа.

Блоки питания БПЭ являются аналогами блоков 4БП36, БПС 90П и другое.

Одноканальные, двухканальные и четырёх канальные блоки питания моделей ПБЭ (далее – прибор или приборы) предназначены для питания стабилизированным напряжением постоянного тока 24 В или 36 В

измерительных преобразователей с унифицированным токовым выходом (термопреобразователи температуры, давления ми других физически величин) в промышленных установках. Приборы выпускаются в щитовом и настенном исполнении.

Технические характеристики:

Количество каналов 1,2 или 4

Выходное напряжение канала 24±0,48 или 36±0,72

Ток нагрузки , мА (по одному каналу) 0 – 50

Диапазон рабочих температур,0С от 5 до35

Ток срабатывания защиты, не более, мА 100

Ток короткого замыкания, не более, мА 20

Напряжение питания блока 220В, 50Гц

Потребляемая мощность, не более, ВА 3 – для одноканального БП;

8 – для двухканального БП;

15 – для четырёхканального БП.

Пыле- влагозащищённость Щитовое исполнение IP20 ГОСТ 14254-96

Настенное исполнение IP54 ГОСТ 14254-96

Климатическое исполнение УХЛ**3.1

Устойчивость к мех. Воздействиям N2 ГОСТ 12997-84

Пускатель бесконтактный реверсивный ПБР-2М

Пускатель бесконтактный реверсивный ПБР-2М предназначен для бесконтактного управления электрическими исполнительными механизмами, в приводе которых используются однофазные конденсаторные электродвигатели. Область применения: системы автоматического регулирования технологическими процессами в энергетической и других отраслях промышленности.

Технические характеристики.

· Входной сигнал: 24В постоянного пульсирующего тока или замыкание ключей

· Входное сопротивление пускателя: 750 Ом

· Максимальный коммутируемый ток: 4А

Построение АФХ разомкнутой САУ выполняем после выбора координат точек графика из программы SamSim и записи их в таблицу 2.

· Быстродействие: 25 мс

· Разница между длительностями входного и выходного сигналов не более: 20 мс

· Напряжение источника питания цепей управления: 22-26В (среднее значение двухполупериодного выпрямленного тока)

· Электрическое питание: 220В, 50 Гц

· Потребляемая мощность: 7 Вт.

Состав и устройство

Пускатель ПБР-2М состоит из платы, кожуха и передней панели. На передней панели расположены две клеммные колодки для подключения пускателя к внешним цепям, а также винт заземления. Клеммные колодки закрываются крышками. На плате устанавливаются элементы схемы пускателя. Плата вставляется в кожух и закрепляется двумя винтами. Пускатель ПБР-2М рассчитан на установку на вертикальной или горизонтальной плоскости. Положение в пространстве - любое. Крепление пускателя осуществляется двумя болтами М6, которые установлены на задней стенке кожуха.

Регулирующий клапан 25ч939нж

25ч939нж применяют на трубопроводах для жидких и газообразных неагрессивных сред. Внутренняя расходная характеристика линейная. Управление от электрического исполнительного механизма типо МЭО предназначен для установки на трубопроводах c диаметром Ду-25, 40, 50, 65 мм., температура окружающей среды от -15 до 50 0С.

2.3 Работа САУ

Работа системы определяется cстепенью очистки газа. При её отклонении от задания датчик АИД-210 преобразует информацию концентрации в сигнал постоянного тока 0-5мА и передаёт на регулятор РП-5М1 . Он вычисляет рассогласование между заданным и текущим значениями концентрации и формирует управляющий сигнал по ПИД закону регулирования в виде

ШИМ- сигнала который подаётся через пускатель ПБР-2М на исполнительное

устройство типа 25ч939нж, которое изменяет расход неочищенного газа. В процессе изменения расхода загрязненного газа меняется концентрация газа к заданному значению. Изменение расхода прекратится при наступлении равенства текущего значения концентрации газа к заданному.