Синтез системы автоматического управления процессом электрической очистки газа (стр. 1 из 3)

Министерство образования и науки российской федерации

Федеральное агентство по образованию

ФГОУ СПО Каменский химико-механический техникум

Курсовой проект

Тема: Синтез системы автоматического управления процессом электрической очистки газа

г. Каменск-Шахтинский 2010 г.

Содержание

Введение

1.Специальная часть

1.1 Расчёт передаточной функции объекта управления

1.2 Выбор регулятора и расчет его настроек

1.3 Выбор типового переходного процесса

1.4 Построение временной характеристики САУ по управляющему воздействию с помощью программы SamSim

1.5 Построение АФХ разомкнутой САУ Advanced Grapher v1.61

2. Техническая часть

2.1 Посторенние структурной схемы САУ

2.2 Описание приборов

2.3 Работа САУ

Заключение

Список используемой литературы

Введение

В химической промышленности автоматизации и механизации уделяется большое внимание. Это объясняется сложностью и высокой скорость. Протекания технологических процессов, а так же чувствительностью их к нарушению режима, вредностью условий работы, взрыво- и пожароопасность перерабатываемых веществ.

Автоматизация позволяет улучшить основные показатели эффективности производства: увеличение количества, улучшение качества и снижение себестоимости выпускаемой продукции, повышение производительности труда.

В автоматизированном производстве человек переключается на творческую работу – анализ результатов управления, составление заданий и программ для автоматических приборов, наладку сложных автоматических устройств и т.д. При этом от специалистов требуются знания не только устройства различных приборов, но и общих принципов составления системы автоуправления.

Комплексная автоматизация процессов химической технологии предполагает не только автоматическое обеспечение нормального хода этих процессов с использованием различных автоматических устройств, но и автоматическое управление пуском и остановкой аппаратов для ремонтных работ и в критических ситуациях.

Процесс кристаллизации относится к непрерывным технологическим процессам, при этом необходимо поддерживать постоянными режимные параметры.

Показателем эффективности данного процесса является степень очистки газа.

Для решения задачи построена одноконтурная система управления процессом электрической очистки газа. Выбран регулятор и построена математическая модель системы управления. На модели определены оптимальные параметры регулятора.

Выбраны приборы для основного контура регулирования.

1. Специальная часть

1.1 Расчёт передаточной функции объекта управления

Исходные данные: кривая разгона, величина входного воздействия в безразмерной форме (

=1800мм/ч).

В данном случае, кривая разгона объекта с самовыравниванием. Это объект с самовыравниванием , с динамическими свойствами сложного звена, являющегося сочетанием звена запаздывания и апериодического звена первого порядка.

Далее производим определение коэффициентов

и производится в следующей последовательности:

1. Определим по графику значение y1 ,y0

где y1-значение регулируемой величины, соответствующее новому состоянию равновесия. где

- значение регулируемой величины, соответствующее начальному состоянию равновесия.

2. Для определения

рассчитаем y2 ,y3; t1,t2 по формулам:

Для определения t1,t2 по значениям y2 ,y3 спроецируем на осьT.

T1=27мм T2=38мм

В соответствии с полученными значениями рассчитаем t1,t2 по формулам:

;

Подставим рассчитанные значения:

T0=1.25(t2-t1)=1.25(76-54)=27.5 (с)

3. Рассчитаем время запаздывания

:

=0,5(3t1-t2)=0.5(3*54-76)=43(с)

4. Для определения коэффициента К0, рассчитаем

∆φ

В соответствии с полученными значениями рассчитаем К0:

5. Проверяем достоверность найденных коэффициентов на графике опытной кривой, строим расчетную кривую, вычисляя ее точки по уравнению:

где t- текущее время.

Рассчитаем значение y:

=

Остальные расчёты точек по оси yвыполняются аналогично и заносятся в таблицу

Таблица 1

t	0	37	45	54	63	72	81
y	25.5	37.3	46.2	53	59.36	61.15	62.8

Построим расчётную кривую разгона по результатам расчёта представленных в таблице 1.

Вывод: По результатам построения видно, что расчётная кривая совпадает с опытной, поэтому считаем, что коэффициенты передаточной функции объекта определены верно.

6. Напишем дифференциальное уравнение:

1.2 Выбор регулятора и расчет его настроек

При выборе регулятора в первую очередь выбирается:

· Тип переходного процесса;

· Закон регулирования;

· Производится расчет настроек регулятора.

И на основании выше изложенного выбирается сам регулятор.

1.3 Выбор типового переходного процесса

Он выбирается в соответствии с требованиями технологического регламента к качеству процесса регулирования. В данном курсовом проекте условием к качеству процесса регулирования является регулирование без статической погрешности и с временем переходного процесса от 4 Тзап до 6 Т зап.

В связи с этим условием наиболее подходящим переходным процессом является переходной процесс с 20-% - ным перерегулированием. Он характеризуется более длительным регулирующим воздействием, чем при апериодическом переходном процессе и меньшей динамической погрешностью. Время регулирования увеличивается. В целом этот переходной процесс по своим показаниям занимает среднее положение между первым и третьим переходными процессами и допускается в качестве оптимального когда допустимо минимальное время первого полупериода колебаний степень затухания

.

Выбор закона регулирования зависит от качества работы САУ. Если есть ограничение по времени регулирования от 4

<tp<6 ,- то ПИД- регулятор.

Выбор производится в соответствие к качеству регулирования к достоинствам и недостаткам законов регулирования

- регулятор импульсного действия.

После выбора переходного процесса и закона регулирования рассчитываются настройки регулятора, используя формулы, подходящие под данный переходной процесс и закон регулирования.

ПИ-регулятор:

ПИД-регулятор:

1.4 Построение временной характеристики САУ по управляющему воздействию

Модулирование происходит в программе SamSim.

Рис. 1 структурные схемы переходных процессов с ПИ и ПИД регуляторами.