Автоматична система управління гасильного апарату (стр. 2 из 4)

В більшості АСУ ТП головною задачею являється отримання певних техніко-економічних результатів:

- збільшення продуктивності праці;

- зниження втрат;

- економія енергетичних ресурсів;

- зниження собівартості продукції;

- підвищення ритмічності виробництва.

В цілому використовуються такі критерії для організації управління АСУ ТП:

- стабілізація на заданих значеннях змінних;

- забезпечення заданих параметрів вихідних продуктів;

- максимізація економічного ефекту виробництва;

- мінімізація витрат сировини.

При постановці задач оптимізації разом з критеріями повинні бути задані обмеження на всі ті параметри і змінні, які беруть участь у технологічному процесі.

Обмеженнями називають області допустимих змін параметрів, що визначають функціонування технологічного процесу. Обмеження проводиться з урахуванням мінімальної кількості продукції, яка в будь-якому випадку повинна бути вироблена.

У процесі отримання густини вапняного молока на заданому рівні критерієм управління є стабілізація витрати води на гасіння.

Вапногасильний апарат, як об’єкт автоматизації, має такі показники якості перехідного процесу: ємність, запізнення, самовирівнювання.

Ємність – можливість об’єкта накопичувати речовину.

Запізнення – час з моменту внесення збурення в систему (зміна витрати води) до моменту зміни вихідної величини (зміна густини вапняного молока).

Самовирівнювання – властивість об’єкта самостійно, без зовнішніх впливів, встановлювати нове значення вихідної величини (при зміні витрати води встановлюється нове значення густини вапняного молока).

3. РОЗРОБКА СТРУКТУРИ СИСТЕМИ ТА РОЗРАХУНОК ЇЇ ПАРАМЕТРІВ

3.1 Завдання об'єкта регулювання

Задано об'єкт у вигляді диференціальних рівнянь

- стала часу;

- відхилення вихідної величини від початкового(нульового,заданого) значення;

- коефіцієнт передачі і-ї ємності об'єкта за каналом клерувальної дії;

- зміна керувальної дії прикладеного і-тої ємності об'єкта;

- коефіцієнт передачі і-ї ємності за каналом збурення;

- зміна збурюючого впливу, прикладеного до і-ї ємності об'єкта;

, - коєфіцієнт передачі відповідно від попередньої та наступної ємностей;

τ- час.

За умовою задачі дано такі вихідні дані:

=20; =1; =0.5; =1; =0; =30;

=35; =0; =0; =0.2; =0;

=25; =0; =0.5; =0.9; =30;

3.2 Аналіз властивостей об'єкта

Аналіз властивостей об'єкта регулювання складається з визначення його статичних та динамічних характеристик за каналами управління та збурюючи впливів.

Для виконання даного аналізу потрібно визначити передаточні функції кожної ємності даного об'єкта за каналами різних впливів, скласти структурну схему об'єкта та визначити його еквівалентні передаточні функції за каналами управління та збурення

Розрахунок

За вище наведеним розрахованим диференціальним рівнянням будуємо структурну схему об'єкта:

Мал. 3.1 Вихідна структурна схема об'єкту

Будуємо криву розгону за каналом управління

Рисунок3.2 Крива розгону об'єкта управління

За виглядом структурної схеми визначаємо еквівалентні передаточні функції об'єкта за каналами управління

Після розрахунку передаточної функції будуємо криву розгону, якщо розрахунки правильні то два побудованих графіки повинні наложитись:

Рисунок 3.3 Вихідна структурна схема об’єкта регулювання

Рисунок 3.4 Графік перехідної характеристики об’єкта за каналом управління

Щоб отримати криву розгону за каналами збурення потрібно переробити схему подачі ступеневого сигналу, тобто потрібно подати його на

, і відключити від каналу управління .

Рисунок 3.5 Структурна схема об'єкта регулювання

Рисунок3.6 Крива розгону за каналами збурення

Визначаємо основні параметри об'єкту регулювання за (рисунком 2.2), а це такі параметри як Т-постійна часу, τ-запізнення, к-коефіцієнт передачі об'єкту.

Рисунок3.7 Дослідження кривої розгону.

Отже, за каналами управління

параметри об'єкта регулювання такі: Т=130сек; τ=20сек; к = 1,125

Статичні характеристики об'єкта визначаються за відповідними передаточними функціями або за диференціальним рівнянням об'єкта з урахуванням початкових умов. Оскільки в статичному стані об'єкта всі похідні вхідних впливів та вихідних величин дорівнюють нулю, зображення вихідних похідних у передаточних функціях (р³, р², р, і т.д.) також прирівнюються до нуля.

ΔXвх	0	1	2	3
ΔXвих	0	0,9	1,8	2,7

ΔXвх	0	1	2	3
ΔXвих	0	0,5	1	1,5

ΔXвх	0	1	2	3
ΔXвих	0	0,5	1	1,5

Рисунок 3.8 Структурна схема побудови статичних характеристик об'єкта управління

Рисунок3.9 Статичні характеристики об'єкта управління

Побудова частотних характеристик здійснюється аналогічно побудові статичних характеристик. Частотні характеристики також будуються розв’язанням диференціального рівняння або ж моделюванням в програмі VisSim. Якщо збурюючи або керуючі дії, що впливають на об’єкт, задані тільки у вигляді ступінчастих стрибкоподібних сигналів, визначаються криві розгону ( перехідні функції об’єкта за відповідними каналами. Якщо ж ці дії змінюються в певному діапазоні частот, розраховуються частотні характеристики об’єкта за відповідними каналами.