Автоматизация технологического процесса производства цемента с регулированием уровня загрузки (стр. 5 из 10)
| Хд | 0,0 | 1,0 | 2,0 | 3,0 | 4,0 |
| Yд | 1,4 | 0,4 | -0,6 | -1,6 | -2,6 |
По этим точкам построена прямая на рисунке 6
Рисунок 7 - Статическая характеристика датчика
3) Статическая характеристика регулятора описывается уравнением
(16) 
Таблица 10 Построение характеристики регулятора
| Хр | Yр |
| 0 | 0 |
| 2 | 4,2 |
По этим точкам построена прямая на рисунке 7
Рисунок 8 - Статическая характеристика регулятора
4) Статическая характеристика исполнительного механизма описывается уравнением
(17)Достаточно определить 2 точки, чтобы построить характеристику исполнительного механизма
Таблица 11 Построение характеристики исполнительного механизма
| Хим | Yим |
| 0 | 0 |
| 3 | 2,7 |
По этим точкам построена прямая на рисунке 8
Рисунок 9 - Статическая характеристика исполнительного механизма
5) Для определения общей статической характеристики цепи ОС – ДРИМ изобразим статические характеристики этих звеньев на общей плоскости.
В первом квадранте находится статическая характеристика датчика, во втором – регулятора, в третьем – исполнительного механизма.
Рисунок 10 - Статическая характеристика цепи ОС-ДРИМ
6) Для определения взаимосвязи между статическими характеристиками ОР и ДРИМ изобразим их в одной системе координат. В результате эти две статические характеристики пересекутся в точке А.
Рисунок 11 - Статические характеристики ОР и ДРИМ
7) Эта точка А называется рабочей . Угол пересечения этих прямых равен 620.
Из теории АСР известно: при пересечении двух статических характеристик под углом 60-90° система характеризуется хорошей устойчивостью.
7. РАСЧЕТ КАЧЕСТВА ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА
Частотный критерий Михайлова.
Этот частотный критерий позволяет судить об устойчивости замкнутой системы по поведению ее характеристического вектора на комплексной плоскости.
Характеристический вектор получают путем подстановки в выражение для характеристического полинома значения p=iω. На рисунке представлены входные и выходные величины в виде векторов на комплексной плоскости.
Рисунок 13 - Представление входных и выходных величин в виде векторов на комплексной плоскости
Важную роль при описании линейных систем играют частотные характеристики, характеризующие реакцию объекта или звена на входной гармонический сигнал.
Входная величина произвольной формы X(t) может быть представлена в виде суммы бесконечного числа синусоидальных колебаний, отличающихся амплитудами, частотой и фазой.
Если система линейна, то выходная величина Y(t) равна сумме гармонических колебаний, каждое из которых является реакцией системы на соответствующую гармонику на входе.
Функции частот (ω), описывающие изменения амплитуды и фазы гармонических колебаний при прохождении через линейную систему, называются частотными характеристиками системы.
Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) – это зависимость отношения амплитуды на выходе к амплитуде колебаний на входе от частоты.
(21)Фазочастотная характеристика (ФЧХ) – это зависимость разности фаз между выходными и входными гармоническими колебаниями от частоты.
(22)На рисунке показано прохождение установившихся гармонических колебаний через линейную систему.
Рисунок 14 - Прохождение установившихся гармонических колебаний через линейную систему.
Если в уравнении W(p) заменить p на iω , то получим характеристический вектор W(iω). При изменении ω от 0 до ∞ конец вектора W(iω) в комплексной плоскости вычертит кривую, называемую характеристической кривой или годографом.
По виду годографа можно судить об устойчивости системы.
По заданию был сделан расчёт устойчивости АСР, у которой передаточная функция
1.Построение годографа начинается с замены p на iω.
2.Получим частотную передаточную функцию
Умножим числитель и знаменатель на сопряженное значение знаменателя
3.Выделим в этом выражении действительную Re(ω) и мнимую Im(ω) составляющие. Получим
4.Построение годографа начинается с определения положения двух крайних точек
ω=0 и ω=∞
При ω=0 Re(0)=0,05 Im(0)=0 Получим т.А на действительной оси
При ω=∞ Re(∞)=0 Im(∞)
0 Получим т. В на действительной оси5. Re=0 Im=- 8 Получим т.С, где частота
6. Пусть Re=0,05 Тогда Im=0,01 Получим т.Д
7. Соединим все точки А
В С Д и получим 
Рисунок 15 – Годограф статического объекта
Сформулируем частотный критерий Михайлова:
Для устойчивости системы необходимо и достаточно, чтобы ее характеристический вектор при изменении частоты от0 до +∞ повернулся в положительном направлении (против часовой стрелки) начиная с положительной вещественной части на число квадрантов, равное порядку характеристического уравнения (n).
Т. к порядок характеристического уравнения равен 2 и вектор на рисунке повернут в положительном направлении на 2 квадранта, то система является устойчивой.
8 ВЫБОР ПРИБОРОВ И ОБОРУДОВАНИЯ
Рисунок 16 - Контуры регулирования
1. С помощью микрофонного устройства УМ-3М 1а контролируется уровень загрузки в первой камере сырьевой мельницы. Оно устанавливается вблизи неё (во втором межболтовом промежутке от начала мельницы со стороны падения шаров) таким образом, чтобы микрофонная головка размещалась в непосредственной близости от трубной поверхности мельницы и ось микрофона располагалась под углом 450 к горизонтали.
Второе такое микрофонное устройство УМ-3М 4а монтируется в зоне шламообразования на расстоянии 0,35-0,4 длины мельницы от её начала: при длине мельницы 12 м это расстояние составляет 4,3 м, при длине 15 м-6 м и т. д. Сигнал от микрофона воспринимается усилительно-преобразующим блоком УПБ – 2М.
2. Приборы автоматические следящего уравновешивания КСМ4, КСМ4И, КСП4-1в и 3б в данной схеме автоматизации, КСП4И, КСУ4 Государственной системы промышленных приборов и средств автоматизации (ГСП), предназначены для измерения силы и напряжения постоянного тока, а также неэлектрических величин, преобразованных в указанные выше электрические сигналы и активное сопротивление.
По виду входного сигнала приборы разделяются на группы:
-Приборы для измерения напряжения и силы постоянного тока — потенциометры (КСП4, КСП4И, КСУ4);
-Приборы для измерения активного сопротивления — мосты (КСМ4, КСМ4И).
По защищенности от воздействия окружающей среды и устойчивости к механическим воздействиям приборы разделяются на следующие исполнения:
-обыкновенное - по ГОСТ 12997—76;
-тропическое - по ГОСТ 17532—77;
-взрывобезопасное - (вид защиты — искробезопасная электрическая цепь) по ГОСТ 18311—72.
Приборы обыкновенного исполнения предназначены для работы в условиях, нормированных по ГОСТ 15150—69 для климатического исполнения "УХЛ" (обычного для групп приборов КСП4, КСП4И, КСМ4, КСМ4И, КСУ4) категории размещения 4.2, но при температурах окружающего воздуха от 5 до 50 °С и относительной влажности окружающего воздуха до 80%.
Приборы КСМ4И, КСП4И с искробезопасными измерительными цепями предназначены для работы в комплекте с серийно выпускаемыми первичными преобразователями, не имеющими собственного источника питания, сосредоточенных индуктивностей или емкостей, которые могут быть установлены во всех взрывоопасных помещениях и наружных установках, содержащих взрывоопасные концентрации смесей паров или газов с воздухом НА, ИВ, ПС категории, групп Т1, Т2, ТЗ, Т4, Т5 согласно классификации ГОСТ 12.1.011—78. Приборы КСМ4И, КСП4И устанавливаются только вне взрывоопасных помещений.
Технические параметры прибора:
Основная погрешность приборов по показаниям, выраженная в процентах от нормирующего значения, не превышает пределов допускаемых значений, равных ±0,25% или ±0,5%. За нормирующее значение для приборов КСП4, КСП4И, КСУ4 принимают: разность верхнего и нижнего предельных значений входного сигнала,