(2.3.5)

Переходная функция h(t), соответствующая реакции замкнутой системы с передаточной функцией

на единичную ступенчатую функцию 1(t), находится по ее изображению с помощью обратного преобразования Лапласа.

(2.3.6)

Обратное преобразование Лапласа проведено с использованием программы Mathcad 2000.

(2.3.7)

Рис.3.3.1. Реакция замкнутой системы на единичное ступенчатое воздействие.

По графику переходного процесса (рис.2.3.1) можно определить время регулирования - 21 с. Перегулирование σ = 0. Переходный процесс монотонный.

Раздел 3. расчет регулятора уровня

3.1. Снятие и аппроксимация кривой разгона

Кривая разгона была снята при изменении управляющего воздействия, расхода химочищенной воды, от номинального

= 3 т/ч до F = 3.3. т/ч. Значения для построения кривой разгона приведены в таблице 3.1.1.

Таблица 3.1.1. Значения кривой разгона.

t, c	0	20	26	30	34	39	45	52	60	72	100
L, см	120	121	122	123	124	125	126	127	128	129	130

Передаточная функция по экспериментально снятой кривой разгона определяется также, как и в разделе 3.1.

По приведенным в табл.3.1.1. данным, строится кривая разгона (рис.3.1.1). Из рисунка следует, что за конечное значение уровня L можно принять давление 130 см, а полученное экспериментально время запаздывания равно

= 12 с. Проведя касательную к точке перегиба кривой разгона, определяется

= 6 с,

= 40 c, отношение

=0.15.

Сравнивая это значение с данными табл. II.3 [1], объекту присваивается 2-й порядок.

Поскольку порядок объекта выше первого, определяется постоянная времени входящих в него апериодических звеньев.

Для объекта 2-го порядка вычисляется значение Т

(3.1.1)

Значение времени запаздывания

(3.1.2)

Определяется значение условного времени запаздывания

(3.1.3)

Окончательное значение времени запаздывания τ

(3.1.4)

Коэффициент усиления объекта k находится исходя из соотношения

(3.1.5)

L – установившийся уровень после проведения эксперимента, мм;

- уровень до проведения эксперимента, мм;

= 3 т/ч – расход воды до проведения эксперимента;

= 3,3 т/ч – расход воды после проведения эксперимента.

Искомая передаточная функция объекта управления определяется по (2.1.6)

(3.1.6)

Чтобы показать соответствие найденной передаточной функции объекта его переходной характеристике h(t), а затем и кривой разгона

при нанесенном возмущении, нужно умножить передаточную функцию (2.1.7) на изображение возмущения 1(t). Получим изображение выходной величины, по которому с помощью зависимостей, приведенных в табл. II.1 [1], а также, учитывая свойства запаздывания в области вещественного переменного (см. Приложение 1, формула (11) [1]), можно найти соответствующий объекту оригинал (2.1.8).

После подстановки числовых значений выражение (2.1.8) принимает вид

(3.1.7)

Кривую разгона объекта управления находят из зависимости

(3.1.8)

Откуда

(3.1.9)

По расчетному выражению зависимости (3.1.9), значения которой приведены в табл.3.1.2, строится график аппроксимированного переходного процесса. Он изображен пунктиром на рис.3.1.1.

Таблица 3.1.2. Значения аппроксимированной кривой разгона.

t, c	0	2.0	2.6	3.0	3.4	3.9	3.5	5.2	6.0	7.2	10.0
L,cм	120.0	121.2	122.4	123.1	123.8	123.6	125.7	126.8	127.5	128.4	129.3

Точность аппроксимации объекта передаточной функцией (2.1.7) оценивается по формуле (2.1.12) [3].

Точность аппроксимации удовлетворяет требованиям инженерных расчетов.

3.2. Выбор типа регулятора уровня и определение его параметров

По номограмме рис.5 [3] выбираем ПИ-регулятор.

Параметры настройки регулятора уровня определяются также, как у регулятора давления.

Строится АФЧХ объекта управления (рис.3.2.1), а затем АФЧХ

Рис.3.2.1. АФЧХ объекта управления.

разомкнутой системы при нескольких значениях времени изодрома (рис.3.2.2).

Рис.3.2.2. АФЧХ разомкнутой системы.

Значения предельных коэффициентов передачи регулятора при различных значениях времени изодрома приведены в таблице 3.2.1.

Таблица 3.2.1. Предельные значения коэффициента передачи регулятора.

	R
0.7	59	0.017
1.0	39	0.026
1.5	26	0.039
2.0	19	0.054
2.5	16	0.064

Оптимальные параметры настройки регулятора уровня:

= 0,7 с,

= 0.017.

3.3. Анализ качества замкнутой системы

Анализ качества замкнутой системы с регулятором уровня проводится аналогично 2.3. Строится график переходного процесса с помощью обратного преобразования Лапласа (рис.3.3.1).

Передаточная функция замкнутой системы имеет вид

(3.3.1)

Переходная характеристика

(3.3.2)

Рис.3.3.1. График переходного процесса.

Заключение

В данном курсовом проекте была произведена автоматизация сушильно-промывной линии типа ЛПС-120 в соответствии с современными стандартами.

Был произведен выбор элементной базы для автоматизации производства. При использовании выбранной элементной базы достигается линейность характеристик системы, высокая степень агрегативности, легкость управления, высокая чувствительность, малая себестоимость, высокая надежность, эргономичность.

В ходе выполнения курсового проекта разработаны схема функциональная, выполнен эскиз щита системы автоматизации.

Были выбраны оптимальные настройки регулятора.

Список литературы

1. Бельцов В.М. – Оборудование для отделки хлопчатобумажных тканей. – М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1982. – 352 с.

2. Малышков М.М. и др. – Автоматизация красильно-отделочного производства – М.: Легкая индустрия, 1976. – 280 с.

3. Беленький Л.И. и др. – Автоматическое управление технологическими процессами отделочного производства – М.: Легпромбытиздат, 1990. - 208 с.: ил.

4. Климов В.А., Архипов А.В., Бардачев Ю.Н. и др. – АСУТП в текстильной и легкой промышленности – М.: Легпромбытиздат, 1986. –256 с.

5. Майзель М.М., Пятов Л.И. Автоматизация производственных процессов легкой промышленности. Учебное пособие для вузов. М., "Машиностроение", 1973. – 320 с.

6. http: // www. atmel. com/literature

7. http: // www. samson. de

8. http: // www. metran. ru