АСУ двухстадийного дробления замкнутого цикла (стр. 4 из 6)

Возможные отклонения ширины разгрузочной щели от заданного значения, как правило, своевременно устраняются обслуживающим персоналом

при профилактических осмотрах. Кроме того, изменение ширины разгрузочной щели в процессе эксплуатации настолько мало, что его влиянием можно пренебречь.

С учетом сделанных ограничений: структурная схема щековой дробилки как объекта автоматического регулирования производительности приведена на рис.4.1. в котором в качестве входного регулирующего воздействия рассматривается производительность питателя Qп, в качестве выходной регулируемой величины -производительность дробилки Qдр.

Рис 4.1. Структурная схема щековой дробилки как объекта автоматического регулирования.

Приняв параметры механического режима щековой дробилки крупного дробления (угол захвата α, ход подвижной щеки S) неизменными, отнесем к возмущающим воздействиям f изменение прочности σ и крупности D) исходного материала.

Уравнение материального баланса дробилки имеет вид

(4.1)

где Qп — производительность питателя; Qдp — производительность дробилки, или в операторной форме

(4.2)

где

, , - изображения Лапласа соответствующих величин.

Из уравнения (4.2) следует, что по каналу производительность питателя - запас материала в дробилке щековая дробилка является астатическим объектом. Дальнейшее исследование объекта связано с рассмотрением передаточной функции

, характеризующих соответственно взаимосвязь величин Qдр(s).

Производительность дробилки в переходных режимах определяется не всем запасом материала, находящегося в текущий момент в дробилке, а некоторым эффективным количеством материала

находящегося в непосредственном контакте с «призмой выпадения».

Исходя из этого объем материала можно представить в виде двух составляющих:

где -

запас материала в зоне предварительного дробления; - запас материала в зоне эффективного дробления.

Рис. 4.2. Физическая модель процесса дробления в щековой дробилке

Физическая модель такого процесса дробления приведена на рис. 4.2.

Исходя из принципа разделения запаса материала на две зоны и применения к отдельным зонам выражения материального баланса (4.1), учитывая при этом функциональную зависимость между производительностью и полным запасом материала

составлена система дифференциальных уравнений, характеризующих динамику процессов, протекающих в щековой дробилке (запаздывание в объекте не учитывается).

где Qпр — производительность в предварительной зоне дробления;

- нелинейные функции, определяемые экспериментально.

Структурная схема, соответствующая данной линеаризованной системе уравнений, представлена на рис. 4.3.

Из приведенной структурной схемы можно получить выражения передаточных функций, связывающих

Рис. 4.3. Структурная схема щековой дробилки

производительность дробилки с полным запасом материала m:

В разобранной структурной схеме щековой дробилки не учитывается чистое запаздывание, физическая природа которого связана с временем свободного падения горной массы с питателя в камеру дробления τ1 и временем свободного падения дробленого материала на конвейер, транспортирующий продукт, τ2. Однако это запаздывание необходимо учитывать. Пренебрегая изменением уровня материала на конвейере и запасом материала в камере дробления, можно принять τ1 и τ2 постоянными. С учетом выражений (4.3) и (4.4) можно записать:

(4.3)

(4.4)

Тогда передаточная функция по соответствующим каналам с учетом звеньев чистого запаздывания запишется так:

5. Расчет регулятора исследуемого объекта

Произведем расчет регулятора для системы, у которой производительность питателя на входе и дробилки на выходе. В качестве рассматриваемого объекта – щековая дробилка С-887, для которой

т/ч, =2.11 т, Т₁=60 с, T₂ = 30 c, τ₁ = 2 c, τ₂ = 1 c.

Передаточная функция объекта равна

После разложения экспоненты в ряд Паде получим:

=

Рис. 5.1. Переходный процесс системы.

5.1 Расчет регулятора методом РЧХ

Согласно этому методу, расчетные формулы для настроек регулятора замкнутой системы, представленной на рис. 5.2, получают из условия, аналогичного критерию Найквиста.

Если разомкнутая система имеет степень колебательности не ниже заданной, то замкнутая систем будет обладать заданной степенью колебательности в том случае, когда расширенная КЧХ разомкнутой системы

проходит через точку с координатами , т.е.

,

где

(1)

Уравнение (1) равносильно двум уравнениям, записанным относительно расширенных АЧХ и ФЧХ объекта и регулятора, а именно:

(2)

Для заданных частотных характеристик объекта и выбранного закона регулирования при решении системы уравнений (2) находят вектор настроек регулятора S, обеспечивающих заданную степень колебательности на каждой частоте.

Самыми распространенными регуляторами являются П, ПИ и ПИД поэтому рассчитаем коэффициенты для данных регуляторов и выберем из них по переходному процессу наиболее оптимальный.

Формулы для расчета коэффициентов регуляторов получают из системы:

П:

R(p)=s₁,

,

;

ω_р – находят при

=-180,