- •Ответы на вопросы второго коллоквиума по дисциплине «Системы управления»
- •Необходимость и значение автоматизации производства в химической промышленности
- •Технологический объект управления, его входные и выходные величины
- •Понятие о нормальном технологическом режиме
- •Задачи управления
- •Системы автоматизации
- •Местный контроль и ручное управление
- •Дистанционный контроль
- •Системы автоматического регулирования (аср)
- •Структурная схема аср
- •Характеристика отдельных элементов
- •Понятие об объектах регулирования (ор)
- •Объекты с сосредоточенными и распределенными параметрами
- •Управляемые и управляющие величины объектов
- •Статические и динамические режимы ор
- •Уравнения статики и динамики; статические и динамические характеристики
- •Линеаризация нелинейных характеристик
- •Чувствительность информационных каналов ор
- •Задачи, решаемые с использованием статических и динамических характеристик
- •Самовыравнивание как свойство объектов регулирования
- •Степень самовыравнивания. Ее влияние на вид динамической характеристики объекта
- •Устойчивые и нейтральные объекты
- •Емкость как свойство ор и характеристика инерционных свойств ор
- •Время разгона
- •Влияние емкости на вид динамической характеристики ор Одно-, двух- и многоемкостные объекты
- •Запаздывание как свойство ор. Время запаздывания
- •У равнения динамики и динамические характеристики устойчивых и нейтральных объектов с запаздыванием
- •Уравнения динамики и динамические характеристики объектов регулирования 1-го и 2-го порядка
- •Связь между структурой уравнения динамики объекта и его свойствами. Пример
- •Аналитическое определение свойств ор
- •Состав математической модели ор
- •Модели статики и динамики
- •Последовательность составления уравнений динамики ор
- •Составление уравнения динамики и нахождение динамической характеристики гидравлического резервуара со свободным сливом жидкости
- •Составление уравнения динамики и нахождение динамической характеристики гидравлического резервуара, жидкость из которого откачивается центробежным насосом
- •Экспериментальное определение свойств ор
- •Пример определения свойств объекта по кривой разгона
- •Аппроксимация объектов второго порядка
- •Автоматические регуляторы (ар). Определение
- •Структурная схема
- •Классификация ар по наличию и виду подводимой энергии, регулируемой величине, характеру действия, характеру регулирующего воздействия, закону регулирования
- •Позиционные регуляторы. Их особенности
- •Статическая и динамическая характеристики
- •Переходный процесс и критерии качества регулирования в системах с позиционными регуляторами
- •Работа пи-регулятора в замкнутом контуре
- •Работа пид-регуляторов в замкнутом контуре
- •Преимущества и недостатки, область применения
- •Исполнительные устройства
- •Исполнительные механизмы и регулирующие органы. Их виды
- •Составление уравнения динамики и нахождение переходной характеристики аср, состоящей из устойчивого объекта регулирования 1-го порядка без запаздывания и п-регулятора
- •Составление уравнения динамики и нахождение переходной характеристики аср, состоящей из устойчивого объекта регулирования 1-го порядка без запаздывания и пд-регулятора
- •Составление уравнения динамики и нахождение переходной характеристики аср, состоящей из устойчивого объекта регулирования 1-го порядка без запаздывания и пи-регулятора
- •Типовые динамические звенья
- •Уравнения динамики, переходные характеристики, передаточные функции звеньев
- •Изображение приборов и средств автоматизации на функциональных схемах.
- •Основные условные обозначения
- •Регулируемые величины и функциональные признаки приборов
- •Примеры
- •Развернутый и упрощенный варианты построения условных графических обозначений систем регулирования
- •Автоматизация центробежных и поршневых насосов и компрессоров
- •Цель автоматизации насосов
- •Составить и обосновать схему регулирования указанных объектов управления
- •Цель автоматизации компрессоров
- •Составить и обосновать схему регулирования указанных объектов управления
- •29 Автоматизация теплообменников смешения и поверхностных теплообменников
- •Технологический объект управления – выпарная установка. Сформулировать цель автоматизации
- •Составить и обосновать схему регулирования основных технологических переменных, используя одноконтурные аср.
- •Технологический объект управления – барабанная прямоточная сушилка, в которой сушильным агентом являются топочные газы
- •Сформулировать цель автоматизации
- •Составить и обосновать схему регулирования основных технологических переменных, используя одноконтурные аср
- •Технологический объект управления – ректификационная установка
- •Составить и обосновать схему регулирования основных технологических переменных, если целевым продуктом является дистиллят, используя одноконтурные аср
- •Технологический объект управления – ректификационная установка
- •Составить и обосновать схему регулирования основных технологических переменных, если целевым продуктом является кубовая жидкость, используя одноконтурные аср
- •Технологический объект управления – абсорбционная установка
- •Составить и обосновать схему регулирования основных технологических переменных, если целевым продуктом является обедненный газ, используя одноконтурные аср
- •Технологический объект управления – абсорбционная установка
- •Составить и обосновать схему регулирования основных технологических переменных, если целевым продуктом является насыщенный абсорбент, используя одноконтурные аср
Экспериментальное определение свойств ор
Экспериментальный метод состоит в определении характеристик реального объекта путем постановки на нем специального эксперимента. Метод достаточно прост, обладает малой трудоемкостью, позволяет достаточно точно определить свойства конкретного объекта. Вместе с тем, он требует оснащения изучаемого объекта экспериментальной аппаратурой и проведения специальных исследований. При экспериментальном методе невозможно выявить функциональные связи между свойствами перерабатываемых и получаемых веществ, режимными показателями технологического процесса и конструктивными характеристиками объекта. Этот недостаток не позволяет распространить на другие однотипные объекты результаты, полученные экспериментальным методом.
Схема установки и методика проведения эксперимента
Пример определения свойств объекта по кривой разгона
Уравнения динамики нейтрального и устойчивого объектов 1-го порядка с запаздыванием имеют вид
Аппроксимация объектов второго порядка
Автоматические регуляторы (ар). Определение
Автоматическим регулятором называется устройство, обеспечивающее в системах автоматического регулирования поддержание технологической величины объекта, характеризующей протекание в нем процесса около заданного значения путем воздействия на объект.
Заданное значение может иметь постоянную величину (в системах стабилизации) или изменятся по определенной программе (в системах программного регулирования).
Структурная схема
Классификация ар по наличию и виду подводимой энергии, регулируемой величине, характеру действия, характеру регулирующего воздействия, закону регулирования
По наличию подводимой энергии:
АР прямого действия,
АР непрямого действия.
У АР прямого действия для срабатывания регулирующего органа исполнительных устройств используется энергия технологического потока. У АР непрямого действия для этого используется энергия внешнего источника. АР прямого действия всегда просты по конструкции, но не обеспечивают высокого качества регулирования: регулируемая величина заметно отклоняется от заданного значения. АР непрямого действия позволяют обеспечивать высокое качество регулирования.
АР непрямого действия по виду подводимой энергии подразделяются на:
Гидравлические,
Электрические,
Пневматические.
В гидравлических АР используется трансформаторное масло под давлением 0,6-0,8 МПа. Применяются гидравлические АР в тех случаях, когда необходимо создать большое усилие (например, в прессах).
Электрические АР – высокоточные и быстродействующие, позволяют передавать сигнал на большие расстояния. НО взрыво- и пожароопасны. Это ограничивает их применение в химической промышленности.
Пневматические АР используют сжатый воздух с давлением 0,14 МПа. Взрыво- и пожаробезопасны. Быстродействующи и устойчивы. Ограничение по расстоянию = 300 м.
По виду регулируемой величины:
АР температуры,
АР давления,
АР расхода,
АР уровня,
АР концентрации,
АР влажности.
По характеру действия:
АР с прямой характеристикой,
АР с обратной характеристикой.
У первых – возрастание входного сигнала обусловливает увеличение выходной величины, а у вторых – наоборот.
По характеру регулирующего воздействия:
Непрерывного действия,
Прерывистого действия.
У АР непрерывного действия непрерывному изменению входной величины соответствует непрерывное изменение его выходной величины.
У АР прерывистого действия непрерывному изменению входной величины соответствует прерывистое изменение выходной величины. Такие АР делятся на позиционные и импульсные.
Регуляторы непрерывного действия различают по законам регулирования:
Пропорциональные,
Интегральные,
Пропорционально-интегральные,
Пропорционально-дифферециальные,
Пропорционально-интегрально-дифференциальные.
