8 Билет

1. Многоконтурные системы регулирования соотношения двух параметров (следящие системы). Структурная схема. Технологический пример.

Многоконтурные системы регулирования

Многие объекты химической технологии обладают существенным запаздыванием и характеризуются значительными возмущениями. Использование одноконтурных систем при автоматизации таких объектов не позволяет обеспечить высокого качества регулирования. Поэтому для повышения качества регулирования этих объектов используют более сложные АСР.

Системы регулирования соотношения

Системы регулирования соотношения относятся к следящим системам (задание, связанное с работой системуы заранее не известно, а формируется в самом процессе). Так, исходная смесь и флегма должны поступать в ректификационную колонну в определенном соотношении. При этом ведущей технологической величиной является расход смеси, а ведомой — расход флегмы. Это реализуется с помощью регулятора соотношения, который воздействует на расход флегмы. Аналогично регулируют соотношения следующих расходов: топливо и воздух в процессах горения; два вещества, подаваемые в химический реактор; сырье и пар, подаваемые в трубчатые печи пиролиза углеводородов, и др.

Иногда используют схемы регулирования, в которых предусмотрено изменение соотношения двух расходов в зависимости от текущего значения третьей технологической величины. Например, соотношение расходов топливного газа и воздуха, подаваемых в трубчатую печь, корректируют по содержанию кислорода в дымовых газах.

Пример: исходная смесь и флегма должны поступать в ректифик. колонну в опред соотношении, при этом ведущей технологической величиной является расход исходной смеси, а ведомой – расход флегмы. Это реализуется с помощью регулятора соотношения, который воздействует на расход флегмы.

Аналогично регулируется соотношение следующего расхода: топлива и воздуха в процессе горения; двух веществ, подаваемых в хим. Реактор.

Иногда используют схему регулирования, в которой предусмотрено изменение соотношения двух расходов в зависимости от текущего значения третьей величины. Например, соотношение расходов топлив газа и воздуха, подаваемых в трубчатую печь корректируется по содержанию кислорода в дымовых газах.

2Й вопрос: Свойства динамической системы. Понятие управляемости. Определение 2х видов управляемости систем. Определение управляемости по Калману. Пример оценки управляемости системы.

Управление — это целенаправленное воздействие на объект, которое обеспечивает его оптимальное (в определенном смыс­ле) функционирование и количественно оценивается величиной критерия (показателя) качества. Критерии могут иметь техно­логическую или экономическую природу (производительность технологической установки, себестоимость продукции или т. п.).

Динамическое звено. Проходя такое звено, входной сигнал jc_bx изменяет сигнал на выходе лг_вых по форме и величине (в не-жоторых случаях только по величине).

В основу классификации звеньев положены соответствую­щие уравнения динамики. Переходные процессы систем регули­рования (пневматических, электрических, механических и др.), ;имеющих разную физическую природу и различное конструк­тивное оформление, но обладающих одинаковыми динамиче­скими свойствами, подобны. Поэтому каждая такая система «описывается одним или несколькими одинаковыми звеньями.

Большинство звеньев обладает направленностью действия '(детектирующее свойство). Сигнал проходит через них только да одном направлении — с входа звена на его выход, в обрат­ном направлении звено сигнал не пропускает. Например, из­менение температуры рабочего спая термоэлектрического преобразователя приводит к изменению термоэлектродвижущей силы на его свободных концах.

По возмущению. При регулировании по возмущению (рис. 1-2, б) регулятор АР_В получает информацию о текущем значении основного возмущающего воздействия z\. При изме­нении его и несовпадении с номинальным значением и_в регулятор формирует регулирующее воздействие х, направляе­мое на объект. В системах, действующих по возмущению, сиг­нал регулирования проходит по контуру быстрее, чем;в систе­мах, построенных по принципу отклонения, вследствие чего возмущающее воздействие может быть устранено еще ^!до появ­ления рассогласования.

Однако реализовать регулирование по возмущению для большинства объектов химической технологии практически не представляется ;возможным, так как это тре­бует учета влияния всех возмущений объекта (г₂, г₃, ...), чис­ло которых, как правило, велико; кроме того, некоторые из них не могут быть оценены количественно. Например, измере­ние таких возмущений как изменение активности катализато­ра, гидродинамической обстановки в аппарате, условий теп­лопередачи через стенку теплообменника и многих других на­талкивается на принципиальные трудности и часто неосущест­вимо. Обычно учитывают основное возмущение, например, по

Принципиальные схемы ре­гулирования по отклонению (а), по возмущению (б) и по домбинирован-ному принципу (в).