3. Статический анализ сар

3.1. Статическая точность регулирования

Моделируем переходные процессы в замкнутой САР для трех видов расходных характеристик при изменения нагрузки λ от 0 до 1, фиксируем установившееся значения регулируемой величины φ_∞. Строим статические характеристики САР φ_∞ =f(λ).

Рис. 9 Модель САР при 0; 50; 100% нагрузки

Вывод: при увеличении нагрузки, растет время переходных процессов, но не значительно, что приводит к не значительному увеличению статической ошибки.

3.2 Анализ влияния зазоров в регулирующих органах на статические свойства сар

В связи с наличием трения, зазоров, перекрывшей в звеньях (например, в измерителе, усилителе и т.д.) САР реагирует не на все изменения регулируемой величины. Наибольшее отклонение регулируемой величины, на которое система не реагирует, называется нечувствительностью ΔY_неч

Проведем опыт, введем зону нечувствительности перед ИМ, в модель САР, затем будем менять значения зоны нечувствительности от 0 до 4, т.е. симулируем зазоры в ИМ, после этого строим зависимость выходного значения модели САР от нечувствительности ИМ.

Рис. 10 Модель САР при ΔY_неч = 0; 0,2; 0,4

Вывод: Рост нечувствительности (зазоры), в моем случае, приводят к существенной статической ошибке процесса регулирования, что видно из графиков.

4. Влияние отдельных элементов регулятора на качество САР

4.1. Оценка влияния численных значений времени исполнительного механизма и инерционности датчика на показатели качества переходных процессов в заданной САР.

Фиксируем показатели качества переходных процессов при моделировании различных значений времени сервомотора и инерционности датчика.

Рис. 11 Модель САР при Т_им = 15; 25; 35.

Рис. 12. Модель САР при Т_д = 1; 5; 10.

4.2. Оценка влияния времени запаздывания датчика на устойчивость САР.

По мере роста запаздывания максимальное отклонение растет и показатель качества устойчивости ухудшается.

Рис. 13 АФЧХ при τ = 1; 2; 3 с.

Рис. 14. Модель САР при τ = 1; 2; 3 с.

4.3. Оценка влияния нечувствительности регулятора на свойства САР.

Вводим в структурную схему САР звено (к выходу Д и ИМ), моделирующее нечувствительность регулятора с шириной зоны от 0 до 0,2; получим переходные функции замкнутой САР.

Рост коэффициента нечувствительности приводит к росту статической ошибки процесса регулирования. Допускается, статическая ошибка процесса регулирования от 0 до 6 %.

Рис. 15 Модель САР при коэффициентах нечувствительности 0; 0,1; 0,2.

5. Инструкция по настройке и обслуживанию регулятора.

Эксплуатация средств автоматики заключается в поддержании в исправном состоянии и в готовности к действию, в подготовке и вводу в обслуживание во время действия, вывода из действия, в проведении периодических осмотров и ремонтов.

Приготовление и включение регулятора в работу:

1. Перед запуском двигателя и регулировкой регулятора должна быть проверена исправность топливных насосов и форсунок, а также отрегулированы фазы топливоподачи и нулевая подача. Необходимо также проверить легкость перемещения и отсутствие больших зазоров утяг привода топливных насосов двигателя.

2. Заполнить регулятор чистым маслом.

3. Установить ручку ограничителя нагрузки на деление «5» для предотвращения чрезмерной подачи топлива при пуске. Ручка управления оборотами настраивается на частоту вращения холостого хода двигателя. Первый запуск двигателя после замены или ремонта регулятора необходимо производить при снятой крышке регулятора, чтобы при необходимости можно было быстро снизить частоту вращения двигателя, надавив вниз на планку ограничителя нагрузки.

4.После подогрева масла в регуляторе проверить работу ограничителя нагрузки на максимальном и нулевом положениях. При установке ручки ограничителя нагрузки на «О» двигатель должен остановиться.

5.Произвести регулировку регулятора согласно указаниям в руководстве по обслуживанию.

Наблюдение за работой:

1. Во время работы регулятора необходимо следить за тем, чтобы:

• температура масла в нем не поднималась выше 80°С (353 К)*;

• уровень масла в регуляторе не опускался ниже нижней отметки на стекле;

• доливка масла производилась отфильтрованным маслом той же марки;

• внутрь регулятора не попадала грязь;

• подвижные соединения выходного вала с топливными насосами регулярно

• смазывались и ни в коем случае не окрашивались (пальцы, оси, шарниры);

• отсутствовали протечки масляных уплотнений всех ручек панели 72;

• отсутствовали ненормальные звуки в приводе;

• не были повреждены кабели к синхронизирующему двигателю и электрическомустоп-устройству;

• уставки по шкалам степени неравномерности и ограничения нагрузки находилисьв заданных пределах.

2. При выборе масла для регулятора необходимо руководствоватьсярекомендациями фирмы.Так, врегуляторах двигателей Зульцер 6ТД56должны применяться чистые минеральные масла, безмеханических примесей и воды. Они не должны пениться, образовывать нагар прибольшой температуре и не должны давать никаких отложений при нагаре. Эти масла недолжны иметь присадок и должны оставаться прозрачными при длительном хранении.По рекомендации фирмы масло, применяемое в регуляторе, должно иметь прирабочей температуре вязкость 20 - 22 сСт.

Выключение из действия:

Выключение осуществляется в порядке, обратном включению. Регулятор выключается из действия автоматически при остановке обслуживаемых им механизмов.

Возможные неисправности и способы их устранения:

Неудовлетворительная работа двигателя не всегда является следствием неисправности регулятора. Поэтому при возникновении неисправностей в работе двигателя необходимо в первую очередь проверить:

• стабильность нагрузки двигателя;

• равномерность распределения нагрузки по цилиндрам, чтобы убедиться, что колебания частоты вращения не вызваны неправильной регулировкой двигателя;

• исправное состояние форсунок двигателя и его топливных насосов; убедиться в том, что нет пропусков вспышек.

Одним из способов проверки неисправного регулятора на судне является замена его на заведомо исправный регулятор. Нормальная работа двигателя укажет нанеисправность замененного регулятора, который при невозможности ремонта на местенеобходимо отправить для ремонта на специализированное предприятие.

Неправильная работа регулятора может быть также следствием неправильногоподбора регулятора к данному двигателю. В случае малого времени разгона двигателямогут возникнуть большие колебания оборотов при установкерегулятора Р13 Н. Поданным фирм, ремонтирующих регуляторы фирмы, двигатель будет хорошоработать с регулятором Р13 Н, если при статизме в 2% время разгона двигателя будетсоставлять не менее 1 с.

При заказе запасных частей необходимо указать:

• номер серии регулятора;

• номер бюллетеня вашего регулятора;

• номер или название детали по табл. или по бюллетеню вашего регулятора.

При заказе деталей к синхронизирующему двигателю необходимо указать.

• номер электродвигателя и номер регулятора;

• напряжение электродвигателя;

• номер и название детали или ее описание согласно спецификации насинхронизирующий двигатель.

Настройка ПИ - регулятора:

1. Установите интегральную и дифференциальную составляющие в ноль. Задавайте максимум скорости и наблюдайте за реакцией системы.

2. Увеличьте пропорциональную составляющую и повторите шаг 1. Продолжайте до тех пор, пока не начнется автоколебательный процесс в районе точки задания скорости.

3. Уменьшайте пропорциональную составляющую, пока система не станет стабильной. Колебания станут затухающими.

4. Установите пропорциональную составляющую примерно на 15% ниже этого устойчивого пункта.

5. Задавайте ступенчато максимальную скорость; увеличивайте интегральную составляющую до тех пор, пока не начнутся затухающие колебания скорости перед стабилизацией. Уменьшайте интегральную составляющую до тех пор, пока система не достигнет заданной скорости без колебаний или ошибки.

6. Проверьте систему на стабильность, задавая ступенчато различные значения скорости, чтобы гарантировать, что при наихудшей отработке задания система является стабильной.

Список используемой литературы:

1. В. И. Королёв. Лабораторный практикум по судовой автоматике.

2. Лазарева Т.Я., Мартемьянов Т.Ф. Основы теории автоматического управления.

3. Самсонов Л.А. Основы автоматики. Системы автоматического регулирования.

4. Печененко В.И., Козьминых Г.В. Основы автоматики и комплексная автоматизация судовых пароэнергетических установок.

5. Ланчуковский В.И., Козьминых А.В. Автоматизированные системы управления судовых дизельных и газотурбинных установок.

16