5.4. Дослідження перехідних процесів в сар при оптимальних параметрах настроювання під-регулятора

Моделювання автоматичної системи регулювання температури молокана виході з теплообмінника здійснюється за допомогою ЕОМ, застосовуючи метод структурного моделювання. Моделювання CAP проводиться з допомогою програмного пакету Matlab. Синтез системи регулювання здійснюється шляхом використання типових структурних ланок.

Функція передачі об’єкту регулювання за регулюючою дією:

Функція передачі об’єкту регулювання за збуренням:

Функція передачі ПІД-регулятора:

Маючи параметри настроювання ПІД-регулятора в бібліотеці Simulink складаю модель САР і досліджую її при дії максимальної стрибкоподібної зміні регулюючої дії на 8%, стрибкоподібній зміні завдання на 10⁰С та зміні збурення на 5000 м³/год, де за збурення взято витрату ВВГ, дихлоретану, дистильованої води та стабільного гідрогенізату.

Змоделюємо структурну схему процесу регулювання в Simulink при знайдених оптимальних параметрах:

Рис.5.9. Структурна схема САР із ПІД-регулятором

Досліджую САР при стрибкоподібній зміні завдання на 5000 м³/год:

Рис.5.10. Графік кривої розгону САР із ПІД-регулятором при стрибкоподібному збуренні витрати газосировинної суміші (5000м³/год)

Час регулювання = 691 с. при максимальному значенні в 900 с. Максимальне динамічне відхилення А1=13,05 ^ОС при максимальному значенні в 17 ^ОС. Допустима похибка регулювання ^ОС. Коефіцієнт заникання ψ=(13,05-0,67)/13,05=0,94. Ступінь коливальності m =0,3.

Досліджую САР при стрибкоподібній зміні по регулюючої дії на 8%:

Рис.5.11. Графік кривої розгону САР із ПІД-регулятором при стрибкоподібній зміні регулюючої дії (8% ходу РО)

Час регулювання =664,4 с. при максимальному значенні в 900 с. ;

Максимальне динамічне відхилення А1=16,16 ^ОС при максимальному значенні в 17 ^ОС; Допустима похибка регулювання ^ОС. Коефіцієнт заникання ψ=(16,16-0,45)/16,16=0,97. Ступінь коливальності m =0,3.

Досліджую САР при стрибкоподібній зміні завдання на 10⁰С:

Рис.5.12. Графік кривої розгону САР із ПІД-регулятором при стрибкоподібній зміні завдання регулятора (10⁰С)

Час регулювання =620,7 с. при максимальному значенні в 900 с. ;

Максимальне динамічне відхилення А1=3,66 ^ОС при максимальному значенні в 17 ^ОС; Допустима похибка регулювання ^ОС. Коефіцієнт заникання ψ=(3,66-0,15)/3,66=0,95. Ступінь коливальності m =0,3.

Висновок: система автоматичного регулювання температури газосировинної суміші на вході в реактор Р-2 з оптимальними параметрами настроювання ПІД-регулятора забезпечує вимоги технологічного регламенту до якості регулювання. Дослідження перехідних процесів каналами регулюючої та збурюючої дії показали, що максимальне динамічне відхилення в цих процесах не перевищує допустимого 2,5^оС, і час регулювання не перевищує допустимі – 900 с.

Розділ 6.ОПИС ФУНКЦІОНАЛЬНОЇ СХЕМИ АВТОМАТИЗАЦІЇ

На аркушах №1,2 реалізовано такий обсяг автоматизації:

1.Система автоматичного регулювання температури газосировинної суміші на вході в реактор Р-2.

2.Система автоматичного регулювання температури газопродуктової суміші на вході в реактор Р-3.

3.Система автоматичного регулювання температури газопродуктової суміші на вході в реактор Р-4.

4.Система автоматичного регулювання температури на вході в сепаратор С-4 зміною подачі холодоагента.

5.Система автоматичного регулювання тиску в сепараторі С-4.

6.Система автоматичного регулювання рівня в сепараторі С-4 зміною витрати рідкої фази.

7. Система автоматичного регулювання рівня в сепараторі С-6 зміно ю витрати нестабільного каталізату.

8. Система автоматичного регулювання тиску в сепараторі С-5.

9. Система автоматичного регулювання тиску в трубопроводі подачі паливного газу до печі П-2,3.

10. Система автоматичного регулювання витрати стабільного гідрогенізату зміною частоти обертів двигунів насосів Н-7,8.

11. Система автоматичного регулювання витрати водневмісного газу в піч П-3 на осушування.

12. Система автоматичного регулювання температури водневмісного газу з печі П-3 зміною подачі паливного газу в піч П-3.

13. Система автоматичного регулювання витрати водню.

• Контур регулювання температури газосировинної суміші на вході в реактор Р-2:

Вимірюється температура газосировинної суміші термоперетворювачем опору Sitrans TН100 (3-1) з уніфікованим струмовим вихідним сигналом 4 – 20 мА. Отриманий сигнал надходить на аналоговий вхід мікропроцесорного контролера М340, де здійснюється опрацювання сигналу за заданою програмою. Керуючий сигнал з регулятора надходить на електропневматичний перетворювач Samson 3767 (3-2), що в свою чергу подає сигнал на пневматичний клапан Samson 3241-7 з пневмоприводом типу 3277 (3-3), змінюючи подачу паливного газу в конвекційну та радіантну камери печі П-2

• Контур регулювання температури газопродуктової суміші на вході в реактор Р-3:

Вимірюється температура газопродуктової суміші термоперетворювачем опору Sitrans TН100 (6-1) з уніфікованим струмовим вихідним сигналом 4 – 20 мА. Отриманий сигнал надходить на аналоговий вхід мікропроцесорного контролера М340, де здійснюється опрацювання сигналу за заданою програмою. Керуючий сигнал з регулятора надходить на електропневматичний перетворювач Samson 3767 (6-2), що в свою чергу подає сигнал на пневматичний клапан Samson 3241-7 з пневмоприводом типу 3277 (6-3), змінюючи подачу паливного газу в третю камеру

• Контур регулювання температури газопродуктової суміші на вході в реактор Р-4:

Вимірюється температура газопродуктової суміші термоперетворювачем опору Sitrans TН100 (9-1) з уніфікованим струмовим вихідним сигналом 4 – 20 мА. Отриманий сигнал надходить на аналоговий вхід мікропроцесорного контролера М340, де здійснюється опрацювання сигналу за заданою програмою. Керуючий сигнал з регулятора надходить на електропневматичний перетворювач Samson 3767 (9-2), що в свою чергу подає сигнал на пневматичний клапан Samson 3241-7 з пневмоприводом типу 3277 (9-3), змінюючи подачу паливного газу в четверту камеру печі П-2.

• Контур регулювання температури на вході в сепаратор С-4 зміною подачі холодоагента:

Вимірюється температура газопродуктової суміші термоперетворювачем опору Sitrans TН100 (13-1) з уніфікованим струмовим вихідним сигналом 4 – 20 мА. Отриманий сигнал надходить на аналоговий вхід мікропроцесорного контролера М340, де здійснюється опрацювання сигналу за заданою програмою. Керуючий сигнал з регулятора надходить на електропневматичний перетворювач Samson 3767 (13-2), що в свою чергу подає сигнал на пневматичний клапан Samson 3241-7 з пневмоприводом типу 3277 (13-3), змінюючи подачу холодоагенту в холодильник Х-3А/1,2 та Х-3.

• Контур регулювання тиску в сепараторі С-4:

Вимірюється тиск - перетворювачем різниці тиску Sitrans P DS III (14-1) з уніфікованим струмовим вихідним сигналом 4 – 20 мА. Отриманий сигнал надходить на аналоговий вхід мікропроцесорного контролера М340, де здійснюється опрацювання даного сигналу і опрацювання за заданою програмою. Керуючий сигнал з регулятора надходить на електропневматичний перетворювач Samson 3767 (14-2), що в свою чергу подає сигнал на пневматичний клапан Samson 3241-7 з пневмоприводом типу 3277 (14-3), змінюючи витрату газової фази з сепаратора.

• Контур регулювання рівня в сепараторі С-4 зміною витрати рідкої фази:

Вимірюється рівень - радарним рівнеміром Rosemount 5402 (18-1) з уніфікованим струмовим вихідним сигналом 4 – 20 мА. Отриманий сигнал надходить на аналоговий вхід мікропроцесорного контролера М340, де здійснюється опрацювання даного сигналу і опрацювання за заданою програмою. Керуючий сигнал з регулятора надходить на електропневматичний перетворювач Samson 3767 (18-2), що в свою чергу подає сигнал на пневматичний клапан Samson 3241-7 з пневмоприводом типу 3277 (18-3), змінюючи рівень в сепараторі витратою з нього рідкої фази (нестабільного каталізату).

• Контур регулювання рівня в сепараторі С-6 зміною витрати нестабільного каталізату:

Вимірюється рівень - радарним рівнеміром Rosemount 5402 (19-1) з уніфікованим струмовим вихідним сигналом 4 – 20 мА. Отриманий сигнал надходить на аналоговий вхід мікропроцесорного контролера М340, де здійснюється опрацювання даного сигналу і опрацювання за заданою програмою. Керуючий сигнал з регулятора надходить на електропневматичний перетворювач Samson 3767 (19-2), що в свою чергу подає сигнал на пневматичний клапан Samson 3241-7 з пневмоприводом типу 3277 (19-3), змінюючи рівень в сепараторі витратою нестабільного каталізату.

• Контур регулювання тиску в сепараторі С-5:

Вимірюється тиск - перетворювачем різниці тиску Sitrans P DS III (29-1) з уніфікованим струмовим вихідним сигналом 4 – 20 мА. Отриманий сигнал надходить на аналоговий вхід мікропроцесорного контролера М340, де здійснюється опрацювання даного сигналу і опрацювання за заданою програмою. Керуючий сигнал з регулятора надходить на частотний перетворювач Danfoss VLT Micro Drive FC51 (29-2) який керує поршнем насоса.

• Контур регулювання тиску в трубопроводі подачі паливного газу до печі П-2,3:

Вимірюється тиск - перетворювачем різниці тиску Sitrans P DS III (33-1) з уніфікованим струмовим вихідним сигналом 4 – 20 мА. Отриманий сигнал надходить на аналоговий вхід мікропроцесорного контролера М340, де здійснюється опрацювання даного сигналу і опрацювання за заданою програмою. Керуючий сигнал з регулятора надходить на електропневматичний перетворювач Samson 3767 (33-2), що в свою чергу подає сигнал на пневматичний клапан Samson 3241-7 з пневмоприводом типу 3277 (33-3), змінюючи подачу паливного газу до пальників П-2,3.

• Контур регулювання витрати стабільного гідрогенізату зміною частоти обертів двигунів насосів Н-7,8:

Первинними вимірювальними перетворювачами для витрати стабільного гідрогенізату є – електромагнітний витратомір MAG1100 (35-1). Вторинний вимірювальний перетворювач MAG5000 (35-2) з уніфікованим струмовим вихідним сигналом 4 – 20 мА. Отриманий сигнал надходить на аналоговий вхід мікропроцесорного контролера М340, де здійснюється опрацювання даного сигналу і опрацювання за заданою програмою. Керуючий сигнал з регулятора надходить на частотні перетворювачі Danfoss VLT Micro Drive FC51 (35-3,35-4) які керують обертами двигунів насосів Н-7,8.

• Контур регулювання витрати водневмісногогазу в піч П-3 на осушування:

Первинними вимірювальними перетворювачами для витрати стабільного гідрогенізату є – електромагнітний витратомір MAG1100 (36-1). Вторинний вимірювальний перетворювач MAG5000 (36-2) з уніфікованим струмовим вихідним сигналом 4 – 20 мА. Отриманий сигнал надходить на аналоговий вхід мікропроцесорного контролера М340, де здійснюється опрацювання даного сигналу і опрацювання за заданою програмою. Керуючий сигнал з регулятора надходить на електропневматичний перетворювач Samson 3767 (36-2), що в свою чергу подає сигнал на пневматичний клапан Samson 3241-7 з пневмоприводом типу 3277 (36-3), змінюючи подачу водневмісного газу в піч П-3 на осушування.

• Контур регулювання температури водневмісного газу з печі П-3 зміною подачі паливного газу в піч П-3:

Вимірюється температура газопродуктової суміші термоперетворювачем опору Sitrans TН100 (37-1) з уніфікованим струмовим вихідним сигналом 4 – 20 мА. Отриманий сигнал надходить на аналоговий вхід мікропроцесорного контролера М340, де здійснюється опрацювання сигналу за заданою програмою. Керуючий сигнал з регулятора надходить на електропневматичний перетворювач Samson 3767 (37-2), що в свою чергу подає сигнал на пневматичний клапан Samson 3241-7 з пневмоприводом типу 3277 (37-3), змінюючи подачу паливного газу в піч П-3.

• Контур регулювання витрати водню:

Первинними вимірювальними перетворювачами для витрати стабільного гідрогенізату є – електромагнітний витратомір MAG1100 (40-1). Вторинний вимірювальний перетворювач MAG5000 (40-2) з уніфікованим струмовим вихідним сигналом 4 – 20 мА. Отриманий сигнал надходить на аналоговий вхід мікропроцесорного контролера М340, де здійснюється опрацювання даного сигналу і опрацювання за заданою програмою. Керуючий сигнал з регулятора надходить на електропневматичний перетворювач Samson 3767 (40-2), що в свою чергу подає сигнал на пневматичний клапан Samson 3241-7 з пневмоприводом типу 3277 (40-3), змінюючи подачу водню.