1. Построение математической модели исследуемой системы
1.1 Описание функциональных элементов передаточными функциями
Пластинчатый электрофильтр
Рис.1. Схема Пластинчатого электрофильтра:
1 – коронирующие электроды; 2 – пластинчатые осадительные электроды; а – входной газоход; б – выходной газоход; в – камера.
Пластинчатый электрофильтр представляет собой герметичную камеру, в которой на равном расстоянии друг от друга установлены металлические пластины с натянутыми между ними проводами, служащими коронирующими электродами. Таких групп пластин (полей) установлено четыре, поэтому электрофильтр называется четырехпольным. Высокое напряжение поступает на электроды от аппаратуры, установленной в помещении. Отходящие из печи запыленные газы по трубопроводу поступают в камеру электрофильтра. Газы, двигаясь вдоль пластин горизонтально, пересекают магнитное поле. Частицы пыли, получая от коронирующих электродов отрицательный заряд, оседают на пластинах, имеющих положительный потенциал.
Пластины, с помощью специального механизма, периодически встряхиваются и осевшая на них пыль ссыпается в расположенные под пластинами бункера. Пыль из бункеров периодически выгружается транспортерами в промежуточный бункер, куда поступает также пыль, осевшая в пылеосадительной камере печи. Печные газы просасываются через электрофильтр дымососом. Преимущества очистки газов при помощи электрофильтров состоят в том, что при этом достигается высокая степень очистки газов (94—99%) при низком аэродинамическом сопротивлении аппарата (3—15 мм вод. ст.). Центробежные скрубберы и пенные аппараты очищают газы следующим образом.
В цилиндрический корпус скруббера, запыленный газ поступает тангенциально и, получив вращение, движется снизу вверх. Частицы пыли в закрученном потоке отбрасываются центробежными силами к стенке аппарата. Стенки корпуса орошаются водой, поступающей в скруббер через сопла, расположенные в верхней части цилиндра. Смоченные водой частицы пыли удаляются вместе с ней через коническое днище скруббера. В пенных аппаратах запыленный газ проходит через камеру, в которой непрерывно взбивается пена. В центробежных скрубберах и пенных аппаратах степень очистки газов от тонкодисперсной пыли достигает 99%.
Аспирационные установки используют для двух и трехступенчатых систем аспирации воздуха. Двухступенчатые применяются для аспирации оборудования дробильно-сортировочного отделения и состоят из циклона НИИОГАЗ (1 ступень) и рукавного фильтра РФГ (2 ступень) или из циклона и мокрого пылеуловителя. Трехступенчатые используются для аспирации шаровых мельниц и состоят из вертикальной шахты (1 ступень), циклона НИИОГАЗ (2 ступень) и рукавного фильтра РФГ (3 ступень).
Так как пластинчатый электрофильтр является частично нагревательным объектом, и параметры его работы зависят от температуры, в качестве исходного уравнения можно записать уравнение теплового баланса
(1.0)
где С
- теплоемкость объекта;А -
теплоотдача объекта;
- температура;Q -
подводимая к объекту тепловая энергия.
Преобразовав (1.0), запишем
(1.1)
Операторный вид:
(1.2)
Преобразуем выражение:
(1.3)
Где
T=
постоянная времени (1.4)
k=
коэффициент усиления. (1.5)
Запишем в преобразованном виде:
(1.6)
(1.7)
Таким образом, передаточная функция объекта управления представлена в виде инерционного звена:
(1.8)
Найдем коэффициентыT,kоб
коэффициент T:
T=
, Где
– удельная теплоемкость материала, из
которого изготовлен трубчатый
электрофильтр: сталь (1.25 % С).
С стали
= 470
А-теплоотдача стали.
А
=
где
S-площадь поверхности
участвующий в теплообмене,k-коэффициент
теплоотдачи (≈4-5),
-суммарная
разность температур.
А
=
=7327
T=
=
=0,064
коэффициент kоб:
коб=
=0,13*10-3
Передаточная функция объекта управления имеет вид:
(1.9)
датчик SIEMENS SITRANS T3K PA
Рис.2 Схема соединения Siemens SITRANS T3K PA
Измерительный преобразователь SITRANS T3K PA может использоваться во всех отраслях. Его компактный корпус дает возможность монтажа в соединительной головке тип В (DIN 43 729) с надстроенной откидной крышкой или большей. Благодаря универсальному входному каскаду могут подсоединяться следующие зонды/источники сигнала:
термометры сопротивления
термопары
потенциометрические датчики/потенциометры
источники постоянного напряжения
Полезные данные - измеряемые величины со статусом качественных данных, а также другие параметры, предоставляются на PROFIBUSPA. Измерительные преобразователи с конструкцией “Класс защиты “Искробезопасность”” могут монтироваться внутри взрывоопасных областей (зона 2). Измерительные преобразователи с конструкцией “Класс защиты “Искробезопасность”” могут монтироваться внутри взрывоопасных областей (зона 1) и использоваться для питания сенсоров в зоне 0. Свидетельства о соответствии отвечают европейским нормам (CENELEC).
Датчик представляет собой типовое инерционное звено. Для определения передаточной функции нам требуется найти постоянную времени Т и коэффициент усиленияkд.
В данном случае постоянной времени будет являться временем установки с электрическим демпфированием:Т= 2 с.
(2.0)
Входной величиной является диапазон измеряемых температур:
⁰
С (2.1)
Выходной величиной является выходной сигнал:
В. (2.2)
(2.3)
Передаточная
функция:
. (2.4)
таким
образом, датчик представляет собой
инерционное типовое звено с коэффициентом
усиления
и постоянной времениТ= 2 с
исполнительный механизм источник питания Б5-71/1
Источник питания Б5-71/М предназначен для питания электро- и радиоаппаратуры стабилизированным напряжением или током, нормированным по стабильности и пульсациям. Прибор может применяться в промышленности, различных областях научных исследований, метрологии и сервисе.
Особенности источника питания Б5-71/М:
Система защиты от сетевого перенапряжения;
Термозащита;
Мягкий пуск;
Диапазоны напряжения и тока легко расширяются за счет последовательного либо параллельного соединения приборов.
Найдем передаточную функцию исполнительного механизма. Выходным сигналом у исполнительного механизма будет являться выходное напряжение от 0 до 75 В. Входным воздействием будет являться напряжение питания 220 В
(3.0)
Где kим – коэффициент усиления датчика,х, у– входная, выходная величины измерительного устройства.
Из (3.0) получим передаточную функцию измерительного устройства (датчика SPAB) в следующем виде:
(3.1)
Что соответствует передаточной функции безынерционного (усилительного) звена.
Где
(3.2)
Таким образом, передаточная функция исполнительного механизма имеет вид:
(3.3)