1.3 Диагностика технологического процесса в среде hysys
Смоделированная технологическая схема одного из блоков установки жидких газов представляет собой процесс с точным описанием изменяемых параметров. Так, проведя диагностику технологического процесса в целом, на рисунке 9 видно, что сработала тревога по высокому уровню по регуляторам LIC-102 и LIC-103.
Рисунок 9 – Сигналы тревоги
Кроме того, программными средствами возможно задание линейного изменения в точках регулятора и его параметров заданного значения в окне дополнительных настроек (рисунок 10).
Рисунок 10 – Дополнительные параметры
Таким образом, была проведена диагностика смоделированной системы технологического процесса установки жидких газов.
2 Моделирование элементов сау в среде unisim
2.1 Моделирование исполнительного механизма
Исполнительный механизм является устройством системы автоматического управления или регулирования, воздействующее на процесс в соответствии с получаемой командной информацией. Входные и выходные сигналы исполнительных механизмов, а также их методы воздействия на объект управления могут иметь различную природу.
Программная среда UniSim реализует управляющие воздействия при помощи элемента «Valve» с материальными и энергетическими входными и выходными потоками, а также выполняет расчет, основанные на сравнении состава и внутренней энергии двух материальных потоков. Смоделированный элемент «Valve» в программной среде UniSim представлен на рисунке 11.
Рисунок 11 – Элемент «Valve»
Результатом этого является то, что процесс, происходящий в клапане изоэнтальпийный как в статическом, так и динамическом режимах работы. Окно свойств клапана изображено на рисунке 12.
Рисунок 12 – Окно свойств клапана
В программной среде UniSim клапан является основным элементом при работе в динамическом режиме. Направление потока зависит от давления реализованных материальных потоков, а также внутренней разности давления. Моделирование клапана с внутренней разностью давления 10 кПа представлено на рисунке 13.
Рисунок 13 – Окно параметров клапана
Таким образом, общее падение давления на клапане рассчитывается исходя из потери давления на клапане и установки разности давления материальных потоков в статическом режиме.
2.2 Моделирование регулятора
В программной среде UniSim предусмотрена модель пропорционально-интегрально-дифференциального регулятора с использованием традиционного позиционного алгоритма. Общий вид регулятора в программной среде UniSim представлен на рисунке 14.
Рисунок 14 – ПИД-регулятор
Возможно осуществление управления в одном из трех режимах работы: пропорциональном, интегральном и дифференциальном. Настройка каналов управления регулятора осуществляется посредством указания необходимых связей в окне свойств (рисунок 15).
Рисунок 15 – Окно свойств ПИД-регулятора
Так, выбираются следующие необходимые компоненты:
- объект;
- параметр объекта, регулирование которого необходимо осуществить;
- регулирующий орган, посредством исполнительного механизма которого осуществляется регулирование;
На рисунке 16 изображено окно выбора выходного параметра регулятора – заданного положения привода регулирующего органа.
Рисунок 16 – Окно выбора выходного параметра регулятора
Модель ПИД-регулятора в UniSim включает в себя следующие особенности:
- идеальные, последовательные и параллельные алгоритмы;
- автоматическое, ручное и каскадное регулирование;
- дополнительная функция безударного перехода между автоматическим и ручным режимом;
- различные варианты ввода фильтрации;
- наличие мертвой зоны.
Кроме того, возможно указание типа алгоритма, минимального и максимального пределов регулируемого параметра, сигналов тревоги, автонастройки и многого другого (рисунок 17).
Рисунок 17 – Окно конфигурации настроек параметров регулятора
Контур регулирования уровня в емкости по каналу управления представлен на рисунке 18.
Рисунок 18 – Контур регулирования уровня в емкости
Итак, в программной среде UniSim был смоделирован регулятор, управляющий уровнем в емкости посредством регулирующего органа.