22. Структурные схемы ручного и автоматического управления

Целью управления ТП может быть: стабилизация некоторой физической величины, изменение ее по заданной программе или, в более сложных случаях, оптимизация некоторого обобщающего критерия: наибольшая производительность процесса, наименьшая себестоимость продукта и т. д.

Рис. 1.1. Структурные схемы систем ручного (а) и автоматического (б) управления:

1 — объект управления; 2— измерительный прибор; 3 — оператор; 4 — регулирующий орган; 5 — управляющий элемент; 6— задатчик; 7— исполнительный механизм

В самом простом случае (рис. 1.1, а) управление ТП осущест­вляется оператором J, который на основании своего опыта и ори­ентируясь по показаниям контрольно-измерительных приборов 2 оценивает ход процесса по выходным параметрам ДО и принима­ет меры воздействия Х(() с целью устранения влияния внешних возмущений Лв, действующих на объект управления Л Естест­венно, результаты ТП в этом случае зависят от квалификации и добросовестности оператора.

Структурные схемы автоматических СУ представляют в виде цепочки элементов, каждый из которых подвержен действию од­ного или нескольких входных воздействий, в результате чего из­меняются выходные параметры этого элемента.

Обычно элементы обладают детектирующими свойствами, когда выходные величины не влияют на входные. Но возможны также слу­чаи, когда выходные параметры воздействуют на входные. Это имеет место в том случае, когда элемент охвачен обратной связью или если такова физическая сущность протекающих в объекте процессов.

Структурные схемы автоматических СУ (рис. 1.1, б) в простейшем случае включают в себя два элемента: объект / управления (совмест­но с регулирующим органом 4) и управляющее устройство УУ (на рисунке обведено пунктиром). В схему УУ входят измерительный преобразователь (датчик) 2, измеряющий регулируемую величину и преобразующий ее в определенный сигнал определенной физичес­кой природы (электрической, механической и др.); задатчик 6; уп­равляющий элемент 5, усиливающий и преобразующий отклонение управляемой величины Y(t) от заданного значения У0 в соответст­вии с заложенным в него алгоритмом; исполнительный механизм 7, выполняющий команду управляющего элемента 5 по изменению положения регулирующего органа 4, осуществляющего управление расходом вещества или энергии в ОУ.

23. Схема и принцип работы микропроцессорной системы управления

24. Типовые решения при регулировании давления

Давление является показателем соотношения расходов газовой фазы на входе в аппарат и выходе из него. Постоянство давления свидетельствует о соблюдении материального балан­са по газовой фазе. Обычно давление (или разрежение) в технологической установке стабили­зируют в каком-либо одном аппарате, а по всей системе оно устанавливается в соответствии с гидравлическим сопротивлением линии и аппаратов. Например, в многокорпусной выпарной установке (см. рисунок 7.13, а) стабилизируют разрежение в последнем выпарном аппарате. В ос­тальных аппаратах при отсутствии возмущений устанавливается разрежение, которое опреде­ляется из условий материального и теплового балансов с учетом гидравлического сопротив­ления технологической линии.

В тех случаях, когда давление существенно влияет на кинетику процесса (например, в процессе ректификации), предусматривается система стабилизации давления в отдельных ап­паратах (рисунок 7.13, б). Кроме того, при регулировании процесса бинарной ректификации часто в качестве косвенного показателя состава смеси используют ее температуру кипения, которая однозначно связана с составом лишь при постоянном давлении. Поэтому в продуктовых рек­тификационных колоннах обычно предусматривают специальные системы стабилизации дав­ления.

1 ,2 - выпарные аппараты; 3 - барометрический конденсатор; 4 – регулятор разрежения; 5 – регулирующий клапан.

Рисунок 7.13а - Регулирование разряжения в многокорпусной выпарной установке

 

1 – колонна; 2 – дефлегматор; 3 – флегмовая ёмкость; 4 - – регулятор давления;

5 – регулирующий клапан

Рисунок 7.13Б - АСР давления в ректификационной колонне

 

Регулирование разряже­ния в многокорпусной выпарной установке. В данной систе­ме регулирующим воздействием является расход охлаждающей воды в барометрический конден­сатор, который влияет на ско­рость конденсации вторичного пара.

Регулирования перепада давления. В таких аппаратах ре­гулируется перепад давления, характеризующий гидродинамический режим, который влияет на протекание процесса (рисунок 7.14).

а - в колонном аппарате с насадкой;

б - в аппарате с кипящем слоем (1 - аппарат; 2 - регулятор перепада давления;

3 - регулирующий клапан).

Рисунок 7.14 - Схема регулирования перепада давления

 

В целом АСР давленияжидкости, газа или пара, транспортируемого по трубопроводу имеет много общего с АСР расхода, т.к. объекты регулирования обладают одинаковыми свойствами. Иногда для регулирования давления в трубопроводах пара или сжатого воздуха применяют П-регуляторы прямого действия.

При отсутствии резких и значительных по амплитуде возмущений они обеспечивают хорошее качество регулирования благодаря минимальной инерционности контура регулирования.