Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Штейнберг, Ш. Е. Промышленные автоматические регуляторы

.pdf
Скачиваний:
64
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
29.76 Mб
Скачать

со Продолжение табл. 9-5

Схема

kP6-32fi БС-ЗЬА

Рвх.

тр.Є

 

в

рвых

^бп-гвв

БС-ЗЬ-А

в

Рвх е

Не

т1 пр

Передаточная функция

Параметры настройки

Формулы для расчета парамет­

ров настройки блоков по

регулятора

регулятора

заданным параметрам регу­

 

 

лятора

Wp

(р) =

Г Р б ( р )

+

 

 

 

+ ^

б »

=

- ^ б Х

С 0 =

хр.б Г Р - б , I /се/с

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

С 1

 

1

X

1 +

 

 

=

gp-б

Т 1 б

 

 

 

 

 

Р

С 2

 

*б.п

 

 

 

 

 

= 7-бп , сек

 

 

 

 

 

 

 

пр

б.п\

+ ( 1 + 7 1пр )

Wp (р) =

^Р - б (р ) +

С 0

= -

б р . б т р . б

,1/се/с;

+ W 6 - n (p ) — 1 =

+

 

 

 

 

1

 

С,

=

1

 

6Р-1

т р . б р

б р . б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б.п

с2 = г°р , <»«

6 р б

=

— ^ — - 100%;

 

 

Сі — 1

 

, . 6 _ g i - I

сек\

Т£

_ ,

 

 

Со

 

Т^рп

= С 2 ,

сек

•б .

100 % ;

 

•6П-28В

Такой расчет рационально выполнять в два этапа:

определить

настройки

стандартного

регулятора

(см. § 1-5) и

проверить

условие работы

регулятора

в ОНР; рассчитать настройки с учетом полного уравнения ре­

гулятора.

Очевидно, что второй этап расчета надо проводить только в том случае, если настройки любого блока АУС,

найденные

 

в

первом

 

 

 

 

 

 

этапе,

оказались

вне

 

 

 

 

 

 

его ОНР .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проведение

второго

 

 

 

 

 

 

этапа

обычно

значи­

 

 

 

 

 

 

тельно

упрощается, ес­

 

 

 

 

 

 

ли

использовать

уже

 

 

 

 

 

 

найденную

линию

рав­

 

 

 

 

 

 

ной

 

колебательности

 

 

 

 

 

 

для стандартного («иде­

 

 

 

 

 

 

ального»)

 

регулятора

 

 

 

 

 

 

и определить

прираще­

 

 

 

 

 

 

ния АСІ к величине ка­

-0,1*

 

 

 

 

 

ждого

значения

пара­

 

 

 

 

 

метра настройки

СІ на

О

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

этой

линии.

Поправки

 

 

 

 

 

 

вводятся при этом с та­

 

 

 

 

 

 

ким

расчетом,

чтобы

в

 

 

 

 

 

 

точке комплексной пло­

 

 

 

 

 

 

скости

pk=

(—/n+t)u>

 

 

 

 

 

 

значения

передаточных

 

 

 

 

 

 

функций

реального

и

 

 

 

 

 

 

идеального

 

регулято­

 

 

 

 

 

 

ров

совпадали.

 

 

 

 

 

 

 

 

Пересчет

 

настроек

Рис. 9-23. К расчету настроек

ПИ-ре­

удобно

проводить с по­

мощью

графиков

рис.

гулятора АУС, работающего вне ОНР .

 

 

 

 

 

 

9-23, выражающих за­

 

 

 

 

 

 

висимости АСі от основной частоты о.

 

 

 

 

Аналогичным

образом

производится

пересчет

пара­

метров ПИД-регулятора.

 

 

 

 

 

 

Если вне ОНР работает блок

предварения

регулято­

ра, собранного по параллельной схеме

(схема

I I или I I I ) ,

то пересчет линии равной колебательности в плоскости

Си С0 при С2 = const или а = const рекомендуется

вести

с допущением, что настройка блока предварения

не из-

23—681

353

меняется. При расчетах удобно пользоваться графиками рис. 9-24, с помощью которых можно определить ДСі и АС0 по величине Гдрсо для различных степеней колеба­ тельности т. Если в расчете необходимо учесть также инерционные свойства блока 4РБ-32А (когда этот блок

0,12 AC,

 

 

0,10

т=0,3

 

 

 

0,08

0,221_

 

Ojt

 

 

 

0,06

 

 

O,0k

 

0,7y/

 

 

0,02

 

 

 

 

Тпрш

1,0

2,0

3,0

1,0

2,0

J.O

 

 

Тпрй)

to

 

= Q22l

 

^0,3

-0,02

 

 

 

 

 

o \

-0,0k

 

 

-0,06

 

 

-0,03

 

 

0,7

A 0,o\

o , s \

-0,10

 

 

Рис. 9-24. К расчету настроек ПИД-регуля- тора АУС, работающего вне ОНР .

на новой настройке работает вне ОНР) , то пересчет про­ водится вторично с помощью рис. 10-23; нужно только помнить, что при использовании схемы I I ПИД-регуля- тора АУС следует считать С і м и н = 1,4, поскольку Для этой схемы

С і м ин = С?мин "і" 1.

354

6)РАСЧЕТ НАСТРОЙКИ РЕГУЛЯТОРОВ АУС ПО КРИВОЙ РАЗГОНА ОБЪЕКТА

Если условия работы регулятора АУС соответствуют ОНР, то при расчете его настройки по кривой разгона объекта могут быть использованы соответствующие ре­ комендации по настройке стандартных регуляторов. Ес­ ли же режим использования регулятора АУС на кон­ кретном промышленном объекте не соответствует его ОНР, то регулятор уже нельзя рассматривать как стан­ дартный. Для этих случаев ниже приводятся рекоменда­ ции по расчету настройки регуляторов АУС по кривым разгона объекта для двух видов переходных процессов: колебательного (степень колебательности т = 0,221) и апериодического ( т = 0,6).

Рекомендации даны в виде формул (табл. 9-6) и графиков, с помощью которых можно по известному отношению параметров объекта т 0 б и Т0ъ найти вспомо­ гательные величины А, В и D. После этого параметры настройки регулятора определяются по формулам

Т0б А;

^об &об

т 2

В:

(9-29)

k

'

^ б ^ о б

 

С2=

?s£-D.

 

т0 б

 

Графики для расчета настройки ПИД-регулятора (рис. 9-25) и (9-26) построены для параметров А и D, параметр В вычисляется по формуле

 

В = 0,25

А*

 

 

— .

 

 

 

D

 

Таким образом", рекомендуется принимать

а =

= Тп,р/Та—0,25,

что позволяет

получить достаточно

вы­

сокие показатели качества регулирования. Настройки обеспечивают минимум квадратичного критерия качест­

ва при возмущении со

стороны регулирующего

органа

и при дополнительном ограничении, наложенном

на чув­

ствительность системы

к вариациям параметров: при

рекомендуемом значении С2 могут быть выбраны такие Сг и С0 , что их вариации на ± 2 0 % не приводят к зна-

23*

355

ы

Т а б л и ц а 9-6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сл

Настройка регуляторов АУС на объекте с самовыравниванием

 

 

 

 

 

 

 

 

0 5

Настройка

ПИД-регулятора

 

 

 

 

 

Вид переход­

Настройка

ПИ-регулятора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определение

Определение

допустимости

расчета

 

 

 

ного про­

Определение

вспомогательных

 

 

 

цесса

величин

вспомогатель­

для

схемы I

для

схем II и III

 

 

 

 

 

ных

величин

 

 

А=0,175+0,23

~ ;

 

лі л_

то

^Об Т0б

_„ ^об ^об

Т0б

X

 

 

 

0 , 2 т

о б + 3 —

50

 

 

 

 

 

 

Т0б

 

 

Т0б

Тоб

 

 

Апериодический

 

 

Рис.

9-25

 

Т0б

 

 

 

 

 

 

 

Тоб

 

 

 

 

 

 

 

 

6=0,1 5 —

—0,03

 

 

,

г

X (

^

+

\,Ь\>7,Ь

 

 

 

Т0б

 

 

-

т о б

> 1,5

V

т о

б

/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 , 1 5 т о б

+

8 Т^0б ^ -

Р

&обт об

T0Q ^

Колебательный

Рекомендации § 1-5

 

Т0б

 

Т0 б

Рис. 9-26

 

 

 

 

 

 

 

 

-

Т ° б

> 3 , 2

x f ^ -

+ l , 5 ) > 7 , 5

 

 

 

т о б

 

\

т о б

 

/

чениям степени колебательности,

меньшим расчетного

т = 0,221 (при достаточно высоких

С2 область допусти­

мых по значению колебательности настроек С\ и С0 мо­

жет

оказаться

слишком

узкой, что

свидетельствует

о высокой чувствительности

системы

к

вариациям

ее

параметров).

 

 

 

 

 

 

В

последней

графе табл.

9-6 приведены неравенства,

при

нарушении

которых

качество

регулирования

по

Рис. 9-25. Настройки ПИД-регу-

рис. 9-26. Настройки ПИД -

ляторов АУС на апериодиче-

регуляторов АУС на коле-

ский переходный процесс.

бательный переходный про­

 

цесс.

сравнению с расчетным существенно ухудшается из-за инерции регулятора (максимальный выбег в переход­ ном процессе регулируемой переменной увеличивается

более чем на 25%; при настройке на колебательный

процесс затухание гр падает до

0,67 и ниже; на аперио­

дический процесс до 0,80). Эти

соотношения получены

путем моделирования систем с

реальным регулятором

с последующей обработкой результатов.

Если условия допустимости расчета не выполняются, то рекомендуется рассчитывать систему на апериоди­

ческий переходный процесс. Настройка может

быть

скорректирована непосредственно на объекте в

процес­

се наладки системы.

 

357

Глава десятая

Р Е Г У Л Я Т О Р Ы С И С Т Е М Ы « С Т А Р Т »

10-1. П Р И Н Ц И П Ы П О С Т Р О Е Н И Я И Н А З Н А Ч Е Н И Е С И С Т Е М Ы

Для построения пневматических регулирующих уст­ ройств и других средств промышленной пневмоавтома­ тики в последние годы начал применяться так называе­ мый «элементный принцип», согласно которому любой

 

Система

приборов„Старт

_

 

Регулирующие

 

вычислительные

вторичнь/ff

 

(фуннционоль иь/е >

 

приборы

устройства

 

устройства

 

 

 

 

Г5і

t

 

 

 

ІЗ і]

ftj Сі

 

 

55

i l l

 

С; 4J

•ft?

 

 

 

 

 

Рис. 10-1. Состав системы «Старт».

регулятор (или другое автоматическое устройство) со­ бирается из одних и тех же серийно выпускаемых эле­ ментов [Л. 20]. С этой целью нашим приоборостроением освоена и выпускается универсальная система элемен­ тов промышленной пневмоавтоматики (УСЭППА). Она представляет собой набор отдельных конструктивных единиц — элементов, каждый из которых может выпол­ нять лишь простейшую функцию преобразования сигна­ лов в общей £хеме всего устройства. Так, в составе УСЭППА имеются пневматические сопротивления, ем­ кости, реле, пневмотриоды и другие элементы, аналогич­ ные соответствующим компонентам электронных уст­ ройств.

Большая группа приборов пневмоавтоматики, по­ строенных из элементов УСЭППА, входит в систему «Старт», серийно выпускаемую московским заводом

358

Т а б л и ц а 10-1

Технические характеристики некоторых приборов системы «Старт»

Тип прибора

Класс

Частотная граница

точности

ОНР, рад/сек

ПР2.5

1

Уравнение

 

 

(12-17), рис. 12-18

ПР3.21

1

Рис. 12-21

ПР3.23

1

Уравнение (12-28)

{ПР3.24)

 

 

 

Параметры настройки

Расход

 

 

 

 

 

Обозначение

Единица

Диапазон

воздуха,

Масса, кг

измерения

л/мин

 

6

%

5—3 ООО

3,0

4,5

б

%

5—3 ООО

3,0

5,2

 

сек

3—6000

 

 

8

%

5—3 000

4,0

6,5

Ті

сек

3—6 000

(4,5)

(7,0)

kx и k2

 

0,1 — 1,0(0,8)

 

 

(*»)

 

(0,05—1,0)

 

 

ПР1.5

1

Pep

кгс/см2

0,2—1,0

2,5

2,3

ПФ2.1

1

Уравнение (12-34)

Тпр

сек

3—600

3,0

3,3

ПФ1.1

1

20.

Рсм

кгс/см2

± 1 . 0

3,0

2,7

ПФ1Г17

1

1,5

3,5

4,3

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ