Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Системный анализ химико-технологических процессов с использованием программы ChemCad. Учебно-методическое пособие
.pdf
Рис. 6.1. Окно настроек модуля Controller. Режим Feed Backward.
6.1. Контроллер прямого присвоения значения переменной
технологической схемы
В зависимости от режима работы контроллера окно настроек модуля
меняет вид. Рассмотрим режим F
(см. рис. 6.2):
eed-Forward (Прямое присвоение),
141
Рис. 6.2. Окно настроек режима работы контроллера Feed-Forward
В режиме Feed-Forward (Прямого присвоения) для работы
контроллера надо указать переменную в области Set This variable
(Присвоить этой переменной), которой будет присваиваться значение
арифметического выражения, сформированного как
<k1*a>операция<k2*b>, где
♦ a, b – переменные процесса, которые задаются в области Equal to this
(Равной следующему). Возможно использование одной переменной.
♦ k1, k2 – числовые значения коэффициентов пропорциональности,
задаются в полях Scale (Множитель);
♦ операция – одна из операций:
− 0 No operator (Нет операции) – по умолчанию;
− 1 Add (Сложение);
− 2 Substract (Вычитание) a-b;
− 3 Multiple (Умножение);
− 4 Divide (Деление);
− 5 Log (a) (Десятичный логарифм);
Exp (a) (еа);
− 6
− 7 Power (a^b) (а
b
);
− 8 Select HI (Выбор наибольшего значения);
− 9 Select LOW (Выбор наименьшего значения);
− 10 Discretize (Дискретные значения);
142
− 11 Lag 1 (Запаздывание) – используется только при
моделировании динамического режима;
− 12 Lead-Lag (Упреждение-Запаздывание) – используется
только при моделировании динамического режима;
− 13 Dead time (Мертвое время) – используется только при
моделировании динамического режима.
Операции 11-13 используются при моделировании динамических
режимов. Для них необходимо будет указать значения Lag time (Время
задержки), Lead time (Время упреждения), Dead time (Мертвое
время) в зависимости от выбранных операций.
Указание местонахождения переменных проводится аналогично
указанию переменных при проведении Анализа чувствительности.
Вкладка Calculated Results (Рассчитанные результаты) дает
возможность сохранения результатов работы контроллера в локальных
переменных контроллера.
.2. Контроллер подбора значения переменной
6
технологической схемы
Рассмотрим режим Feed-Backward (Подстройка переменной)
работы контроллера (рис. 6.1). В этом режиме необходимо найти такое
значение переменной, указанной в области Adjust this variable
(Подобрать значение переменной), которое обеспечит выполнение
условия, сформированного как
<F>должно быть равно <C>, где:
♦ в качестве F выступает арифметическое выражение вида
<k1*a>операция<k2*b>,
построенное на основе одной или двух переменных из области Until
this (Пока) аналогично режиму Прямого присвоения;
♦ в качестве С в области Is equal to target (Равное следующему)
может быть задано только одно из двух:
− константа в поле Constаnt и выбрана ее размерность в списке
Units (Единицы);
− переменная процесса, указание которой проводится аналогично
режиму Прямого присвоения. Для нее также можно задать
коэффициент масштабирования в поле S
также нужно указать размерность в списке U
cale (Множитель), а
nits (Единицы).
Указание местонахождения переменных проводится аналогично
указанию переменных при проведении Анализа чувствительности.
143
Для переменной в области Adjust this variable (Подстраивать
переменную) необходимо задать диапазоны ее изменения, которые
должен соблюдать метод расчета модуля:
− Minimum value (Максимальное значение);
− Maximum value (Минимальное значение).
Желательно, чтобы границы заданного диапазона были как можно
ближе к искомому значению. Также для переменной необходимо выбрать
соответствующую размерность в списке Unit of adjusted variable
(Размерность подстраиваемой переменной).
Вкладка Feedback Options (Опции режима Подстройки величины)
(рис. 6.3) служит для настройки математического метода контроллера:
Рис. 6.3. Окно настрек контроллера. Вкладка Feedback Options
− Relative step size (Относительный размер шага) используется при
вычислении производных, по умолчанию 0.005;
− Maximum change (Максимальное изменение) максимальное
изменение шага, по умолчаниию 10%;
− Tolerance (Точность) точность расчета контроллера, по умолчанию
0.001;
− Список Sign flag (Признак знака):
− Allow controller to decide (На умотрение контроллера) –
следующий шаг подбирается математических методом, заложенным
в контроллере;
144
− If [measured]<[target], decrease [adjusted] если величина
выражения F меньше значения C, то уменьшать значение
подбираемой переменной, указанной в области Adjust this variable;
− If [measured]<[target], increase [adjusted] если величина выражения
F меньше значения C, то увеличивать значение подбираемой
переменной, указанной в области Adjust this variable;
− Beginning iteration (Стартовая итерация) номер итерации в рецикле,
начиная с которой может работать контроллер. По умолчанию
контроллер рассчитывается одновременно с началом расчета рецикла
схемы, то есть значение поля равно 1;
− Iterations (Число итераций) максимальное число итераций расчета
контроллера, по умолчанию 20.
Область Optional User Specified Controller Loop (Заданный
пользователем рецикл с контроллером) служит для указания перечня ID
аппаратов, которые необходимо просчитать для того, чтобы можно было
рассчитать контроллер без расчета всей схемы.
Возможности области C
alculated Report (Рассчитанные результаты)
аналогичны режиму Feed-Forward.
6.3. Упражнение. Контроллер прямого присвоения значения
переменной
1. Давление после клапана 4 должно быть прямо пропорционально
давлению потока питания (1). Коэффициент пропорциональности
равен 0.8.
2. Проверить задание на соответствие исходным данным
− Параметры потока питания:
− Температура, °С 25.0;
− Давление, бар 15.0;
− Температура куба колонны, °С 120.0.
При необходимости внести изменения и рассчитать схему. Далее
сохранить загруженное задание под новым именем TUTORCONT.
3. В поток 6 перед клапаном вставить контроллер. Для этого перейти в
режим Flowsheet при помощи инструмента , щелкнуть
правой кнопкой мыши по потоку 6, в контекстном меню выбрать
команду I
nsert Unit (Вставить оборудование), в ответ на
сообщение ChemCad щелкнуть по кнопке ОК. Выбрать среди
элементов M
ain Palette пиктограмму контроллера с подсказкой
Controller #1, щелкнуть мышью по изображению потока 6.
Пиктограмма контроллера вставлена в поток.
145
4. Выполнить настройку параметров контроллера так, чтобы выходное
давление после клапана 4 было пропорционально давлению потока
1. Выполнению этой задачи соответствует режим работы
контроллера Feed-Forward (Прямое присвоение).
Для настройки контроллера открыть окно модуля, перейти на
вкладку General Setting, установить режим работы согласно рис. 6.4.
На вкладке Calculated Results параметры устанавливать не нужно.
Рис. 6.4. Окно настроек модуля контроллера
5. Выполнить расчет всей схемы. Для этого вызвать команду
Run/Run/Run All. Проверить значение давления в потоке,
выходящем из вентиля 4 и сравнить его с давлением потока 1.
6. Изменить давление потока 1 с 15 до 12 бар. Пересчитать схему.
Убедиться в изменении давления в потоке после клапана 4.
7. Снова изменить давление потока 1 на 15 бар. Выполнить расчет с
последующим сохранением задания.
.4. Упражнение. Контроллер подбора значения переменной
6
1
. В задании TUTORCONT при помощи модуля контроллер подобрать
такое значение входного потока 1, чтобы общий расход потока
сухого газа 5 составлял 45000 кг/час.
146
2. В поток сухого газа 5 вставить пиктограмму контроллера способом,
описанном в упражнении 3.26, п.3. Теперь в контроллер входит
поток с ID=11.
3. Выполнить настройку модуля контроллера:
нужно подбирать значение переменной «Общий расход потока 1»
так, чтобы значение переменной «Общий расход потока 11»
равнялось константе 45000, имеющей размерность кг/ч (то есть
совпадающую с размерностью, принятой для общего массового
расхода). Значения левой и правой границ диапазона изменения
подстраиваемой переменной «Общий расход потока 1» примем
45000 кг/час и 50000 кг/час соответственно.
Выполнению этой задачи соответсвует режим работы контроллера
Feed-Backward (Подстройка величины).
Для выполнения настроек открыть окно модуля, перейти на вкладку
eneral Setting, установить режим работы контроллера согласно
G
рис. 6.5. На остальных вкладках параметры устанавливать не
нужно.
4. Выполнить расчет всей схемы. Для этого вызвать команду
Run/Run/Run All. Проверить значение общего расхода в потоке
сухого газа 11. Сохранить задание.
147
Рис. 6.5. Окно настроек модуля контроллера
6.5. Упражнение. Контроллер подбора значения переменной
1. В задании TUTORCONT в осущенный газ (поток 11) следует
добавить индикаторный газ в количестве 5 ппм, с тем, чтобы
потребитель мог ощущать запах газа в случае его утечки. В качестве
индикаторного газа использовать этилмеркаптан.
Исходные данные:
Индикаторный газ: этилмеркаптан, брутто формула С2H6S, номер
в базе чистых веществ 137;
Температура, °С 20.0;
Давление, бар 20.0;
148
Расход, кг/час 20.0;
потока №1
2. Добавить в перечень компонентов смеси процесса этилмеркаптан.
Для этого в окне команды Thermophysycal/Component List любым
из описанных ранее способов выбрать этилмеркаптан и добавить его
в перечень выбранных веществ кнопкой Add.
3. Добавить в схему технологическую линию подачи индикаторного
газа в поток осушенного газа 11 согласно рис. 6.6.
Добавить в схему согласно рис. 5.6 контроллер для подбора подачи
индикаторного газа после контроллера, управляющего подбором
расхода потока питания схемы. Добавление пиктограмм необходимого
оборудования проводить аналогично описанному в упражнении 5.3.
4. Задать характеристики потока индикаторного газа. Для этого открыть
паспорт потока 12 и задать параметры потока согласно рис. 6.7.
8
9
1
Поток
сухого
газ а
12
Поток
этилмерк аптана
рецикл
4
5
1
2
13
7
11
Подбор общего расх ода
2
8
3
73
6
6
Устано вка давлени я
в клапане
10 14
4
5
9
Подбор ра схода по тока
этилмерка птана
Рис. 6.6. Схема подачи индикаторного газа
5. Выполнить настройку модуля контроллера так, чтобы он подбирал
значение переменной «Общий расход потока 12» таким образом, что
значение переменной «Массовая доля компонента в потоке 10»
для компонента «этилмеркаптан» было равно константе 0.0005,
размерность константы соответствет внутренней.
149
Рис. 6.7. Настройка парамет
ров
потока индикаторного газа
Выполнению этой задачи
соответсвует режим работы
контроллера F
(Подстройка величины).
Для выполнения настроек открыть
окно модуля, перейти на вкладку
General Setting, установить режим
работы контроллера согласно рис.
6.8. На остальных вкладках
параметры устанавливать не нужно.
6. Выполнить расчет всей схемы. Для
этого вызвать команду Run/Run/
Run All. Проверить значение
массовой доли этилмеркаптана в
потоке 10.
. Сохранить задание.
7
eed-Backward
Рис. 6.8. Окно настроек модуля контроллера
150
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]