- •Цифровое моделирование технологических объектов и систем управления
- •Введение
- •1. Моделирование на эвм типовых звеньев сау
- •2. Модели и передаточные функции простых объектов.
- •1. Гидравлический демпфер.
- •2. Гидравлический демпфер с пружиной.
- •3. Инструкция пользователя программного комплекса "Анализ систем 3.1"
- •Инструкция по работе с программой
- •Как открыть новое окно редактора
- •Как вставить комментарий
- •Как сохранить схему системы в файл
- •Как загрузить схему из файла
- •Как работать с макровставками
- •Как построить переходной процесс
- •4. Инструкция пользователя программного комплекса "Моделирование в технических устройствах " (“мвту”)
- •Как открыть новое окно редактора
- •Как выбрать блок
- •Как поставить блок на схему
- •Как проложить соединительные линии
- •Как выставить параметры блока
- •5. Выбор основных параметров режима моделирования.
- •6. Пример расчета контура с различными типами объектов.
- •7. Передаточные функции основных элементов сау эп.
- •8. Модель двигателя постоянного тока и пример расчета.
- •9. Моделирование двухконтурной системы тп-д.
- •10. Моделирование системы с регулятором положения.
- •11. Моделирование моментов нагрузки и задающих воздействий различных типов.
- •12. Модель кристаллизатора унрс по каналу регулирования уровня
- •Пример расчета аср уровня металла
- •13. Регулирование охлаждения кристаллизатора унрс
- •Литература
- •Содержание
12. Модель кристаллизатора унрс по каналу регулирования уровня
Кристаллизатор имеет прямоугольное или квадратное сечение площадью и высотой. Из промежуточного ковша поступает металл с секундным объемом. Металл вытягивается тянущей клетью со скоростью. Уровень будет постоянен, если объем поступающего металла равен объему вытянутого за это же время слитка.
Определим передаточные функции кристаллизатора по каналам подачи и вытяжки металла. Пусть за время в кристаллизатор поступит объем металла, равный. За это время уровень металла изменяется на величину
.
Скорость изменения уровня будет равна
.
В операторной форме .
Считая входом , а выходом, получим
.
По каналу вытяжки уровень будет изменяться по очевидному соотношению:
.
В операторной форме:
; .
Модель объекта представлена на рисунке. В неё также включены упрощенные до инерционных звеньев привода стопорного устройства, регулирующего , и тянущей клети, регулирующего.
Здесь - напряжение управления стопором,,- соответственно коэффициент и постоянная стопорного устройства,- напряжение управления приводом,,- коэффициент и постоянная привода тянущей клети.
Режим ручного управления при предварительном заполнении кристаллизатора можно промоделировать.
Пусть кристаллизатор имеет сечение =1010 см и высоту 100 см. скорость вытяжки 6 м/мин или 10 см/с. Тогда=10010=1000. Примем, соответствующий этой подаче металла, равным 8 В. Тогда. Аналогично. Пусть. Моделируется 2 последовательных режима:
1. =0,=8,=5 с=0,01
2. =8,=8,=5 с
Первый режим – включение подачи металла, а второй – включение тянущей клети. Результаты на графике:
Регулирование уровня можно осуществлять изменением подачи металла или изменением скорости вытяжки.
Пример расчета аср уровня металла
а) Управление стопором
Модель представлена на рисунке 12.1 (KRIST_RQ.sa).
Рис. 12.1. Модель АСР при управлении стопором.
Звено 6 для установления нужной размерности (здесь, то естьизмеряется в мм).
Пусть сечение кристаллизатора 10см10 см = 100 см. Скорость вытяжки 6 м/мин или 10 см/с. Максимальный приток металла=10010 = 1000.
Приток регулируется стопорным исполнительным механизмом, параметры которого определяются по формулам:
,
где - максимальный выход регулятора,принять равной 0,1 – 0,5 с.
.
Параметры регулятора определяются по формулам:
,
где - постоянная интегрирования, подлежащая компенсации,- малая постоянная контура,- коэффициент датчика уровня.
.
.
Моделируется 2 режима:
1. =0;=0
2. =0;=1cм/c(10 %)
Шаг моделирования 0,01 с
Увеличение скорости компенсируется увеличением притока металла. Уровень отклоняется вниз, но потом восстанавливается. Динамическое отклонение около 14 мм.
б) Управление приводом тянущей клети
Модель на рисунке 12.2 (KRIST_RV.sa)
Рис. 12.2. Модель АСР при управлении приводом
В этом случае исполнительным механизмом является привод тянущей клети. Примем =0,3 с,=10/10=1 (см/с,=10 В).
Тогда
; с.
Моделируется 2 режима:
1. =0;=0
2. =0;=100 (10 %)
Увеличение притока металла компенсируется увеличением скорости.
Комбинированное управление (KRIST_QV.sa) повышает качество регулирования за счет одновременной работы двух каналов стабилизации уровня. Отклонение уровня при тех же возмущениях составляет около 9мм.