Тема 4. Система автоматического регулирования давления пара в котле
Описание системы.
О
бъект
регулирования (ОР): паровой котел.
Регулируемая величинаy:
давление пара [Па],
измеряемое датчиком с преобразованием
в токовый унифицированный сигнал PI
(рис. 4.1, поз. а).
Регулирующее воздействие (РВ) u:
расход топлива с помощью регулирующего вентиля,
площадь проходного отверстия которого
[м2]
изменяется электрогидравлическим
серводвигателем с линейным выходом
EHSL.
Необходимо рассчитать регулятор для
автоматического управления серводвигателем
ипредусмотреть автоматическую
регистрацию давления (PICнарис.
4.1, поз.а).
Рис. 4.1.
Функциональная схема такой системы регулирования с ре- гистрацией (поз. б) включает датчик давления2, выход ной сигнал которого в виде постоянного тока поступает на входы регистрирующего прибора5и помехозащищен- ного дифференциатора6. Далее сигнал с выхода диффе- ренциатора6поступает на вход регулятора7с типо- вым алгоритмом регулирования (П- или ПИ- ). Регулирующее воздействие (РВ) отрабатывается серводвигателем 8 и регулирующим вентилем (РВ)9.Питание всех устройств системы осуществляется от источника4 и трансформатора3(показано пунктиром).
Исходные данные для расчета системы приведены в таблицах 4.1 и 4.2.
Таблица 4.1.
|
п.п. |
Название элемента |
Передаточные функции |
|
1 |
Паровой котел (ОР) |
|
|
2 |
Датчик давления (PI) с измерительным преобразователем |
|
|
6 |
Дифференциатор (Р) |
|
|
7 |
Регулятор (R) |
ПИ-регулятор:
|
|
8 |
Cерводвигатель (EHSL) |
|
|
9 |
Регулирующий вентиль (РВ) |
|
Таблица 4.2.
|
№ вар.. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
tP |
|
|
М |
|
1 |
1,6*106 |
10 |
60 |
50 |
1*10-6 |
100 |
50 |
2 |
1,5 |
0,05 |
30 |
0,8 |
- |
- |
- |
|
2 |
1,7*106 |
10 |
65 |
49 |
1*10-6 |
100 |
50 |
2 |
1,5 |
0,05 |
- |
- |
0,038 |
0,03 |
1,55 |
|
3 |
1,8*106 |
10 |
70 |
48 |
1*10-6 |
100 |
50 |
2 |
1,5 |
0,05 |
35 |
1,5 |
- |
- |
- |
|
4 |
1,9*106 |
10 |
75 |
47 |
1*10-6 |
100 |
50 |
2 |
1,5 |
0,05 |
- |
- |
0,06 |
0,07 |
1,36 |
|
5 |
2,0*106 |
10 |
80 |
46 |
1*10-6 |
100 |
50 |
2 |
1,5 |
0,05 |
25 |
0,65 |
- |
- |
- |
|
6 |
2,1*106 |
10 |
85 |
45 |
1*10-6 |
100 |
50 |
2 |
1,5 |
0,05 |
- |
- |
0,04 |
0,016 |
1,55 |
|
7 |
2,2*106 |
10 |
90 |
44 |
1*10-6 |
100 |
50 |
2 |
1,5 |
0,05 |
35 |
0,9 |
- |
- |
- |
|
8 |
2,3*106 |
10 |
95 |
43 |
1*10-6 |
100 |
50 |
2 |
1,5 |
0,05 |
- |
- |
0,013 |
0,01 |
1,36 |
|
9 |
2,4*106 |
10 |
100 |
42 |
1*10-6 |
100 |
50 |
2 |
1,5 |
0,05 |
25 |
0,46 |
- |
- |
- |
|
10 |
2,5*106 |
10 |
110 |
41 |
1*10-6 |
100 |
50 |
2 |
1,5 |
0,05 |
- |
- |
0,03 |
0,018 |
1,45 |
|
11 |
2,6*106 |
10 |
120 |
40 |
1*10-6 |
100 |
50 |
2 |
1,5 |
0,05 |
40 |
1,1 |
- |
- |
- |
|
12 |
2,7*106 |
10 |
130 |
39 |
1*10-6 |
100 |
50 |
2 |
1,5 |
0,05 |
- |
- |
0,036 |
0,02 |
1,28 |
|
13 |
2,8*106 |
10 |
140 |
38 |
1*10-6 |
100 |
50 |
2 |
1,5 |
0,05 |
30 |
1,4 |
- |
- |
- |
|
14 |
2,9*106 |
10 |
150 |
37 |
1*10-6 |
100 |
50 |
2 |
1,5 |
0,05 |
- |
- |
0,037 |
0,07 |
1,45 |
|
15 |
3,0*106 |
10 |
160 |
36 |
1*10-6 |
100 |
50 |
2 |
1,5 |
0,05 |
40 |
0,8 |
- |
- |
- |
|
16 |
3,1*106 |
10 |
170 |
35 |
1*10-6 |
100 |
50 |
2 |
1,5 |
0,05 |
- |
- |
0,1 |
0,05 |
1,28 |
|
17 |
3,2*106 |
10 |
180 |
34 |
1*10-6 |
100 |
50 |
2 |
1,5 |
0,05 |
40 |
0,8 |
- |
- |
- |
|
18 |
3,3*106 |
10 |
190 |
33 |
1*10-6 |
100 |
50 |
2 |
1,5 |
0,05 |
- |
- |
0,034 |
0,016 |
1,28 |
|
19 |
3,4*106 |
10 |
200 |
32 |
1*10-6 |
100 |
50 |
2 |
1,5 |
0,05 |
30 |
0,5 |
- |
- |
- |
|
20 |
3,5*106 |
10 |
210 |
31 |
1*10-6 |
100 |
50 |
2 |
1,5 |
0,05 |
- |
- |
0,01 |
0,018 |
1,45 |
|
21 |
3,6*106 |
10 |
220 |
30 |
1*10-6 |
100 |
50 |
2 |
1,5 |
0,05 |
35 |
1,5 |
- |
- |
- |
|
22 |
3,7*106 |
10 |
230 |
29 |
1*10-6 |
100 |
50 |
2 |
1,5 |
0,05 |
- |
- |
0,04 |
0,015 |
1,5 |
|
23 |
3,8*106 |
10 |
240 |
28 |
1*10-6 |
100 |
50 |
2 |
1,5 |
0,05 |
35 |
0,9 |
- |
- |
- |
|
24 |
3,9*106 |
10 |
215 |
27 |
1*10-6 |
100 |
50 |
2 |
1,5 |
0,05 |
- |
- |
0,03 |
0,02 |
1,32 |
|
25 |
4,0*106 |
10 |
155 |
26 |
1*10-6 |
100 |
50 |
2 |
1,5 |
0,05 |
25 |
0,65 |
- |
- |
- |
,
%
,
рад/с
,
%Список литературы
Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического управления. - Профессия – 2003 – 752с
Воронов А.А. ТАУ. Ч.1. Теория линейных систем. – Высшая школа - 1986 – 367с.
Воронов А.А. ТАУ. Ч.2. Теория нелинейных и специальных систем. – Высшая школа - 1986 – 504с.
Ким Д. П. ТАУ Ч.1. Линейные системы – Физматлит – 2003 – 288с.
Ким Д. П. ТАУ Ч.2. Многомерные, нелинейные, оптимальные и адаптивные системы – Физматлит – 2004 – 464с.
Кузовков Т.Н. Модальное управление и наблюдающие устройства – Машиностроение – 1976 – 184с.
Куропаткин П.В. Теория автоматического управления – Высшая школа - 1973 – 526с.
Первозванский А.А. Курс ТАУ – Наука – 1986 – 616с.