9.2. Определение динамических параметров настройки пи-регулятора (внутренний контур).

Для приближенной оценки динамических свойств реального объекта аппроксимируем его двумя последовательно соединенными звеньями: апериодическим звеном первого порядка и звеном запаздывания. По кривой разгона (15) определяем:

время запаздывания: с.

постоянная времени: с.

Коэффициент усиления объекта .

По номограмме 5.12 а) (16) для апериодического процесса определяем оптимальные параметры настройки ПИ-регулятора статических объектов.

При находим:

.

Отсюда коэффициент передачи ПИ-регулятора

.

Постоянная времени изодрома ПИ-регулятора

с.

10. Выбор технических средств реализации аср.

В качестве регулятора выберем промышленный регулятор Р25.1.1.

11. Расчет ручек настройки регулятора питания Р25.1.1.

Котел: ИЗЛ-60

Паропроизводительность: т/час.

Расход питательной воды: т/час.

Техническая нечувствительность по уровню: мм.вд.ст.

Перепад давления на диафрагме по :кг/см.

Скорость регулирования ИМ-М70 250/63: %/с.

Время выбега ИМ: с.

11.1. Расчет коэффициента измерительного канала по уровню.

[мВ/мм.вд.ст]

где - техническая нечувствительность по уровню;

-минимально возможная зона нечувствительности для регулятора Р25.1.1.

, т.к. значение входного сигнала В, а при коэффициенте усиления измерительного блокабудетВ, томВ,

мВ/мм.вд.ст.

- реализуется на регуляторе Р25.1.1.

,

где - паспортное значение измерительного канала по уровню (крутизна датчика),

мВ/мм.вд.ст.

- максимальное значение ручки потенциометра , тогда

дел.

11.2. Расчет коэффициента передачи измерительного канала по воде.

На регуляторе Р25.1.1. ручка настройки по воде реализуется по формуле:

,

где мВ/мм.вд.ст. – крутизна датчика по воде,

,

где - коэффициент передачи приведенного П-регулятора.

Тогда ;

дел.

11.3. Расчет коэффициента передачи измерительного канала по пару.

Т.к. , крутизна датчика по парумВ/мм.вд.ст., то на регуляторе Р25.1.1. ручка настройки по пару реализуется по формуле:

дел.

11.4. Расчет динамической настройки регулятора Р25.1.1.

В пунктах были определены коэффициенты передачи ПИ-регулятора и постоянная времени изодрома ПИ-регулятора.

На регулирующем субблоке регулятора Р25.1.1.динамическая настройка ПИ-регулятора будет реализована на потенциометрах:

а) время изодрома на потенциометре с;

б) коэффициенты передачи ПИ-регулятора на потенциометре , по формуле,с.,

где - коэффициент передачи измерительной схемы по каналу датчика,

.

При максимальной чувствительности по каналам источника . Тогдадел.

12. Анализ переходных процессов при действии существующих технологических возмущений.

12.1. Переходные процессы в системах регулирования при возмущении расходом

питательной воды.

Внутренний контур регулирования.

При возмущении, идущем со стороны питательного клапана (самопроизвольного изменения расхода питательной воды, обусловленного изменением давления воды в питательной магистрали), регулятор с повышенным быстродействием возвращает расход воды в исходной состояние, т.е. должен получить высокочастотный переходный процесс.

На рис.18 изображен переходный процесс в системе регулирования при расчетных значениях и. Процесс имеет динамическое отклонениет/г и продолжительность процесса регулированияс. Статическая ошибка управления.

Внешний контур регулирования.

При возмущении расходом воды быстродействующий внутренний контур стабилизирует расход воды, при этом внешний малоинерционный контур регулирования не пропускает возмущение внутреннего контура – уровень в барабане котла практические не изменяется.

На рис. 19 изображен переходный процесс регулирования уровня воды при 10% возмущении расходом питательной воды.

Критерии качества: динамическое отклонение мм.вд.ст.; время длительности перерегулированияс. Данный переходный процесс регулирования вполне удовлетворителен.

Изменение расхода пара.

Возмущение со стороны нагрузки потребителя является наиболее серьезным.

Изменение расхода пара может произойти от изменения внешнего потребителя, например: регулятор турбины в какой-то момент времени открыл клапан подвода пара к турбине, увеличивая тем самым расход пара из котла, что приведет в конечном итоге к падению уровня воды в барабане (при этом будет наблюдаться эффект «набухании» уровня в первый момент времени).

Аналогичное явление, но в другом направлении протекает при уменьшении степени открытия клапана турбины.

Таким образом, из-за наличия ложной информации приведенный П-регулятор будет иметь статическую ошибку, для устранения которой необходимо ввести корректирующую связь по расходу пара. Коэффициент измерительного канала , но т. к. они все же отличаются, то возникает переходный процесс. Уровень в барабане котла отклоняется.

Динамические отклонения уровня при возмущении нагрузкой (рис. 20) мм.вд.ст., время регулированияс.

Кривая удовлетворяет заданному апериодическому закону, а показатели качества соответствуют норме.

Изменение задания.

На рис. 21 изображен переходный процесс при изменении задания (мм.вд.ст.), автоматический регулятор приводит уровень воды к новому установившемуся значениюмм.вд.ст.

Процесс - колебательный.

Показатели качества:

• время длительности регулирования ;

• статическая ошибка ;

• перерегулирование %.