Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГОУ СПО «Астраханский государственный политехнический колледж»

Отделение «автоматизации производства и

экологической безопасности»

Курсовая работа по дисциплине "Автоматическое Управление"

Система автоматического регулирования уровня

углеводородного конденсата в емкости В01

КР 220301.51 - 17518 – АУ - 2011

Разработал

Студент гр.АТП – 420

___________ Захаров А.Ю

Проверил

Преподаватель

___________ Гришанов Д.В.

Астрахань 2011

Содержание

	стр.
Введение	3
1.Описание технологического процесса	4
2.Функциональная схема системы.	6
3.Структурная схема САР.	9
4. Построение, запуск и анализ модели САР	11
5.Оценка устойчивости и стабилизация разомкнутой САР. Параметрическая оптимизация САР	12
6. Предварительная коррекция замкнутой САР	13
6.1Построение и анализ ЛАЧХ и ЛФЧХ	13
6.2 Анализ частотных характеристик и предварительная коррекция САР	14
7. Определение настроечных параметров ПИ-регулятора	16
7.1. Введение ПИ-регулятора в контур управления	17
Заключение	19
Список источников разработки	20

Введение

Современная теория автоматического регулирования является основной частью теории управления. Система автоматического регулирования состоит из регулируемого объекта и элементов управления, которые воздействуют на объект при изменении одной или нескольких регулируемых переменных. Теория автоматического регулирования прошла значительный путь своего развития. На начальном этапе были созданы методы анализа устойчивости, качества и точности регулирования непрерывных линейных систем. Затем получили развитие методы анализа дискретных и дискретно-непрерывных систем. Можно отметить, что способы расчета непрерывных систем базируются на частотных методах, а расчета дискретных и дискретно-непрерывных — на методах z-преобразования. В технологических процессах в химической и нефтяной промышленности распространены  системы автоматического управления, осуществляющие регулирование большого количества связанных величин; так, при перегонке нефти информация о температуре, давлении, расходе и составе нефтепродуктов, получаемая от нескольких сотен датчиков, используется для формирования сигналов управления десятками различных регуляторов.

Цель работы: оптимизация типичной линейной системы автоматического регулирования (САР) с использованием программного пакета моделирования систем VisSim.

Задачи работы:

• анализ задания и исходных данных;

• описание принципа действия САР;

• построение структурно-аналитической модели САР;

• оценка устойчивости и стабилизация САР;

• оптимизация модели.

  1. Описание технологического процесса

Рисунок 1. – Технологическая схема установки

Сепаpатоp ВО1 оснащен контактоpом высокого/72LSH001/ и низ­кого уpовня /72LSL004/ с выдачей аваpийной сигнализации на экpан дисплея. При повышении уpовня конденсата замыкается контактоp 72LSH001 измерителя уровня 72 LT 002, который вырабатывает вы­дает измерительный и регулирующий сигнал 72 LIC 002 на автоматическое открытие регулятора с пневматическим управлением, уста­новленного на гpанице установки. При этом сигнал преобразовывается из электрического в пневматический (72 LY 002).

В качестве регулятора расхода принимаем клапан регулирующий двухседельный плунжерный, с полным рабочим ходом клапана 16 мм ± 5%. Исходное положение клапана – нормально закрытый.

Для контроля уровня принимаем преобразователь измерительный уровня буйковый Сапфир-22Ду-Ex-2620-02-У2-0,5-400-1000-42.

На основании данной технологической схемы составляем функциональную схему, на базе которой будет разработана структурная схема АСР.

2. Функциональная схема системы.

Рисунок.2 функциональной схемы.

ПРУ – привод регулирующего устройства; РУ – регулирующее устройство; С – сепаратор; ДУ – датчик уровня; ПС – преобразователь сигнала.

1. Определение передаточных функций звеньев и построение структурной схемы аср

Математическое описание элементов системы:

1. Сепаратор

2. Поплавковый уровнемер

3. Электрический мост уровнемера

4. Усилитель напряжения уровнемера

5. Преобразователь сигнала

Преобразователь сигнала преобразует напряжение на выходе из датчика уровня U_ДУ в давление пневмосистемы цепи обратной связи Р_ОС. Т.к. делитель является быстродействующей схемой, то его динамические характеристики можно не описывать, общая динамика исследуемой системы практически не зависит от инерционных свойств преобразователя. Тогда, считая рабочий участок преобразования сигнала линейным, можно записать:

,

де k_ПС – коэффициент делителя обратной связи.

6. Привод регулирующего устройства

Приводным элементов рабочего штока регулятора является мембранный механизм

где - коэффициент мембраны регулятора;

Х_ш – величина штока регулирующего устройства.

7. Регулирующее устройство

Клапан регулирующий двухседельный плунжерный. Передаточная функция клапана принимается по статистическим данным и принятым моделям.

Передаточные функции:

1) Сепаратор

2) Поплавковый уровнемер

3) Электрический мост

4. Усилитель напряжения

4. Преобразователь сигнала

Запишем это уравнение в операторной форме:

Определим передаточную функцию преобразователя сигнала:

4. Привод регулирующего устройства

W_ПРУ = =

4. Регулирующее устройства

На основании полученных передаточных функций звеньев составляем структурную схему САР