2 Выбор регулятора и параметров его настройки.

Перед выбором автоматического регулятора уровня воды в напорной ёмко

сти составляют схему автоматического регулирования и определяют канал

регулирования. Регулятор выбирают так, чтобы изменение регулирующего

воздействия сопровождалось максимальным изменением регулируемой ве

личины, т.е. чтобы коэффициент усиления объекта по каналу регулирования

был максимальным.

Тип автоматического регулятора (закон регулирования) выбирается с учетом

свойств объекта регулирования и заданных параметров качества переходного

процесса. К показателям качества регулирования относятся: динамическая

ошибка регулирования, время регулирования, остаточное отклонение, коле-

бательность процесса и др. Позтому в соответствии с требованиями техноло-

гии в качестве заданного выбирают один из трех типовых переходных про-

цессов: граничный апериодический, с 20% - ным перерегулированием, с ми-

нимальной квадратичной площадью отклонения. Согласно задания процесс

регулирования давления пара в барабане котла должен происходить с 20% -

перерегулированием.

Переходной процесс в АСР зависит от свойств объекта, от характера и ве-

личины возмущающих воздействий, а также от типа автоматического регуля-

тора (его закона регулирования) и параметров настройки регулятора.

В химической промышленности наиболее часто применяют регу-

ляторы непрерывного действия (И -, П -, ПИ -, ПИД – регуляторы).

При выборе закона регулирования (типа регулятора) учитывают:

- свойства химического объекта;

- максимальную величину возмущения;

- принятый для технологического процесса вид типового переходного про-

цесса:

- допустимые значения показателей качества процесса регулирования.

Протекание в конкретном объекте заданного переходного процесса ,

имеющего требуемые значения заданных параметров качества может быть

обеспечено регуляторами различных типов. Целесообразно использовать ре-

гуляторы наиболее простых типов. Выбор регулятора осуществляют в сле-

дующей последовательности.

Сначала проверяют – сможет ли простейший регулятор (И – регулятор)

обеспечить заданное качество регулирования. Если да, то переходят к опре-

делению параметров его настройки. Если нет, то последовательно рассматри-

вают регуляторы, имеющие более сложные законы регулирования. Выбор

заканчивают, когда найден регулятор, обеспечивающий заданное качество

регулирования. Затем находят значения параметров настройки этого регуля-

тора. Последовательность выбора закона регулирования при работе на ус-

тойчи вых объектах показана на рис.2.

И – регуляторы применяют на объектах, имеющих значительное самовы-

равнивание и малое время запаздывания. Для регулирования технологиче-

Рисунок 2 – Схема последовательности выбора закона регулирования и определения оптимальных значений настройки регулятора на устойчивых

объектах.

ских величин на нейтральных объектах И – регуляторы не применяют, так

как такие системы неустойчивы при любых значениях настроечных парамет-

ров. П – регуляторы обладают быстродействием и работоспособны на инер-

ционных объектах, но могут быть использованы лишь тогда, когда при изме-

нении нагрузки объекта допустимо остаточное отклонение параметра от за-

данного значения. ПИ – регуляторы имеют достаточное быстродействие,

кроме того, способны выводить параметр на заданное значение, поэтому их

применяют чаще других. Если объекты характеризуются большим запазды-

ванием и претерпевают значительные изменения нагрузки, П – и ПИ – регу-

ляторы могут не справиться с обеспечением требуемого качества регулиро-

вания; в таких случаях используют ПИД – регуляторы. Если ни один из рас-

смотренных законов регулирования не позволяет получить переходный про-

цесс регулируемой величины, который не выходил бы за пределы заданных

показателей качества, то для регулирования рассматриваемой величины вме-

сто одноконтурной используют многоконтурную систему регулирования.

В соответствии с заданием необходимо выбрать тип и определить опти-

мальные настроечные параметры регулятора давления, установленном на ус-

тойчивом объекте ( котле) с запаздыванием при следующих условиях:

параметры объекта: коэффициент передачи К_О = 1,25; постоянная време

ниТ_О = 151 с.; время запаздывания τ = 50 с.; отношение τ / Т_О = 0,23.

Система регулирования должна обеспечить переходный процесс с минимальной квадратичной площадью отклонения; параметры качества переходного процесса не должны превышать следующих допустимых значений:

- динамическая ошибка регулирования y_{1 доп.} = 0,06;

- статическая ошибка регулирования y_{ст. доп.} = 0,03;

- время регулирования t _{р. доп.} = 900 с;

- регулирующее воздействие, соответствующее максимальному изменению

возмущения х _в = 0,11.