Связанного регулирования процесса перемещения жидкости

1 – насос; 2 – трубопровод; 3 – аппарат; 4 – регулирующий орган (клапан)

Для реализации этой цели сигнал с датчика расхода жидкости FE (позиция 1-1) поступает на вторичный прибор FIC (позиция 1-3), осуществляющий дистанционное показание I данного параметра, и одновременно, за счет включения в свой состав регулирующего блока C, формирует управляющее воздействие на исполнительный механизм 1-5 регулирующего органа (клапана) 4, установленного на линии подачи жидкости в аппарат 3.

Это регулирующее воздействие основного контура регулирования корректируется управляющим сигналом со вторичного прибора LIC (позиция 1-4), осуществляющего дистанционное показание I уровня L жидкости в аппарате, получая сигнал с датчика уровня LЕ (позиция 1-2), установленного в аппарате 3, и, одновременно, за счет включения регулирующего блока С формирует корректирующее воздействие регулятора расхода FIC (позиция 1-3), тем самым, обеспечивая связанное регулирование двух параметров: расхода жидкости, поступающей в аппарат и её уровня в нём.

Рассмотрим в качестве второго примера разработку типового решения по автоматизации процесса смешения жидкостей. Здесь под объектом управления будем понимать ёмкость с механической мешалкой, в которой смешиваются 2 жидкости.

Показателем эффективности процесса перемешивания будем считать концентрацию определенного компонента в смеси, а целью управления - получение смеси с определенной концентрацией этого компонента.

Зависимость показателя эффективности от параметров процесса смешения жидкостей можно вывести из уравнения материального баланса (1) по искомому компоненту.

Учитывая, что расход смеси в установившемся режиме равен сумме расходов жидкостей и (уравнение 2), то решая уравнение (1) относительно концентрации смеси, получим выражение 3. Расходы жидкостей и могут изменяться при нарушении технологического режима предыдущих процессов. Эти изменения являются сильными возмущающими воздействиями. С другой стороны, целенаправленно меняя указанные расходы в объект управления можно эффективно вносить регулирующие воздействия. Заметим, что один из расходов и необходимо изменять для поддержания материального баланса смесителя по уравнению 2. Расход нельзя использовать для этой цели, так как его величина определяется последующим технологическим процессом.

В качестве регулируемой величины для поддержания баланса следует брать уровень жидкости в смесителе. Регулирующие воздействия, вносимые регулятором уровня в смесителе, будут возмущающими воздействиями для показателя эффективности.

Концентрации и определяются технологическим режимом предыдущих процессов, поэтому стабилизировать и изменять их для получения определенной концентрации смеси невозможно, поскольку при этом в объект регулирования будут проникать возмущающие воздействия. Поэтому следует регулировать непосредственно концентрацию смеси . Единственным каналом внесения регулирующих воздействий при смешении жидкостей остается изменение расхода жидкости, не используемой для поддержания материального баланса. Таким образом, для успешной эксплуатации смесителя, оперативного управления им, и подсчета технико-экономических показателей процесса следует контролировать расходы , , и уровень жидкости в смесителе.

При значительном отклонении концентрации смеси от заданной и уровня жидкости в смесителе от заданных значений должен быть подан сигнал. При прекращении же поступления одной из жидкостей должны срабатывать устройства автоматической защиты, прекращающие подачу жидкостей и отбор смеси.

Типовой функциональной схемой автоматизации процесса смешения жидкостей, представленной на рисунке реализуются все функции контроля, управления, сигнализации и защиты.