Система автоматического регулирования уровня жидкости в емкости

Автоматическая система — регулирование

Автоматические системы регулирования предназначены для поддержания заданных значений выходных координат машин и аппаратов химических производств. Выходными координатами называются физические величины, которые определяют работу машины или аппарата в соответствии с технологическим регламентом. В свою очередь, выходные координаты, на которые воздействует в процессе функционирования регулятор, называются регулируемыми. В химической промышленности регулируемыми могут быть следующие величины: давление, уровень, температура, расход, концентрация, скорость и другие показатели, характеризующие механические и физико-химические процессы и явления, происходящие в химико-технологических производствах.

Автоматическая система регулирования ( см. рис. 2.3) представляет собой замкнутую цепь, которая обеспечивает контроль и управление.

Автоматическая система регулирования позволяет изменять соотношение поступающих газов в ходе процесса в зависимости от изменения состава газовой смеси, определеямого автоматическим газоанализатором. При этом датчики газоанализаторов могут устанавливаться как на участках смешивания газов, так и на газовом потоке за реакционным или контактным аппаратом.

Автоматическая система регулирования имеет замкнутую цепь воздействия ( рис. 1, б): объект регулирования воздействует на датчик, датчик на управляющий элемент УЭ, который воздействует на исполнительный элемент ИЭ, а исполнительный — снова на объект.

Система автоматического регулирования уровня.

Автоматические системы регулирования в зависимости от характеристик элементов, из которых системы состоят, подразделяют на линейные и нелинейные.

Автоматическая система регулирования, обеспечивающая астатический закон регулирования частоты, часто называется вторичной системой регулирования частоты, а АРЧВ — первичными регуляторами частоты вращения.

Автоматическая система регулирования предназначена для поддержания наиболее экономичного режима сжигания топлива в топке котла. Известно , что Для полного сжигания единицы расхода топлива необходим определен — ный объем воздуха, количество которого зависит от вида и сорта сжигаемого топлива и его характеристики.

Функциональная схема одноконтурной АСР Функциональная схема каскадной АСР.

Автоматические системы регулирования ( АСР) предназначены для автоматического поддержания постоянной или для изменения по требуемому закону технологической величины объекта, характеризующей протекающий в нем процесс. Это достигается формированием автоматическим устройством ( регулятором) регулирующих воздействий и введением их в технологический объект. АСР могут осуществлять регулирование по отклонению и по возмущению.

Обобщенная структурная схема автоматической системы.

Автоматические системы регулирования ( АСР) различаются по принципам управления на разомкнутые и замкнутые. В разомкнутых АСР объект регулирования отрабатывает управляющие воздействия регулятора без текущего сравнения выходных координат с входными. Возможные отклонения выходных координат от ожидаемых при этом в системе не учитываются. В замкнутых АСР имеется одна или несколько цепей обратной связи, обеспечивающих систематическое сравнение выходной и входных координат, и возможные ошибки регулирования e ( t) от возмущающих воздействий система устраняет. Системы, обладающие систематическими ошибками регулирования, называются статическими, а системы, в которых такие ошибки сводятся к нулю, — астатическими. АСР подразделяют на системы прямого и непрямого действия. В первых из них объект регулирования обладает малыми энергетическими показателями, и не требуется усиливать воздействия регулятора; в системах непрямого регулирования сигналы маломощных элементов необходимо усиливать, чтобы управлять объектом значительной мощности.

Автоматические системы регулирования, входящие в состав иерархических АСУ ТП, и многоконтурные АСР требуют применения задатчиков, которые управляются как автоматически, так и дистанционно.

Годографы замкнутых АСР.

Автоматическая система регулирования устойчива, если годограф Михайлова при изменении частоты со от О до оо, начинаясь на положительной части вещественной оси, обходит в направлении против часовой стрелки, нигде не обращаясь в нуль, такое количество квадрантов комплексной плоскости, какова степень характеристического уравнения.

Методы автоматического регулирования

Системы автоматического регулирования могут создаваться на основе двух основных методов регулирования: регулирования с обратной связью, которое работает путем исправления отклонений переменной процесса после того, как они произошли; и с воздействием по возмущению, которое предотвращает возникновение отклонений переменной процесса.

Регулирование с обратной связью

Регулирование с обратной связью — это такой способ автоматического регулирования, когда измеренное значение переменной процесса сравнивается с ее уставкой срабатывания и предпринимаются действия для исправления любого отклонения переменной от заданного значения.

Система ручного регулирования с обратной связью

Основным недостатком системы регулирования с обратной связью является то, что она не начинает регулировки процесса до тех пор, пока не произойдет отклонение регулируемой переменной процесса от значения ее уставки.

Температура должна измениться, прежде чем регулирующая система начнет открывать или закрывать управляющий клапан на линии пара. В большинстве систем регулирования такой тип регулирующего действия приемлем и заложен в конструкцию системы.

В некоторых промышленных процессах, таких как изготовление лекарственных препаратов, нельзя допустить отклонение переменной процесса от значения уставки. Любое отклонение может привести к потере продукта. В этом случае необходима система регулирования, которая бы предвосхищала изменения процесса. Такой упреждающий тип регулирования обеспечивается системой регулирования с воздействием по возмущению.

Регулирование с воздействием по возмущению

Регулирование по возмущению — это регулирование с опережением, потому что прогнозируется ожидаемое изменение в регулируемой переменной и принимаются меры прежде, чем это изменение происходит.

Это фундаментальное различие между регулированием с воздействием по возмущению и регулированием с обратной связью. Контур регулирования с воздействием по возмущению пытается нейтрализовать возмущение прежде, чем оно изменит регулируемую переменную, в то время, как контур регулирования с обратной связью пытается отрабатывать возмущение после того, как оно воздействует на регулируемую переменную.

Система регулирования с воздействием по возмущению

Система регулирования с воздействием по возмущению имеет очевидное преимущество перед системой регулирования с обратной связью. При регулировании по возмущению в идеальном случае величина регулируемой переменной не изменяется, она остается на значении ее уставки. Но ручное регулирование по возмущению требует более сложного понимания того влияния, которое возмущение окажет на регулируемую переменную, а также использования более сложных и точных приборов.

На заводе редко можно встретить чистую систему регулирования по возмущению. Когда используется система регулирования по возмущению, она обычно сочетается с системой регулирования с обратной связью. И даже в этом случае регулирование по возмущению предназначается только для более ответственных операций, которые требуют очень точного регулирования.

Оборудование и его применение

Энергосберегающее оборудование позволяет создавать системы различного назначения и сложности: одно- и двухконтурные, с дополнительными функциями управления насосами или накопления и обработки статистической информации о ходе процесса регулирования. Но за всем этим должен стоять комплексный экономический подход, который включает следующие параметры: учет взаимовлияния объектов и систем теплоснабжения, санитарно-гигиенические требования, комфорт, снижение эксплуатационных издержек, достоверность теплоучета и экономия топливно-энергетических ресурсов. Системы автоматического регулирования включают в себя электронные регуляторы температуры, датчики температуры, электроприводы с импульсным шаговым двигателем, регулирующую и запорно-регулируюшую арматуру. К последней относятся запорно-регулирующие клапаны, смесительные регулирующие клапаны и регулирующие гидроэлеваторы.

Важную роль здесь играют регуляторы температуры, посредством которых осуществляется управление регулирующими звеньями. С 2010 года выпускается регулятор температуры РТ-2010, представляющий собой обновленный и усовершенствованный вариант предшественника РТ-2000А и имеющий дополнительно возможность установки интерфейса RS485; исполнительный механизм для клапанов и элеваторов МЭП-3500, отличающийся от своих предшественников и конкурентов не только конструктивом, но и набором дополнительных функций.

Схема с регулирующим гидроэлеватором очень распространена для объектов, получающих с теплоисточника перегретый теплоноситель. Не допускается применять ее только на объектах с гидравлическими проблемами где перепад давления между подающим и обратным трубопроводом менее 6 метров водяного столба (0,06 МПа). Элеваторы РГ обеспечивают качественное регулирование за счет смещения прямого и обратного теплоносителя. Регулирующий элеватор не требует применения дополнительного насоса, так как одним из элементов его конструкции является струйный насос. Поэтому применение регулирующих гидроэлеваторов, особенно на объектах ЖКХ, снижает монтажные и эксплуатационные расходы и не приводит к нештатным ситуациям при сбоях в электропитании. В аварийных случаях остановка насоса в системе отопления требует неотложных мер, чтобы не допустить замораживания системы. Схема с регулирующим гидроэлеватором лишена этого недостатка и исключаются затраты насоса и на строительно-монтажные работы следовательно значительно ниже.

Для других схем отопления имеется большая гамма запорно-регулирующих клапанов. Если, в соответствии с техническими условиями на объекте установка насоса необходима, то насос может быть установлен на обратном трубопроводе или перемычке. Однако данную схему нельзя применять на теплопунктах, подключенных к ЦТП (график теплоснабжения – 95˚/70˚ С).

Применение запорно-регулирующих клапанов наиболее эффективно в системах автоматического регулирования, допускающих 100%-ное перекрытие подачи теплоносителя. Прежде всего, это – горячее водоснабжение.

Распространены открытые системы ГВС, они сложно поддаются регулировке. По нашему опыту применение двухходовых клапанов не обеспечивает требуемые параметры по температуре горячей воды, обратного теплоносителя и по уровню шумов. Ввиду этого нами предлагаются трехходовые смесительные клапаны КСТ.

На базе энергосберегающего оборудования производим и компактные блочные тепловые пункты, объединяющие в той или иной степени многие схемные решения.

Одним из важнейших направлений, которое в последнее время стало актуальным и востребованным – диспетчеризация объектов регулирования. Так же на базе оборудования предусмотрена возможность реализации подобных систем. Разработаны и широко используются регуляторы температуры РТ-2010, РТ-2000А, которые снабжены интерфейсом RS232 (RS485), по средствам которого имеется возможность удаленного управления систем регулирования.

На сегодняшний день на базе регуляторов уже смонтированы и запущены системы диспетчеризации, включающие кроме регулирования (регуляторы температуры) еще и учет (теплосчетчики).

Разработанные исполнительные механизмы клапанов МЭП-3500 могут снабжаться токовым выходом, дополнительными релейными выходами для определения положения механизма. Это существенно выделяет этот привод на фоне конкурентов. Установка в привода МЭП-3500 интерфейса RS485 позволяет включить их в общую систему диспетчеризации на ряду с регулятором температуры и счетчиком. К реализации подобного проекта уже проявляется интерес со стороны организаций, занимающихся разработкой контроллеров диспетчерского контроля и сбора данных с объектов.

Актуальность систем автоматического регулирования расхода тепловой энергии

Необходимо отметить, что пароводяное теплоснабжение очень специфично, требует одновременного решения вопросов гидродинамики и теплопередачи; кроме того, тепловая энергия – особенный вид энергии, ее параметры должны контролироваться в обоих направлениях от источника к потребителю и наоборот, поэтому применение систем автоматического регулирования предлагаем рассматривать с учетом технико-экономических приоритетов.

Экономический смысл установки систем автоматического регулирования существует как и без установки приборов учета, так и после установки приборов учета тепловой энергии.

В первом случае система регулирования, регулируя расход тепловой энергии существенно снижает затраты теплоснабжающих организаций в то время как потребители оплачивают тепло по утвержденному тарифу.

Во втором случае потребители оплачивают за фактически потребленное тепло с учетом экономии, которая составляет в среднем от 10% до 30%. Повсеместно устанавливаются общедомовые приборы коммерческого учета тепла. Установка только теплосчетчиков не может уменьшить суммарные затраты на производство и передачу тепловой энергии. Действительно, если теплосчетчики будут установлены всюду, потребители все равно будут оплачивать поставщику тепла все издержки.

Большие резервы экономии имеются в социальной сфере: поликлиники, школы, в общественных, административных зданиях, прежде всего потому, что в них имеются периоды отсутствия людей в отапливаемых помещениях, во время которых возможно задавать заниженные параметры обеспечения теплом и горячей водой без нарушения комфорта в рабочее время. Т.е. при пуско-наладочных работах системы регулирования, например, в школе, возможно сразу заложить экономичный режим потребления тепла этим объектом на период зимних каникул.

В жилых домах неприменимо программное снижение температуры в помещениях. Но имеется возможность раздельного регулирования фасадов одного здания при разных условиях воздействия солнечного освещения и других климатических факторов. Для этого используется двухконтурные регуляторы температуры, в каждый контур которого вводится одинаковая программа регулирования.

Важным фактором энергосбережения для многих объектов является ликвидация осенне-весенних перетопов, когда для целей подготовки горячей воды на объекты подается теплоноситель с заведомо завышенной температурой при положительных температурах наружного воздуха, выше так называемой точки «срезки» температурного графика. В домах, где имеется бойлер для подготовки горячей воды, поскольку в периоды отсутствия разбора горячей воды теплоноситель циркулирует через бойлер-теплообменник напрасно, снижая также его эксплуатационный ресурс, кроме того, изменения параметров теплоисточника очень инерционно распространяются по тепловой сети, что корректируется внутридомовыми регуляторами температуры. По санитарным нормам требуются различные температурные условия в помещениях, а это не всегда реализуется при одинаковой температуре теплоносителя. С учетом всех этих факторов необходимо модернизировать системы теплопотребления с помощью современных систем качественно-количественного регулирования.

В идеальном случае существует эффект от применения систем автоматического регулирования вплоть до каждого отопительного прибора, стояка, калорифера и т.д. Наш более чем многолетний опыт подтверждает эффективность их применения.

Понятие настройки системы регулирования

Под настройкой системы регулирования понимается перечень расчетных и экспериментальных работ, направленных на поиск настроечных параметров регулятора, обеспечивающих заданное качество регулирования, организацию и проведение натурных испытаний на действующем производстве или расчетных экспериментов для подтверждения оптимальности выбранных параметров. Доказательством оптимальности должны служить результаты работы регулятора для нескольких значений настроечных параметров, среди которых существуют оптимальные. Параметрами настройки являются их численные значения для конкретного регулятора, ограничения на диапазоны их вариации при поиске, а также критерии качества.

Понятие настройки системы регулирования является достаточно широким — все зависит от поставленной цели и условий настройки. При настройке любых систем регулирования особенно в теплоэнергетике следует учитывать внутреннюю противоречивость выполняемой работы.

Успех настройки регулятора зависит от полноты информации об объекте регулирования. В то же время наиболее полная и достоверная информация может быть получена во время работы системы. Поэтому практическую настройку всегда приходится начинать при дефиците информации и надо быть готовым ко всякого рода неожиданностям.

Однако в любом случае обеспечение устойчивости является обязательным необходимым требованием.

К результатам настройки могут быть предъявлены следующие требования, которые можно отнести к категории достаточных:

  1. обеспечение работоспособности системы регулирования (возможность включения регулятора);
  2. обеспечение работы регулятора при заданном запасе устойчивости (гарантия устойчивой работы);
  3. обеспечение оптимальных параметров, гарантирующих минимум выбранного критерия качества.

Приведенный перечень достаточных требований является списком этапов выполнения наладочных работ, которые надо выполнить для достижения максимального качества работы системы регулирования. Этапы могут быть выполнены сразу при пуске производства или разнесены во времени.

Энергоэффективность погодное регулирование систем отопления. 20.11.2017 1000

Погодное регулирование систем отопления
       Радиаторы отопления – самые обыденные приборы для большинства российских городов. По ним в дом приходит тепло. Мы их замечаем только когда в комнате холодно или жарко. Между тем, работа системы отопления в наших домах связана не только с температурой и влажностью в среде нашего обитания, она влияет и на наш бюджет.
Система центрального отопления
       Принципиально центральное отопление домов устроено очень просто. Существует котёл, который греет теплоноситель, циркулирующий через радиаторы отопления в доме. Они нагревают воздух, теплоноситель при этом остывает и возвращается в котёл для нагрева. Система разделена на несколько контуров циркуляции. Движение теплоносителя обеспечивают насосы. Наиболее распространённый теплоноситель – вода.
        Описанная схема проста и понятна любому. Но для большого количества потребителей она не может быть эффективной:

      Для того, чтобы в помещениях создавалась требуемая комфортная температура в городских тепловых сетях и индивидуальных контурах применяются средства регулирования. Они состоят из циркуляционных насосов, датчиков нагрева воды и воздуха, регулируемых клапанов и смесителей

 Однако, кроме перечисленных воздействий, на работу средств обогрева значительно влияют погодные условия: температура и влажность окружающего воздуха, ветровая нагрузка.
Стереотипы и заблуждения
        Не вдаваясь в подробности действия различных факторов на качество решения задачи обеспечения тепла в среде обитания человека, трудно представить себе важность их влияния. Поэтому в непрофессиональной среде существует целый ряд распространённых сложившихся стереотипов и не совсем правильных мнений:. Сложности регулирования и управления
      Структура автоматического управления и регулирования тепловых потоков в современных средствах обогрева домов довольно сложна

Сложности регулирования и управления
      Структура автоматического управления и регулирования тепловых потоков в современных средствах обогрева домов довольно сложна

Сети прокладываются с учётом количества и видов потребителей, они могут быть открытыми – с отбором горячей воды из системы или закрытыми – с циркуляцией теплоносителя только для отопительных приборов. Встречаются многоконтурные системы, в которых носитель тепла с различной температурой передаёт энергию другому носителю через теплообменник. Однако, даже в самой простой системе автоматизация управления УУТЭ связана с необходимостью решения ряда технических задач:

       Как ни странно, фактор инертности системы при изменяющихся параметрах теплоотдачи – наиболее значимая причина перерасходов темповой энергии. При этом установка УУТЭ вместо обыкновенного счётчика не решает задачу энергоэффективного управления количеством тепла, если не учитываются погодные факторы.
Современные возможности в энергоэффективности
       Существующие технические средства позволяют экономить 25-35% потребляемой тепловой энергии за счёт квалифицированного управления температурой и скоростью циркуляции рабочего тела с учётом погодных факторов. Основные элементы, позволяющие учитывать изменения погоды:

      Для контроля параметров и установления эффективных режимов требуется большое число элементов автоматики. Такое количество может показаться слишком дорогостоящим. Однако, современная промышленность выпускает все требуемые приборы и механизмы в виде серийных изделий. Опыт применения элементов контроля параметров отопления, учитывающих погодные условия показывает быструю окупаемость вложенных средств. Показания счётчика потребляемой тепловой энергии снизят расходы сразу после установки. Затраты на приобретение комплекса окупятся уже в первый год его эксплуатации при условии компетентной установки и настройки.
Некоторые важные аспекты применения УУТЭ и приборов учёта
     Общедомовой прибор учёта, установленный в системе центрального отопления только регистрирует количество энергии, потребляемой жилищным объектом. Приборы учёта экономят затраты собственников жилья только калькуляцией калорий, не снижая самого объёма расходуемых ресурсов. Для полноценной экономии и построения энергоэффективного потребления одним из наиболее значимых аспектов является способность регулирования параметров центрального отопления с учётом погодных факторов окружающей среды. Такие системы несколько дороже более простых аналогов. Но они окупаются быстрее, обеспечивая более высокую эффективность использования ресурсов.
       У компании АНК групп большой опыт внедрения погодного регулирования на различных объектах, мы уверены, что сможем Вам помочь, быстро и качественно произвести данные работы.

Какие узлы входят в систему погодного регулирования отопления

В составе погодной автоматики используют следующие составляющие элементы:

  • насосное оборудование;
  • предохранительный клапан;
  • привод;
  • определенную разновидность контроллера;
  • наружный датчик температуры;
  • датчик температуры для отопительной системы;
  • обратный клапан;
  • запорную арматуру;
  • коллектор;
  • фитинги;
  • смесительные узлы;
  • клеммы.

Самым главным элементом системы, управляющим работой другого оборудования, является контроллер.

Существуют следующие типы погодозависимых агрегатов управления:

  1. Основной контроллер имеет специальные клеммы и может контролировать работу одного или сразу двух котлов. Есть вмонтированный таймер. В прибор заложено 6 схем управления нагревательными приборами и 2 схемы независимых контуров.
  2. Контроллер расширения запрограммирован на 2 гидравлические схемы. Он идет без встроенного таймера и не регулирует работу котла. Обычно его используют в качестве дополнительного прибора, если основной не справляется с возложенными на него функциями.
  3. Агрегат смесительного контура запрограммирован только на одну гидравлическую схему, работающую автономно. Есть встроенный таймер и возможность организации погодозависимого управления одним единственным контуром.
  4. Главный контроллер для буферной емкости имеет клеммы для управления одним котлом, который подключен к отопительной системе через буферный бак. Он укомплектован таймером.

Переменные коэффициенты передачи

Применение современных методов автоматического регулирования нужно начинать с повышения производительности одноконтурной системы, решая возникающие проблемы без изменения основной структуры системы.

Рис. 2. Простейшая система с обратной связью

Решить проблемы нелинейности измерений и преобразований можно добавив компенсирующие нелинейности, которые сделают общий коэффициент передачи постоянными. С помощью этого хорошо известного, но часто чересчур трудоемкого способа можно повысить устойчивость многих систем.

Рис. 3. Простейшая система с упреждающим управлением

Для решения проблем, связанных с изменяющимися коэффициентами передачи, существует несколько других методов. Простейший из них – подстройка контроллера для получения максимально возможного коэффициента передачи процесса. Таким образом, достигается устойчивость обратной связи ценой увеличения времени отклика при небольших коэффициентах передачи процесса.

  • Корректировка коэффициентов передачи по определенному закону: практически каждый алгоритм динамической системы управления позволяет задавать параметры контроллера как функции каких-либо переменных. Для реактора относительный диапазон контроллера температуры можно изменять обратно пропорционально скорости потока.

  • Нелинейная компенсация коэффициентов передачи: многие динамические системы управления обладают стандартной нелинейной функцией, определяющей погрешность цикла. Эту возможность часто используют при контроле уровня pH, поскольку его изменение очень нелинейно при варьировании потоков реагентов. Иногда она используется при контроле уровня жидкости, чтобы компенсировать геометрию сосуда.

  • Самонастраивающиеся контроллеры: функцией самонастройки обладает большинство современных систем. Управляющий алгоритм оценивает текущую производительность контроллера и изменяет его параметры, чтобы достичь желаемой переходной характеристики. Это достаточно сложная задача. Преобразовательному модулю приходится учитывать то, что текущее состояние – это результат вносимых им изменений. В результате, алгоритм может ошибаться при наличии в контуре периодических колебаний, появившихся в результате взаимодействия других переменных. Например, любые продолжительные колебания скорости потока приводят к колебаниям температуры с той же частотой. Самонастраивающийся контроллер будет безуспешно пытаться устранить колебания температуры, перенастраивая свои параметры, что приведет к ухудшению терморегуляции. Поэтому самонастраивающиеся контроллеры должны использоваться под непосредственным контролем и не должны оставаться без присмотра длительное время.

Практически все системы управления подвержены изменениям, влияющим на их коэффициенты передачи и устойчивость. С этой точки зрения любую систему характеризует показатель устойчивости, который равен величине малейшего изменения любого из параметров, вызывающего длительные незатухающие колебания в системе.

Вообще, одной из основных задач современных систем управления является высокая устойчивость, которая достигается путем компенсирования и преодоления факторов, вызывающих изменения коэффициентов передачи.

Автоматическое регулирование давления

Давление является показателем соотношения расходов газовой или жидкой фазы на входе в аппарат и выходе из него. Постоянство давления свидетельствует о соблюдении материального баланса газовой (жидкой) фазы.

В большинстве СВВ требуется стабилизация давления. Поддержание давления обусловлено либо технологическим регламентом процесса, либо необходимостью преодоления различных гидравлических сопротивлений. При понижении давления ухудшаются режимные показатели процесса, при повышении — возникает аварийная ситуация (разгерметизация или даже разрыв аппарата).

Регулирование давления обычно осуществляют изменением расхода вещества через аппарат на стороне подачи или потребления. Это достигается с помощью регулирующего органа, изменяющего гидравлическое сопротивление в линии подачи или потребления. На рис. 59 показана схема АСР давления в аппарате, которая состоит из первичного преобразователя (манометр), совмещенного с промежуточным преобразователем, измерительного прибора 16 с регулятором и регулирующего клапана с исполнительным механизмом 1в. Давление в такой системе регулируют изменением степени открытия клапана.

Рис. 59. Функциональная схема АСР давления

Обычно давление (или разрежение) стабилизируют в каком- либо одном аппарате, а по всей аппаратурно-технологической системе оно устанавливается в соответствии с гидравлическим сопротивлением линии и оборудования. Например, в многоступенчатой дистилляционной установке для обессоливания и опреснения воды (рис. 60) разрежение стабилизируют в последнем испарителе, а в остальных оно устанавливается из условий материального и теплового балансов с учетом гидравлического сопротивления.

Рис. 60. Регулирование разрежения в многоступенчатой дистилляционной

  • 1—3 испарители; 4—6 — аппараты для очистки пара; 7—9 — кубовые остатки на захоронение; 10 — первичный конденсат;
  • 77, 12 — очищенный конденсат; 13 — конденсатор; 14 — измеритель давления; 15 — регулятор давления; 16 — регулирующий орган

В процессах сушки осадков сточных вод в барабанных сушилках (рис. 61) наряду с АСР, поддерживающей заданную температуру теплоносителя, и АСР теплового режима сушки (на рисунке не показаны; особенности регулирования температуры будут рассмотрены ниже) всегда предусматривается также АСР, стабилизирующая давление газа перед топкой, и АСР, стабилизирующая режим по газовому тракту «топка — барабан — циклон» с помощью регулятора разрежения в топке путем изменения производительности насоса.

В СВВ регулируется также перепад давления в аппаратах, характеризующих гидродинамический режим, который существенно влияет на протекание технологического процесса. К числу таких аппаратов относятся многочисленные фильтры непрерывного и периодического действия.

Рис. 61. Схема регулирования давления (разрежения) в барабанной сушилке:

  • 1 вращающийся барабан; 2 — смесительная камера; 3 — форсунка; 4, 7 — измерители давления; 5, 8 — регуляторы давления;
  • 6 — регулирующий орган; 9 — электродвигатель; 10 — дымосос

Источник

5.1. Основные понятия

Как
всякая динамическая система САР может
находиться в двух состояниях: стационарном
(установившемся) и переходном.

Статический
стационарный режим

– это режим, при котором система находится
в состоянии покоя вследствие того, что
все внешние воздействия и параметры
самой системы не меняются во времени.

Динамический
стационарный режим

– это режим, возникающий тогда, когда
приложенные к системе внешние воздействия
изменяются по какому- либо установившемуся
закону, в результате чего система
приходит в режим установившегося
вынужденного движения.

Стационарные
динамические режимы, в свою очередь,
могут быть двух типов: детерминированными
и случайными.
При первом режиме на систему действует
детерминированное (регулярное)
стационарное воздействие. В качестве
примера можно назвать установившийся
гармонический режим, описываемый
частотными характеристиками.

Второй
режим — стационарный
случайный

является установившимся в статистическом
смысле и имеет место, когда приложенные
к системе воздействия представляют
собой случайные, но стационарные функции
времени.

Ключевое понятие: коэффициент передачи

Коэффициент передачи – это отношение изменения выходной величины к изменению входной. Стабильность системы автоматического регулирования в первую очередь определяется коэффициентами передачи. Каждый элемент системы – контроллер, исполнительный механизм, регулируемый процесс и датчик – имеет собственный коэффициент передачи. Если наклон графика зависимости выходной величины от входной не меняется, коэффициент передачи элемента постоянен, и такой элемент можно называть линейным. Если же отклик элемента на изменение входного значения зависит от рабочей точки, то существует нелинейность и коэффициент передачи элемента непостоянен.

Произведение коэффициентов передачи всех элементов называется коэффициентом обратной связи замкнутой системы. Если его значение превышает единицу, то контур является неустойчивым, и небольшое возмущение вызывает нарастающие колебания. Если же коэффициент обратной связи меньше единицы, колебания затухают и система переходит в устойчивое состояние. Настройка контроллера – это выбор коэффициента передачи контроллера таким образом, чтобы коэффициент обратной связи был не слишком большим и не приводил бы к колебаниям, и не слишком малым, что сильно замедлило бы реакцию системы.

Если хотя бы один из коэффициентов передачи непостоянен, коэффициент обратной связи тоже непостоянен, и устойчивость системы может меняться. Чтобы добиться стабильной устойчивости, необходимо варьировать коэффициент передачи контроллера, компенсируя таким образом изменения других коэффициентов и не допуская, чтобы коэффициент обратной связи превысил единицу. Существенный вопрос: постоянны ли остальные коэффициенты передачи, или они меняются? Если меняются, необходимо определить насколько, каким образом, и по какой причине.

Любой коэффициент передачи состоит из стационарного значения и динамического компонента. Стационарное значение отражает окончательное изменение выходной величины после ступенчатого изменения входной, а динамический компонент определяет сглаживание при циклическом изменении входной величины.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий