Автоматизация тепловых процессов

Требования к температурному напору: точность поддержания температуры ± 1% от номинальной величины отсутствие автоколебаний в САР и ограниченная частота включения регулятора (не

Автоматизация тепловых процессов

Дипломная работа

Физика

Другие дипломы по предмету

Физика

Сдать работу со 100% гаранией
в независимого регулирования.

Многомерная - много контуров связанного регулирования.

. по характеру изменения управляемой величины (стабилизирующая САР, программная

САР, следящая САР, экстремальная САР)

  1. по принципу регулирования (по отклонению, по возмущению, комбинированная, адаптивная)

По отклонению применяется для вероятностных систем, по возмущению - для детерминированных систем, адаптивная - для нестационарных вероятностных систем.

  1. по временным свойствам САР (по виду передаточной функции: стационарная и нестационарная)
  2. по статической характеристике (статические и астатические)
  3. по динамическим свойствам (безинерционная, инерционная)

Динамические свойства тепловых объектов регулирования.

Под тепловыми объектами понимаются все элементы тепловой схемы ТЭС.

Любой объект регулирования находится в двух режимах:

  • стационарный (при наличии энергетического баланса)
  • динамический (переходный режим, происходит за счет появления разбаланса)

Тепловые объекты регулирования по характеру переходного процесса делятся на две группы:

  • быстродействующие (турбина, насос, дымосос …) - малоинерционные
  • медленнодействующие (котел, бак аккумулятор, деаэратор, подогреватель …) - инерционные, динамические

Причиной инерционности является наличие аккумулирующих емкостей, которые могут накапливать подведенную энергию.

Медленнодействующие объекты делятся на:

  • объекты с самовыравниванием (инерционные звенья)
  • объекты без самовыравнивания (интегрирующие звенья)

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tзап Тс t

 

 

- реальное интегрирующее звено

 

 

 

 

 

 

к

 

1 2

 

tзап Ти t

 

 

Свойства самовыравнивания

 

Q1

 

 

H

 

 

 

Q2 аналитический объект

(без самовыравнивания)

 

Требования:

  1. Q2 = idem

 

çdQ1 ç= çQ1 - Q2 ç¹ 0

 

 

dQ1 H

 

 

+ DH

 

 

 

 

  • DH

 

 

 

 

Диаграмма прохождения сигнала:

 

 

Xвх

 

 

 

 

l

 

 

 

 

 

  1. Q2 = j (H)

 

dQ1 H

 

1

 

 

 

Диаграмма прохождения сигнала:

 

Xвх

 

 

 

- ООС

 

 

 

  • к - min, r ® ¥

- коэффициент самовыравнивания

  • к ® ¥, r ® 0

Под самовыравниванием объекта понимают такое его свойство, в результате которого выходной параметр при нанесении возмущения стремится к новому установившемуся состоянию без вмешательства регулятора.

Чтобы снять динамические характеристики объекта регулирования фиксируется разгонная характеристика объекта при отключенном регуляторе.

 

Аккумулирующая способность

 

Мерой аккумулирования служит скорость изменения внутреннего (выходного) параметра как для объекта с самовыравниванием, так и без него.

Объекты регулирования обоих классов (с самовыравниванием и без) бывают одноемкостными и многоемкостными. Количество емкостей может быть бесконечным, но в расчетах разумно учитывать не больше 3 ¸ 5 емкостей.

Многоемкостные объекты от одноемкостных отличаются наличием времени запаздывания.

Чем больше емкостей, тем больше время запаздывания.

 

 

 

t0

 

 

 

tп

 

 

tз tз = t0 + tп

 

С увеличением числа подключенных емкостей разгонная характеристика смещается по оси времени вправо за счет увеличения времени запаздывания и постоянной времени.

Если в числе последовательно соединенных одноемкостных объектов хотя бы один астатический, то весь объект будет астатическим.

 

Замена сложных многоемкостных объектов простейшими звеньями

 

Пример: Рассмотрим САР питания барабанного котла.

  • Заменение объекта двумя последовательными объектами.

 

 

 

 

ПП Fпп

Н

 

 

 

 

 

РПК Fпв

 

 

 

m

 

 

ОП

 

Опережающий участок:

L = 5 м

Д = 0,2 м

n = 1 м / с

t0 = 5 с

 

m 6 c

 

 

 

 

t

 

Fпв

 

 

 

 

 

 

 

5 с 5 с

Тс = 60 с

DТс = 6 с

 

 

Тпв

 

 

 

 

 

 

 

t малоинерционное опережающее звено

 

 

 

 

 

 

m НбmНб

 

  • Заменение объекта двумя параллельными объектами.

 

 

Fпп

 

 

 

 

t

Нб

1

вызывает ложное срабатывание авторегулятора

 

 

 

 

3

 

Рб

2

1 - изменение уровня за счет набухания пароводяной смеси в результате вскипания

- уменьшение уровня воды в барабане за счет убыли массы жидкости

 

Процессы 1 и 2 действуют одновременно, т.е. уровнемер будет наблюдать их суммарное действие 3.

 

 

 

h = Fпп

 

 

ХзmН

 

 

ГИОС

 

 

mпв

Fпп

mпвН

 

 

 

 

 

t

Нб

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

САР для инерционного многоемкостного объекта

 

 

 

ПП Fпп

Н

 

импульс по пару

должен компенсировать

возмущение по нагрузке

 

РПК Fпв

 

 

 

m

 

 

ОП

 

 

 

 

 

 

Нз

 

 

БФ - блок формирования

 

Любое возмущение, которое может нарушить баланс и изменить уровень компенсируется до того, как оно начнет действовать на уровень.

 

 

lп

Нз m

 

Fпв

 

 

 

 

 

 

Для регулирования многоемкостного объекта применяют два способа, смысл которых заключается в создании добавочных информационных каналов.

Качество регулирования можно улучшать 2 способами:

  1. усложнением информационной структуры (создание добавочных информационных каналов)
  2. усовершенствованием алгоритма регулирования

Второй путь на сегодня практически исчерпан, применяемые алгоритмы ПИ и ПИД достаточны для тепловой автоматики, поэтому качество регулирования улучшают по пути наращивания информационной структуры.

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

Два способа усовершенствования информационной структуры:

  1. создание систем со вспомогательными переменными состояниями (ВПС)
  2. создание систем с компенсацией возмущения

Например, САР барабанного котла производится компенсация возмущения по нагрузке и фиксируется по ВПС расход питательной воды.

 

Анализ работы систем с ВПС

 

  1. Система САР

Похожие работы

< 1 2 3 4 5 6 > >>