Реферат: Автоматизация процесса производства безалкогольных напитков
--PAGE_BREAK--1 Анализ существующей системы
управления
1.1 Описание технологического процесса <img width=«695» height=«1073» src=«ref-2_1537336201-4809.coolpic» v:shapes="_x0000_s1166 _x0000_s1167 _x0000_s1168 _x0000_s1169 _x0000_s1170 _x0000_s1171 _x0000_s1172 _x0000_s1173 _x0000_s1174 _x0000_s1175 _x0000_s1176 _x0000_s1177 _x0000_s1178 _x0000_s1179 _x0000_s1180 _x0000_s1181 _x0000_s1182 _x0000_s1183 _x0000_s1184 _x0000_s1185">
Характеристика продукции, сырья и полуфабрикатов.
Безалкогольные фруктовые воды представлены двумя группами напитков: общего назначения (водные растворы купажных смесей сахарного сиропа, фруктово-ягодных соков и морсов, натуральных экстрактов, пищевых кислот и красителей) и больных диабетом (сахароза заменена ксилитом, сорбитом или сахарином).
Стадии технологического процесса. Приготовление газированных безалкогольных напитков состоит из следующих стадий:
- кондиционирование воды:
— приготовление сахарного и инвертного сиропов;
— получение колера;
— приготовление купажных сиропов;
— фильтрация и охлаждение купажных сиропов;
— фасование и хранение безалкогольных напитков.
<img width=«485» height=«222» src=«ref-2_1537341010-25724.coolpic» v:shapes="_x0000_i1027">
Рисунок 1 — Машинно-аппаратурная схема линии производства безалкоголь -
ных напитков
Характеристика комплексов оборудования. Линия начинается с комплекса оборудования для обработки воды (дефферезаторы, песочные и керамические фильтры, бактерицидные установки и ультрафильтрационные аппараты).Следующим идет комплекс оборудования для приготовления сахарного и купажного сиропов, состоящий из системы сироповарочных аппаратов, насосов, теплообменников, сироповарочной станции и колероварочного аппарата.
Далее следует комплекс оборудования для приготовления купажных сиропов, состоящий из купажных аппаратов, фильтр-прессов и теплообменников.
Завершающим является комплекс оборудования для фасования.
Машинно-аппаратурная схема линии производства безалкогольных напитков представлена на рисунке 1.
Устройство и принцип действия линии. Вода, являющаяся основным компонентом напитка, сначала фильтруется в песочном фильтре 9 грубой очистки. Тонкая обеспложивающая фильтрация воды осуществляется в керамическом свечном фильтре 8.
Для тонкой очистки воды используют фильтр-пресс 7, также работающий под давлением. Осветленная вода насосом 6 подается в катионитовый фильтр 5 для умягчения. Регенерация фильтров осуществляется с помощью солерастворителя 3 путем изменения тока воды. Умягченная вода подвергается обеззараживанию ультрафиолетовыми лучами в бактерицидной установке 4. Насосом 1 вода подается в холодильник 2, где охлаждается до температуры 4...7 °С и направляется в производство.
Сахар по мере надобности очищают от посторонних примесей, взвешивают и загружают в сироповарочный аппарат 12. Туда же наливают воду в количестве 40 % к массе сахара, подают исправимый брак из цеха и кипятят в течение 20...25 мин.
Готовый сахарный сироп насосом 13 подают на охлаждение в теплообменник 14.
В целях предотвращения кристаллизации сахарозы и придания сахарному сиропу мягкого и приятного вкуса его направляют в сироповарочный аппарат 15 для инверсии. Инвертный сахарный сироп после охлаждения в теплообменнике 17 до 25 СС насосом 16 перекачивается в сборник 22.
Соки и настои из сборника 19, отфильтрованные при необходимости в фильтр-прессе 20, насосом 18 подаются в стальной эмалированный сборник 21. Для растворения лим<img width=«695» height=«1073» src=«ref-2_1537366734-4798.coolpic» v:shapes="_x0000_s1186 _x0000_s1187 _x0000_s1188 _x0000_s1189 _x0000_s1190 _x0000_s1191 _x0000_s1192 _x0000_s1193 _x0000_s1194 _x0000_s1195 _x0000_s1196 _x0000_s1197 _x0000_s1198 _x0000_s1199 _x0000_s1200 _x0000_s1201 _x0000_s1202 _x0000_s1203 _x0000_s1204 _x0000_s1205">онной кислоты и эссенции, а также для приготовления разных добавок на предкупажной площадке размешены сборники 24 и 25.
Колер, используемый для окраски напитков, готовят путем нагревания сахара до 180...200 °С в колеровочном аппарате 10, куда наливают воду в количестве 1 ...3 % к массе сахара. Из колеровочного аппарата 10 колер насосом 11 направляется в сборник 23,
Купажный сироп готовится в вертикальных купажных аппаратах 26...28, снабженных мешалками якорного типа. Все компоненты купажа поступают в аппарат самотеком из сборников 21, 23…25, смонтированных на предкупажной площадке. Готовый купажный сироп фильтруется на фильтре 29, охлаждается до температуры 8..10 °С и насосом 30 подается в напорный сборник 31, откуда самотеком подастся: на непрерывно действующую установку для смешивания купажа с водой.
1.2 Постановка задачи
При анализе технологической системы было установлено, что действующая АСР морально и технически устарела. Применение в действующей АСР централизованной системы управления приводит к неудовлетворительному регулированию качества безалкогольных напитков. Также данная АСР устарела из-за использования морально и технически устаревших технических средств автоматизации.
В специальной части данного проекта будет рассмотрена САР температуры колера в колеровочном. В данном проекте необходимо:
— выбрать структуру АСУТП;
— исследовать динамические и статические характеристики ТОУ;
— выбрать структуру САР;
— выбрать закон регулирования (ПИ, ПИД);
— выполнить расчет настроечных параметров регулятора;
— исследо<img width=«695» height=«1073» src=«ref-2_1537371532-4812.coolpic» v:shapes="_x0000_s1206 _x0000_s1207 _x0000_s1208 _x0000_s1209 _x0000_s1210 _x0000_s1211 _x0000_s1212 _x0000_s1213 _x0000_s1214 _x0000_s1215 _x0000_s1216 _x0000_s1217 _x0000_s1218 _x0000_s1219 _x0000_s1220 _x0000_s1221 _x0000_s1222 _x0000_s1223 _x0000_s1224 _x0000_s1225">вать качество регулирования САР.
<img width=«695» height=«1073» src=«ref-2_1537376344-6835.coolpic» v:shapes="_x0000_s1226 _x0000_s1227 _x0000_s1228 _x0000_s1229 _x0000_s1230 _x0000_s1231 _x0000_s1232 _x0000_s1233 _x0000_s1234 _x0000_s1235 _x0000_s1236 _x0000_s1237 _x0000_s1238 _x0000_s1239 _x0000_s1240 _x0000_s1241 _x0000_s1242 _x0000_s1243 _x0000_s1244 _x0000_s1245 _x0000_s1246 _x0000_s1247 _x0000_s1248 _x0000_s1249 _x0000_s1250 _x0000_s1251 _x0000_s1252 _x0000_s1253 _x0000_s1254 _x0000_s1255 _x0000_s1256 _x0000_s1257 _x0000_s1258 _x0000_s1259 _x0000_s1260 _x0000_s1261 _x0000_s1262 _x0000_s1263 _x0000_s1264 _x0000_s1265 _x0000_s1266 _x0000_s1267 _x0000_s1268 _x0000_s1269 _x0000_s1270 _x0000_s1271 _x0000_s1272 _x0000_s1273 _x0000_s1274 _x0000_s1275">
2 Синтез АСУТП производства
безалкогольных напитков
<img width=«695» height=«1073» src=«ref-2_1537383179-4828.coolpic» v:shapes="_x0000_s1276 _x0000_s1277 _x0000_s1278 _x0000_s1279 _x0000_s1280 _x0000_s1281 _x0000_s1282 _x0000_s1283 _x0000_s1284 _x0000_s1285 _x0000_s1286 _x0000_s1287 _x0000_s1288 _x0000_s1289 _x0000_s1290 _x0000_s1291 _x0000_s1292 _x0000_s1293 _x0000_s1294 _x0000_s1295"> 2.1 Структура АСУТП
Проектируемая система имеет иерархическую 3-х уровневую структуру.
Иерархия системы следующая (рисунок 2):
<img width=«612» height=«612» src=«ref-2_1537388007-7971.coolpic» v:shapes="_x0000_s1296 _x0000_s1297 _x0000_s1298 _x0000_s1299 _x0000_s1300 _x0000_s1301 _x0000_s1302 _x0000_s1303 _x0000_s1304 _x0000_s1305 _x0000_s1306 _x0000_s1307 _x0000_s1308 _x0000_s1309 _x0000_s1310 _x0000_s1311 _x0000_s1312 _x0000_s1313 _x0000_s1314 _x0000_s1315 _x0000_s1316 _x0000_s1317"><img width=«612» height=«612» src=«ref-2_1537395978-73.coolpic» v:shapes="_x0000_i1028">
Рисунок 2 – Структурная схема АСУТП
— нижний уровень – уровень датчиков и исполнительных механизмов;
— средний уровень – уровень микропроцессорного комплекса ТКМ 52;
— верхний уровень – уровень оперативного управления.
К приборам и средствам автоматизации нижнего уровня относятся все первичные и вторичные преобразователи, магнитные пускатели и усилители.
Средний уровень (уровень контроля) представлен промышленным
контроллером ТКМ 52.
Приборы нижнего уровня подсоединяются к ТКМ 52 по электрическим проводам; сигнал у преобразователей унифицированный.
Под верхним (SCADA-уровнем) понимается автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора, реализованное на базе персонального компьютера. АРМ выполняет следующие функции:
— обеспечение круглосуточного обмена информацией с контроллерами;
— обработка полученной информации, формирование баз данных
замеров, а также предысторий текущих событий;
<img width=«695» height=«1073» src=«ref-2_1537396051-4816.coolpic» v:shapes="_x0000_s1318 _x0000_s1319 _x0000_s1320 _x0000_s1321 _x0000_s1322 _x0000_s1323 _x0000_s1324 _x0000_s1325 _x0000_s1326 _x0000_s1327 _x0000_s1328 _x0000_s1329 _x0000_s1330 _x0000_s1331 _x0000_s1332 _x0000_s1333 _x0000_s1334 _x0000_s1335 _x0000_s1336 _x0000_s1337"> — отображение полученной информации в виде таблиц и мнемосхем с
возможностью показа, как полного перечня параметров, так и параметров по конкретной технологической подсистеме;
— построение графиков тенденций развития технологических процессов;
— дистанционное управление оборудованием;
— формирование и печать отчетно-учетных документов.
К SCADA-уровню также относятся компьютеры главного инженера, главного технолога и других специалистов, имеющих доступ к единой сети предприятия.
Система контроля и управления предназначена для оперативного учета, поддержания заданных значений параметров технологического процесса и предотвращения возникновения аварийных ситуаций.
Для измерения давления, уровня, расхода и температуры в сироповарочном аппарате СА-1используются манометр МПАК-154-1, датчик уровня ДУУ5 2-1, расходомер PROlinePromass40E1-1и термопреобразователь ТХK-0192 3-1. Температура в сироповарочном аппарате СА-1регулируется с помощью клапана серии 240 30.В целях предотвращения кристаллизации сахарозы и придания сахарному сиропу мягкого и приятного вкуса его направляют в сироповарочный аппарат СА-2 для инверсии.
Для измерения давления, уровня, расхода и температуры в сиропова<img width=«695» height=«1073» src=«ref-2_1537400867-4824.coolpic» v:shapes="_x0000_s1338 _x0000_s1339 _x0000_s1340 _x0000_s1341 _x0000_s1342 _x0000_s1343 _x0000_s1344 _x0000_s1345 _x0000_s1346 _x0000_s1347 _x0000_s1348 _x0000_s1349 _x0000_s1350 _x0000_s1351 _x0000_s1352 _x0000_s1353 _x0000_s1354 _x0000_s1355 _x0000_s1356 _x0000_s1357">рочном аппарате СА-2используются манометр МПАК-158-1, датчик уровня датчик уровня ДУУ5 6-1, вихревой расходомер PROlinePromass40E 5-1и термопреобразователь ТХK-0192 7-1. Температура в сироповарочном аппарате СА-2регулируется с помощью клапана серии 240 23.
Инвертный сахарный сироп после охлаждения в теплообменнике Т-3 до 25 °С насосом 24 перекачивается в стальной эмалированный сборник Е-2. Температура в сборнике Е-2регулируется с помощью клапана серии 240 25.
Колер, используемый для окраски напитков, готовят путем нагревания сахара до 180...200 °С в колеровочном аппарате КА-1, куда наливают воду в количестве 1 ...3 % к массе сахара. Температура в колеровочном аппарате регулируется в теплообменнике Т-4.
Для измерения давления, уровня и температуры в колеровочном аппарате КА-1используются манометр МПАК-1514-1, датчик уровня датчик уровня ДУУ5 12-1 и термопреобразователь ТХK-0192 13-1. Температура в колеровочном аппарате КА-1 регулируется с помощью клапана серии 240 26.
Купажный сироп готовится в вертикальных купажных аппаратах 26...28, снабженных мешалками якорного типа.Готовый купажный сироп фильтруется на фильтре , охлаждается до температуры 8..10 °С в теплообменнике Т-5 и насосом 30 подается в напорный сборник Е-3.
Для измерения давления, уровня, расхода и температуры в напорном сборнике Е-3используются манометр МПАК-1518-1, датчик уровня датчик уровня ДУУ5 16-1, расходомер PROlinePromass40E 15-1и термопреобразователь ТХK-0192 17-1. Температура в напорном сборнике Е-3регулируется клапана серии 240 28.
Далее продукт самотеком подастся: на непрерывно действующую установку для смешивания купажа с водой и насыщения напитка диоксидом углерода. Для измерения расхода используется расходомер PROlinePromass40E 19-1.
2.2 Выбор датчиков
Массовый (кориолисовый) расходомер PROIinePromass40 Е
Назначение:
Массовый (кориолисовый) расходомер PROIinePromass40 Еприменяется для технологического и коммерческого учета массового или объемного расхода, дозирования жидкостей, масел, красок, кислот и щелочей, густых растворов, пульп и различных газов в нефтехимической, химической, энергетической, пищевой, алкогольной и других отраслях промышленности как в автономном режиме, так и в системах автоматического управления, контроля, и регулирования технологическими процессами.
Принцип измерения:
Принцип измерения расхода основан на измерении силы Кориолиса, возникающей в трубах первичного преобразователя расхода в процессе протекания через них потока измеряемой среды, значение которой пропорционально массе и скорости потока. Результирующее воздействие колебаний на измерительную трубку вычисляется и обрабатывается измерительным преобразователем. Сбалансированность измерительной системы имеет решающее влияние на точность и надежность измерений и реализуется посредством генерации колебаний трубок в противофазе (подобно камертону).<img width=«695» height=«1073» src=«ref-2_1537405691-4821.coolpic» v:shapes="_x0000_s1358 _x0000_s1359 _x0000_s1360 _x0000_s1361 _x0000_s1362 _x0000_s1363 _x0000_s1364 _x0000_s1365 _x0000_s1366 _x0000_s1367 _x0000_s1368 _x0000_s1369 _x0000_s1370 _x0000_s1371 _x0000_s1372 _x0000_s1373 _x0000_s1374 _x0000_s1375 _x0000_s1376 _x0000_s1377">
Особенности и преимущества расходомера PROlinePromass40 Е :
— Результат измерения не зависит от свойств жидкости (в отличие от расходомеров других типов), таких как электропроводность, плотность, вязкость, температура;
— Межповерочный интервал 4 года.
— Стандартный токовый выход с HART-протоколом позволяет дистанционно производить настройку расходомера, считывание данных измерения и текущих настроек без прямого контакта с прибором;
— Компактное исполнение, требует минимум места для установки;
— Широкий выбор диаметров датчика и монтажных частей, большой диапазон измерения расхода и широкий динамический диапазон дают возможность выбрать оптимальный вариант расходомера для каждого конкретного применения;
Манометр абсолютного давления типа МПАК-15
Манометр предназначен для измерения и градуировки абсолютного и избыточного давления.
Технические характеристики:
Класс точности: 0,01.
Диапазон измерения, Па (мм.рт.ст.): 0…4х10^5(0…3000).
Пределы допускаемой основной погрешности в диапазоне:
— 0…2х10^4 Па (0…150 мм.рт.ст.) — ±6,65 Па (±<metricconverter productid=«0,05 мм» w:st=«on»>0,05мм.рт.ст. ).
— 2х10^4…1,33х10^5 Па (150…1000 мм.рт.ст.) — ±13,8 Па (±<metricconverter productid=«0,1 мм» w:st=«on»>0,1 мм.рт.ст.)
— 1,33х10^5…4х10^5(1000…3000 мм.рт.ст.) — ±0,01% от действительного значения измеряемого давления.
Порог чувствительности, Па (мм.рт.ст.): 2,7 (0,02).
Рабочая жидкость: масло приборное МВП ГОСТ 1805-75.
Температура окружающего воздуха,°С: от +15…+25
Относительная влажность воздуха ,%: до 80.
Потребляемая мощность, ВА: <2,5<img width=«695» height=«1073» src=«ref-2_1537410512-4827.coolpic» v:shapes="_x0000_s1378 _x0000_s1379 _x0000_s1380 _x0000_s1381 _x0000_s1382 _x0000_s1383 _x0000_s1384 _x0000_s1385 _x0000_s1386 _x0000_s1387 _x0000_s1388 _x0000_s1389 _x0000_s1390 _x0000_s1391 _x0000_s1392 _x0000_s1393 _x0000_s1394 _x0000_s1395 _x0000_s1396 _x0000_s1397">.
Габариты, мм: 390х265х600.
Масса, кг: 30.
Датчик уровня ультразвуковой ДУУ5
Назначение:
— Датчик уровня ультразвуковой ДУУ5 (далее «датчики») предназначен для измерения уровня и температуры чистых продуктов, а также других жидких неагрессивных жидкостей различных производств.
Технические данные:
— Максимальная длина чувствительного элемента (ЧЭ) датчика равна <metricconverter productid=«4 м» w:st=«on»>4 м.
— Верхний неизмеряемый уровень не более (0,24+Нп-Нпогр), м, где Нп — высота поплавка, Нпогр – глубина погружения поплавка. Конкретное значение определяется геометрическими размерами поплавка и значением параметра «Зона нечувствительности от импульса возбуждения», задаваемого при регулировании;
— нижний неизмеряемый уровень не более (0,08+Нпогр), м;
— рабочее избыточное давление не более 2,0 МПа;
— температура среды от минус 45 до +65 °С;
— плотность среды от 540 до 1500 кг/м3, не менее.
Вязкость не ограничивается при отсутствии застывания контролируемой среды на элементах конструкции датчика и отсутствии отложений на датчике, препятствующих перемещению поплавка.
Метрологические характеристики:
— Абсолютная основная погрешность измерения уровня для поплавков типа состовляет ±1 мм;
— Дополнительная погрешность измерения уровня вызывается изменением плотности жидкости в рабочем диапазоне температур. Ее величина определяется геометрическими размерами поплавка и разницей плотностей поплавка и продукта.
Диапазон измерения температуры: <img width=«695» height=«1073» src=«ref-2_1537415339-4821.coolpic» v:shapes="_x0000_s1398 _x0000_s1399 _x0000_s1400 _x0000_s1401 _x0000_s1402 _x0000_s1403 _x0000_s1404 _x0000_s1405 _x0000_s1406 _x0000_s1407 _x0000_s1408 _x0000_s1409 _x0000_s1410 _x0000_s1411 _x0000_s1412 _x0000_s1413 _x0000_s1414 _x0000_s1415 _x0000_s1416 _x0000_s1417">от минус 45 до +75 °С.
Абсолютная основная погрешность измерения температуры:
— в диапазоне температур от минус 45 до минус 10 °С не более ±2 °С;
— в диапазоне температур свыше минус 10 до +75 °С не более ±0,5 °С.
Надежность:
— Средняя наработка на отказ датчика с учетом технического обслуживания не менее 50000 ч;
— Срок службы датчика составляет 10 лет.
Конструктивные параметры:
— Габаритные размеры датчика не превышают 145х15х 130 мм;
— Масса датчика не более <metricconverter productid=«3,6 кг» w:st=«on»>3,6 кг.
Термопреобразователь ТХК- 0192
Измеряемые среды:
— газообразные и жидкие, химически агрессивные и неагрессивные среды, не взаимодействующие с материалом термоэлектродов и не разрушающие материал защитной арматуры.
Диапазоны измерения: от -40…600 °С (Тном=450 °С).
Номинальные статические характеристики: по ГОСТ 8.585.
Основная погрешность измерения:
— ±3,25 °С, при -40…300 °С;
— ±0,0087Тсреды, при 300…600 °С.
Устойчивость к внешним воздействиям:
— по устойчивости к механическим воздействиям: вибропрочное группа №2 по ГОСТ 12997;
— по устойчивости в температуре и относительной влажности: С4 по ГОСТ 12997.<img width=«695» height=«1073» src=«ref-2_1537420160-4818.coolpic» v:shapes="_x0000_s1418 _x0000_s1419 _x0000_s1420 _x0000_s1421 _x0000_s1422 _x0000_s1423 _x0000_s1424 _x0000_s1425 _x0000_s1426 _x0000_s1427 _x0000_s1428 _x0000_s1429 _x0000_s1430 _x0000_s1431 _x0000_s1432 _x0000_s1433 _x0000_s1434 _x0000_s1435 _x0000_s1436 _x0000_s1437">
2.3 Выбор исполнительных механизмов
Регулирующие клапаны серии 240 и 250 с электрическими приводами типов 3274, SAM, AUMA
Проходные и трехходовые плунжерного типа для жидких и газообразных продуктов. Исполнения по стандартам DIN, ANSI, JIS. Условный проход от Ду 15 до Ду 500. Условное давление от Ру 16 до Ру 400. Соединение: фланцевое, под приварку. Характеристика: линейная, равнопроцентная. Температура среды: от -250 до +550°С. Материал: чугун, сталь.
2.4 Выбор контроллера
В данном проекте использован контроллер серии ТКМ52 фирмы Тэкон, в полной мере отвечающий критерию цена/надежность.
Один из самых дешевых по конфигурации из отечественных контроллеров – ТКМ52 обладает рядом неоспоримых преимуществ перед другими аналогами, такими как лёгкость программирования и возможность быстрого внесения изменений в готовый программный продукт; адаптация всей системы к внесенным изменениям; возможность развития системы; совместимость с предыдущими версиями; поддержка до 1000 точек ввода/вывода, сети DH-485, RS-232 (используя специальные модули, включаются в сети Remote I/O и DeviceNet, СontrolNet); гибкость при настройке модульной системы; объём памяти до 60К слов.
Контроллер ТКМ52 в модульном исполнении представляет собой шасси, блок питания, модуль процессора и набор модулей ввода/вывода для объекта, определяемый количеством входных и выходных сигналов. В состав модульных программируемых контроллеров серии ТКМ52 входит 12 модификаций процессоров, более 80 типов модулей ввода/вывода, специальные модули, 4 типоразмера шасси для установки модулей (4,7,10,13 мест).
Имеются 3 типа мод<img width=«695» height=«1073» src=«ref-2_1537424978-4821.coolpic» v:shapes="_x0000_s1438 _x0000_s1439 _x0000_s1440 _x0000_s1441 _x0000_s1442 _x0000_s1443 _x0000_s1444 _x0000_s1445 _x0000_s1446 _x0000_s1447 _x0000_s1448 _x0000_s1449 _x0000_s1450 _x0000_s1451 _x0000_s1452 _x0000_s1453 _x0000_s1454 _x0000_s1455 _x0000_s1456 _x0000_s1457">улей ввода/вывода: входные, выходные и комбинированные, с числом каналов 4, 8, 16, 32. Модули могут быть аналоговые и дискретные.
Аналоговые модули ввода работают с постоянными напряжениями ±10 В и токами ±20 мА, сопротивлениями и термопарами. Модули дискретного ввода работают с переменными и постоянными напряжениями.
Модули аналогового вывода имеют выходы постоянного тока ±10 В и ±20 мА. Модули дискретного вывода содержат в своем составе полупроводниковые выходы постоянного и переменного тока, а также релейные выходы. Набор специальных модулей включает в себя модули программирования на BASIC, коммуникационные модули и т.д.
Процессор РСМ 4823L включает: набор инструкций обработки файлов данных для хранения и передачи информации; встроенную функцию PID; расчеты с плавающей запятой; возможность организации прерывания при ошибке для отработки аварийных программ и квитирования ошибок, с выдачей сообщения оператору о типе ошибки.
Рабочая температура контроллера: от 0 до плюс 60 °С (принудительное охлаждение не требуется), влажность: 5-95% (без конденсата).
2.5 Выбор
SCADA
– системы
<img width=«695» height=«1073» src=«ref-2_1537429799-4831.coolpic» v:shapes="_x0000_s1458 _x0000_s1459 _x0000_s1460 _x0000_s1461 _x0000_s1462 _x0000_s1463 _x0000_s1464 _x0000_s1465 _x0000_s1466 _x0000_s1467 _x0000_s1468 _x0000_s1469 _x0000_s1470 _x0000_s1471 _x0000_s1472 _x0000_s1473 _x0000_s1474 _x0000_s1475 _x0000_s1476 _x0000_s1477">
TRACEMODE– это самая покупаемая в СНГ SCADA– система, предназначенная для разработки крупных распределенных АСУТП широкого назначения.
TRACEMODEоснована на инновационных, не имеющих аналогов технологиях. Это первая SCADA– система, которая позволяет создавать распределенные АСУТП, включающие десятки АРМов и контроллеров, как единый проект TRACEMODE.
TRACEMODE, первая в истории интегрированная SCADA/ HMI— и SOFTLOGIC— система, позволяющая создавать операторские станции и программировать контроллеры при помощи единого инструмента.
Быстрая фотореалистичная графика
Графика TRACEMODE6 отличается высоким качеством. Она основана на технологиях, применяемых в профессиональных 3D-редакторах. Объемные фигуры могут менять прозрачность, на них можно накладывать текстуры, а также управлять расположением источника света. Оригинальная технология 3D Fast+обеспечивает быструю загрузкумнемосхем в реальном времени.
Открытость
Взаимодействие TRACEMODE6 с другими приложениями основано на мировых стандартах, что позволяет легко интегрировать ее модули в информационные системы предприятия. Поддерживаются механизмы DDE,
ОРС, SQL/ODBC, DLL, ActiveXи т.д. Пользователь может сам написать компонент системы и встроить его как PLUG-IN. Программа имеет открытый коммуникационный интерфейс Т-СОМ, позволяющий любому желающему написать драйвер к контроллеру на языке СИ. Коммуникационный протокол M-LINKоткрыт.
Масштабируемость
Объектная структура и распределенная СУБД проекта позволяет легко масштабировать АСУ на базе TRACEMODE6, Максимальное число переменных в проекте равно 4.000.000.000. Число узлов в проекте не ограничивается. Это дает возможность создавать системы масштаба корпорации.TRA<img width=«695» height=«1073» src=«ref-2_1537434630-4827.coolpic» v:shapes="_x0000_s1478 _x0000_s1479 _x0000_s1480 _x0000_s1481 _x0000_s1482 _x0000_s1483 _x0000_s1484 _x0000_s1485 _x0000_s1486 _x0000_s1487 _x0000_s1488 _x0000_s1489 _x0000_s1490 _x0000_s1491 _x0000_s1492 _x0000_s1493 _x0000_s1494 _x0000_s1495 _x0000_s1496 _x0000_s1497">CEMODE6позволяет одинаково легко разрабатывать АСУ как в архитектуре «клиент-сервер», так и в архитектуре DCS.
Бесплатные драйверы
TRACEMODE6 — одна из немногих SCADA-систем, в которой драйверы ввода/вывода поставляются бесплатно. Библиотека драйверов TRACEMODEпозволяет подключаться к более чем 1600 контроллерам и платам ввода/вывода лучших мировых и российских производителей.
Поддержка ОРС
TRACEMODE6 полностью поддерживает стандарт ОРС и поставляется со встроенным ОРС-сервером и ОРС-клиентом с сетевой поддержкой и на неограниченное число тегов.
Отказоустойчивость и резервирование
TRACEMODE6 обладает одной из самых совершенных в мире систем обеспечения отказоустойчивости, позволяющей резервировать практически любой элемент системы. Причем делать это автоматически — без дополнительного программирования.В TRACEMODE6 резервируются сигналы от контроллеров, ОРС- серверов, либо других источников данных, платы УСО, сетевые линии, IP-шлюзы, шины RS232/485, вычислительные алгоритмы на серверах, клиентские станции, СУБД РВ и т.д. TRACEMODE6 обладает системой автоматического дублирования и троирования мониторов реального времени (серверов).
Промышленная база данных реального времени
TRACEMODE6 располагает собственной СУБД РВ – SIAD6, спроектированной специально для работы в системах реального времени.
<img width=«2» height=«48» src=«ref-2_1537439457-77.coolpic» v:shapes="_x0000_s1498"><img width=«2» height=«22» src=«ref-2_1537439534-75.coolpic» v:shapes="_x0000_s1499">SIAD6 оптимизирован на быструю запись и чтение больших объемов информации, осуществляемые 24 часа в сутки. В SIAD6 можно записывать временные значения более миллиона параметров с точностью до 1 мс. SIAD6 способен записывать более 750.000 параметров в секунду (ПК Pentium4, 2 ГГц), что в 10-100 раз быстрее большинства отраслевых аналогов. СУБД РВ SIAD6 обеспечивает динамическое сжатие-развертывание информации и разбиение данных на тома. Для обеспечения надежности хранения данных предусмотрено горячее резервирование серверов и функция автоматического восстановления поврежденных архивов. SIAD6 располагает мощной системой защиты от несанкционированного доступа.<img width=«695» height=«1073» src=«ref-2_1537439609-4821.coolpic» v:shapes="_x0000_s1500 _x0000_s1501 _x0000_s1502 _x0000_s1503 _x0000_s1504 _x0000_s1505 _x0000_s1506 _x0000_s1507 _x0000_s1508 _x0000_s1509 _x0000_s1510 _x0000_s1511 _x0000_s1512 _x0000_s1513 _x0000_s1514 _x0000_s1515 _x0000_s1516 _x0000_s1517 _x0000_s1518 _x0000_s1519">
Управление тревогами
Система управления тревогами обеспечивает автоматическое генерирование аналоговых (отклонение величины от заданной), цифровых (изменение состояния), составных (сочетание нескольких событий) и генерируемых пользователем алармов. Все алармы разбиваются по
приоритетам и записываются в отчет тревог. Возможно озвучивать тревоги, рассылать тревожные сообщения по e-mail. Функции просмотра отчета тревог встроены в любой монитор реального времени. В реальном времени пользователь может осуществлять группирование алармов, фильтрацию, маскирование и вывод на печать.
Встроенный сервер документирования
Сервер документирования TRACEMODE6 позволяет создавать произвольные отчеты на основе пользовательских шаблонов и сценариев. Источником данных для отчетов могут быть МРВ, внешние СУБД, ОРС-серверы, либо другие приложения. Информация может быть представлена в текстовом, табличном виде, с трендами, графиками и диаграммами. Готовые
отчеты можно записывать в файл в формате HTML, выводить на принтер по команде оператора, событию или временному условию. Удобной функцией является возможность автоматической публикации отчетов на web-сервере в Internetили Intranet.
<img width=«695» height=«1073» src=«ref-2_1537444430-6857.coolpic» v:shapes="_x0000_s1520 _x0000_s1521 _x0000_s1522 _x0000_s1523 _x0000_s1524 _x0000_s1525 _x0000_s1526 _x0000_s1527 _x0000_s1528 _x0000_s1529 _x0000_s1530 _x0000_s1531 _x0000_s1532 _x0000_s1533 _x0000_s1534 _x0000_s1535 _x0000_s1536 _x0000_s1537 _x0000_s1538 _x0000_s1539 _x0000_s1540 _x0000_s1541 _x0000_s1542 _x0000_s1543 _x0000_s1544 _x0000_s1545 _x0000_s1546 _x0000_s1547 _x0000_s1548 _x0000_s1549 _x0000_s1550 _x0000_s1551 _x0000_s1552 _x0000_s1553 _x0000_s1554 _x0000_s1555 _x0000_s1556 _x0000_s1557 _x0000_s1558 _x0000_s1559 _x0000_s1560 _x0000_s1561 _x0000_s1562 _x0000_s1563 _x0000_s1564 _x0000_s1565 _x0000_s1566 _x0000_s1567 _x0000_s1568 _x0000_s1569"> 3 Синтез САР температуры колера
3.1 Выбор принципа управления
Проектируемая САР температуры колера имеет структуру, изображенную на рисунке 3, которая реализует принцип управления по отклонению. Данная система является замкнутой.
Алгоритм работы системы заключен в стремлении свести ошибку управления к нулю.
<img width=«575» height=«165» src=«ref-2_1537451287-10517.coolpic» v:shapes=«Рисунок_x0020_37»>
Рисунок 3 – Структурная схема САР
<img width=«695» height=«1073» src=«ref-2_1537461804-4821.coolpic» v:shapes="_x0000_s1570 _x0000_s1571 _x0000_s1572 _x0000_s1573 _x0000_s1574 _x0000_s1575 _x0000_s1576 _x0000_s1577 _x0000_s1578 _x0000_s1579 _x0000_s1580 _x0000_s1581 _x0000_s1582 _x0000_s1583 _x0000_s1584 _x0000_s1585 _x0000_s1586 _x0000_s1587 _x0000_s1588 _x0000_s1589">Принцип регулирования по отклонению. Регулируемый параметр YТ(t) сравнивается с заданным значением YЗ(t). На основании разности этих двух величин ε(t) = Yз(t) – YT(t) вырабатывается регулирующее воздействие поступающее на ИМ. На ОУ также действует и возмущающее воздействие Q(t).
Величина ε(t), называемая отклонением или ошибкой системы регулирования, не должна превышать определенного значения. Тогда между регулируемым параметром YT(t) и ее заданным значением YЗ(t) устанавливается вполне определенное соответствие, и, изменяя величину YЗ(t), можно управлять регулируемым параметром YT(t).
Для сравнения фактического значения регулируемого параметра с его заданным значением этот параметр подается с выхода объекта регулирования на вход регулятора (на элемент сравнения ЭС), в результате чего образуется замкнутый контур передачи воздействий. Регулируемый параметр через главную обратную связь подается на вход регулятора со знаком обратным по отношению к входному воздействию Yз(t). Поэтому главная обратная связь считается отрицательной.
Достоинства:
— ООС приводит к уменьшению ошибки не зависимо от факторов ее
вызвавших (изменений параметров регулируемого объекта или внешних условий).
Недостатки:
— В системах с ОС возникает проблема устойчивости;
— В системах принципиально невозможно добиться абсолютной инвариантности к возмущениям. Стремление добиться частичной инвариантности приводит к усложнению системы и ухудшению устойчивости.
3.2 Построени<img width=«695» height=«1073» src=«ref-2_1537466625-4815.coolpic» v:shapes="_x0000_s1590 _x0000_s1591 _x0000_s1592 _x0000_s1593 _x0000_s1594 _x0000_s1595 _x0000_s1596 _x0000_s1597 _x0000_s1598 _x0000_s1599 _x0000_s1600 _x0000_s1601 _x0000_s1602 _x0000_s1603 _x0000_s1604 _x0000_s1605 _x0000_s1606 _x0000_s1607 _x0000_s1608 _x0000_s1609">е математической модели ТОУ
Формальную модель объекта моделирования можно представить в виде множества величин, описывающих процесс функционирования реального объекта и образующих в общем случае следующие подмножества.
— совокупность входных воздействий на объект
<img width=«135» height=«24» src=«ref-2_1537471440-222.coolpic» v:shapes="_x0000_i1030">
— совокупность воздействий внешнейсреды
<img width=«128» height=«24» src=«ref-2_1537471662-218.coolpic» v:shapes="_x0000_i1031">
— совокупность внутренних (собственных) параметров объекта
<img width=«132» height=«24» src=«ref-2_1537471880-228.coolpic» v:shapes="_x0000_i1032">
— совокупность выходных характеристикобъекта
<img width=«127» height=«24» src=«ref-2_1537472108-208.coolpic» v:shapes="_x0000_i1033">
<img width=«310» height=«126» src=«ref-2_1537472316-3440.coolpic» v:shapes=«Рисунок_x0020_26»>
Рисунок 4 – Структурная схема объекта
В этом курсовом проекте мы будем регулировать температуру колера, изменяя температуру пара подаваемого в колеровочный аппарат.
Регулируемый объект представляет собой колеровочный аппарат КА-1.
Регулируемой величиной (выходной) y
1
здесь является температура колера.
Регулирующей величиной (управлением) g1здесь является температура пара подаваемого в колеровочный аппарат.
Возмущающим воздействием ν1 – температура окружающей среды.
продолжение
--PAGE_BREAK-- 3.3 Построение переходной функции объекта управления
Опыт, накопленный при проектировании систем управления, свидетельствует о том, что нельзя построить математическую модель, адекватную реальной системе только на основе теоретических исследований физических процессов в системе. Поэтому одновременно с теоретическими исследованиями проводятся эксперименты по определению и уточнению математической модели системы (идентификации).
Таблица 1 -Экспериментальные данные для построения переходной функции
t, мин.
1
2
3
4
5
6
7
8
T, ºС
180
180
180
180
180
180
184,2
187,8
190,3
T, ºС
300
325
350
350
350
350
350
350
350
<img width=«695» height=«1073» src=«ref-2_1537475756-4831.coolpic» v:shapes="_x0000_s1610 _x0000_s1611 _x0000_s1612 _x0000_s1613 _x0000_s1614 _x0000_s1615 _x0000_s1616 _x0000_s1617 _x0000_s1618 _x0000_s1619 _x0000_s1620 _x0000_s1621 _x0000_s1622 _x0000_s1623 _x0000_s1624 _x0000_s1625 _x0000_s1626 _x0000_s1627 _x0000_s1628 _x0000_s1629">
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
192,2
193,9
195,1
196,2
197,2
198,1
198,9
199,7
200,3
201,3
350
350
350
350
350
350
350
350
350
350
19
20
201,7
202
350
350
Для рассматриваемого объекта получена переходная характеристика, изображенная на рисунке 5.
<img width=«463» height=«312» src=«ref-2_1537480587-8581.coolpic» v:shapes=«Рисунок_x0020_29»><img width=«695» height=«1073» src=«ref-2_1537489168-4821.coolpic» v:shapes="_x0000_s1630 _x0000_s1631 _x0000_s1632 _x0000_s1633 _x0000_s1634 _x0000_s1635 _x0000_s1636 _x0000_s1637 _x0000_s1638 _x0000_s1639 _x0000_s1640 _x0000_s1641 _x0000_s1642 _x0000_s1643 _x0000_s1644 _x0000_s1645 _x0000_s1646 _x0000_s1647 _x0000_s1648 _x0000_s1649">
<img width=«617» height=«265» src=«ref-2_1537493989-13881.coolpic» v:shapes=«Рисунок_x0020_72»>
Рисунок 5 – Переходная функция объекта регулирования
Объект регулирования идентифицируем с помощью графоаналитического метода как апериодическое звено первого порядка с запаздыванием, переходная характеристика которого описывается выражением:
<img width=«208» height=«62» src=«ref-2_1537507870-811.coolpic» v:shapes="_x0000_i1037">.
(3.1)
Общий вид передаточной функции будет иметь следующий вид:
<img width=«231» height=«71» src=«ref-2_1537508681-1029.coolpic» v:shapes="_x0000_i1038">
(3.2)
где Коу — коэффициент усиления объекта регулирования;
Тоб — постоянная времени объекта;
<img width=«12» height=«22» src=«ref-2_1537509710-73.coolpic» v:shapes="_x0000_i1039"> t
об- время запаздывания объекта.<img width=«695» height=«1073» src=«ref-2_1537509783-4819.coolpic» v:shapes="_x0000_s1650 _x0000_s1651 _x0000_s1652 _x0000_s1653 _x0000_s1654 _x0000_s1655 _x0000_s1656 _x0000_s1657 _x0000_s1658 _x0000_s1659 _x0000_s1660 _x0000_s1661 _x0000_s1662 _x0000_s1663 _x0000_s1664 _x0000_s1665 _x0000_s1666 _x0000_s1667 _x0000_s1668 _x0000_s1669">
Выше приведенные параметры являются динамическими параметрами объекта регулирования и определяются графически по виду переходной функции (рисунок 5). Постоянная времени объекта ТОБ представляет собой временной отрезок от точки пересечения касательной, проведенной к переходной характеристике с линией установившегося значения параметра. По графику, приведенному на рисунке 5, определяем, что ТОБ = 5,4мин., tоб= 5мин.
Для динамического объекта коэффициент усиления может быть непосредственно найден из графика переходной функции:
<img width=«208» height=«60» src=«ref-2_1537514602-481.coolpic» v:shapes="_x0000_i1040">
(3.3)
где Туст. — установившаяся температура колера;
Тнач. — начальная температура колера;
Туст. — установившаяся температура пара;
Тнач. — начальная температура пара.
Тогда: <img width=«190» height=«50» src=«ref-2_1537515083-568.coolpic» v:shapes="_x0000_i1041">
В результате, передаточная функция объекта регулирования примет следующий вид:
<img width=«181» height=«46» src=«ref-2_1537515651-378.coolpic» v:shapes="_x0000_i1042">
(3.4)
3.4 Выбор закона регулирования
Закон регулирования – это математическая зависимость, с помощью которого определяется регулирующее воздействие по сигналу рассогласования. Для оценки качества регулирования выбранной структуры АСР необходимо рассмотреть все законы регулирования. Затем, произведя анализ качества регули<img width=«695» height=«1073» src=«ref-2_1537516029-4816.coolpic» v:shapes="_x0000_s1670 _x0000_s1671 _x0000_s1672 _x0000_s1673 _x0000_s1674 _x0000_s1675 _x0000_s1676 _x0000_s1677 _x0000_s1678 _x0000_s1679 _x0000_s1680 _x0000_s1681 _x0000_s1682 _x0000_s1683 _x0000_s1684 _x0000_s1685 _x0000_s1686 _x0000_s1687 _x0000_s1688 _x0000_s1689">рования с применением того или иного закона регулирования, определить какой из них является наиболее приемлемым для данного ТОУ.
На динамику регулирования наибольшее влияние оказывает величина отношения запаздывания к постоянной времени объекта <img width=«32» height=«19» src=«ref-2_1537520845-1037.coolpic» alt=«1» v:shapes=«Рисунок_x0020_23»> Эффективность компенсации ступенчатого возмущения регулятором достаточно точно может характеризоваться величиной динамического коэффициента регулирования <img width=«22» height=«25» src=«ref-2_1537521882-340.coolpic» alt=«atm.h1.ru/root/theory/img/1/image120.gif» v:shapes=«Рисунок_x0020_24»>, а быстродействие – величиной времени регулирования.
Регулятор в зависимости от сигнала рассогласования e=хзад-х вырабатывает по определенному закону регулирующее воздействие mдля приведения регулируемой величины х к заданному значению хзад .
Задачей системы автоматического регулирования является поддержание температуры колера постоянной — в соответствии с технологическими требованиями. Технология предполагает поддержание температуры колера на уровне 202 ºС.
Заданную точность регулирования можно реализовать при помощи ПИ или ПИД законов регулирования.
3.5 Расчет оптимальных настроечных параметров
Расчет системы автоматического регулирования состоит в нахождении оптимальных настроек регулятора, т.е. таких параметров ПИ, ПИД-закона регулирования, при которых в работе замкнутой системы обеспечивается заданный запас устойчивости и определенные показатели качества регулирования не хуже требуемых или имеют экстремальные значения.
Найдем настроечные коэффициенты для ПИ – регулятора:
<img width=«132» height=«62» src=«ref-2_1537522222-691.coolpic» v:shapes="_x0000_i1044"> (3.5)
Кр=1,5.
Tu=0,6*Т (3.6)
Tu=3,24.
Найдем настроечные коэффициенты для ПИД – регулятора:
<img width=«132» height=«62» src=«ref-2_1537522913-731.coolpic» v:shapes="_x0000_i1045">
(3.7)
Кр=2,4.
Tи=2,4τ
(3.8)
Ти=12.
Тр=0,4τ (3.9)
Тр= 2.
<img width=«695» height=«1073» src=«ref-2_1537523644-4831.coolpic» v:shapes="_x0000_s1690 _x0000_s1691 _x0000_s1692 _x0000_s1693 _x0000_s1694 _x0000_s1695 _x0000_s1696 _x0000_s1697 _x0000_s1698 _x0000_s1699 _x0000_s1700 _x0000_s1701 _x0000_s1702 _x0000_s1703 _x0000_s1704 _x0000_s1705 _x0000_s1706 _x0000_s1707 _x0000_s1708 _x0000_s1709">3.6Оценка устойчивости разомкнутой САР с ПИ-
регулятором
В простейшем случае понятие устойчивости системы связано со способностью ее возвращаться (с определенной точностью) в состояние равновесия после исчезновения внешних сил, которые вывели ее из этого состояния.
Если система неустойчива, то она не возвращается в состояние равновесия, из которого ее вывели, а либо удаляется от него, либо совершает вокруг него недопустимо большие колебания.
Частотные критерии устойчивости позволяют судить об устойчивости систем автоматического управления по виду их частотных характеристик. Эти критерии являются графоаналитическими и получили широкое распространение, так как позволяют сравнительно легко исследовать устойчивость систем высокого порядка, а также имеют простую геометрическую интерпретацию и наглядность.
Затем необходимо определить является ли система устойчивой. Для этого найдем частотные характеристики разомкнутой системы в MathCAD.
График АФЧХ замкнутой системы с ПИ- регулятором изображен на рисунке 6.
<img width=«344» height=«276» src=«ref-2_1537528475-5242.coolpic» v:shapes=«Рисунок_x0020_52»>
Рисунок 6– График АФЧХ разомкнутой системы с ПИ- регулятором
Далее анализируется устойчивость по амплитуде: рассматривается запас между (-1) и единичной окружностью. Для устойчивости замкнутой САУ необходимо и достаточно, чтобы годограф разомкнутой системы <img width=«46» height=«21» src=«ref-2_1537533717-150.coolpic» v:shapes="_x0000_i1047"> при измене<img width=«695» height=«1073» src=«ref-2_1537533867-4822.coolpic» v:shapes="_x0000_s1710 _x0000_s1711 _x0000_s1712 _x0000_s1713 _x0000_s1714 _x0000_s1715 _x0000_s1716 _x0000_s1717 _x0000_s1718 _x0000_s1719 _x0000_s1720 _x0000_s1721 _x0000_s1722 _x0000_s1723 _x0000_s1724 _x0000_s1725 _x0000_s1726 _x0000_s1727 _x0000_s1728 _x0000_s1729">нии ω от 0 до ∞ не охватывал точку (-1, i0). В данном случае система является устойчивой. Также по данному графику после некоторых преобразований можно определить запас устойчивости по амплитуде А и запас устойчивости по фазе Θ (в соответствие с рисунком 7). Для определения запаса устойчивости системы по амплитуде, на годографе рассматривается расстояние между точкой (-1, i0) и точкой, в которой годограф пересекает ось с действительными числами Re.
При определении запаса устойчивости системы по фазе, на годографе откладывается окружность единичным радиусом. К точке пересечения окружности и годографа проводится вектор. Угол наклона вектора к оси является запасом по фазе.
<img width=«433» height=«388» src=«ref-2_1537538689-10928.coolpic» v:shapes=«Рисунок_x0020_54»><img width=«695» height=«1073» src=«ref-2_1537549617-4827.coolpic» v:shapes="_x0000_s1730 _x0000_s1731 _x0000_s1732 _x0000_s1733 _x0000_s1734 _x0000_s1735 _x0000_s1736 _x0000_s1737 _x0000_s1738 _x0000_s1739 _x0000_s1740 _x0000_s1741 _x0000_s1742 _x0000_s1743 _x0000_s1744 _x0000_s1745 _x0000_s1746 _x0000_s1747 _x0000_s1748 _x0000_s1749">
Рисунок 7 – Определение запаса устойчивости по амплитуде и по фазе для ПИ – регулятора
Из рисунка 7 определим, что А=1/U= 10, Θ =115°
3.7Оценка устойчивости разомкнутой САР с ПИД-регулятором
График АФЧХ замкнутой системы с ПИД- регулятором изображен на рисунке 8.
<img width=«404» height=«308» src=«ref-2_1537554444-6760.coolpic» v:shapes=«Рисунок_x0020_55»>
Рисунок 8 – График АФЧХ разомкнутой системы с ПИД- регулятором
<img width=«399» height=«291» src=«ref-2_1537561204-8383.coolpic» v:shapes=«Рисунок_x0020_57»><img width=«695» height=«1073» src=«ref-2_1537569587-4815.coolpic» v:shapes="_x0000_s1750 _x0000_s1751 _x0000_s1752 _x0000_s1753 _x0000_s1754 _x0000_s1755 _x0000_s1756 _x0000_s1757 _x0000_s1758 _x0000_s1759 _x0000_s1760 _x0000_s1761 _x0000_s1762 _x0000_s1763 _x0000_s1764 _x0000_s1765 _x0000_s1766 _x0000_s1767 _x0000_s1768 _x0000_s1769">
Рисунок 9 – Определение запаса устойчивости по амплитуде и по фазе для ПИД — регулятора
Из рисунка 9 определим, что А=1/U= 12,5, Θ =135°.
3.8 Расчет показателей <img width=«695» height=«1073» src=«ref-2_1537569587-4815.coolpic» v:shapes="_x0000_s1770 _x0000_s1771 _x0000_s1772 _x0000_s1773 _x0000_s1774 _x0000_s1775 _x0000_s1776 _x0000_s1777 _x0000_s1778 _x0000_s1779 _x0000_s1780 _x0000_s1781 _x0000_s1782 _x0000_s1783 _x0000_s1784 _x0000_s1785 _x0000_s1786 _x0000_s1787 _x0000_s1788 _x0000_s1789">качества управления замкнутой
САР с ПИ-регулятором
<img width=«538» height=«298» src=«ref-2_1537579217-11853.coolpic» v:shapes=«Рисунок_x0020_61»>
Рисунок 10 — График переходного процесса с ПИ-регулятором
Из графиков переходных процессов определяются следующие характеристики.
Перерегулирование d— максимальное отклонение регулируемой величины от ее установившегося значения, выраженное в процентах:
<img width=«170» height=«60» src=«ref-2_1537591070-678.coolpic» v:shapes="_x0000_i1052"> (3.10)
Для системы с ПИ-регулятором: d= 24%.
Время регулирования tpег — время, в течение которого, начиная с момента приложения воздействия на систему, отклонения регулируемой величины от ее установившегося значения будут меньше наперед заданного значения ошибки (±5% от хуст).
Для системы с ПИ-регулятором tрег= 25,5мин.
Степенью затухания ψ называется отношение разности приращений относительно установившегося значения двух соседних однонаправленных амплитуд одного знака кривой переходного процесса к большей из них, ψопределяется по формуле:
<img width=«97» height=«51» src=«ref-2_1537591748-395.coolpic» v:shapes="_x0000_i1053"> (3.11)
<img width=«175» height=«53» src=«ref-2_1537592143-811.coolpic» v:shapes="_x0000_i1054">
tрег = 25,5 мин., перерегулирования σ = 24 %, степень затухания ψ=0,8.
3.9 Расчет показателей качества управления замкнутой САР с
ПИД-регулятором
<img width=«695» height=«1073» src=«ref-2_1537592954-4819.coolpic» v:shapes="_x0000_s1790 _x0000_s1791 _x0000_s1792 _x0000_s1793 _x0000_s1794 _x0000_s1795 _x0000_s1796 _x0000_s1797 _x0000_s1798 _x0000_s1799 _x0000_s1800 _x0000_s1801 _x0000_s1802 _x0000_s1803 _x0000_s1804 _x0000_s1805 _x0000_s1806 _x0000_s1807 _x0000_s1808 _x0000_s1809">Из графика переходного процесса замкнутой САР с ПИД-регулятором (рисунок 11) определяем:
<img width=«466» height=«301» src=«ref-2_1537597773-10383.coolpic» v:shapes=«Рисунок_x0020_60»> продолжение
--PAGE_BREAK--
еще рефераты
Еще работы по производству
Реферат по производству
Извлечение кремнефтористоводородной кислоты при процессе производства фосфорной кислоты
2 Сентября 2013
Реферат по производству
Предпринимательская деятельность в России
2 Сентября 2013
Реферат по производству
Электроснабжение цеха N3
2 Сентября 2013
Реферат по производству
Электроснабжение цеха промышленного предприятия
2 Сентября 2013