Дослідження лінійної системи автоматичного регулювання каналами керуючої, збурюючої та регулюючої дії за мінімуом другої інтегральної оцінки парового котла

 

1.1 Вибір структури моделі та розрахунок її параметрів

1.2 Перевірка адекватності динамічної моделі

2.1 Вибір схеми автоматичного регулювання й вибір регулятора за законом регулювання

2.2 Теоретичні основи методу розрахунку параметрів настроювання регулятора

2.3 Знаходження оптимальних настроювальних параметрів регулятора

2.3.1 П-регулятор

2.3.1 І-регулятор

2.3.1 ПІ-регулятор

 

 

Розрахувати та дослідити лінійну систему автоматичного регулювання каналами керуючої, збурюючої та регулюючої дії за мінімуом другої інтегральної оцінки.

Об’єкт регулювання: паровий котел.

Вихідні дані:

Крива розгону об’єкта регулювання, вихідною величиною якого є тиск в котлі, регулюючою дією – зміна положення РО природного газу, що подається в топку.

Задане значення регульованої величини – 20 кгс/см2.

Максимальна стрибкоподібна зміна регулюючої дії Yмакс= 19%.

Зміна заданого значення тиску – 1 кгс/см2.

Збурення: стрибкоподібна зміна витрати пари – 0. 6 т/год. Функція передачі каналом збурюючої дії

 

Крива розгону отримана при стрибкоподібній зміні регулюючої дії Yмакс= 19% ходу РО.

 

Час, хвТиск, кгс/см2

020. 00

0. 0319. 96

0. 2319. 96

0. 6320. 12

0. 7320. 17

0. 9320. 32

1. 1320. 47

1. 3320. 64

1. 4420. 72

1. 6420. 83

1. 8420. 96

2. 0421. 13

2. 1421. 16

2. 3421. 20

2. 6521. 31

2. 8521. 40

3. 0521. 43

3. 8521. 55

4. 0621. 57

4. 6621. 56

5. 0421. 60

 

Вимоги до якості процесу регулювання:

1. Максимальне динамічне відхилення А1 = 1. 2 кгс/см2.

2. Точність регулювання  = 0. 2 кгс/см2.

3. Час регулювання tp = 4 хв.

4. Ступінь коливальності m = 0. 32

 

 

Ідея промислового використання водяного пару виникла в другій половині XVIII століття. Перший паровий котел промислового значення винайшов талановитий російський винахідник І. І. Ползунов в 1766 році і з того часу котлобудування безперервно розвивалося і вдосконалювалося.

На даному рівні розвитку потужність парових котлів зросла до 2500 т/год, тиск до 255 кгс/см2, а температура перегрітої пари до 540-570 Со. безперервний розвиток і вдосконалення сучасних котельних установок, обладнаних складними агрегатами, оснащеними різного роду механізмами, підвищують вимоги до засобів автоматизації які дистанційно управляють котлом. Широке використання засобів автоматизації забезпечує підвищення продуктивності праці, досягнення стабільно високої якості продукції і збільшення ефективності використання паливно-енергетичних ресурсів.

Виходячи із вище зазначеного можна зробити висновок, що поряд із важливими завданнями автоматизації не менш важливу роль відіграє питання автоматичного регулювання процесу горіння, оскільки автоматизація процесу горіння дозволяє економити до 10% палива.

Саме тому в даному дипломному проекті розглянутий проект автоматизації процесу горіння котла моделі ДКВР-10-13.

 

Рис. 1. Загальний вигляд парового котла моделі ДКВР-10-13: 1-газова горілка; паливні блоки: 2-передній; 5-задній; 3-виносні циклони; 4-клапани; 6-конвективні труби; барабани: 7-верхній, 8-нижній; 9-задній екран паливної камери

 

 

Для того щоб, розрахувати систему автоматичного регулювання, перш за все, потрібно математично описати об’єкт регулювання, тобто знайти рівняння, які дозволяють розраховувати зміни регульованої величини (вихідної величини об’єкта) в часі під дією різних вхідних величин об’єкта. Такі рівняння можуть бути у вигляді перехідних функцій, диференціальних рівнянь або функцій передачі. Система таких рівнянь є математичною моделлю об’єкта регулювання.

В аналітичних методах процеси, що відбуваються в об’єкті, аналізуються на основі законів збереження маси й енергії, а також із врахуванням конструктивних, режимних та інших особливостей об’єкта. На основі такого аналізу складають диференціальні рівняння, які зв’язують між собою елементарні прирости вхідних і вихідних величин.

При експериментальних методах немає необхідності детально знати процеси, що відбуваються в середині об’єкта під дією збурень. Об’єкт регулювання при цьому розглядають як “чорну скриньку”, внутрішня будова та властивості якої по суті невідомі. Потрібну інформацію про властивості об’єкта одержують, спостерігаючи процес зміни його вихідної (регульованої) величини при відомих змінах кожної вхідної величини.

При знаходженні функції передачі об’єкта експериментальним методом важливо чітко з’ясувати, що входить в поняття “об’єкт регулювання”, тобто які фізичні величини вимірювалися в експерименті, які є вхідні і вихідні величини об’єкта.

Найчастіше зміну вхідної величини задають у вигляді однократної стрибкоподібної зміни, причому в момент збурення об’єкт повинен бути в стані рівноваги, і при цьому всі інші його вхідні величини мають залишатися сталими (метод кривої розгону). Деколи зміну вхідної величини здійснюють у вигляді короткочасного імпульсу (метод імпульсної перехідної характеристики) або ж у вигляді періодичних, по можливості синусних коливань (метод частотних характеристик). Можливе також застосування випадкових змін вхідної величини протягом деякого достатньо тривалого часу (статистичні методи).