Міністерство освіти і науки україни національний університет харчових технологій

Лабораторна робота №6

Дослідження характеристик регулюючих органів

Київ 2011

Зміст

Тема: Дослідження характеристик регулюючих органів

Мета: Навчитись вибирати регулюючі органи в залежності від вимог до системи управління

1.Вступ

Автоматизація виробничих процесів створює певні техніко-економічні переваги у всіх галузях сучасного господарства України.

В першу чергу змінюється характер і умови праці на виробництві. Скорочуються до мінімуму трудові затрати, понижується психологічне навантаження працівника, на його долю залишаються лише функції по перенастроювані автоматичних систем на нові режими та участь в ремонтно-налагоджувальних роботах. Зменшується число обслуговуючого персоналу і затрати на його утримання.

Важливе питання автоматизації - встановлення її раціонального рівня та об’єму, який повинен бути економічно обґрунтований, і визначення методів та засобів автоматизації.

Впровадження автоматизації приносить значний економічний ефект за рахунок заощадження енергетичних ресурсів, збільшення виробничих потужностей, підвищення якості продукції.

Основними автоматичними пристроями які визначають технологічний режим процесу, є регулятори. Тому спочатку необхідно вибирати параметри, які необхідно регулювати, та канали внесення регулюючих впливів і лише після цього почати вибір інших параметрів.

Процес регулювання полягає в підтримуванні заданого значення регульованої величини об’єкта. Сукупність технічних засобів та об’єкта управління (регулювання) складає автоматичну систему регулювання АСР. Загальна структура найпоширеніших АСР зображена на рисунку, де Х – плинне значення регульованої (вихідної) величини; Х_зд – задане значення регульованої величини; Z₁…Z_n – збурювальні діяння на систему (об’єкт); U – регульоване діяння на об’єкт управління.

Z

ОУ

U X

Вибираючи контрольні параметри, необхідно керуватися тим, щоб при мінімальній їх кількості забезпечувався найповніший обсяг інформації про процес.

Параметри сигналізації починають вибирати після аналізу об’єкта щодо його вибухо- та пожежобезпечності, а також токсичності й агресивності перероблюваних речовин. Сигналізації підлягають параметри, які можуть привести до аварії або істотно порушити технологічний режим.

Якщо в ході проведення технологічного процесу виникають вибухо- та аварійно- небезпечні ситуації, то слід передбачити відповідний захист. Параметри такого захисту вибирають залежно від того, що може бути причиною аварії.

Схеми та пристрої автоматичного блокування попереджають неправильні запуски та зупинки апаратів і машин, а також виключають можливість виконання наступних операцій, якщо не виконана хоча б одна з попередніх.

2. Загальні відомості

Об'єктом управління, зокрема регулювання, називається будь-який виробничий об'єкт (апарат, агрегат тощо), що реалізує технологічній процес та потребує організованих діянь ззовні для досягнення заданого алгоритму роботи.

Для правильного вибору закону регулювання та розрахунку настроювань регулятора, що входить до складу створюваної автоматичної системи регулювання процесу, потрібно знати статичні та динамічні властивості об'єкта цієї системи. Знання властивостей промислових об'єктів потрібні також під час розроблення систем управління техно­логічними процесами.

Протягом вивчення об'єктів управління одержують статичні та динамічні характеристики.

Статична характеристика об'єкта управління — це залежність вихідної (регульованої) величини об'єкта від вхідної величини (регулювальної, збурювальної) в усталеному стані.

Динамічна характеристика відображає зміну вихідної величини об'єкта в часі після певного діяння на вхід об'єкта.

Для кількісної оцінки діяння, що впливає на об'єкт, слід знати робочу (статичну) характеристику відповідного регулювального орга­ну, яка відображає залежність витрати робочого середовища (речовини чи енергії) через регулювальний орган РО від положення його затвору, тобто:

F=f(S),

де F – витрата робочого середовища; S – лінійне чи кутове переміщення (положення) затвору РО.

За експериментального визначення статичних характеристик промислових об'єктів найчастіше застосовується прямий метод, за яким почергово задаються рядом значень вхідних величин (в межах технологічного регламенту), а потім, дочекавшись усталеного режиму, реєстру­ють вихідну величину об'єкта.

У практиці дослідження динаміки об'єктів широко застосовується метод часових (перехідних) характеристик або кривих розгону, який полягає в нанесенні на об'єкт ступінчастих діянь шляхом стрибкоподіб­ної зміни однієї з вхідних величин та реєстрації зміни в часі вихідної величини об'єкта.

Важлива властивість об'єктів — їх ємність, тобто здатність накопичувати в собі речовину чи енергію. Чим більша ємність об'єкта, тим відносно повільніше за даного діяння змінюється вихідна величина – параметр об'єкта.

Згідно з класифікацією розрізняють об'єкти астатичні та статичні.

Астатичними є об’єкти, в яких відсутня залежність вхідних величин (припливу чи стоку речовини або енергії) від вихідної величини. У результаті цього будь-яка зміна вхідної величини, що порушує матеріальний або енергетичний баланс, призводить до безперервної зміни вихідної керованої (регульованої) величини з постійною швидкістю, пропорційною небалансу. Такі об'єкти не мають статичної характеристики.

В даному об’єкті, фактично існує залежність витрати від ступеню відкриття регулюючих органів, та режиму насосу.