4. Аср разрежения в топке тгмп-114

Наличие небольшого постоянного разрежения S_Тв верхней части топки необходимо по условиям нормального топочного режима. Оно препятствует выбиванию газов из топки, способствует устойчивости факела и является косвенным показателем материального баланса между нагнетаемым в топку воздухом и уходящими газами. Объект регулирования по разрежению представляет собой топочную камеру с включенными последовательно с нею газоходами от поворотной камеры до всасывающих патрубков дымососов.

Входным регулирующим воздействием этого участка служит расход дымовых газов, определяемый производительностью дымососов Рис. 44.

Рис. 44. Информационная структура регулирования разрежения

Расчетная схема АСР разрежения в топке представлена на Рис. 45

Рис. 45. Расчетная схема АСР разрежения в топке [14]

На Рис. 45 приняты следующие обозначения:

• w_р- передаточная функция регулятораразрежения;

• S_зад,S_т- сигналы по разрежению по заданию и на выходе объекта соответственно;

• н.а.ДС - направляющий аппарат дымососа;

• W₁ - основной канал «положение н.а.ДС – разрежение в топке»;

2. Расчет представленного перечня систем регулирования

1. Расчет схемы регулирования подачи топлива

В качестве исходных данных имеем имитационную модель, информационную и расчетную схемы регулирования и кривые разгона по интересующим нас каналам регулирования.

Кривые разгона по температуре за НРЧ и температуре за ВРЧ 2 получены путем подачи возмущения изменением положения регулирующего органа РМ-А для канала задания и внутреннего возмущения на -10,5%, а также путем подачи возмущения изменением положения регулирующего органа РПК-А для канала внешнего возмущения -14%.

Кривые разгона получились следующих видов (рис. 46, рис. 47):

рис. 46. Кривые разгона (1 - изменение положения РМ-А, 2 – кривая разгона Т_нрчпо каналу и «%ХРО_РМ-А– Т_нрч», 3 – кривая разгона Т_врч2 по каналу «%ХРО_РМ-А – Т_врч2»)

рис. 47. Кривые разгона (1 – изменение положения РПК-А, 2 - кривая разгона Т_врч2по каналу «%ХРО_РПК-А– Т_врч2»)

По полученным кривым разгона проведем расчет переходных характеристик по формуле:

Полученные переходные характеристики представлены на рис. 48, рис. 49.

рис. 48. Переходная характеристика по каналам 1 - «%ХРО_РМ-А– Т_нрч» и 2 - «%ХРО_РМ-А – Т_врч2»

рис. 49. Переходная характеристика по каналу «%ХРО_РПК-А– Т_врч

Далее воспользуемся ПМК «ТЕМП» для расчета комплексно-частотных характеристик по каналам задания, внутреннего и внешнего возмущения. Полученные комплексно-частотные характеристики по каналам регулирования представлены на рис. 50 - рис. 52.

рис. 50. КЧХ по каналу «%ХРО_РМ-А– температура за НРЧ»

рис. 51. КЧХ по каналу «%ХРО_РМ-А – температура за ВРЧ 2»

рис. 52. КЧХ по каналу «%ХРО_РПК-А – температура за ВРЧ 2»

Получив КЧХ можно приступать к расчету настроек дифференциатора по каналу действия внутреннего возмущения и регулятора для канала действия возмущения заданием в программе ПМК «TEMП». Регулятор представляет собой передаточную функцию, реализующую ПИ-закон регулирования, а дифференциатор – реально-дифференцирующее звено.

Линии заданного запаса устойчивости для регулятора и дифференциатора () приведены на рис. 53, рис. 54.

рис. 53. Линия заданного запаса устойчивости регулятора

рис. 54. Линия заданного запаса устойчивости дифференциатора

Оптимальные настройки регулятора:

Kр=1,33 [%ХРО/^оС]; Ти=40 сек;w_р=0,12 [рад/сек]

Оптимальные настройки дифференциатора:

Kд=0,464 [^оС/^оС]; Тд=9 сек;w_р=0,14 [рад/сек]

Далее рассчитаем устройство компенсации внешнего возмущения.

При синтезе устройства компенсации действия возмущения D_пвна регулируемую координату Т_врчнеобходимо выделить из общей расчетной схемы фрагмент (рис. 55).

рис. 55. Расчетная схема по синтезу устройства компенсации

Синтез устройства (алгоритма) компенсации проводится по условию инвариантности системы к внешнему контролируемому возмущению Х2, которое, в соответствии с расчетной схемой, имеет вид [27]:

Для нахождения передаточной функции УК необходимы передаточные функции по каналам действия задания и внешнего возмущения, а также передаточная функция регулятора. Для этого воспользуемся аппроксимацией методом Симою и ЧАП, реализованные в ПМК «ТЕМП»:

рис. 56. Исходная (1) и аппроксимирующая (2) комплексная частотная характеристика температуры за ВРЧ 2 при возмущении клапаном РМ-А

По каналу РМ-А – Т_врч2:

рис. 57. Исходная (1) и аппроксимирующая (2) комплексная частотная характеристика температуры за ВРЧ 2 при возмущении клапаном РПК-А

По каналу РПК-А – Т_врч2:

Передаточная функция регулятора:

w_р=0,12 [рад/сек]

Передаточная функция «идеального» компенсатора:

Воспользовавшись ПО «МathCAD», рассчитали передаточную функцию устройства компенсации:

Так как в системе технологического программирования «Пилон» нет возможности задавать передаточную такого порядка, то найдем передаточную функцию реального компенсатора, в качестве структуры выберем реально-дифференцирующее звено. Оптимальные настройки реального компенсатора определим из условия наилучшего приближения КЧХ реального компенсатора к идеальному при нулевой и резонансной частотах замкнутого контура системы (рис. 58):

рис. 58. Иллюстрация совпадения в резонансной частоте КЧХ идеального (1) и реального (2) УК