5.4. Расчет одноконтурной сар и исследование влияния изменения закона регулирования на качество переходного процесса. Постановка задачи исследования

В практике построения систем автоматизации объектов нефтяной и газовой и нефтеперерабатывающей промышленности широкое применение нашли одноконтурные системы автоматического регулирования (САР). В качестве примеров можно назвать регулирование давления в сепараторе (рис. 1.1), регулирование уровня жидкости в различных технологических аппаратах (абсорберах, ректификационных колоннах и т.д.), регулирование температуры на выходе теплообменника, стабилизация расходов нефти, газа, нефтепродуктов в технологических линиях.

Типичная задача настройки промышленной САР может быть сформулирована следующим образом: исходя из найденной аналитически или в результате обработки данных эксперимента передаточной функции объекта регулирования и выбранного на этапе проектирования САР закона регулятора (П, ПИ, ПИД), необходимо определить параметры настройки регулятора, которые обеспечивали бы устойчивость и заданное качество САР. В данной лабораторной работе задается передаточная функция объекта, в состав которого при проведении соответствующего эксперимента вошли датчик Д, исполнительное устройство ИУ и собственно объект регулирования ОР (рис. 1.2). Таким образом, под термином “регулятор” будем понимать “регулирующее устройство” (РУ).

Структурная схема САР при таком характере представления объекта и действии возмущения по каналу регулирующего воздействия будет иметь вид, показанный на рис. 1.3, где

W_о(p) – передаточная функция объекта;

W_p(p) – передаточная функция регулятора;

y – текущее значение регулируемого параметра;

у_з – его заданное значение;

х_р – регулирующее воздействие (выходная величина регулятора);

х_в – возмущающее воздействие;

х – воздействие на входе объекта регулирования

Далее приводятся два метода расчета параметров настройки регуляторов в одноконтурной САР.

Передаточные функции регуляторов представлены в виде:

W_p(p)=П1 – для П-регулятора;

W_p(p)=П1+П2/р – для ПИ-регулятора;

W_p(p)=П1+П2/р+П3р – для ПИД-регулятора;

где

П1=k – коэффициент усиления

П2=1/Т_и, Т_и – время изодрома

П3=Т_п , Т_п – время предварения

Рис.1.1 САР давления в сепараторе

Цель работы:

• изучение методики расчета параметров настройки регулятора;

• исследование влияния параметров настройки на качество переходного процесса в САР;

• исследование влияния возмущающего и регулирующего воздействия на характер изменения регулируемого параметра.

Расчет параметров настройки регуляторов с помощью расширенных афх.

С помощью расширенных амплитудо-фазовых характеристик (АФХ) в области параметров настройки регулятора строится “линия равного затухания”, соответствующая заданной степени затухания  переходного процесса САР. Далее на этой линии выбирается точка, координаты которой определяют параметры настройки регулятора, обеспечивающие при заданном  наилучшее качество САР.