Описание объекта исследования
Функциональная схема непрерывной АСР, изучаемой в данной работе, приведена на рисунке 1.5. Объектом регулирования является участок трубопровода 1 ; регулируемой величиной Y - расход воды, проходящей через этот трубопровод; возмущающим воздействием Z – изменение расхода воды с помощью вентиля 2; управляющим воздействием Х – расход воды через клапан 1д с мембранным исполнительным механизмом, управляемым автоматическим регулятором 1г. Фактический расход воды в объекте измеряется прибором переменного перепада давления.
С диафрагмы 1а сигнал поступает в измерительный преобразователь разности давлений 13Д.Д11,преобразующий перепад давлений в стандартный пневматический выходной сигнал давлением 20-100 кПа. Сигнал измерительной информации от преобразователя 1б поступает на вход вторичного прибора 1в (прибор контроля пневматический самопишущий ПВ10.1Э, шкала 0-100%,класс точности 1,0), преобразующий его в показания своего отсчетного устройства. Прибор имеет встроенный задатчик (давление сжатого воздуха, имитирующего заданные значения регулируемой величины, находится в пределах 20-100 кПа), а также дополнительную шкалу для указания давления сжатого воздуха на исполнительном механизме клапана 1д. Задатчик входит в станцию управления прибора ПВ10.1Э, обеспечивающего возможность трехрежимного ведения процесса: ручного управления, автоматического стабилизирующего регулирования и автоматического программного регулирования (при наличии программного задатчика). Конструкцией прибора ПВ10.1Э предусмотрено присоединение автоматического регулятора (в данной работе ПИ-регулятора) к задней панели прибора.
Рисунок 1.5 - Функциональная схема непрерывной АСР расхода жидкости:
1а – диафрагма; 1б – преобразователь разности давлений 13Д.Д11;
1в – прибор контроля пневматический ПВ.10.1Э;
1г – регулятор ПР3.21;
1д – исполнительный механизм с регулирующим органом
Закон работы ПИ-регулятора имеет вид:
(1.6)
Коэффициент передачи Кр и время интегрирования Ти являются настроечными параметрами ПИ-регулятора. При этом вместо Кр используется обратная величина, называемая пределом пропорциональности и выраженная в процентах:
δ = 1/Кр·100%. (1.7)
Установка Ти производится ручками настройки (при снятой крышке регулятора) в пределах Ти = 0,05 мин. Выбор режима работы осуществляется с помощью клавишных переключателей, расположенных на лицевой панели прибора ПВ10.1Э. При автоматическом стабилизирующем регулировании должны быть нажаты клавиши «ВКЛ» и «А», при этом величина устанавливается ручкой задатчика, расположенной также на лицевой панели прибора ПВ10.1Э. При ручном дистанционном управлении исполнительным механизмом нажаты клавиши «ОТКЛ» и «Р», автоматический регулятор при этом отключен от АСР, а давление воздуха на исполнительный механизм регулирующего клапана устанавливается ручкой задатчика прибора ПВ10.1Э.
Вторичный прибор имеет три шкалы: по левой шкале отсчитывается текущее значение регулируемой величины (в данном случае фактический расход воды в трубопроводе), по средней шкале устанавливается заданное значение регулируемой величины, и правая шкала служит для отсчета давления воздуха на исполнительном механизме 1д.