3.4 Аср стабілізації тиску газу в резервуарі

а б

Рис. 3.5. Схема АСР тиском газу: а – функціональна;

б – структурна.

Такий об'єкт, як правило, має достатньо високу сталу і малий час чистого запізнення. Для регулювання можна використовувати як неперервні, так і позиційні регулятори. Найчастіше застосовують П- і ПІ-регулятори. Виконавчими механізмами є як пневматичні, так і електричні приводи.

Якщо регулювання здійснюється за рахунок впливу на витрати стоку F_с, як показано на рис. 3.5,а, то витрати притоку F_п будуть сильним збуренням. До значного збурюючого фактора належить також температура газу.

Система працює таким чином: зі збільшенням тиску Р у резервуарі 5 зросте сигнал у1 на виході проміжного перетворювача 2 і з'явиться сигнал неузгодженості  на виході регулятора 3. Вихідний сигнал останнього почне діяти на виконавчий механізм 4 і відповідно на регулюючий орган 6, який збільшить прохідний отвір і витрати F_с, що призведе до спаду тиску до попереднього значення. Зазначимо, що датчик 1 і проміжний перетворювач 2, як правило, конструктивно об'єднані і являють собою одну динамічну ланку першого або другого порядку.

Резервуар під тиском належить до ОР першого порядку. Нехай АСР має П-регулятор, силовий вимірювальний перетворювач і циліндричний пневмопривід регулюючого клапана.

Виконавчий маханізм (пневмопривід) є інтегруючим елементом першого порядку з передаточною функцією

/3.13/

Розглянемо АСР по каналу и→y. Передаточна функція має вигляд:

W_р(s)= /3.14/

5. Аср стабілізації температури теплообмінника

Рис. 3.6. Схеми АСР температури: а - функціональна; б - структурна

Одна з особливостей регулювання температури продукту на виході кожухотрубного теплообмінника 6 полягає в тому, що по-перше, він описується диференціальним рівнянням другого порядку, по-друге, його перехідний процес може мати коливальний характер, по-третє, теплообмінник має досить великий час чистого запізнення. Ще одна особливість полягає в тому, що первинний вимірювальний перетворювач 1 (у більшості випадків термопара) має досить великі сталі часу.

Регулювання, як правило, здійснюється за рахунок зміни витрат теплоносія F_Т, яким найчастіше в хімічній технології використовуєтьcя перегріта пара. Регулятор може мати ПІ- або ПІД-закони регулювання, оскільки в більшості випадків статична похибка не допускається. Приводом до регулюючого органу 7 може бути як пневматичний мембранний виконавчий механізм, так і електродвигун. Принцип роботи АСР полягає в наступному: із підвищенням температури Т₂ відносно заданого регулятором значення збільшується сигнал на виході перетворювача 1. Останній надходить на нормуючий перетворювач 2, в якому цей сигнал перетворюється на струм силою 0...5, 0...20 або 4...20 мА. Якщо для регулювання використовують пневматичний виконавчий механізм, то цей електричний сигнал за допомогою електропневматичного перетворювача 3 перетворюють на уніфікований пневматичний сигнал 0.02....0.1 МПа. Останній подається на пневматичний регулятор 4, який керує виконавчим механізмом 5. Це приведе до того, що регулюючий орган зменшить прохідний отвір, а відповідно й витрати теплоносія.

Сильними збурюючими факторами для системи регулювання є витрати продукту F_n та його температура Т₁. Тому, синтезуючи АСР, необхідно дослідити їх вплав з урахуванням того, що по цих каналах спостерігається істотне запізнення.

Ураховуючи, що індекси передаточних функцій на структурній схемі відповідають позиціям функціональної схеми, передаточна функція АСР по каналу регулювання при ПІД-регулюванні має вигляд:

W_р(s)= /3.15/