Kaskadna regulacija. Nevezano upravljanje Primjer kaskadnog regulacijskog sistema

Povezivanje instalacija prema nepovezanoj upravljačkoj shemi osigurava neovisnost rada obje instalacije, tj. promjena protoka vode za opskrbu toplom vodom u širokom rasponu od nule (noću) do maksimuma praktično nema utjecaja na rad uređaja. sistem grijanja.

Da biste to učinili, protok vode u dovodnom vodu mora biti jednak ukupnom protoku vode za grijanje - ventilaciju i opskrbu toplom vodom. Štaviše, potrošnju vode za PTV treba uzeti prema maksimalnom opterećenju tople vode i minimalnoj temperaturi vode u dovodnom vodu, odnosno u režimu kada je opterećenje PTV-a potpuno pokriveno sa dovodnog voda (ako potrošač to čini nemaju instalirane rezervoare za skladištenje).

Potrošnja vode za grijanje, ventilaciju, opskrbu toplom vodom i ukupna potrošnja vode za svakog pretplatnika mreže ne ovisi o konfiguraciji mreže. Izračunati protok od strane pretplatnika postavlja se pomoću membrane prigušnice, čiji je prečnik rupe određen formulom (klauzula 4.17 SP 41-101-95)

gdje je G procijenjeni protok vode u cjevovodu, jednak Gtotal t/sat

DN - pritisak prigušen membranom, m

Minimalna veličina otvora otvora je 3 mm

Automatizacija sistema šminkanja

Automatizirani uređaji za dopunu održavaju konstantan ili varirajući prema određenom zakonu tlak vode na mjestu dopune mreže.

Za toplovodne mreže sa relativno malim gubicima pritiska u mreži i povoljnim profilom terena, pritisak na tački punjenja u svim režimima (uključujući režim kada su mrežne pumpe zaustavljene) se održava konstantnim. Planirano je održavanje konstantnog tlaka u povratnom razvodniku ispred mrežnih pumpi korištenjem nizvodnog regulatora tlaka (regulatora nadopune) koji je instaliran na cjevovodu za dopunsku vodu.

U slučaju kada statički pritisak toplovodne mreže premašuje pritisak u povratnom razvodniku kotlarnice pri radu mrežnih pumpi, podešavanje na statički pritisak se vrši ručno. Pritisak vode se meri u potisnim cevima napojnih pumpi sa lokalnim pokaznim i signalnim manometrima, koji daju impuls za uključivanje rezervne pumpe, a u povratnom razvodniku - sa pokazivačima, snimanjem i signalizacijom manometara na lokalnoj centrali. Na lokalnoj centrali predviđena je i ugradnja sekundarnog uređaja za indikaciju, snimanje i signalizaciju mjerača protoka za mjerenje protoka dopunske vode i sekundarnog uređaja za snimanje i signalizaciju mjerača kisika za mjerenje sadržaja kiseonika u fabrici. -gore vode. Otporni termometar na liniji za dopunu povezan je na zajednički uređaj za snimanje, koji istovremeno bilježi temperaturu dovodne vode.

U otvorenim toplovodnim mrežama, pri ugradnji centralnih akumulacionih rezervoara, pritisak u povratnom cevovodu se automatski reguliše pomoću dva regulaciona ventila, od kojih je prvi instaliran na obilaznom cevovodu viška vode iz mreže do akumulacionih rezervoara, a drugi na cevovodu. iz rezervoara za skladištenje nakon transfer pumpi. U satima kada je opterećenje za opskrbu toplom vodom ispod dnevnog prosjeka, pretočne pumpe se isključuju, a tlak u povratnom cjevovodu se reguliše prvim ventilom. U satima kada je opterećenje tople vode veće od dnevnog prosjeka, pumpe za prijenos se automatski uključuju, prvi kontrolni ventil se zatvara, a regulator tlaka se prebacuje na kontrolni ventil instaliran nakon prijenosnih pumpi.

Kako bi se osigurao konstantan protok vode za dopunu u otvorenoj toplinskoj mreži, na tlačnom cjevovodu pumpi za dopunu ugrađuje se regulator protoka.

Nivo vode u rezervoaru za dopunu odzračivača održava se pomoću kontrolnog ventila na hemijski pročišćenoj vodi. Ako se umjesto vakuumskog deaeratora koji radi na klizeći tlak, koristi atmosferski, tada se ugrađuje dodatni regulator koji održava konstantan tlak u koloni deaeratora. Shema predviđa hitno zaustavljanje rada: pumpe za dopunu i prijenos i automatsko uključivanje rezervnih, kao i signaliziranje tlaka u povratnom cjevovodu nivoa u rezervoaru za odzračivanje dopune i vode u mreži rezervoari za skladištenje i sadržaj kiseonika u dopunskoj vodi.

IZVESTIYA

GOMSK ORDEN CRVENE ZASTAVE POLITEHNIKE RADA

INSTITUT IMEN PO S. M. KIROVU

ISTRAŽIVANJE SISTEMA POVEZANE REGULACIJE JEDNE KLASE OBJEKATA SA RASPODELJENIM

PARAMETRI

V. I. KARNAČUK, V. Y. DURNOVTSEV

(Predstavio naučni seminar Odsjeka za fiziku i tehnologiju)

Višestruko povezani upravljački sistemi (MCC) trenutno nalaze sve veću upotrebu u automatizaciji složenih objekata. To je zbog činjenice da složena automatizacija proizvodnih procesa zahtijeva prijelaz sa regulacije jednog parametra na pripadajuću regulaciju više veličina koje utiču jedna na drugu. Među takvim sistemima, veliko mjesto zauzimaju slični SMR-ovi, koji se sastoje od nekoliko identičnih, identično konfiguriranih regulatora koji rade iz zajedničkog izvora sirovina ili zajedničkog opterećenja. Višekanalni ACS objekata sa distribuiranim parametrima, čiji je zadatak da automatski optimizuje distribuciju parametara, može se klasifikovati kao isti tip SMR. Ovaj problem se ne može ispravno riješiti ako se ne uzme u obzir međusobni utjecaj kontroliranih parametara. Uzimanje u obzir međusobnog uticaja značajno komplikuje analizu sistema, jer se u spregnutom sistemu dinamika svakog parametra opisuje diferencijalnom jednačinom visokog reda.

Osnivač teorije regulacije nekoliko parametara je I. N. Voznesenski. Pokazao je da je, kako bi se eliminisao uticaj parametara jednih na druge, neophodno uvesti veštačke veze u sistem kako bi se kompenzovao uticaj prirodnih veza. U ovom slučaju, povezani sistem postaje nepovezani, odnosno autonoman. Problem autonomije je specifičan problem koji ne postoji u teoriji jednodimenzionalnog ATS-a. I. N. Voznesenski je rešio ovaj problem za postrojenje prvog reda kojim upravlja idealan kontroler. Kasnije su pronađeni fizički i tehnički izvodljivi uslovi za autonomiju za složenije sisteme. U ovim radovima opseg razmatranih objekata je, po pravilu, ograničen na objekte prvog reda. Međutim, u praksi, prilikom istraživanja u oblasti upravljanja objektima sa raspoređenim parametrima kao što su destilacioni stub, rezervoar nafte i gasa, vulkanizacione komore, različiti tipovi reaktora i sl., često je potrebna složenija aproksimacija.

U ovom radu se razmatraju neka pitanja sinteze dvodimenzionalnog SMR astatičkog objekta sa faznim napredovanjem.

kada je objekt za svaku kontroliranu varijablu opisan diferencijalnom jednadžbom drugog reda:

t dH dx 2 dt2 dt

koTi -U- +kou. dt

Blok dijagram spregnutog regulacionog sistema prikazan je na Sl. 1. Sistem je dizajniran da održava datu vrijednost parametra X u dvije različite oblasti velikog objekta.

2 regulator w

Rice. 1. Blok dijagram dvodimenzionalnih građevinsko-montažnih radova

Predmet regulacije je višestruko povezan sistem sa ^-strukturom prema prihvaćenoj klasifikaciji. Funkcije prijenosa objekata za svaki direktni kanal su jednake:

K0(T,p+1) ■

SR) - ^02 (P)

P(T2P+> 1)

Odnos između podesivih parametara prikazan je u blok dijagramu kroz konstantne koeficijente Li2 = ¿2b, iako u opštem slučaju nije vremenski nepromenljiv. Integrirani regulatori s prijenosnom funkcijom smatraju se:

Regulatori primaju kontrolne signale od inercijalnih senzora (termoparova) koji se nalaze u blizini odgovarajućih regulatora. Prijenosne funkcije senzora:

Wn(p) = WT2(p) =

Analiza spregnutog sistema pomoću jednačina kretanja, napisanih čak i u obliku operatora, nezgodna je zbog visokog reda jednačina. Matrična metoda pisanja jednačina ima mnogo veću pogodnost, posebno za strukturnu sintezu.

U matričnom obliku zapisa, jednadžba za objekt s Y-strukturom ima oblik:

■ WciWcalia^i 1 - W 01^02^12^21

1 - 1^0] 1 - 12^21

a ^ i matrice kolona kontrolisanih i regulacionih veličina, respektivno.

Za kontroler možete napisati:

^^(¿y-X). (6)

u%(p)=G 0 [o

5 - transformirajuća matrica upravljačkih akcija; y je matrična kolona kontrolnih radnji.

Elementi matrica i 5 mogu se dobiti nakon jednostavnih strukturnih transformacija:

p(Tar+\)(TTr+\)

Tada se SMR jednačina zatvorene petlje može napisati u sljedećem obliku (u daljem tekstu ćemo pretpostaviti da su poremećaji koji djeluju na sistem / = 0):

X = (/ + G0g r)"1 - W oG r5G, (7)

gdje je / matrica identiteta.

Iz (7) možemo dobiti karakterističnu jednačinu zatvorenog SMR-a ako determinante matrice (/ + WqWp) izjednačimo sa nulom:

| / + W0WP | = 0. (8)

Za građevinsko-montažne radove još nisu pronađeni dovoljni opći kriteriji za provjeru stabilnosti. Određivanje korijena karakteristične jednadžbe (8) je također prilično težak zadatak, jer se može pokazati da je i u dvodimenzionalnom slučaju potrebno riješiti jednačinu desetog reda. U takvim uslovima upotreba kompjuterske tehnologije za proračun građevinskih i instalaterskih radova nije samo poželjna, već i neophodna. Značaj analognih modela je posebno veliki za rješavanje problema sintetiziranja građevinske i instalaterske opreme koja ima određena specificirana svojstva, a prije svega autonomne montažne i montažne opreme. Poznato je da je implementacija uslova autonomije često nemoguća u svakom slučaju, za svaki konkretan sistem, pronalaženje uslova autonomije koji bi se mogli implementirati u prilično jednostavnim koracima je samostalan zadatak. Iz izraza (7) jasno je da se uslovi autonomije svode na dijagonalizaciju matrice

F, = (/ + ^r)-1" wQwps.

U ovom slučaju, SMR jednačine se rastavljaju na nezavisne jednačine. Očigledno, matrica Fu će biti dijagonalna samo ako je matrica W0Wpj, koja je matrica prijenosa otvorenog SMR-a, dijagonalna. Za implementaciju ovih uslova, veštačke kompenzacione veze, prenos

Rice. 2. Elektronski model samostalnih građevinsko-montažnih radova,

čije se funkcije mogu odrediti iz prikladnije za ove svrhe zapisa matrične jednadžbe SMR:

Fu= ^o Gr(5-Fu). (9)

Postoji veliki broj opcija za implementaciju kompenzacijskih veza. Međutim, proračuni izvedeni prema jednadžbi (9) pokazuju da je najpogodnija za implementaciju varijanta blok dijagrama, kada se nameću unakrsne veze između ulaza regulatora pojačala. U ovom slučaju, funkcije prijenosa kompenzacijskih veza imaju oblik:

/Xu (/>) = - №«¿12; K2\(p) = -

Uzimajući u obzir izraz (2) imamo: * i (P)<= К21 (р) =

Za proučavanje dvodimenzionalnog SMR-a korišćen je elektronski model sistema, sastavljen na bazi analogne instalacije EMU-8. Dijagram elektronskog modela SMR-a prikazan je na sl. 2. Usvojene su sljedeće numeričke vrijednosti parametara: a;o=10; KuK^/(r == 0,1; Tx = 10 sek; G2 = 0,1 sek; Tt = 0,3 Tg = 0,5 sek/s; I = 0,1 0,9.

Rice. 3. Krivulje prolaznih procesa u kanalima nesamostalnih (a) i autonomnih (c) građevinskih i instalaterskih radova

Studije modela su pokazale da sistem bez kompenzacionih veza ostaje stabilan do vrednosti odnosa ¿ = 0,5. Dalje povećanje L dovodi do divergentnih oscilacija kontrolisane varijable. Međutim, čak i sa L<0,5 характер переходного процесса в системе является неудовлетворительным. Полное время успокоения составляет 25-ъЗО сек при максимальном выбросе 50%. Введение перекрестных связей, соответствующих условиям автономности, позволяет резко улучшить качество регулирования.

Kao što se može videti iz grafikona (slika 3), osetljivost svakog kanala na promene podešavanja u susednom kanalu je primetno smanjena. Trajanje prelaznog procesa i veličina maksimalnog prekoračenja mogu se smanjiti smanjenjem pojačanja pojačala oba kanala za faktor 2 u poređenju sa pojačanjem usvojenim za odvojeni odvojeni sistem.

1. Pronađeni su uslovi autonomije koji se realizuju jednostavnim aktivnim CN kolima za SMR objekata drugog reda - sa faznim napredovanjem.

2. Analiza složenih građevinskih i instalaterskih radova pomoću analognih računara omogućava odabir optimalnih vrijednosti parametara građevinskih i instalaterskih radova.

Predložen je elektronski model dvodimenzionalnog autonomnog građevinsko-montažnog rada.“ Prikazan je uticaj veličine odnosa na stabilnost sistema.

LITERATURA

1. M. V. Meerov, Višestruko povezani upravljački sistemi. Ed. "Nauka", 1965.

2. V. T. Morozovsky. “Automatizacija i telemehanika”, 1962, br. 9.

3. M. D. Mezarovich Višestruko povezani sistemi upravljanja. Proceedings of the I FAC Congress, Ed. Akademija nauka SSSR, 1961.

2. Klasifikacija ACP. Principi upravljanja.

Kontrola- radi se o ciljanom uticaju na objekat, kojim se obezbeđuje njegovo optimalno (u određenom smislu) funkcionisanje i kvantitativno se ocenjuje vrednošću kriterijuma (indikatora) kvaliteta. Kriterijumi mogu biti tehnološke ili ekonomske prirode (produktivnost procesnog postrojenja, troškovi proizvodnje itd.).

Tokom rada, izlazne vrijednosti odstupaju od navedenih vrijednosti zbog smetnji z V i pojavljuje se nesklad između struje kod T i dato i 3 vrijednosti izlaznih količina objekta. Ako je dostupno smetnje z V objekt samostalno osigurava normalno funkcioniranje, tj. samostalno otklanja sva neslaganja koja se pojave y T -i 3, onda mu nije potrebno upravljanje. Ukoliko objekat ne obezbeđuje ispunjenje normalnih uslova rada, onda da bi se neutralisao uticaj smetnji, kontrolna akcija x P, mijenjanje materijala ili toplinskih tokova objekta pomoću aktuatora. Tako se tokom procesa upravljanja na objekat primenjuju udari koji kompenzuju smetnje i obezbeđuju održavanje njegovog normalnog režima rada.

Regulativanaziva se održavanjem izlaznih vrijednosti objekta blizu potrebnih konstantnih ili varijabilnih vrijednosti kako bi se osigurao normalan način njegovog rada primjenom kontrolnih radnji na objekt.

Poziva se automatski uređaj koji osigurava da se izlazne vrijednosti objekta održavaju blizu traženih vrijednosti automatski regulator.

Po principu regulacije ASR se dijele na one koje rade po odstupanju, po smetnji i po kombinovanom principu.

Odstupanjem. U sistemima koji rade odstupanjem kontrolisane varijable od zadate vrednosti (sl. 1-2, A), ogorčenost z uzrokuje odstupanje trenutne vrijednosti kontrolirane varijable at od svoje postavljene vrijednosti I. Automatski regulator AR upoređuje vrijednosti u i i, kada se ne podudaraju, to stvara regulatorni efekat X odgovarajući znak, koji se preko aktuatora (nije prikazan na slici) dovodi do upravljačkog objekta ILI, i eliminiše ovu neusklađenost. U sistemima kontrole odstupanja, neusklađenost je neophodna za formiranje regulatornih uticaja, to je njihov nedostatak, jer je zadatak regulatora upravo da spreči neusklađenost. Međutim, u praksi su ovakvi sistemi postali dominantno rasprostranjeni, jer se regulatorni uticaj u njima vrši bez obzira na broj, vrstu i lokaciju pojave remetilačkih uticaja. Sistemi kontrole odstupanja su zatvoreno.

Iz bijesa. Prilikom regulacije smetnjom (sl. 1-2, b) regulator AR B prima informaciju o trenutnoj vrijednosti glavne smetnje z 1. Prilikom mjerenja i neusklađivanja sa nominalno značenje i B regulator formira regulatorni uticaj X, usmerena na objekat. U sistemima koji rade na smetnji, upravljački signal putuje duž kola brže nego u sistemima izgrađenim na principu devijacije, zbog čega se ometajući utjecaj može eliminisati i prije nego što dođe do neusklađenosti. Međutim, za većinu objekata hemijske tehnologije praktično je nemoguće implementirati kontrolu zasnovanu na smetnjama, jer to zahteva uzimanje u obzir uticaja svih poremećaja objekta ( z 1, z 2, ...) čiji je broj obično velik; osim toga, neke od njih se ne mogu kvantificirati. Na primjer, mjerenje takvih poremećaja kao što su promjene aktivnosti katalizatora, hidrodinamička situacija u aparatu, uvjeti prijenosa topline kroz zid izmjenjivača topline i mnogih drugih nailazi na fundamentalne poteškoće i često je neizvodljivo. Obično se glavni poremećaj uzima u obzir, na primjer, opterećenjem objekta.

Osim toga, signali o trenutnoj vrijednosti kontrolirane varijable se smetnjama šalju u kontrolnu petlju sistema at ne stignu, stoga vremenom odstupanje kontrolisane vrednosti od nominalne vrednosti može preći dozvoljene granice. Sistemi kontrole poremećaja su otvoren.

Po kombinovanom principu. Takvom regulacijom, odnosno zajedničkom upotrebom principa regulacije devijacijom i poremećajem (sl. 1-6, V), moguće je dobiti visokokvalitetne sisteme . U njima je uticaj glavnog poremećaja z 1 neutralizira AR B regulator, koji radi na principu smetnji, a utjecaj drugih smetnji (npr. z 2 itd.) - AR regulator koji reaguje na odstupanje trenutne vrednosti reagovane količine od zadate vrednosti.

Prema broju kontrolisanih količina ASR se dijele na jednodimenzionalne i multidimenzionalne. Jednodimenzionalni sistemi imaju jednu podesivu varijablu, a ove druge imaju nekoliko podesivih veličina.

Zauzvrat multidimenzionalni sistemi se mogu podijeliti na nepovezane i spregnute upravljačke sisteme. U prvom od njih regulatori nisu direktno povezani jedni s drugima i djeluju odvojeno na zajednički predmet regulacije. Sistemi nepovezano kontrole se obično koriste kada je međusobni uticaj kontrolisanih veličina objekta mali ili praktično izostaje. Inače se koriste sistemi povezane regulacija, u kojoj su regulatori različitih količina jednog tehnološkog objekta međusobno povezani vanjskim vezama (izvan objekta) kako bi se oslabio međusobni utjecaj kontroliranih veličina. Ako je u ovom slučaju moguće potpuno eliminisati uticaj kontrolisanih veličina jedne na drugu, onda se takav sistem spregnute regulacije naziva autonomna.

Prema broju puteva signala ASR se dijele na jednostruke i višestruke. Jednostruki nazivaju se sistemi koji sadrže jednu zatvorenu petlju, i višestruko- ima nekoliko zatvorenih krugova

Po namjeni(priroda promene referentnog uticaja) ASR se dele na sisteme automatske stabilizacije, sisteme kontrole programa i sisteme za praćenje.

Automatski stabilizacioni sistemi dizajnirani su da održavaju kontroliranu varijablu na datoj vrijednosti, koja je postavljena konstantnom ( u=const). Ovo su najčešći sistemi.

Programski kontrolni sistemi konstruisana na takav način da je specificirana vrijednost kontrolirane varijable funkcija vremena poznata unaprijed u=f(t). Opremljeni su softverskim senzorima koji formiraju vrijednost I na vrijeme. Takvi sistemi se koriste za automatizaciju šaržnih hemijskih procesa ili procesa koji rade u određenom ciklusu.

U sistemima za praćenje zadana vrijednost kontrolirane varijable nije unaprijed poznata i funkcija je vanjske nezavisne tehnološke varijable u=f(y 1). Ovi sistemi služe za regulaciju jedne tehnološke veličine ( rob), što je u određenoj zavisnosti od vrednosti drugog ( vodeći) tehnološka vrijednost. Vrsta sistema za praćenje su sistemi za regulisanje odnosa dve količine, na primer, troškova dva proizvoda. Takvi sistemi na izlazu reproduciraju promjenu vođene količine u određenom omjeru sa promjenom vodeće. Ovi sistemi nastoje da eliminišu neusklađenost između vrednosti vodeće veličine, pomnožene konstantnim faktorom, i vrednosti vođene veličine.

Po prirodi regulatornih uticaja Postoje kontinuirani ASR, relejni i impulsni.

Kontinuirani ACPkonstruirani su na način da kontinuirana promjena ulazne vrijednosti sistema odgovara kontinuiranoj promjeni izlazne vrijednosti svake veze.

Relej (pozicijski) ACP sadrže relejnu vezu koja konvertuje kontinuiranu ulaznu vrijednost u diskretnu vrijednost releja koja uzima samo dvije fiksne vrijednosti: minimalnu i maksimalnu moguću. Relejne veze omogućavaju stvaranje sistema sa veoma visokim faktorima pojačanja. Međutim, u zatvorenoj upravljačkoj petlji, prisutnost relejnih veza dovodi do samooscilacija kontrolirane veličine s određenim periodom i amplitudom. Sistemi sa pozicionim regulatorima su bazirani na releju.

Pulse ASRsadrže impulsni element koji konvertuje kontinuiranu ulaznu veličinu u diskretnu vrijednost impulsa, odnosno u niz impulsa sa određenim periodom njihove izmjene. Period pojavljivanja impulsa se postavlja nasilno. Ulazna vrijednost je proporcionalna amplitudi ili trajanju izlaznih impulsa. Uvođenje impulsnog elementa oslobađa mjerni uređaj sistema od opterećenja i omogućava korištenje mjernog uređaja male snage, ali osjetljivijeg na izlazu koji reagira na mala odstupanja kontrolirane vrijednosti, što dovodi do povećanja kvaliteta. rada sistema.

U pulsnom režimu moguće je konstruisati višekanalna kola, čime se smanjuje potrošnja energije za aktiviranje aktuatora.

Sistemi sa digitalnim računarskim uređajem u zatvorenoj upravljačkoj petlji takođe rade u impulsnom režimu, jer digitalni uređaj proizvodi rezultat proračuna u obliku impulsa koji prate određene vremenske intervale neophodne za proračun. Ovaj uređaj se koristi kada se odstupanje kontrolisane varijable od zadate vrednosti mora izračunati iz očitavanja više mernih instrumenata ili kada je, u skladu sa kriterijumima za najbolji kvalitet rada sistema, potrebno izračunati program za promenu kontrolisane varijable.

Problemi obrađeni na predavanju:

1. Do kakvih posljedica dovodi jednakost dinamike direktnih i poprečnih veza u ASR nepovezane regulacije?

2. Koje radne frekvencije je poželjno imati u nevezanim upravljačkim petljama.

3. Koliki je kompleksni koeficijent povezanosti.

4. Princip autonomije.

5. Uvjet približne autonomije.

Objekti s više ulaza i izlaza koji su međusobno povezani nazivaju se višestruko povezani objekti.

Dinamika višepovezanih objekata opisana je sistemom diferencijalnih jednadžbi, au Laplace-transformiranom obliku matricom prijenosnih funkcija.

Postoje dva različita pristupa automatizaciji višestruko povezanih objekata: nepovezana kontrola pojedinačnih koordinata koristeći ACP s jednom petljom; spregnuta regulacija korišćenjem sistema sa više petlji u kojima se unutrašnje poprečne veze objekta kompenzuju eksternim dinamičkim vezama između pojedinačnih upravljačkih petlji.

Slika 1 - Blok dijagram nepovezane regulacije

U slučaju slabe unakrsne sprege, proračun nespregnutih regulatora se vrši kao za konvencionalni jednokružni ACS, uzimajući u obzir glavne upravljačke kanale.

Ako su poprečne veze dovoljno jake, onda margina stabilnosti sistema može biti niža od izračunate, što dovodi do smanjenja kvaliteta regulacije ili čak gubitka stabilnosti.

Da biste uzeli u obzir sve veze između objekta i kontrolera, možete pronaći izraz za ekvivalentni objekt, koji ima oblik:

W 1 e (p) = W 11 (p) + W 12 (p)*R 2 (p)*W 21 (p) / . (1)

Ovo je izraz za kontroler R 1 (p), sličan izraz za kontroler R 2 (p).

Ako se radne frekvencije dva kola međusobno jako razlikuju, onda će njihov međusobni utjecaj biti beznačajan.

Najveća opasnost je u slučaju kada su sve prijenosne funkcije jedna drugoj.

W 11 (p) = W 22 (p) = W 12 (p) = W 21 (p). (2)

U ovom slučaju, podešavanje P-regulatora bit će dva puta manje nego u ACP s jednim krugom.

Za kvalitativnu procjenu međusobnog utjecaja upravljačkih petlji koristi se kompleksni koeficijent povezanosti.

K St (ίω) = W 12 (ίω)*W 21 (ίω) / W 11 (ίω)*W 22 (ίω). (3)

Obično se izračunava na nultoj frekvenciji i radnim frekvencijama oba regulatora.

Osnova za izgradnju povezanih regulacionih sistema je princip autonomije. U odnosu na objekat sa dva ulaza i izlaza, koncept autonomije podrazumeva međusobnu nezavisnost izlaznih koordinata U 1 i U 2 tokom rada dva zatvorena sistema upravljanja.

U suštini, uslov autonomije se sastoji od dva uslova invarijantnosti: invarijantnosti prvog izlaza Y 1 u odnosu na signal drugog regulatora X P 2 i invarijantnosti drugog izlaza Y 2 u odnosu na signal prvog kontrolera X P 1 :

y 1 (t,x P2)=0; y 2 (t,x P1)=0; "t, x P1, x P2. (4)

U ovom slučaju, signal X P 1 se može smatrati smetnjom za Y 2, a signal X P 2 kao smetnjom za Y 1. Tada poprečni kanali igraju ulogu kanala smetnji (Slika 1.11.1 i Slika 1.11.2). Za kompenzaciju ovih smetnji u upravljački sistem se uvode dinamički uređaji sa prijenosnim funkcijama R 12 (p) i R 21 (p), iz kojih se signali šalju u odgovarajuće upravljačke kanale ili na ulaze kontrolera.

Po analogiji sa invarijantnom ACP, funkcije prijenosa kompenzatora R 12 (p) i R 21 (p), određene iz uvjeta autonomije, ovisit će o prijenosnim funkcijama direktnog i poprečnog kanala objekta i bit će jednake :

; , (5)

; . (6)

Baš kao i kod invarijantnih ASR-a, fizička izvodljivost i tehnička implementacija približne autonomije igraju važnu ulogu u izgradnji autonomnih upravljačkih sistema.

Uslov približne autonomije je zapisan za stvarne kompenzatore, uzimajući u obzir radne frekvencije odgovarajućih regulatora:

pri w=0; w=w P2 , (7)

pri w=0; w=w P1 . (8)

(a) – kompenzacija udara drugog regulatora u prvoj regulacionoj petlji

(b) – kompenzacija udara od prvog regulatora u drugoj regulacionoj petlji

Slika 2 - Blok dijagrami autonomnih automatizovanih sistema upravljanja

Slika 3 - Blok dijagram autonomnog dvoosnog upravljačkog sistema

U hemijskoj tehnologiji, jedan od najsloženijih višestruko povezanih objekata je proces rektifikacije. Čak iu najjednostavnijim slučajevima - pri odvajanju binarnih mješavina - nekoliko međusobno povezanih koordinata može se identificirati u destilacijskoj koloni. Na primjer, za regulaciju procesa u donjem dijelu kolone potrebno je stabilizirati najmanje dva tehnološka parametra koji karakteriziraju ravnotežu materijala u tečnoj fazi i u jednoj od komponenti.

Pitanja za samokontrolu:

1. Definicija i zadaci automatizacije.

2. Savremeni automatizovani sistem upravljanja procesima i faze njegovog razvoja.

3. Poslovi upravljanja i regulacije.

4. Osnovna tehnička sredstva automatizacije.

5. Tehnološki proces kao objekat upravljanja, glavne grupe varijabli.

6. Analiza tehnološkog procesa kao objekta upravljanja.

7. Klasifikacija tehnoloških procesa.

8. Klasifikacija sistema automatskog upravljanja.

9. Upravljačke funkcije automatskih sistema.

10. Izbor kontrolisanih veličina i kontrolni uticaj.

11. Analiza statike i dinamike upravljačkih kanala.

12. Analiza ulaznih uticaja, izbor kontrolisanih veličina.

13. Određivanje stepena automatizacije tehničke opreme.

14. Kontrolni objekti i njihova glavna svojstva.

15. Otvoreni kontrolni sistemi. Prednosti, nedostaci, obim, blok dijagram.

16. Zatvoreni sistemi upravljanja. Prednosti, nedostaci, obim, blok dijagram i primjer korištenja.

17. Kombinovani sistemi upravljanja. Prednosti, nedostaci, obim, blok dijagram i primjer korištenja.

18. Teorija invarijantnosti sistema automatskog upravljanja.

19. Kombinirani ACP.

20. Tipični kompenzatori.

21. Proračun kompenzatora.

22. Koji je uslov približne invarijantnosti.

23. Na kojim frekvencijama se kompenzator računa pod uslovom parcijalne invarijantnosti?

24. Uslov za fizičku ostvarivost invarijantnog ATS-a.

25. Kaskadni sistemi upravljanja.

26. Šta je ekvivalentni objekat u kaskadnom ACS-u.

27. Šta objašnjava efikasnost kaskadnih automatizovanih sistema upravljanja.

28. Metode za proračun kaskadnih automatizovanih sistema upravljanja.

29. ASR sa dodatnim impulsom na osnovu izvoda iz međutačke.

30. Područje primjene ASR sa dodatnim impulsom na derivat.

31. Proračun ASR sa dodatnim impulsom na osnovu izvoda.

32. Međusobno povezani regulatorni sistemi. Razdvojeni regulatorni sistemi.

33. Do kakvih posljedica dovodi ravnopravnost dinamike direktnih i poprečnih veza u ASR nepovezane regulacije?

34. Koje radne frekvencije je poželjno imati u nevezanim kontrolnim petljama.

35. Koliki je kompleksni koeficijent povezanosti.

36. Povezani sistemi regulacije. Autonomni ACP.

37. Princip autonomije.

38. Uvjet približne autonomije.

o i i s l i n e violama savijanja

Savez Sovjeta

socijalista

Wrestblick

Automatski zavisan sertifikat br.

Proglašeno 11. novembra 1965. (br. 943575/24-6) sa dodatkom prijave br.

UDK 621.165.7-546 (088.8) Odbor za pronalaske i otkrića pri Vijeću ministara

V. B. Rubin, G. I. Kuzmin i A. V. Rabinovich;

Chg n,b, Svesavezni termotehnički institut po imenu. F. E. Dzernvzshchsky

Podnosilac prijave

METODA ZA REGULACIJU TURBINA ZA GREJANJE

Poznata je metoda nepovezane regulacije grejnih turbina, u kojoj se statička autonomija postiže ugradnjom izodromnih (ili sa malim neravninama) regulatora svakog parametra.

Ova metoda se ne može koristiti tokom paralelnog rada više objekata prema barem jednom od parametara, jer je paralelno aktiviranje izodromnih regulatora neprihvatljivo, a osim toga, tokom paralelnog rada potrebno je stabilizirati ne parametre, već generalizirane sile objekti koji djeluju na paralelne parametre. Stoga se pri paralelnom radu turbina koristi složeniji metod spregnutog upravljanja.

Spojeni sistemi u principu obezbeđuju ne samo statičku, već i dinamičku autonomiju upravljanja u svim uslovima. Međutim, postizanje dinamičke autonomije u većini slučajeva je povezano sa značajnim poteškoćama u projektovanju, pa se u realnim sistemima, iz ekonomskih razloga, retko obezbeđuje kompletan BBTOHQM. Osim toga, i sa operativne tačke gledišta, samo je u vrlo rijetkim slučajevima potrebno striktno poštovati dinamičku autonomiju upravljačkih petlji. Prelazak sa jednostavnijih nepovezanih sistema na složenije spregnute sisteme često je diktiran samo nemogućnošću dobijanja statičke autonomije u poznatim nespregnutim upravljačkim šemama ako je potreban paralelni rad na bilo kom od parametara. Ova tranzicija dovodi ne samo do komplikacije sheme. U sistemima izgrađenim metodom spregnute regulacije, autonomija se postiže parametarski – odabirom koeficijenata pojačanja (prenosnih odnosa) unakrsnih veza između regulatora, autonomija se ne održava u svim režimima. U nepovezanoj regulaciji, autonomija se osigurava kompenzacijski (od strane regulatora). Osim toga, korištenje spregnutog upravljačkog sistema značajno komplikuje metode promjene strukture kruga pri prebacivanju turbine na posebne režime (na primjer, za rad s protutlakom, itd.). nepovezana regulacija.

Predložena metoda omogućava postizanje

25 statička autonomija u nepovezanim upravljačkim sistemima kako u izolovanom tako iu paralelnom radu i na taj način eliminiše potrebu za korištenjem složenih nekompenzacijski spregnutih upravljačkih sistema u turbinama za grijanje.

Suština pronalaska je u tome da se regulatori derivacione (mehaničke) snage turbine i protoka pare uvode u nepovezane petlje za kontrolu brzine i pritiska kao prateći podsistemi.

Dijagram predložene metode prikazan je na crtežu. Izvršno kolo 2 za regulaciju derivirane (mehaničke) snage uvedeno je u petlju za regulaciju brzine 1 turbina, odnosno petlju za upravljanje generalizovanom unutrašnjom silom objekta. od turbogeneratora na sistemskoj frekvenciji.

Kolo za kontrolu snage je napravljeno u izodromima. Regulator snage 8 prima zadatke od regulatora brzine 4, od ručnog senzora 5, od sistemskih regulatora o i djeluje samo na visokotlačne ventile 7. Izvršno kolo 9 za stabilizaciju protoka pare uvodi se u krug kontrole tlaka 8, odnosno u kolo je uvedena i regulacija generalizovane unutrašnje sile objekta, koja deluje sa strane turbogeneratora na pritisak u izboru. Regulator protoka 10 prima zadatke od regulatora pritiska 11, od ručne zadate tačke 12, od sistemskih regulatora 18 i deluje samo na kanale niskog pritiska 14.

Ostatak oznaka usvojenih na crtežu 1b - proizvedena (mehanička) snaga turbine, 1b - protok pare koji turbinski regulatori usmjeravaju na ekstrakciju, 17 - dajemo (električnu) snagu generatora, 18 - potrošnja pare termalnog potrošača, 19 - frekvencija (za izolovani rad) ili fazni ugao generatora (za paralelni rad), 20 - pritisak u ekstrakciji (za izolovan rad) ili razlika pritiska između komore za ekstrakciju i potrošač (za paralelni rad sa parom).

Kada jedinica radi izolovano prema električnom i termičkom opterećenju, statička nezavisnost regulacije je osigurana u krugu na isti način kao i kod konvencionalnih nespojenih upravljačkih sistema grejnih turbina. Kada dođe do smetnji od potrošača topline i kretanja niskotlačnih ventila, brzina turbogeneratora se stabilizuje pomoću regulatora brzine (regulator snage olakšava ovaj zadatak, jer stabilizuje snagu turbine). U slučaju smetnji od električnog potrošača5

40 Prilikom pomicanja ventila visokog pritiska, pritisak na izlazu se stabilizuje pomoću regulatora pritiska, što olakšava ovaj zadatak, jer stabilizuje protok.

Statička neovisnost se održava u krugu čak i tijekom paralelnog rada turbogeneratora pod električnim i termičkim opterećenjem. U ovom slučaju, krug radi na sljedeći način. U slučaju smetnji od električnog potrošača (promjena frekvencije) i ručnog podešavanja visokotlačnih regulacijskih ventila, regulator protoka održava konstantan tlak u izboru statički. U slučaju smetnji od potrošača topline i preuređenja niskotlačnih ventila, konstantnost električnog opterećenja je statički osigurana regulatorom snage. Veze koje su svojstvene spojenim upravljačkim krugovima (između regulatora brzine i ventila niskog pritiska i između regulatora pritiska i ventila visokog pritiska) su odsutne u sistemu. Unos snage i impulsa protoka u sistem upravljanja turbinom može se vršiti preko elektro-hidrauličnih pretvarača koji se komercijalno proizvode u turbinama.

Sa najčešćim načinom rada turbina za grijanje - paralelnim radom električnog opterećenja i izoliranim radom toplinskog opterećenja (na izoliranim kotlovima) - način upravljanja je pojednostavljen. U ovom slučaju, petlja za kontrolu protoka 9 nije potrebna i uvodi se samo petlja za kontrolu snage.

Po istom principu, umjesto krugova za kontrolu tlaka i protoka, mogu se uvesti krugovi za regulaciju temperature vode u mreži i protoka.

Predmet pronalaska

Metoda za regulaciju turbina za grijanje opremljenih nepovezanim sistemima za regulaciju brzine i tlaka, naznačena time, da se, kako bi se osigurala statička autonomija u izolovanom i paralelnom radu, u sistem za regulaciju brzine turbine uvodi strujni krug, a strujni krug uvodi se u sistem kontrole pritiska ” regulacioni krug za protok pare u selekciju za neutralizaciju međusobnog uticaja opterećenja u statičkim uslovima.

Sastavio M. Mirimsky

Urednik E. A. Krechetova Tehnički urednik A. A. Kamyshnikova Lektorica E. D. Kurdyumova

Narudžba 2527/8 Tiraž 1220 Format papira. 60>

TsNIIPI Komitet za pronalaske i otkrića pri Vijeću ministara SSSR-a

Moskva, Centar, Serova Ave., 4

Štamparija, Sapunova Ave., 2