450 likes | 986 Views
Томский политехнический университет. ПРИНЦИПЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ. П, ПИ, ПИД ЗАКОНЫ И ОСОБЕННОСТИ РЕГУЛИРОВАНИЯ. возмущения. х в. x. Объект регулирования. y. РО. ИМ. (датчик). ПП. х р. Автоматический регулятор. ε. y. ПВ. y зд. (необходим для ручного управления).
E N D
Томский политехнический университет ПРИНЦИПЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ. П, ПИ, ПИД ЗАКОНЫ И ОСОБЕННОСТИ РЕГУЛИРОВАНИЯ
возмущения хв x Объект регулирования y РО ИМ (датчик) ПП хр Автоматический регулятор ε y ПВ yзд (необходим для ручного управления) Задатчик Автоматическая система регулирования
Типы автоматических система регулирования В зависимости от способов формирования заданного значения АСР делятся на: а) системы стабилизации параметров б) системы программного регулирования т.е. заданное значение, формируется во времени. В случае а) и б) задание формирует устройство, называемое задатчиком. в) следящие системы, в этих случаях т.е. значение (ведомая технологическая величина) изменяется в зависимости от значения (ведущей технологической величины).
2) Параллельное соединение звеньев
3) Соединение элементов по принципу обратной связи
хв Wов(P) W’oб(P) y Wpo(P) Wд(P) Wоб(P) Wим(P) W’p(P) Wp(P) yзд Структурная схема одноконтурной системы: ,
хв yзд y хр Регулятор Объект Принципы автоматического регулирования Канал возмущения Канал управления
хв yзд y WP(P) Wоб(P) Передаточная функция АСР. Передаточная функция разомкнутой системы (РС) Передаточная функция замкнутой системы по каналу управления yздy
хв Wов(P) yзд y WP(P) W‘об(P) Wд(P) хв Wф(P) yзд y WP(P) Wоб(P) Передаточная функция ЗСУ по каналу возмущения: хвy Перенесем точку приложения сигнала возмущения на вход системы. - передаточная функция фильтра.
Условие эквивалентности системы: Используя принцип суперпозиции линейной системы, примем, что yзд=0. Тогда уравнение замкнутой системы по каналу возмущения запишется в виде:
Классификация автоматических регуляторов
6 5 P 4 Q 3 1 2 Регулятор прямого действия давления 1 - клапан регулирующий; 2 - золотник; 3 - седло; 4 - шток; 5 - пружина; 6 - вялая мембрана с жестким центром.
хр Регулятор Законы регулирования Пропорциональный (П-регулятор) Пропорционально-интегральный (ПИ-регулятор) Пропорционально-интегрально-дифференциальный (ПИД-регулятор)
Томский политехнический университет ОСОБЕННОСТИ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВНЯ, РАСХОДА, ДАВЛЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРЫ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ
Автоматизация процесса бинарной ректификации
PRC 3 3 охл. среда 2 4 LRC 4 PДRC дистиллят 1 питание TRC 6 пар LRC 1 2 куб. остаток Автоматизация процесса
4 растворитель PRC 4 Свежий раствор 1 2 пар 3 LRC LRC LRC охл. среда 1 3 QRC 2 5 Упар. раствор Автоматизация процесса
PRC 6 QRC LRC LRC 3 4 растворитель Свежий раствор 1 2 пар 3 охл. среда FFRC 1 4 LRC 5 Упар. раствор 2 Автоматизация процесса
PRC 4 Обедненная газ. смесь Охл. агент QRC 2 6 3 Свежий абсор. РДRC 3 охл. агент TRC исх. смесь 2 1 LRC 5 TRC насыщ. абсорбент FRC 1 2 Автоматизация процесса
PRC 5 Обедненная газ. смесь Свежий абсор. QRC 9 Охл. агент 2 3 РДRC 3 FFRC охл. агент TRC 7 6 исх. смесь LRC 4 1 FRC 3 TRC насыщ. абсорбент на десорбцию QRC 1 8 Автоматизация процесса
обедн. газ. смесь PRC 2 свеж. абсорбент FFRC 3 QRC 4 LRC исх. смесь 1 насыщ. абсорбент Автоматизация процесса
237 0C 6 TRC 1 256 0C TRC TRC 2 3 225 0C 274 0C 242 0C 269 0C 239 0C 271 0C 3 4 5 Метанол-сырец 2 1 МС синтез-газ Автоматизация процесса
Томский политехнический университет АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ (АСУ ТП)
X Объект управления Исполнительные органы Пульт оператора Y Средства получения информации Средства отображения информации ВК оператор Структурная схема АСУ ТП Системы локального управления Системы логического управления
СРЕДСТВА для АСУ ТП НАБЛЮДЕНИЕ УПРАВЛЕНИЕ ИСПОЛНЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЕ
СРЕДСТВА для АСУ ТП НАЗНАЧЕНИЕ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ, КОНТРОЛЬ и УЧЕТ ДИАГНОСТИКА технологического оборудования ЗАЩИТЫ И БЛОКИРОВКИ РЕГУЛИРОВАНИЕ УПРАВЛЕНИЕ (автоматическое, дистанционное) УЧЕТ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ тепло- и электроэнергии (АСКУТ и АСКУЭ) РАСЧЕТ и АНАЛИЗ ТЭП ОПТИМИЗАЦИЯ АРХИВИРОВАНИЕ ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ИНТЕГРАЦИЯ с АСУП
Уровень управления производством (службы АСУП) SCADA-уровень (службы АСУ ТП) Контроллерный уровень Полевой уровень Сенсорный уровень (датчики и исполнительные органы) АРХИТЕКТУРА СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ
СРЕДСТВА для АСУ ТП • УРОВЕНЬ 1 (сенсорный) • Датчики: • датчики температуры и давления с токовым унифицированным выходным сигналом • многоточечные распределенные датчики температуры, давления, влажности (8, 16, 24, 32 датчика на одном двухпроводном шлейфе) • 2. Исполнительные механизмы: • однооборотные постоянной скорости МЭО • однооборотные фланцевые МЭОФ • многооборотные МЭМ • прямоходные МЭП и МЭПК • 3. Электрифицированная арматура
СРЕДСТВА для АСУ ТП • УРОВЕНЬ 2 (полевой) • Система полевых приборов ТРАССА: • интеллектуальные приборы ввода-вывода сигналов • интеллектуальные объектно-ориентированные приборы управления механизмами и арматурой • программируемые микроконтроллеры • 2. Приборы учета водо-, тепло- и электроресурсов: • расходомеры • теплосчетчики • регистраторы электроэнергии • 3. Аппаратура полевых интерфейсов
СРЕДСТВА для АСУ ТП • УРОВЕНЬ 3 (контроллерный) • 1. Промышленные контроллеры: • контроллер Р-130 • интеллектуальный шлюз для Р-130 • контроллер нового поколения КРОСС • 2. Хост-контроллеры полевых приборов • 3. Аппаратура полевых и контроллерных интерфейсов (сети Profibus DP/PA, ModBus, CAN, Ethernet, Интернет, теле- и радиомодемы, GSM )
СРЕДСТВА для АСУ ТП • УРОВЕНЬ 4 (SCADA-уровень) • Промышленные компьютеры • Аппаратура сетевых интерфейсов • ОРС-серверы • SCADA-системы (InTouch, Citect, Trace Mode и др.) • Средства связи с уровнем АСУП