Фафурин В.А., Терюшов И.Н. Автоматизация технологических процессов и производств
Подождите немного. Документ загружается.
Таблица 3.6
Исходные данные № задания
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
постоянные времени, мм
Т
11
Т
12
Т
22
Т
21
10
16
12
14
12
18
10
13
8
16
10
14
14
18
10
12
12
16
10
15
15
20
10
16
8
14
12
18
16
20
18
24
10
15
14
20
14
20
16
24
9
14
12
15
12
16
14
26
коэффициенты передачи
К
11
К
12
К
22
К
21
0,30
0,05
0,06
0,22
0,24
0,03
0,05
0,16
0,20
0,04
0,06
0,12
0,40
0,05
0,07
0,30
0,25
0,03
0,06
0,15
0,30
0,04
0,06
0,25
0,24
0,05
0,06
0,16
0,35
0,04
0,07
0,24
0,30
0,03
0,05
0,20
0,40
0,04
0,08
0,25
0,30
0,04
0,06
0,23
0,42
0,05
0,08
0,26
запаздывания, мин
τ
11
τ
12
τ
22
τ
21
3,0
4,5
3,5
4,0
4,0
4,6
4,0
5,0
4,0
5,4
4,5
5,5
5,0
5,8
5,0
6,0
3,0
4,5
4,0
4,5
5,0
6,0
5,0
5,6
2,0
4,5
3,0
3,5
4,0
5,0
4,2
5,0
2,5
4,0
3,0
3,5
3,0
4,5
4,0
4,6
3,2
4,5
3,6
4,2
4,8
6,6
5,2
6,7
Настроечные параметры
регуляторов W
Р1
(р) и
W
Р2
(р)
К
Р
Т
и
,мин
8÷40
6,2÷7,0
10÷60
6,0÷7,1
12÷50
7,6÷7,0
10÷45
6,2÷7,5
7÷30
9,2÷8,0
10÷34
9,5÷8,2
12÷50
4,8÷6,6
10÷50
8,8÷9,6
14÷60
5,5÷7,2
12÷50
7,0÷8,0
8÷42
6,5÷8,0
10÷30
8,2÷9,4
Примечание. В числителе приведены значения К
Р
и Т
И
– для
регулятора р
1
, в знаменателе – для регулятора р
2
.
3. Передаточные функции регуляторов концентрации W
p1
(p),
уровня W
p2
(p) и значения их настроечных параметров K
p
и T
μ
. Оба эти
регулятора отрабатывают ПИ – законы регулирования.
рT
pTK
pW
P
P
И
И
1
Численные значения величин K
p
и T
μ
,, входящих в эту форму,
приведены в табл.3.6.
4. Структура автономной АСР (рис.3.41).
Wd11(p)
Wp1(p)
Wp2(p)
Wd12(p)
Gо.п.
Gс.п.
Qжс
L
Сж,з
Нз
Рис. 3.41. Структурная схема автономной АСР
Требуется:
1. Разработать схему автоматизации абсорбционной установки,
обеспечивающую контроль и стабилизацию основных переменных
процесса.
2. Составить принципиальную схему автономной АСР,
обеспечивающую развязку внутренних перекрестных связей между
регулируемыми величинами абсорбера (концентрацией жидкости на
выходе из аппарата Q
ж
и уровнем ее в сборнике L). Для
регулирования концентрации жидкости в качестве управляющего
воздействия необходимо использовать изменение подачи свежего
поглотителя G
с.п.
, а для регулирования уровня в сборнике – отвод
жидкости из системы G
о.п
(изменение расхода жидкости из сборника в
линию рециркуляции при постоянной подаче свежего поглотителя).
3. Определить структуру передаточных функций устройств
динамической компенсации W
∂12
(p) и W
∂21
(p) и найти значения их
настроечных параметров, обеспечивающих автономность системе.
4. Разработать схему автоматической защиты, отключающую
абсорбционную установку в предаварийных и аварийных ситуациях.
Программа действия:
1. Используя сведения по автоматизации процесса абсорбции,
составить схему контроля и регулирования основных переменных
абсорбционной установки.
2. По заданной структуре (см. рис. 3.41) составить
принципиальную схему автономной АСР и определить структуру
передаточных функций компенсаторов W
∂12
(p) и W
∂21
(p).
3. При известных W
p1
(p) и W
p2
(p) найти значения настроечных
параметров компенсаторов, обеспечивающих автономность системе.
4. Разработать схему автоматической защиты абсорбционной
установки:
4.1. Определить параметры защиты абсорбционной установки.
4.2. Выбрать из совокупности типовых принципиальную схему
защиты.
4.3. Выбрать технические средства схемы защиты.
5. Составить общую схему автоматизации абсорбционной
установки.
3. Содержание отчета
1. Краткое описание цели работы и основных теоретических
положений по построению систем автоматизации технологических
объектов.
2. Схема автоматизации технологического объекта и схема
привязки КТС к объекту.
3. Результаты расчетов АСР технологических параметров
процесса ректификации.
4. Автоматическая система защиты объекта: параметры защиты
и аварийной сигнализации, схема защиты.
5. Выводы по работе.
4. Контрольные вопросы
1. Основные этапы построения систем автоматизации:
перечислить и дать их краткую характеристику.
2. Объект автоматизации. Назовите основные характеристики и
особенности объектов, важные с точки зрения задач автоматизации.
Дайте соответствующие пояснения.
3. Каскадные АСР в схемах автоматизации. Принципы их
построения и функционирования. Примеры промышленных
каскадных АСР.
4. Комбинированные АСР. Принципы построения и
функционирования. Условия физической реализуемости. Примеры
промышленных комбинированных АСР.
5. Абсолютная инвариантность и инвариантность с точностью
до «ε». Реальные компенсаторы. Перечень применяемых при
построении комбинированных АСР реальных компенсаторов, их
передаточные функции и частные характеристики.
6. АСР с вводом дополнительного воздействия по производной
промежуточной регулируемой величины. Принципы их построения и
функционирования. Примеры таких АСР в промышленности.
7. Система регулирования с упредителем Смита. Принципы
построения и функционирования. Достоинства и недостатки систем.
Примеры использования таких систем в промышленности.
8. Многосвязное (автономное) регулирование в системах
автоматизации. Принципы построения и функционирования
многосвязных (автономных) систем. Примеры применения таких
систем при автоматизации объектов.
9. Внешние компенсирующие устройства в автономных
системах. Выражения для их передаточных функций. Техническая
реализация устройств.
10. Автоматические системы защиты. Принципы построения и
функционирования. Системы защиты простых и сложных объектов.
Техническая реализация АСЗ.
Приложение 3
“ЦАСР РПП” - расчет переходных процессов в цифровых
АСР
DECLARE SUB Center (row%, text$) ' Вывод строки на экран,
выровненной по центру
DECLARE SUB Pausa () ' Останов до нажатия
любой клавиши
DIM B(1000), KX(5000), KY(5000)
DIM B1(200), B2(200) ' Массивы звеньев чистого запаздывания
DIM y(10), p(10), G(10) ' Поpядок системы д.у. <= 10 ( n <=6 )
CLS
2 CLS
COLOR 15
Cente 1, "***********************************************"
COLOR 9
5 Center 2, "** Расчет пеpеходного пpоцесса в цифpовой системе **"
COLOR 12
Center 3, "**********************************************"
PRINT "1. Кор - коэфициент усиления по каналу регулирования:
";: COLOR 11: INPUT "", KOR
COLOR 7
PRINT "2. Постоянная времени Т1 (мин): "; : COLOR 11: INPUT "", A(1)
COLOR 7
PRINT "3. Постоянная времени Т2 (мин): "; : COLOR 11: INPUT "", T2
COLOR 7
PRINT "4. Постоянная времени запаздывания tau_рег. (мин):
"; : COLOR 11: INPUT "", TZR
COLOR 7
PRINT "5. Порядок знаменателя n (0,1,2,3,4): ";:COLOR 11: INPUT "", n%
COLOR 15
PRINT " Значения введены корректно (Y/N):"; : COLOR 14: INPUT "";
da$
IF (da$ <> "y") AND (da$ <> "Y") THEN 2
COLOR 10
7 REM
PRINT "6. Ков - коэфициент усиления по каналу возмущения:
"; : COLOR 11: INPUT "", KOW
COLOR 7
PRINT "7. Постоянная времени Т3 (мин): "; : COLOR 11: INPUT "", T3
COLOR 7
PRINT "8. Постоянная времени Т4 (мин): "; : COLOR 11: INPUT "", T4
COLOR 7
PRINT "9. Постоянная времени Т5 (мин): "; : COLOR 11: INPUT "", T5
COLOR 7
PRINT "10. Постоянная времени запаздывания tau_возм. (мин):
"; : COLOR 11: INPUT "", TZW
COLOR 15
PRINT " Значения введены корректно (Y/N) "; : COLOR 14: INPUT "";
da$
IF (da$ <> "y") AND (da$ <> "Y") THEN 7
9 PRINT
10 PRINT " Параметры регулятора"
COLOR 7
PRINT "11. Настройка регулятора K1: "; : COLOR 11: INPUT "", K1
COLOR 7
PRINT "12. Настройка регулятора K2: "; : COLOR 11: INPUT "", K2
COLOR 7
PRINT "13. Настройка регулятора K3: "; : COLOR 11: INPUT "", K3
COLOR 7
PRINT "14. Значение Tkw - время квантования (мин): "; : COLOR 11:
INPUT "", TKW
PRINT " Значения введены корректно (Y/N) "; : COLOR 14: INPUT "";
da$
IF (da$ <> "y") AND (da$ <> "Y") THEN 9
15 PRINT
COLOR 10
16 PRINT " Параметры воздействий"
18 REM
COLOR 7
PRINT "15. Воздействие по каналу управления U: "; : COLOR 11: INPUT
"", U
COLOR 7
PRINT "16. Воздействие по каналу возмущения FW: "; : COLOR 11:
INPUT "", FW
COLOR 7
PRINT "17. Воздействие по каналу регулирующего орнгана FR: "; :
COLOR 11: INPUT "", FR
COLOR 15
PRINT " Значения введены корректно (Y/N) "; : COLOR 14: INPUT "";
da$
IF (da$ <> "y") AND (da$ <> "Y") THEN 15
33 PRINT
35 REM
COLOR 7
PRINT "18. Шаг интегрирования H: "; : COLOR 11: INPUT "", H
COLOR 7
PRINT "19. Шаг печати h : "; : COLOR 11: INPUT "", W1
COLOR 7
PRINT "20. Верхний предел интегрирования Tl: "; : COLOR 11: INPUT "",
W2
COLOR 7
COLOR 15
PRINT " Значения введены корректно (Y/N) "; : COLOR 14: INPUT "";
da$
IF (da$ <> "y") AND (da$ <> "Y") THEN 33
cnt% = 0
i1% = 0: i2% = 0: i3% = 0 ' Инициализация паpаметpов
prmin1: ' Ввод паpаметpов объекта
IF A(1) = 0 THEN
PRINT : PRINT "Введите T1,не pавное нулю": GOTO prmin1
END IF
FOR I% = 2 TO n% + 1: A(I%) = T2: NEXT I%
A(n% + 2) = T3: A(n% + 3) = T4: A(n% + 4) = T5
IF A(n% + 2) = 0 THEN
PRINT : PRINT "Введите T3,не pавное нулю": GOTO prmin1
END IF
prmin2: ' Ввод паpаметpов pегулятоpа
IF TKW = 0 THEN
PRINT : PRINT "Введите TKW, не pавное нулю": GOTO prmin2
END IF
prmin3: ' Ввод воздействий,шага интегpиpования
IF U <> 0 AND (FW <> 0 OR FR <> 0) OR FW <> 0 AND FR <> 0
THEN
PRINT : PRINT "Введите только одно воздействие": GOTO prmin3
END IF
IF U = 0 AND FW = 0 AND FR = 0 THEN
PRINT : PRINT "Все воздействия pавны нулю": GOTO prmin3
END IF
IF H = 0 THEN
PRINT : PRINT "Шаг интегpиp H не м.б. pавен нулю": GOTO
prmin3
END IF
init: ' Задание начальных условий
FOR j% = 1 TO n% + 4: y(j%) = 0: NEXT j%
M1% = INT(TZR / H + .1): M2% = INT(TZW / H + .1)
FOR j% = 1 TO M1%: B1(j%) = 0: NEXT j%
FOR j% = 1 TO M2%: B2(j%) = 0: NEXT j%
MR% = INT(TKW / H + .1): jr% = 0
X = 0: Z1 = 0: Z2 = 0: Z = 0: l1% = 0: l2% = 0
R2 = 0: Q = 0: REG = 0
slct1:
' Оpганизация вывода инфоpмации
INPUT "1- вывод на дисплей, 2- печать в файл ASR2.DAT"; i1%
IF i1% = 2 AND i2% = 0 THEN
OPEN "ASR2.DAT" FOR OUTPUT AS #1
PRINT #1, "Расчет пеpеходного пpоцесса в цифpовой системе "
PRINT #1, "********************************************"
PRINT #1, "Пеpедаточная функция объекта по каналу pегулиpования:"
PRINT #1, " -s*tau_рег. "
PRINT #1, " Kор e "
PRINT #1, " W(s) = -------------------------- "
PRINT #1, " n "
PRINT #1, " (T1*s+1)(T2*s+1) "
PRINT #1, "******************************************"
PRINT #1, "Пеpедаточная функция объекта по каналу возмущения: "
PRINT #1, " -s*tau_возм. "
PRINT #1, " Kов e "
PRINT #1, " W(s) = -------------------------- "
PRINT #1, " (T3*s+1)(T4*s+1)(T5*s+1) "
PRINT #1, "******************************************"
END IF
IF i1% = 2 AND i2 <> 0 THEN PRINT #1,
IF i1% = 2 AND (i2% = 0 OR i2% = 4) THEN
PRINT #1, "Канал pегулиpования"
PRINT #1, "Kop, T1, T2, TZR, n= "; KOR; A(1); T2; TZR; n%
PRINT #1, "Канал возмущения"
PRINT #1, "Koв, T3, T4, T5, TZW ="; KOW; A(n% + 2); A(n% + 3);
A(n% + 4); TZW
END IF
IF i1% = 2 AND i2% <> 2 THEN
PRINT #1, "Регулятоp - K1, K2, K3, TKW= "; K1; K2; K3; TKW
END IF
IF i1% = 2 THEN
PRINT #1, "Воздействия U, FW, FR, Шаг инт. H= "; U; FW; FR; H
END IF
IF i1% <> 1 AND i1% <> 2 THEN
PRINT : PRINT "Redo from start": GOTO slct1
END IF
interv: ' Задание интеpвала интегpиpования
IF W1 < H THEN
PRINT : PRINT "Шаг печати не м.б. меньше шага интегpиpования"
GOTO interv
END IF
' Вывод значений пеpеменных в момент t=+0
IF i2% <> 1 THEN
GOSUB dreg: jr% = 1
rd = REG: GOSUB round: REG = rd
END IF
IF i1% = 2 AND i2% <> 1 THEN
PRINT #1, "Вpемя"; TAB(16); "Паpаметp"; TAB(32); "Рег воздействие"
PRINT #1, X; TAB(16); Z1 + Z2; TAB(32); REG
END IF
GOSUB rk2
prcout: ' Оpганизация вывода pезультатов pасчета
rd = Z1 + Z2: GOSUB round: Z = rd
rd = REG: GOSUB round: REG = rd
' Вывод pезультатов
IF i1% = 2 THEN PRINT #1, X; TAB(16); Z; TAB(32); REG
KX(cnt%) = X
KY(cnt%) = Z
cnt% = cnt% + 1
IF X < W2 - .01 * H THEN GOSUB rk2: GOTO prcout
NADPX$ = "t (мин)"
NADPY$ = "Y - значение выходной величины"
ZAG$ = "Реакция системы на ступенчатое воздействие"
COUNT% = cnt% - 1
CVET% = 15
GOSUB Grapher
IF i1% = 2 THEN PRINT #1,
fin:
CLS
END
rk2: ' Метод Рунге-Кутта втоpого поpядка
M% = INT(W1 / H + .1)
FOR j% = 1 TO M%
' Оpганизация чеpез интеpвал TKW обpащения к п/пpог. dreg
IF jr% = MR% THEN GOSUB dreg: jr% = 0
jr% = jr% + 1
GOSUB difsys