Кирюшин О.В. Управление техническими системами
Подождите немного. Документ загружается.
Задание № 1. X = 0,15 кг/см
2
; Y = 24 С; = 1 мин
t
,
мин 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Y 0,0 4,4 8,8 12,8 16,0 18,8 21,0 22,2 23,8 24,0
Задание № 2. X = 15 кПа; Y = 150 мм;
зап
= 0,15 мин
t
,
мин 0,00 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,75 2,00 2,25 2,50 2,75 3,00
Y 0 9 20 34 52 79 108 124 136 143 148 149,7 150
Задание № 3. X = 90 м
3
/час; Y = 45 С;
зап
= 0,1 мин
t
,
мин 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Y 0,0 5,5 16,0 25,5 31,5 35,0 38,0 40,0 41,7 43,0 43,8 44,5 45,0
Задание № 4. X = 0,25 кг/см
2
; Y = 8 С;
зап
= 1 мин
t
,
мин 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Y
0,00 0,10 1,30 2,75 3,90 4,90 5,70 6,30 6,70 7,20 7,50 7,70 7,85 7,95 8,00 8,00
Задание № 5. X = 0,5 кг/см
2
; Y = 36 С;
зап
= 1 мин
t
,
мин 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Y 0 4,0 8,3 12,8 16,5 19,2 21,3 23,3 25,0 27,0 28,5
t
,
мин 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
Y 30,0 30,8 31,7 32,4 33,0 33,6 34,1 34,7 35,0 35,5 36,0
Задание № 6. X = 0,1 кг/см
2
; Y = 7 С;
зап
= 0,35 мин
t
,
мин 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Y 0,3 1,1 2,4 3,6 4,45 5,1 5,7 6,2 6,5 6,75 6,9 7,0
Задание № 7. X = 0,25 кг/см
2
; Y = 7,5 С;
зап
= 0,5 мин
t
,
мин 0 0,5 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
Y 0 0 0,3 0,9 2,3 4 4,9 5,6 6,1 6,6 6,9 7,2 7,4 7,5 7,5 7,5 7,5
Задание № 8. X = 0,055 кг/см
2
; Y = 0,149 %;
зап
= 40 сек
t
,
мин 0 20 50 80 110 140 170 200 230 260
Y 0 0,009 0,032 0,060 0,089 0,116 0,130 0,141 0,149 0,149
Задание № 9. X = 0,2 кг/см
2
; Y = 23 С;
зап
= 0,5 мин
t
,
мин 0 1 2 3 4 5 6 7 8
Y 0 0,6 1,8 3,6 5,8 8,2 11,2 14 16,4
t
,
мин 9 10 11 12 13 14 15 16
161
Y 18,2 20,2 21,4 22 22,4 22,6 22,8 23
Задание № 10. X = 0,2 кг/см
2
; Y = 30 С;
зап
= 1 мин
t
,
мин 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Y 0 2 5 8 10 12 15 18 25 27 30 30 30
Задание № 11. X = 0,3 кг/см
2
; Y = 7,0 С;
зап
= 0,2 мин
t
,
мин 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2
Y 0 0,42 1,33 2,31 3,43 4,55 5,46 6,02 6,44 6,72 6,86 7,00
Задание № 12. X = 0,25 кг/см
2
; Y = 50 С;
зап
= 2 мин 45 сек
t
,
мин 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Y 0 1 5 13 21 30 36 41 45 48 49 50 50
Задание № 13. X = 0,08 кг/см
2
; Y = 6 С;
зап
= 2 мин
t
,
мин 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Y 0 0,3 0,9 2 3,2 3,9 4,4 4,8 5,1 5,3
t
,
мин 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Y 5,5 5,7 5,8 5,85 5,9 5,93 5,97 5,99 6 6
Задание № 14. X = 0,15 кг/см
2
; Y = 3,8 т/час;
зап
= 3 мин
t
,
мин 0 9 15 21 27 33 39 45 51 57 63 69 75 78
Y 0 0,65 2,23 2,85 3,2 3,4 3,53 3,62 3,67 3,72 3,75 3,77 3,79 3,8
Задание № 15. X = 0,2 кг/см
2
; Y = 22,6 С;
зап
= 30 сек
t
,
мин 0 1 2 3 4 5 6 7
Y 0 2,2 6 9,2 11,6 13,8 15,7 17,5
t
,
мин 8 9 10 11 12 13 14
Y 19,1 20,4 21,3 21,9 22,3 22,5 22,6
Задание № 16. X = 0,1 кг/см
2
; Y = 5,5 С;
зап
= 0,55 мин
t
,
мин 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Y 0 0,133 0,7 2,2 3,733 4,62 5,0 5,23 5,34 5,4 5,43 5,47 5,5
Задание № 17. X = 0,3 кг/см
2
; Y = 6,5 С;
зап
= 1 мин
t
,
мин 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Y 0 0,5 1,6 3,0 4,3 5,2 5,6 6,0 6,2 6,35 6,45 6,5
162
163
Приложение 4. Практические задания по теме
«Разработка функциональных схем автоматизации»
Общее задание
По заданной упрощенной функциональной схеме автоматизации
построить полную схему, выбрать средства автоматизации с учетом
указанных технологических параметров.
Результаты оформляются в виде расчетно-графической работы на
листах формата А4, включающей чертеж схемы, спецификацию и краткое
описание выбранных приборов.
На схемах обозначены D
у
- диаметр трубопровода для подбора клапанов
и диафрагм; Р - перепад давления на сужающем устройстве, См - смеситель.
Варианты заданий
Вариант 1. Рис. П4.1, а. Т = 70 3 С, L = 1,5 0,5 м, Т
min
= 40 С, D
у
= 50
мм, Р = 0,6 МПа.
Вариант 2. Рис. П4.1, б. Р = 0,12 0,005 МПа, P
max
= 0,14 МПа,
Т = 185 5 С, D
у
= 100 мм.
Вариант 3. Рис. П4.1, в. Т = 250 5 С, L = 1,8 0,3 м, Т
max
= 270 С,
D
у
= 100 мм.
Вариант 4. Рис. П4.1,г. Т = 170 3 С, F = 50 0,5 м
3
/час, Т
max
= 180 С,
Т
min
= 150 С, D
у
= 100 мм, Р = 0,5 МПа, Р = 6 МПа.
Вариант 5. Рис. П4.1, д. Р = 0,8 0,01 МПа, L = 1,0 0,2 м, L
min
= 50 %L,
L
max
= 80 %L, D
у
= 50 мм, T = 50 C.
Вариант 6. Рис. П4.1,е. Т = 350 8 С, L = 1,5 0,4 м, L
min
= 40 %L,
L
max
= 70 %L, D
у
= 100 мм, Р = 0,3 МПа.
Вариант 7. Рис. П4.2, а. P = 0,2 0,001 МПа, P
min
= 0,19 МПа, D
у
= 100 мм,
Т
1
= 40 1 С, Т
2
= 45 1 С, Т
3
= 50 1 С, Т
4
= 55 1 С, Т
5
= 60 1 С.
Вариант 8. Рис. П4.2, б. F
T
= 20 0,8 м
3
/час, Р = 0,3 КПа, Р
Т
= 0,11 МПа,
D
уТ
= 50 мм, F
В
= 150 0,9 м
3
/час, Р = 0,3 КПа, D
уВ
= 100 мм,
Т = 750 10 С.
Вариант 9. Рис. П4.2, в. Т = 20 С, F = 200 20 м
3
/час, Р
min
= 2,3 КПа,
D
у
= 200 мм, Р = 2,4 0,1 МПа, Р = 6,3 КПа.
Вариант 10. Рис. П4.2, г. Т = 300 20 С, F = 140 м
3
/час, F
min
= 125 м
3
/час,
D
у
= 50 мм, Р = 5 МПа, Р = 10000 Па.
164
Вариант 11. Рис. П4.2,д. Т = 850 20 С, F
Т
= 50 0,5 м
3
/час, Т
max
= 900 С,
D
у
= 50 мм, Р = 0,15 МПа, Р = 10 КПа.
Вариант 12. Рис. П4.2, е. Т = 350 15 С, L = 1,0 0,2 м, L
min
= 40 %L,
D
у
= 50 мм, Р = 0,11 МПа
Вариант 13. Рис. П4.3,а. Т = 350 10 С, F = 180 5 м
3
/час, Т
min
= 330 С,
Т
max
= 370 С, D
у
= 150 мм, Р = 2,5 МПа, Р = 10 КПа.
Вариант 14. Рис. П4.3, б. F = 100 5 м
3
/час, F
max
= 110 м
3
/час, D
у
= 100 мм,
Р = 0,1 0,01 МПа, Р = 630 Па.
Вариант 15. Рис. П4.3,в. Т = 80 5 С, Т
max
= 100 С, D
у
= 200 мм,
Р = 0,8 0,08 МПа, Р
min
= 0,6 КПа.
Вариант 16. Рис. П4.3,г. Т = 210 5 С, F = 200 10 м
3
/час, Т
min
= 180 С,
D
у
= 250 мм, Р = 0,5 МПа, Р = 6,3 КПа.
Вариант 17. Рис. П4.3,д. Т = 40 С, Р = 0,8 0,004 МПа, Р
min
= 0,75 КПа,
D
у
= 100 мм, F = 120 м
3
/час, Р = 10 КПа.
Вариант 18. Рис. П4.3,е. F = 250 10 м
3
/час, F
min
= 230 м
3
/час, D
у
= 200 мм,
Р = 0,15 0,001 МПа, Р = 1 КПа.
Вариант 19. Рис. П4.4,а. F = 60 3 м
3
/час, F
max
= 63 м
3
/час, D
у
= 50 мм,
Р = 4 0,5 МПа, Р = 6,3 КПа.
Вариант 20. Рис. П4.4,б. Т = 240 С, L = 1,2 0,1 м, L
max
= 0,8 L,
D
у
= 100 мм, Р = 0,6 0,01 МПа,
Вариант 21. Рис. П4.4,в. Т = 80 5 С, F
А
= 40 0,5 м
3
/час,
F
Б
= 40 0,5 м
3
/час, Т
max
= 85 С, D
уА
= D
уБ
= 50 мм, Р = 0,1 МПа.
Вариант 22. Рис. П4.4,г. Т = 210 10 С, Р
min
= 0,75 КПа, D
у
= 100 мм,
Р = 0,8 0,08 МПа.
Вариант 23. Рис. П4.4,д. Р = 2 МПа, F = 140 10 м
3
/час, Т
min
= 330 С,
D
у
= 100 мм, D
у.топл.
= 50 мм, Т = 350 10 С, Р = 10 КПа.
Вариант 24. Рис. П4.4,е. Т = 150 С, F = 70 0,5 м
3
/час, Р
min
= 1,4 МПа,
D
у
= 50 мм, Р = 1,5 0,2 МПа, Р = 0,4 КПа.
165
а) б)
в) г)
д) е)
Рисунок П4.1
166
LIRC
TIA
PIRA
TIRC
TIRA
LIRC
FIRC
TIRA
LIRA
PIRC
TRC
LIRA
а) б)
в) г)
д) е)
Рисунок П4.2
167
PIRC
TIR
T
5
T
4
T
3
T
2
T
1
FIRC
TIRA
воздух
топливо
FIRC
TIRA
воздух
топливо
PIRA
FIRC
TIR
FIRCA
LIRCA
TIR
а) б)
в) г)
д) е)
Рисунок П4.3
168
PIRCA
TIRA
PIRA
FIRC
TIRA
FIRC
L
H
PIR
H
FIRCA
L
FIRC
TIRA
FIRA
PIRC
а) б)
в) г)
д) е)
Рисунок П4.4
169
FIR
L
TIRCA
PIRA
TIRC
FIRA
PIRA
PIR
LIRCA
Б
А
Cм
FFIRC
TIRA
L
FIRC
PIRA
СОДЕРЖАНИЕ
С.
Введение 3
Часть 1. Теория Автоматического Управления (ТАУ) 4
1. Основные термины и определения ТАУ. 4
1.1. Основные понятия. 4
1.2. Классификация АСР. 9
1.3. Классификация элементов автоматических систем. 11
2. Характеристики и модели элементов и систем. 12
2.1. Основные модели. 12
2.2. Статические характеристики. 13
2.3. Временные характеристики. 14
2.4. Дифференциальные уравнения. Линеаризация. 15
2.5. Преобразования Лапласа. 17
2.6. Передаточные функции. 24
2.6.1 Определение передаточной функции. 24
2.6.2 Примеры типовых звеньев. 24
2.6.3 Соединения звеньев. 28
2.6.4 Передаточные функции АСР. 29
2.6.5 Определение параметров передаточной функции объекта
по переходной кривой. 32
2.7. Частотные характеристики. 33
2.7.1 Определение частотных характеристик. 33
2.7.2 Логарифмические частотные характеристики. 37
3. Качество процессов управления. 38
3.1. Критерии устойчивости. 38
3.1.1 Понятие устойчивости линейных систем. 38
3.1.2 Корневой критерий. 40
3.1.3 Критерий Стодолы. 41
3.1.4 Критерий Гурвица. 41
3.1.5 Критерий Михайлова. 43
3.1.6 Критерий Найквиста. 44
3.2. Показатели качества 46
3.2.1 Прямые показатели качества. 46
3.2.2 Корневые показатели качества. 47
3.2.3 Частотные показатели качества. 49
3.2.4 Интегральные показатели качества 49
3.2.4 Связи между показателями качества. 50
4. Настройка регуляторов. 50
4.1. Типовые законы регулирования. 50
4.2. Определение оптимальных настроек регуляторов. 54
170