Регулирование параметров состава и качества
Техническое обеспечение АСУТП составляет комплекс технических средств: 1) средство получения информация о текущем состоянии объекта. 2) УВК Как элемент технических средств. 3) Технические средства для функции локальной системы автоматизации. 4) Исполнительное устройство непосредственно реализующая управляющее воздействие на ТОУ В комплекс технических средств также входит в механические средства автоматизации и составы электронные ветви ГСП ( государственная система приборов и средств автоматизации). (-) Необходимость избыточного числа элементов АСУТП Для обеспечения надежности. Большие затраты на кабельную продукцию Техническая структура АСУТП Внедрение микропроцессорной техники способствует созданию распределенных АСУТП рождённых наряд автономных систем. Каждая из-под система способна решать конкретную задачу. Данный тип АСУТП обладает рядом достоинств: 1) возможность получения высоких показателей надежности всей системы за счет расщепление функций АСУТП с возможностью дополнительного взаимного резервирования под систем через сеть. 2) Применение более надежных средств микро электронной вычислительной техники. 3) Большой гибкостью и модернизации и композиции технического и программного обеспечения. Программное обеспечение делится на общее и специальное. Общее — идёт вместе с компьютером. Специальное — задачи в обработке алгоритмов сбор, обработка и представление информации. 2) алгоритмы управления с математическими моделями в соответствующих объектов управления. 3) Алгоритмы локальной автоматизации. В задачи АСУТП входит реализация ряда информационных обменов. Включающих: Организационное обеспечение: наличие документации(документированные процедуры) Различают два режима функционирования АСУТП Комбинированный-супервизорный Режим непосредственного цифрового управления. В целом создание АСУТП включает 5 стадий: 1) техническое задание 2) технический проект 3) рабочий проект 4) внедрение АСУТП 5) анализ функционирования АСУТП Примечание: в зависимости от сложности проектор отдельной стадии могут быть или дополнены или сокращены. второе примечание: в зависимости от сложности технического задания возможно проведение предпроектных научных исследований Наличие нескольких вариантов решения задачи или сами задачи имеют неопределенность решение проводится исследование локального плана( исследование подзадач) для последующего масштабирование и дополнения информационной структуры технического задания. Успешность реализации проекта на 60% зависит от проработанности самого задания. Поэтому обсуждение результатов с протоколирования снижает ответственность с исполнителя Но делает работу более бюрократезиванной. Наиболее трудоемкой задачи на этом предпроектномнир является построение математических моделей. Струтктурные схемы объекта регулирования Структурные схемы объектов регулирования Один из этапов проектирования систем регулирования Технологических процессов это выбор структуры системы и расчет оптимальных параметров регулятора. И структуры системы и параметров регуляторов определяется свойствами технологического процесса, как объект регулирования. Любой технологический процесс как объект регулирования характеризуется следующими основными группами переменных: 1) переменные характеризующие составные процессы - у 2) последовательность выбора системы автоматизации. Общая задача управления ТП формулируется как задача максимальный И минимальный некоторого критерия ( себестоимость, энергозатраты, прибыль) при выполнении ограничений на технологические параметры накладывается регламентом. Весь процесс разбивает на отдельные участки, которые характеризуются сравнительно небольшим числом переменных. Данные участки совпадают с технологическими стадиями для которых формируются свои подзадачи управления. 1) Возмущение допускающие стабилизацию - Независимый технологические параметры, которые могут испытывать существенные колебания, но при наличии системы управления стабилизируется. 2) Контролируемое возмущение - возмущение, которым можно измерить, но не получится стабилизировать ( расход питания, температура окружающей среды и так далее) В этом случае потребуется применение либо замкнутых по основному показателю регулирование, либо комбинированных систем, в которых качество регулирования повышается путем динамической компенсации возмущения. 3) выходные переменные - регулируемые координаты, в качестве которых выбирают технологические параметры измерения которых свидетельствует о нарушение материального или теплового баланса в аппарате. Таким параметрам относят уровень жидкости, как показатель баланса по жидкой фазе, давление, температура, концентрация и так далее. 4. Неконтролируемые возмущение - возмущение, которое невозможно либо нецелесообразно измерять непосредственно. Падение активности катализатора. Изменения коэффициентов тепло и массопередачи и так далее. Наличие таких возмущений требует обязательного применения замкнутых по основному процессу САР по контролируемым параметрам. Регулирование основных технологических параметров. 1) Регулирование расхода, соотношение расходаю Применяет один из трёх способов. 1) Дросселирование потока вещества через регулирующий орган устанавливаемый на трубопровод ( клапан, шибер, заслонка) 2) изменение напора, с помощью регулируемого источника энергии ( изменение числа оборотов двигателя) 3) байпасирование - переброс избытка вещества из основного трубопровода в обводную линию. Рассмотрим схемы регулирования расходов: 1) после центробежного насоса. 2) Посредством байпасирования 2 Регулирование расхода сыпучих веществ 1) производится путем открытия регулирующей заслонки на выход из бункера 2) изменением скорости ленты транспортера. Измерителем расходы является взвешивающее устройство 3 Регулирование уровня. Уровень является костным показателям гидродинамического равновесие в аппарате. Постоянство уровня свидетельствует о соблюдении материального баланса, когда приток жидкости равен стоку и скорость изменения уровня равна нулю. В общем случае изменения уровня можно описать уравнением вида: В зависимости от требуемой точности поддержания уровня применяют один из двух способов поддержания уровня: 1) позиционное регулирование — предполагает установку счетчиков предельного значения уровня то есть жидкость может быть в пределах от нижнего до верхнего значения. Также системы регулирования устанавливают на сборниках жидкости или промежуточных емкостях. 2) непрерывное регулирование и котором обеспечивается стабилизация уровня назад назначении. Сложность измерения уровня прямым способом заключается в следующем: 1) агрессивное состав сред. 2) Изменение условий измерения уровня. Регулирование производится по соотношению расходов жидкости на входе и выходе с коррекцией по уровню. Отключение корректирующего контура LC приводит к накоплению ошибки. Вследствие наличия в реальных условиях рассогласование погрешности по регулированию жидкости на входе и выходе, и интегрирующих свойств в системном объекте. Наличие корректирующего контора позволяет исключить накопление ошибки и одновременно увеличить надежности системы. Примечание: В случае, когда гидродинамические процессы в аппарате сопровождаются фазовыми превращениями, можно регистрировать уровень например изменением подачи теплоносителя ( хладагенa). В таких аппаратах уровень взаимосвязан с другими параметрами например давлением. Поэтому требуется комплексное рассмотрение всего процесса. Особые задачи это поддержание уровня с кипящим слоем зернистого материала. Устойчивое поддержание уровня кипящего слоя возможно в очень узких пределах соотношение расхода газа и массы слоя . В противном случае может наблюдаться режим износа слоя или его оседание Поэтому к точности регулирование кипящего слоя предъявляются высокие требования и в качестве регулирующих воздействий используют расход зернистого материала на входе или выходе аппарата, или расход газа на ожижение слоя. Регулирование давления. Давление - показатели соотношения расходов газовой фазы на входе и выходе аппарата. Постоянство давления свидетельствует о соблюдении материального баланса по газовой фазе. Обычно давление или разрежение в технологической установки стабилизирует в первом аппарате, А по всей схеме соответствует гидравлическому сопротивлению линии и аппарата. Например в многокорпусной выпарной установки стабилизирует разрежение в последнем выпарном аппарате. В остальных аппаратах при отсутствии возмущение устанавливается разрежение определяемая условиями материального и теплового балансов. Регулирование температуры. Температура является показателем термодинамического состояния системы и используется как выходная координата при регистрации тепловых процессов. Динамические характеристики зависит от физико-химических параметров процесса и конструкции аппарата, поэтому общие рекомендации по выбору автоматической системы регулирования температуры формулировать Нива требуется анализ конкретного процесса. Основной особенностью автоматической системы регулирования температуры считается значительная инерционность тепловых процессов и промышленных датчиков температур. Основной задачей является снижение инерционности процесса изменения температуры. Рассмотрим один из классических полимеров, а именно динамические характеристики термометров в защитном чехле. Если пренебречь тепловыми сопротивлениями каждого слоя, то все элементы можно аппроксимировать и периодическими звеньями первого порядка. Таким образом для уменьшения инерционности процесса измерения температуры следующем: 1) повысить коэффициент теплоотдачи от среды К числу, в результате правильного выбора места установки датчика. При этом скорость движения среды должна быть максимальной. При прочих равных условиях предпочтительно установка термометра в жидкой фазе или в Концентрирующемся паре. 2) уменьшение теплового сопротивления к тепловой емкости защитного чехла. Путем подбора его материала и толщины. 3) Уменьшение постоянные времени, уменьшение воздушной прослойки за счёт применения наполнителей с жидкостью ( металлическая стружка). У электрических преобразователей термопар рабочий слой припаивается к защитному чехлу. 4) Выбор типа первичного преобразователя например при выборе термометров сопротивление , термопара или манометрического термометра. Наименьший инерциальной Стью обладает термопара. Регулирование PH. Разделяют на два типа: 1) скорость изменения PH невелика, но при этом пределы колебаний имеют большие значения. В данном случае применяют эдсон и системы регулирования с поддержанием pH в заданных пределах. 2) pH на заданном значении ( в процессе нейтрализации) Применяют непрерывные ПИ или ПИД регуляторы. Вообще особенностью объектов является нелинейной их статических характеристик связанная с нелинейной зависимостью pH от расхода элементов. На рисунке показана кривая титрование характеризующая зависимость pH от расхода кислоты На Первом участке объект своей характеристикой приближается к реальному объекту. Это означает, что коэффициент уменьшения регулятора крайне мал и как правило выходит за пределы настроек промышленных регуляторов. Сам процесс нейтрализации проходят практически мгновенно. Динамические характеристики определяются процессом смешивания, то есть могут быть представлены дифференциальными и уравнений порядка с запаздываниями. При этом Чем меньше постоянная времени аппарата, тем сложнее обеспечить устойчивое регулирование процессов так как начинает сказываться инерционность приборов и регуляторов также сказывается запаздывания в импульсных линиях. В данном случае применяют специальные системы регулирования pH с двумя регулирующими клапанами клапан 1 обладающий большим условным диаметром служит для грубого регулирования расхода и настроен на конический диапазон изменения выходного сигнала регулятора. клапан 2 служит для точного регулирования расчёта на меньшую пропускную способность и настроен таким образом, что при повышении pH Он полностью закрыт, при снижении кислотности полностью открыт. Реализация регулирование выполнена с применением кусочно-линейной аппроксимации статической характеристики объекта при регулировании pH. В зависимости от рассогласования Phвключается в работу один из регуляторов (R0,R1,R2) Настроенные на соответствующий коэффициент усиления объекта.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Регулирование параметров состава и качества
Процессов химической технологии большую роль играет точное поддержание качественных параметров продуктов: концентрация вещества, вес, расход, и т.д.
Ряд из этих параметров сложно измерить в частности для отдельных параметров требуется, например, химический анализ, что увязано с длительным периодом, время на выполнение самого по себе химического анализа.
Дискретный характер измерения отдельных параметров связанный с длительным периодом ожидания результата приводит к дополнительным запаздываниям, снижению динамической точности регулирования, а в ряде случаев неустойчивом режиме работы. С целью уменьшить нежелательное влияние задержки измерения используют модель связи качества продукта с переменными, которые измеряются. В данном случае одним из рациональных способов регулирования качества является регулирование по косвенному вычисляемому показателю. С уточнением алгоритма его расчета, по данным прямых анализов. В промежутках между измерениями показатель качества продукта может быть рассчитан экстраполяцией ранее измеренных значений (восстановление функции за пределами заданного значения) интерполяция - внутри заданного значения.
Аппроксимация - примерная функция.
Первое слагаемое отражает зависимость значений (П(t1))от непрерывной измеряемых процессов и величин, динамический с ними связанных, например производных.
Второе от экстраполирующего фильтра,
для повышения точности регулирования состава и качества применяются приборы с устройством автоматической калибровки. В этом случае система управления производит периодическую калибровку анализаторов состава, корректируя их характеристики.
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 712; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!