Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Классификация объектов регулирования





Объекты регулирования различают по следующим признакам.

1. По количеству регулируемых величин:

- простые (одномерные), например, температура в печи;

- многомерные, например, станок – скорость подачи резца, скорость и движение детали и т.п.

2. По изменению характеристик объекта регулирования во времени:

- стационарные (обработка на станке одинаковых деталей);

- нестационарные

3. По количеству емкостей объекта регулирования:

- безъемкостные (трубопроводы);

- одноемкостные (бак с жидкостью) В этих объектах регулирования нарушение равновесия между подачей и потреблением вызывает изменение регулируемой величины во всех точках емкости одновременно;

- многоемкостные (холодильник, тепловая завеса). Две или более емкости, разделенные термическими, гидравлическими или электрическими сопротивлениями (преградами).

Параметры объектов регулирования

Нагрузка – количество энергии или вещества, которое расходуется в этом объекте для проведения заданного технологического процесса (электрическая энергия на нагревание печи; количество топлива, подаваемого к горелкам и т.п.).

Значительные колебания нагрузки ведут к изменению регулируемого параметра «Х». Чем медленнее изменяется нагрузка и чем меньше ее диапазон, тем легче регулировать объект (чем меньше изменяется количество топлива, тем легче регулировать температуру в печи).

Емкость (С) – запас накопленной энергии или вещества (тепло в кладке печи). Емкость зависит от размеров объекта регулирования. В объекте большей емкости регулируемая величина Х при возмущении меняет свое значение медленнее, а регулирование протекает более устойчиво (уровень воды в баке → чем больше вместимость, тем меньше изменяется уровень воды при изменении прихода или расхода).



Коэффициент емкости (Кс)–количество энергии или вещества, которое необходимо подвести к объекту регулирования или отвести от него, для того, чтобы изменить регулируемую величину Х на единицу измерения :

 

Кс = С / Х (13.1)

 

Этот коэффициент может быть постоянным или переменным.

Чувствительность к возмущению (υ) – величина, обратная Кс

Самовыравнивание – способность самостоятельно, без участия регулятора, входить в новый, статический режим работы (если уменьшить напряжение, то нагревательные элементы будут меньше нагревать печь, температура в печи уменьшится и достигнет нового установившегося значения).

Если объект обладает самовыравниванием, то он называется статическим.

Другие объекты относятся к астатическим. В них регулирование выполнить очень сложно.

Степень самовыравнивания (ρ) - способность к самовыравниванию характеризуется

ρ = dq / dx0 (13.2)

где dq – относительная разность между приходом и расходом вещества или энергии;

dx0 = Х / Хн – относительное значение регулируемой величины;

Х – текущее значение регулируемой величины;

Хн – номинальное значение регулируемой величины.

 

Чем выше ρ тем меньше время переходного процесса (τпп) и выше качество объекта регулирования

 

Инерционность – способность к замедлению накапливания или расходования энергии (вещества) из-за наличия сопротивлений.

Запаздыванием называется отставание регулируемой величины от изменения расхода (накапливания) энергии (вещества).

Запаздывание характеризуется временем полного запаздывания (τп):

 

τп = τт + τе (13.3)

где τт - транспортное запаздывание – время, в течение которого регулируемая величина не изменяется, несмотря на изменение регулирующего воздействия (в печи не все углы прогреваются сразу).

Чем ближе первичный преобразователь (регулятор) к объекту регулирования, тем меньше τт.

Чем больше нагрузка (количество электроэнергии), тем меньше τт.

Чем больше емкость (объем) объекта регулирования, тем больше τт.

 

Емкостное запаздываниеτе определяется как интервал времени, затрачиваемый на преодоление межъемкостного сопротивления. Величина емкостного запаздывания зависит от сопротивления (гидравлического, механического) между емкостями.

 

Чем больше количество последовательно включенных емкостей, тем больше τе.

 

Время разгона (τа) – время, в течение которого регулируемая величина Х изменяется от нуля до заданного значения при мгновенном 100% изменении регулирующего воздействия Y (скачка) и последующем постоянстве его воздействия.

Время разгона является мерой инерционности объекта и увеличивается при увеличении емкости объекта регулирования.

Для определения времени разгона составляют кривую разгона, которая показывает изменение регулируемой величины Х во времени .

τо – момент подачи регулирующего воздействия Y;

τа – момент достижения регулируемой величины Х максимального (заданного) значения).

τа = ηТ (13.4)

 

где η – коэффициент нагрузки объекта регулирования;

η = нагрузка объекта в данном режиме / максимальная нагрузка.

Т – постоянная времени объекта регулирования;

Постоянная времени объекта (Т) – время разгона при отсутствии самовыравнивания. Для определения постоянной времени объекта по кривой разгона проводят касательную к кривой разгона из начальной точки этой кривой до установившегося значения Х.

Т = 1 / υρ (13.5)

где ρ – степень самовыравнивания объекта регулирования;

υ – чувствительность объекта регулирования .

Чем больше постоянная времени объекта, тем хуже объект поддается регулированию.

Чем больше число емкостей объекта, тем больше постоянная времени объекта .

Определение основных свойств объектов регулирования

Для определения свойств объекта регулирования используют следующие методы:

- метод импульсных возмущений;

- частотный метод;

- статический метод;

- метод прямоугольной волны;

- метод переходных характеристик (метод кривых разгона)

Все методы основаны на изучении поведения объекта при возмущениях различного вида. Наиболее широко используют последний метод.

Все эти параметры позволяют судить о динамических свойствах объекта регулирования и, на их основании выбирается регулятор и параметры настройки для обеспечения высоких качественных показателей системы.

Автоматические регуляторы

Автоматическим регулятором называется комплекс устройств, предназначенных для измерения регулируемой величины, сравнения ее с заданной величиной и оказания регулирующего воздействия на технологический процесс для устранения выявления отклонения.

Автоматический регулятор состоит из следующих элементов:

- чувствительного (измерительного) элемента – датчика;

- управляющего устройства;

- исполнительного механизма;

- регулирующего органа.

 

Автоматические регуляторы классифицируются по следующим признакам:

По способу действия на регулирующий орган:

- прямого действия;

- косвенного действия;

По виду вспомогательной энергии (только для регуляторов косвенного действия):

- гидравлические;

- пневматические;

- электрические;

- комбинированные.

По роду действия (по виду управляющего воздействия на регулирующий орган):

- непрерывного действия;

- дискретного действия;

По виду регулируемой величины:

- температуры;

- давления;

- расхода;

- уровня и т.п.;

По конструкции:

- приборные - исследуемый сигнал поступает на прибор, регистрируется и преобразуется в сигнал управления, (автоматические потенциометры, логометры, мосты и т.п.)

- аппаратного типа, который только выдает управляющие сигналы - агрегатного типа, который сравнивает сигнал, поступающий от датчика и задающего устройства и формирует на их базе выходной сигнал.









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2019 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.